高中化学 第一章 物质结构 元素周期律阶段复习 新人教必修2

阶段复习课第一章一、原子结构二、元素周期表和元素周期律三、化学键热点1原子结构角度

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构成原子或离子的微粒间的数量关系【例1】(2013·济南高一检测)是常规核裂变产物之一,可以通过测定大气或水中的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关的叙述中错误的是(

)A.的化学性质与相同B.的原子序数为53C.的原子核外电子数为78D.的原子核内中子数多于质子数【解析】选C。同位素原子的化学性质相同,故A正确;对原子来说,质子数=核电荷数=原子序数=核外电子数,故B正确,C错误;质子数为53,中子数为131-53=78,故D正确。【例2】核内中子数为N的R2+，质量数为A，则ng它的氧化物中所含质子的物质的量是()A.(A-N+8)molB.(A-N+10)molC.(A-N+2)molD.(A-N+6)mol【解析】选A。本题把质量数、中子数、质子数之间的关系延伸到物质的量这一领域，拓宽了微观粒子与宏观质量间的联系，丰富了物质的量计算的内容。R2+的质子数为(A-N)，氧化物RO的质子数为(A-N+8)，RO的摩尔质量为(A+16)g·mol-1，所以ng氧化物RO所含质子的物质的量为(A-N+8)mol。【名师点拨】微粒的表示方法及相关数量关系(1)质子数(Z)+中子数(N)=质量数(A)=原子的近似相对原子质量(2)原子的核外电子数=核内质子数=核电荷数(3)阳离子核外电子数=核内质子数-阳离子所带电荷数(4)阴离子核外电子数=核内质子数+阴离子所带电荷数角度

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核素、同位素的判断【例3】我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素与的说法正确的是()A.与互为同位素B.与的质量数相同C.与是同一种核素D.与

的核外电子数和中子数均为62【解析】选A。本题考查同位素的相关概念及原子结构中质子数、中子数、质量数的关系。A项，与为同一种元素，二者互为同位素，A正确；二者中子数不同，质子数相同，质量数不同，B错误；二者属于不同核素，C错；二者的核外电子数相同，但中子数不同，D错。【例4】简单原子的原子结构可用下图表示方法形象表示：其中表示质子或电子,表示中子,则下列有关①②③的叙述中正确的是(

)A.①②③互为同位素B.①②③互为同素异形体C.①②③是三种化学性质不同的粒子D.①②③具有相同的质量数【解析】选A。从①②③图示可以看到三者的本质特征：质子数都相同,但中子数不同,因此它们互为同位素。【名师点拨】核素、同位素辨析(1)核素可用(A为质量数、Z为质子数)来表示，一般核素就是一种原子。(2)只有确定了质子数和中子数才能确定核素，例如各为一种核素。(3)不能把质量数作为判断核素种类的标准，例如是两种不同的核素。(4)同位素的质子数一定相同，中子数一定不同，且原子核外电子层结构相同，化学性质基本相同。(5)同位素属于同一种元素，但不是同种原子，例如是三种不同的氢原子，都属于氢元素。热点2元素周期表及元素周期律角度1

元素性质的递变规律【例1】(2013·衡水高一检测)下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是(

)A.锂、钠、钾元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多B.第2周期元素从Li到F,非金属性逐渐增强C.因为Na比K容易失去电子,所以Na比K的还原性强D.O与S为同主族元素,且O比S的非金属性强【解析】选C。Li、Na、K为同主族元素,随核电荷数的增加,电子层数依次增多,金属性逐渐增强,故Na比K难失电子,Na的还原性比K弱,A正确,C错误;同周期元素,随核电荷数的递增,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,B正确;同主族元素,自上而下非金属性逐渐减弱,D正确。【例2】(2013·浙江高考)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则下列说法中正确的是(

)A.钠与W可能形成Na2W2化合物B.由Z与Y组成的物质在熔融时能导电C.W得电子能力比Q强D.X有多种同素异形体,而Y不存在同素异形体XYZWQ【解析】选A。根据五种元素在周期表中的位置,且X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,因此X核外电子数为2+4=6,为碳元素。则Y为氧元素,Z为硅元素,W为硫元素,Q为氯元素。Na与O可形成Na2O2,则Na与S可形成Na2S2,A正确。由Z和Y组成的物质为SiO2,熔融时不能导电,B错误。根据同周期元素性质的递变规律,Cl得电子能力比S强,C错误。X有多种同素异形体,如金刚石、石墨、C60等;Y可形成O2、O3等同素异形体,D错误。【名师点拨】同周期、同主族元素性质的变化规律

