2025版《师说》高中全程复习构想化学不定项24含答案

2025版《师说》高中全程复习构想化学不定项24含答案2025版《师说》高中全程复习构想化学不定项24含答案第24讲硅无机非金属材料1.掌握硅和二氧化硅的性质及应用，了解高纯硅的制备。2．知道无机非金属材料等常见材料类型，结合实例认识材料组成、性能及应用的联系。考点一硅和二氧化硅1.硅单质(1)存在：硅单质主要有晶体和无定形两大类。(2)硅的工业制法及提纯涉及的化学方程式：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________。(3)用途：①良好的半导体材料；②太阳能电池；③计算机芯片。2．二氧化硅(1)存在：普通沙(细小的石英晶体)和水晶(纯石英，无色透明晶体)。(2)物理性质：熔点高，硬度大，难溶于水。(3)化学性质写出下列反应的化学方程式①SiO2与烧碱反应：______________________________________________。②SiO2与碳酸钙反应：SiO2＋CaCO3高温=CaSiO3＋CO③SiO2与氧化钙反应：SiO2＋CaO高温=④SiO2与氢氟酸反应：______________________________________________。(4)用途：光导纤维、光学仪器、电子部件等。【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．12C、13C、14C是碳的三种同素异形体：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．金刚石和石墨由相同的元素组成，因此它们具有相同的性质：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．Si是半导体材料，可用于制作太阳能电池：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．SiO2与NaOH溶液反应生成盐和水，也可以和氢氟酸反应，所以SiO2是两性氧化物：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考衔接】典例[2023·湖北卷，3]工业制备高纯硅的主要过程如下：下列说法错误的是()A．制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2C高温=B．1molSi含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023C．原料气HCl和H2应充分去除水和氧气D．生成SiHCl3的反应为熵减过程【师说·延伸】硅及其常见化合物之间的转化【对点演练】考向一硅和二氧化硅的性质1．二氧化硅广泛存在于自然界中，在日常生活、生产、科研及新型材料等方面有着重要的用途。a～e是对①～⑤反应中SiO2所表现的化学性质或作用进行的判断，其中正确的是()①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O②SiO2＋2C高温=③SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O④Na2CO3＋SiO2高温=Na2SiO3⑤SiO2＋3C高温=a．反应①中SiO2作为玻璃的成分被消耗，用于刻蚀玻璃b．反应②中SiO2表现出氧化性c．反应③中SiO2表现了酸性氧化物的通性d．反应④符合用难挥发性的酸酐制取易挥发性的酸酐的道理e．反应⑤中SiO2未参加氧化还原反应A．aceB．bdeC．cdeD．ab2．化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息：Ⅰ.Mg在高温条件下可与SiO2反应；Ⅱ.金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4；Ⅲ.SiH4在空气中自燃。他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。①第Ⅰ步实验发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②用稀H2SO4溶解第Ⅰ步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。考向二高纯硅的制备3．制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：(1)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式：________________________________________________________________________。(2)整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：____________________________；H2还原SiHCl3过程中若混有O2，可能引起的后果是________________________________________________________________________。考点二无机非金属材料1.常见硅酸盐材料比较水泥玻璃陶瓷生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑陶瓷窑2.玻璃生产中的两个重要反应：Na2CO3＋SiO2高温CaCO3＋SiO2高温3．新型无机非金属材料(1)高温结构陶瓷，如SiC、BN、Si3N4、Al2O3等。(2)碳纳米材料①类型：富勒烯、碳纳米管、石墨烯等。②用途：在能源、信息、医药等领域有广阔的应用前景。(3)特殊功能的含硅材料①碳化硅共价晶体，具有金刚石结构，可用作磨料。②含硅元素4%的硅钢具有导磁性。【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．沙子和黏土的主要成分均为硅酸盐：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．碳化硅俗称金刚砂，它可用于高温结构陶瓷的制作：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．玻璃是人类最早使用的硅酸盐制品：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考衔接】典例1[2022·河北卷，1]定窑是宋代五大名窑之一，其生产的白瓷闻名于世。下列说法正确的是()A．传统陶瓷是典型的绝缘材料B．陶瓷主要成分为SiO2和MgOC．陶瓷烧制的过程为物理变化D．白瓷的白色是因铁含量较高典例2[2020·浙江7月，24]Ca3SiO5是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不正确的是()A．可发生反应：Ca3SiO5+4NH4Cl△=CaSiO3＋2CaCl2＋4NH3↑B．具有吸水性，需要密封保存C．能与SO2反应生成新盐D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO2【对点演练】考向一传统无机非金属材料1．水玻璃(Na2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO2：65%～70%、C：30%～35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是()A．原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B．操作A与操作B完全相同C．该流程中硅元素的化合价发生改变D．反应器中发生的反应为氧化还原反应2．世博会中国馆——“东方之冠”由钢筋、混凝土、7000多块铝板和1200多块玻璃等建成。(1)铝板易被烧碱腐蚀，玻璃易被氢氟酸腐蚀，原因分别为：____________________________、____________________________(用化学方程式表示)。(2)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需要用到的主要原料是________。制备普通玻璃的主要反应方程式为___________________________________________________________(任写一个)。(3)石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小，是一种特殊玻璃，石英玻璃的主要成分是________(填化学式)。(4)要将NaOH高温熔化，下列坩埚中可选用的是________(填字母)。A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚C．氧化铝坩埚D．铁坩埚考向二新型无机非金属材料3．新材料的新秀——石墨烯和氧化石墨烯已成为物理、化学、材料科学研究的国际热点课题。其结构模型如图所示：下列有关说法正确的是()A．石墨烯是一种新型化合物B．氧化石墨烯即石墨烯的氧化物C．二者和石墨都是碳的同素异形体D．氧化石墨烯具有一定的亲水性4．氮化硅可用作高温结构陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示：其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是________(填序号)。(3)在反应⑤中，3molSi(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体，则氮化硅的化学式为________。(4)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式：______________________________。▭〖温馨提示：请完成课时作业24〗第24讲硅无机非金属材料考点一夯实·必备知识1．(2)①SiO2＋2C高温=Si＋2CO↑②Si＋2Cl2△③SiCl4＋2H2△2．(3)①SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O④SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O易错诊断1．错误。12C、13C、14C是碳的三种同位素。2．错误。金刚石和石墨互为同素异形体，化学性质相似，物理性质不同。3．正确。4．错误。SiO2与氢氟酸反应SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O无盐生成，故SiO2是酸性氧化物。突破·关键能力教考衔接典例解析：SiO2和C在高温下发生反应生成Si和CO，因此，制备粗硅的反应方程式为SiO2＋2C高温=Si＋2CO↑，A说法正确；在晶体硅中，每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构，因此，平均每个Si形成2个共价键，1molSi含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023，B说法错误；H2在高温下遇到氧气能发生反应生成水，且其易燃易爆，其与SiHCl3在高温下反应生成硅和HCl，因此，原料气HCl和H2应充分去除水和氧气，C说法正确；Si＋3HCl(g)300℃=答案：B对点演练1．解析：通常用氢氟酸来刻蚀玻璃，与之对应的反应是③，因此a、c判断错误；反应②是一个置换反应，其中二氧化硅被还原，表现出氧化性，b判断正确；反应④是一个复分解反应，用难挥发的二氧化硅制取易挥发的二氧化碳，d判断正确；反应⑤中碳的化合价由0价变为－4和＋2价，硅的化合价和氧的化合价都没有改变，因此二氧化硅没有参加氧化还原反应，e判断也正确。答案：B2．答案：①2Mg＋SiO2高温=2MgO＋Si、2Mg＋Si高温②硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，即发生反应Mg2Si＋2H2SO4=2MgSO4＋SiH4↑，SiH4＋2O2=SiO2＋2H2O3．答案：(1)SiHCl3＋H21357K(2)SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl高温下，H2遇O2发生爆炸考点二夯实·必备知识2．Na2SiO3＋CO2↑CaSiO3＋CO2↑易错诊断1．错误。沙子的主要成分为二氧化硅。2．正确。3．正确。4．错误。使用陶瓷比使用玻璃早。突破·关键能力教考衔接典例1解析：陶器瓷器是用黏土等无机非金属矿物为原料制作而成的，陶瓷是良好的绝缘体，传统陶瓷是典型的绝缘材料，常用于高压变压器的开关外包装和器件，故A正确；陶瓷的主要成分为硅酸盐，而不是氧化物，因此主要成分不是SiO2和MgO，故B错误；陶瓷烧制过程发生复杂的物理、化学反应，有新物质生成，属于化学变化，故C错误；Fe2＋、Fe3＋和铁的氧化物均有颜色，白瓷的白色是因为铁含量较低甚至几乎不含，故D错误；故选A。答案：A典例2解析：加热时氯化铵分解生成HCl和氨气，HCl与Ca3SiO5反应得到硅酸钙、氯化钙和水，A项正确；水泥吸水会变硬，需密封保存，B项正确；Ca3SiO5能与二氧化硫反应得到亚硫酸钙，C项正确；由分析可知，Ca3SiO5与足量盐酸反应得到H2SiO3沉淀，D项错误。