同周期(从左至右)同主族(从上至下)核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数相同逐渐增多原子半径逐渐减小逐渐增大化合价最高正价(+1→+7)(O,F除外),非金属负价=-(8-族序数)最高正价、负价相同,最高正价=主族序数(O,F除外)失电子能力逐渐减弱逐渐增强得电子能力逐渐增强逐渐减弱同周期(从左至右)同主族(从上至下)单质的氧化性、还原性氧化性增强、还原性减弱氧化性减弱、还原性增强最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性减弱,酸性增强碱性增强,酸性减弱气态氢化物的稳定性逐渐增强逐渐减弱角度2

元素“位、构、性”的关系推断【例3】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,且互不同族;其中只有两种为金属;X原子的最外层电子数与次外层电子数相等;X与W、Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9。单质Y和W都可与浓的NaOH溶液反应。请回答下列问题：(1)Y、Z、W的原子半径由小到大的顺序是

。(2)ZW2的电子式是

。(3)工业生产单质Y的原理是

(用化学方程式表示)。(4)X与Y化学性质相似,则X与浓的NaOH溶液反应的化学方程式是

。(5)0.1mol的单质W与50mL1.5mol·L-1的FeBr2溶液反应,则被氧化的Fe2+和Br-的物质的量之比是

。【解析】由X的最外层电子数与次外层电子数相等,且X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,确定X为Be,原子结构示意图为,由X与W的原子最外层电子数之和为9可知W的最外层电子数为7,可能为F或Cl。若W为F,则Y、Z是5号～8号元素中的2种,不可能为金属,即X、Y、Z、W中只有X为金属Be,与题目要求不符合,所以W为Cl,且Y、Z有一种为第3周期金属元素。考虑四种元素在不同主族,且Y、Z最外层电子数之和为9,Y单质可与NaOH溶液反应,可确定Y为Al、Z为S。因为还原性Fe2+>Br-,所以FeBr2溶液与Cl2首先发生反应2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-,再发生反应2Br-+Cl2====Br2+2Cl-。反应中数量关系如下：2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-1.5mol·L-1×

50mL×10-3L·mL-1

=0.075mol2Br-

+

Cl2

====

Br2+2Cl-0.0625mol×2

=0.125mol0.075mol×

=0.0375mol0.1mol-0.0375mol

=0.0625mol答案：(1)Cl<S<Al(2)(3)2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑(4)Be+2NaOH====Na2BeO2+H2↑(5)3∶5====电解冰晶石【名师点拨】元素推断题的常用推断方法(1)根据核外电子的排布规律。①最外层电子规律。最外层电子数(N)元素在周期表中的位置3≤N<8主族N=1或2第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦N>次外层电子数第2周期②“阴三阳四”规律。如果离子的最外层电子数与次外层相同,若为阴离子,该元素位于第3周期。若为阳离子,则位于第4周期——“阴三阳四”规律。③“阴上阳下”规律。电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周期,若电性不同,则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。(2)根据元素周期表结构与原子电子层结构的关系。①几个重要关系式。核外电子层数=周期数(对于大部分元素来说)。主族序数=最外层电子数=最高正价=8-|最低负价|。②部分主族元素在周期表中的特殊位置。族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。族序数等于周期数2倍的元素：C、S。族序数等于周期数3倍的元素：O。周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca、Tl。周期数是族序数3倍的元素：Na、Ba。最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：H、C、Si。最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。除H外,原子半径最小的元素：F。最高正价不等于族序数的短周期元素：O。热点3化学键与物质类别角度1

化学键的存在与判断【例1】下列说法正确的是(

)A.由分子构成的物质中一定存在共价键B.由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物C.两个非金属原子间不可能形成离子键D.任何化学键在形成过程中必须有电子的得失【解析】选C。选项分析结论A由分子构成的物质,可能是稀有气体,它们是单质分子,由于最外层是8电子稳定结构,所以稀有气体分子中不存在任何化学键错误B由非金属元素组成的化合物可能是离子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等错误C两个非金属原子间,不能得失电子形成离子键,而只能通过共用电子对偏移形成共价键正确D形成离子键的过程中可能有电子的得失,而形成共价键的过程中,原子间不能发生电子的完全得失,而只能通过共用电子对偏移达到稳定结构错误【例2】(2013·盐城高一检测)X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期相邻元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g·L-1;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的1/2。下列说法正确的是(

)A.W单质着火可以用泡沫灭火器灭火B.由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物不可能既有离子键,又有共价键C.由Y和M形成的简单气态化合物是易溶于水的D.W和Z形成离子化合物W2Z2中,阴阳离子个数比是1∶1【解析】选C。设Y最外层电子数为a,则X为a-1,Z为a+1,由(a-1)+a+(a+1)=15得a=5,而X与Z可形成XZ2分子,故X、Y、Z分别为C、N、O;Y与M形成的气态化合物相对分子质量为22.4×0.76=17,故M为H,W为Na;Na可与水反应生成H2,A错;由C、N、O、H形成的化合物如NH4HCO3中既有离子键又有共价键,B错;NH3极易溶于水,C正确;Na2O2中的阴离子为,阴阳离子个数比为1∶2,D错。【名师点拨】离子化合物与共价化合物的辨析项目离子化合物共价化合物定义阴、阳离子间以离子键形成的化合物原子间以共用电子对形成分子的化合物结构微粒阴、阳离子原子化学键类型一定含有离子键,可能含有共价键只含共价键项目离子化合物共价化合物主要物理性质①熔沸点较高,硬度较大,通常呈固态②固态不导电,熔融状态和溶于水后导电①熔沸点、硬度差异较大②液态(熔融态)不导电,某些溶于水后导电典例①活泼金属的化合物(ⅠA、ⅡA族)②铵盐①绝大多数全由非金属元素组成的化合物(铵盐除外)②所有的酸角度2

物质变化与化学键的关系【例3】(2013·福建师大附中高一检测)下列各组物质发生状态变化所克服的微粒间的相互作用属于同种类型的是(

)A.食盐和氯化氢溶于水B.硅和冰熔化C.碘和干冰升华D.二氧化硅和氧化钠熔化【解析】选C。NaCl溶于水破坏离子键,HCl溶于水破坏共价键;硅和冰熔化分别破坏共价键和分子间作用力及氢键;碘和干冰升华克服分子间作用力;SiO2熔化破坏共价键,而Na2O熔化破坏离子键。【例4】(双选)我们知道有新物质生成的反应属于化学反应,但从化学键的观点看化学反应的实质是“旧键的断裂、新键的形成”,据此你认为下列变化不属于化学变化的是(

)A.蔗糖溶于水B.金刚石变成石墨C.NaCl熔化D.P2O5吸水【解析】选A、C。本题考查化学变化中物质变化的实质。蔗糖溶于水不电离,依旧以蔗糖分子形式存在,既没有旧键的断裂,也没有新键的形成;而NaCl熔化只有旧键的断裂,但没有新键的形成,故两者都不属于化学变化。金刚石变成石墨实际上是金刚石中的碳碳键断裂,碳原子重新结合成新的碳碳键而形成石墨,故属于化学变化。同理,P2O5吸水变成磷酸必然伴随“旧键的断裂、新键的形成”,亦属于化学变化。【名师点拨】化学变化与化学键的关系(1)化学变化是指有新物质生成的反应,该过程中必然伴随着“旧键断裂、新键形成”。(2)有化学键断裂的变化,不一定是化学变化,如NaCl熔化或溶于水,只有旧键的断裂而无新键的形成。(3)化学变化中,并非反应物中所有的化学键都被破坏,如(NH4)2SO4+BaCl2====BaSO4↓+2NH4Cl,只破坏反应物中的离子键,而共价键未被破坏。第二单元配合物的形成和应用课程标准导航1.了解人类对配合物结构认识的历史。2.知道简单配合物的基本组成和形成条件。3.掌握配合物的结构与性质之间的关系。4.认识配合物在生产生活和科学研究方面的广泛应用。新知初探自学导引自主学习(2)配位键：共用电子对由一个原子单方向提供而跟另一个原子共用的共价键叫配位键。配位键可用A→B形式表示，A是_________________的原子，叫做电子对给予体，B是____________________的原子叫接受体。(3)形成配位键的条件提供孤电子对接受孤电子对①有能够提供_______________的原子，如______________等。②另一原子具有能够接受__________的空轨道，如___________________________等。孤电子对N、O、F孤电子对Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋想一想1.在水溶液中，Cu2＋与氨分子是如何结合成［Cu(NH3)4］2＋的呢？2.配位化合物(1)写出向CuSO4溶液中滴加氨水，得到深蓝色溶液整个过程的反应离子方程式。____________________________________;___________________________________________________________________________.Cu(OH)2+4NH3·H2O===［Cu(NH3)4］2++2OH-+4H2O(2)［Cu(NH3)4］SO4的名称为_______________________,它的外界为__________，内界为________________，中心原子为______，配位体为_______分子，配位数为_______。(3)配合物的同分异构体：含有两种或两种以上配位体的配合物，若配位体在____________________不同，就能形成不同几何构型的配合物，如Pt(NH3)2Cl2存在______和______两种异构体。硫酸四氨合铜［Cu(NH3)4］2＋Cu2+NH34空间的排列方式顺式反式想一想2.顺式Pt(NH3)2Cl2和反式Pt(NH3)2Cl2的化学式相同，它们的性质也相似吗？提示：不同，由于结构不同，所以其化学性质不相同。二、配合物的应用1.在实验研究中，人们常用形成配合物的方法来检验__________、分离物质、定量测定物质的组成。(1)向AgNO3溶液中逐滴加入氨水的现象为:_________________________________。产生的配合物是____________________。金属离子先生成沉淀，然后沉淀再溶解［Ag(NH3)2］OH(2)向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液的现象：____________________________。产生的配合物是______________。2.在生产中，配合物被广泛用于________、______、___________、___________领域。3.生命体中的许多金属元素都以配合物形式存在。4.配合物在医疗方面应用也很广泛。5.模拟生物固氮也与配合物有关。有血红色溶液出现Fe(SCN)3染色电镀硬水软化金属冶炼自主体验1.配合物［Zn(NH3)4］Cl2的中心原子的配位数是()A.2 B.3C.4 D.5解析：选C。配合物［Zn(NH3)4］Cl2的中心原子是Zn2＋，配位体是NH3，配位数是4。2.下列不能形成配位键的组合是()A.Ag＋、NH3 B.H2O、H＋C.Co3＋、CO D.Ag＋、H+解析：选D。配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，A、B、C三项中，Ag＋、H＋、Co3＋能提供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对,所以能形成配位键，而D项Ag＋与H＋都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对,所以不能形成配位键。3.下列不属于配离子的是()A.［Ag(NH3)2］＋ B.［Cu(CN)4］2－C.［Fe(SCN)6］3－ D.MnO－4解析：选D。MnO－4无配位原子。4.向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能生成AgCl沉淀的是()A.［Co(NH3)4Cl2］Cl B.［Co(NH3)3Cl3］C.［Co(NH3)6］Cl3 D.［Co(NH3)5Cl］Cl2解析：选B。在配合物中，内界以配位键结合很牢固，难以在溶液中电离；内界和外界之间以离子键相结合，在溶液中能够完全电离。不难看出A、C、D三项中配合物在水中均电离产生Cl-，而B项无外界离子，不能电离。要点突破讲练互动探究导引1指出配合物[Pt(NH3)4Cl2]Cl2的配离子、中心离子、配位体、配位数及配位原子。提示：配离子指配合物的内界，中心原子指提供空轨道的原子或离子，要点一配合物的组成和结构配位体指提供孤电子对的分子或离子，配位数是配位体的总个数，配位原子指配位体中提供孤电子对的原子。配合物[Pt(NH3)4Cl2]Cl2的配离子为[Pt(NH3)4Cl2]2＋,中心原子是Pt4＋，配位体是NH3、Cl－，配位数为6，配位原子为N和Cl。探究导引2配离子[Ag(NH3)2]＋是如何形成的？提示：配离子[Ag(NH3)2]＋是由Ag＋和NH3分子反应生成的，由于Ag＋空的5s轨道和5p轨道形成sp杂化轨道，接受2个NH3分子提供的孤电子对，形成直线形的[Ag(NH3)2]＋，该过程图示如下。

要点归纳1.配合物的组成内界：中心体(原子或离子)与配位体，以配位键成键。外界：与内界电荷平衡的相反离子。有些配合物不存在外界，如[PtCl2(NH3)2]、[CoCl3(NH3)3]等。另外，有些配合物是由中心原子与配位体构成，如[Ni(CO)4]、[Fe(CO)5]等。2.配合物的结构配位数杂化轨道类型空间构型结构示意图实例2sp直线形[Ag(NH3)2]＋[Cu(NH3)2]＋配位数杂化轨道类型空间构型结构示意图实例4sp3正四面体形[Zn(NH3)4]2＋[ZnCl4]2－dsp2(sp2d)平面正方形[Ni(CN)4]2－[Cu(NH3)4]2＋6sp3d2(d2sp3)正八面体[AlF6]3－[Co(NH3)6]3＋即时应用1.化学家维多克·格利雅因发明了格氏试剂(RMgX)而荣获诺贝尔化学奖。RMgX是金属镁和卤代烃反应的产物，它在醚的稀溶液中以单体形式存在，并与二分子醚络合，在浓溶液中以二聚体存在，结构如下图：上述2种结构中均存在配位键，把你认为是配位键的用“→”在结构图中标出。解析:配位键是由孤电子对与空轨道形成的,Mg最外层有两个电子，可以与R、X形成离子键，而O原子中存在孤电子对，所以两个O(C2H5)2可以与Mg形成配位键。在二聚体中，同理，一个Mg与R、X相连，则另外一个X和O(C2H5)2，则与Mg形成配位键。答案：要点二配合物的性质探究导引现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。提示：在[Co(NH3)6]Cl3中Co3＋与6个NH3分子配合成[Co(NH3)6]3＋，3个Cl－都是外界离子。而[Co(NH3)5Cl]Cl2中Co3＋与5个NH3分子和1个Cl－配合成[Co(NH3)5Cl]2＋,只有两个Cl－是外界离子。由于配合物中内界以配位键结合很牢固，难以在溶液中电离，而内界和外界之间以离子键结合，在溶液中能够完全电离。不难看出，相同质量的两种晶体在溶液中能够电离出的Cl－数是不同的，我们可以利用这一点进行鉴别。要点归纳1.配合物的颜色：当简单离子形成配合物时,其性质往往有很大的差异，颜色发生改变就是一种常见的现象，多数配离子都有颜色，如[Fe(SCN)6]3－为血红色、[Cu(NH3)4]2＋为深蓝色、[Cu(H2O)4]2＋为蓝色、[CuCl4]2－为黄色、[Fe(C6H6O)6]3－为紫色等等。我们根据颜色的变化就可以判断配离子是否生成，如Fe3＋离子与SCN－离子在溶液中可生成配位数为1～6的硫氰合铁(Ⅲ)配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应如下：Fe3＋＋nSCN－====[Fe(SCN)n]3－n，实验室通常用这一方法检验铁离子的存在。2.配合物的溶解性:有的配合物易溶于水，如[Ag(NH3)2]OH、[Cu(NH3)4]SO4、Fe(SCN)3等。利用配合物的这一性质，可将一些难溶于水的物质如AgOH、AgCl、Cu(OH)2等溶解在氨水中形成配合物。如在照相底片的定影过程中，未曝光的AgBr常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解，反应的化学方程式为：AgBr＋2Na2S2O3====Na3[Ag(S2O3)2]＋NaBr。金和铂之所以能溶于王水中，也是与生成配合物的溶解性有关，反应式为：Au＋HNO3＋4HCl====H[AuCl4]＋NO↑＋2H2O，3Pt＋4HNO3＋18HCl====3H2[PtCl6]＋4NO↑＋8H2O。配合物的颜色和溶解性还与配合物的空间结构有关，如顺式[Pt(NH3)2Cl2]和反式[Pt(NH3)2Cl2]的溶解性和颜色等性质有一定的差异，其中顺式[Pt(NH3)2Cl2]为极性分子,根据相似相溶原理,它在水中的溶解度较大,具体情况见前面的表格。3.配合物的稳定性：配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强,配合物越稳定.当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配位体的性质有关。例如，血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素就失去了输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。即时应用2.配合物CrCl3·6H2O的中心原子Cr3＋的配位数为6，H2O和Cl－均可作配位体，H2O、Cl－和Cr3＋有三种不同的连接方式，形成三种物质：一种呈紫罗兰色、一种呈暗绿色、一种呈亮绿色。将它们配成相同物质的量浓度溶液，各取相同体积的溶液，向其中分别加入过量的AgNO3溶液，完全反应后，所得沉淀的物质的量之比为3∶2∶1。(1)请推断出三种配合物的内界，并简单说明理由；(2)写出三种配合物的电离方程式。解析：CrCl3·6H2O的中心原子Cr3＋的配位数为6，H2O和Cl－均可