答案：D对点演练1．解析：A项，稻壳灰来源广泛，价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B项，操作A为过滤，操作B为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C项，二氧化硅中硅元素的化合价是＋4价，硅酸钠中硅元素的化合价也是＋4价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D项，反应器中发生的反应为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，此反应没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。答案：A2．答案：(1)2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O(2)石灰石Na2CO3＋SiO2高温=Na2SiO3＋CO2↑(或CaCO3＋SiO2高温=CaSiO33．解析：石墨烯是碳的单质，A错误；氧化石墨烯含有氢元素，故不是石墨烯的氧化物，也不是碳的同素异形体，B、C错误；由于氧化石墨烯结构中含有羟基和羧基等亲水基团，所以它具有一定的亲水性，D正确。答案：D4．答案：(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(2)①②(3)Si3N4(4)3SiCl4＋2N2＋6H2高温=Si3第五章物质结构与性质元素周期律第25讲原子结构核外电子排布1.掌握原子结构中微粒数目的关系。2．了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。3．能正确书写1～36号元素原子核外电子排布式、价层电子排布式和轨道表示式。考点一原子结构、核素、同位素1.原子构成(1)构成微粒及作用电子最外层电子数决定主族元素的______性质各层电子数(2)微粒之间的数量关系①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；③阳离子的核外电子数＝________________；④阴离子的核外电子数＝________________。(3)符号中各数字的含义2．元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的关系(2)同位素的特征①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。(3)氢元素的三种核素112131【师说·助学】原子中不一定都含有中子，如11(4)几种重要的核素核素235921462131188用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子3.两种相对原子质量(1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与________________的比值。(2)元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．核聚变如21H+31H→42________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．3517Cl与37________________________________________________________________________。【教考衔接】典例1[2021·北京卷，2]下列有关放射性核素氚(31A.3B.3C.31H2与HD.31H典例2汤姆孙(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)在1913年发现了(_10^22)Ne。下列有关说法正确的是()A.2210Ne和B.2210Ne和C.2210Ne和D.2210Ne转变为【对点演练】考向一微粒中“粒子数”的确定1．月球上的每百吨32He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以42He的形式存在。已知一个12C原子的质量为ag，一个32He原子的质量为bg，NA.32He比B．氦元素的近似相对原子质量为3.5C.32D.32He的摩尔质量为考向二元素、核素、同位素的概念辨析2．现有下列9种微粒：11H、21H、136C、146C、147N、5626Fe2＋、5626Fe3＋(1)11H、(2)互为同素异形体的微粒是________。(3)5626Fe(4)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。考点二核外电子运动状态与排布原理1.核外电子运动状态核外电子按能量不同分成能层，同一能层的电子，还被分成不同能级。量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。(1)原子核外能层、能级、原子轨道之间的关系。能层(n)一二三四能层符号________________________________________能级符号________________________________________各能级原子轨道数________________________________________各能层原子轨道数________________最多容纳电子数________________(2)能量关系①同一能层各能级能量顺序：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)。②形状相同的原子轨道能量的高低：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)……③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量________。(3)电子云：s电子云轮廓图呈________形；p电子云轮廓图呈________形，p电子云有________种伸展方向。2．基态与激发态原子光谱(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。(2)原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。3．基态原子核外电子排布依据(1)排布原理①能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。②泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反。③洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。如2p3的电子排布为，不能表示为【师说·助学】当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。(2)填充顺序——构造原理(3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例)电子排布式________________简化电子排布式________________价层电子排布式________________价层电子轨道表示式(电子排布图)________________【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．p能级能量不一定比s能级的能量高：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．22Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3.表示的原子能量处于最低状态：_______________________________________。4.1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布：_________________________________________________。【教考衔接】典例1[2023·浙江1月，17改编]由硅原子形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，其中属于基态粒子的是________，属于激发态粒子的是________。典例2[2021·河北卷，17节选](1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是________(填离子符号)。(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋12表示，与之相反的用－12表示，称为电子的【师说·延伸】(1)符合核外电子排布原理的粒子均为基态粒子，否则为激发态粒子。(2)电子的运动状态与原子核外电子数目相等；空间运动状态与核外电子填充原子轨道的数目相等。【对点演练】考向一基态原子核外电子排布表示方法1.下列Li原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填字母)。2．(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为__________；其基态原子价层电子的轨道表示式为________________。(2)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的核外电子排布式为________。(3)元素D的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的核外电子排布式为________。核外电子排布常见错误(1)在书写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。考向二判断电子的运动状态3．(1)铜或铜盐的焰色试验为绿色，该光谱是________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)。(2)钾发生焰色试验的原因是________________________________________________。4．(1)基态F原子核外电子的运动状态有______种。(2)基态钛原子的价层电子排布式为________，其原子核外电子的空间运动状态有________种，共有________种运动状态不同的电子。(3)基态Si原子价层电子的运动状态有________种，若其电子排布式表示为[Ne]3s23p2x(4)基态Cu原子核外电子的空间运动状态有________种。考向三判断原子中未成对电子数目5．按要求填空：(1)基态Ti3＋中未成对电子数有________个；与Ti同族相邻的元素Zr的基态原子价层电子排布式为________。与钛同周期元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有________种。(2)血红蛋白中的铁处于基态时，其最高能级中的单电子数为________。(3)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为________。(4)第四周期中未成对电子数最多的基态原子的价层电子轨道表示式为________________。(5)氨硼烷(NH3BH3)的制备是当今科学研究的重要课题，可用反应B(OCH3)3＋NH4Cl＋LiAlH4=NH3BH3＋Al(OCH3)3＋LiCl＋H2↑进行制备。反应中涉及元素的基态原子中含1个未成对电子的有________种。第四周期元素原子未成对电子数归纳未成对电子数123456元素K、Sc、Cu、Ga、BrTi、Ni、Ge、SeV、Co、AsFeMnCr▭〖温馨提示：请完成课时作业25〗第五章物质结构与性质元素周期律第25讲原子结构核外电子排布考点一夯实·必备知识1．(1)核素元素化学(2)③质子数－电荷数④质子数＋电荷数2．(3)氕D氘T氚3．(1)12C质量的1/12易错诊断1．正确。2．错误。化学变化是原子的重新组合，原子是化学变化的最小微粒；核聚变中原子发生了变化，故核聚变不属于化学变化。3．错误。11H与12H二者属于同位素；OH4．正确。突破·关键能力教考衔接典例1答案：B典例2解析：1022Ne和1020Ne的质子数相同，中子数不同，属于不同的核素，互为同位素，不互为同素异形体，A、C项错误，B项正确；答案：B对点演练1．解析：23He比24He少一个中子，A错误；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氦元素的近似相对原子质量，B错误；一个原子的真实质量与一个612C原子质量的112的比值是该核素的相对原子质量，因此23He的相对原子质量为答案：C2．解析：111H、12H分别是氢元素的一种核素；(2)168O2和168O32656Fe答案：(1)核素同位素(2)168O2、16(3)3024(4)75考点二夯实·必备知识1．(1)KLMN1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f113135135714916281832(2)③相等(3)球哑铃32．(2)吸收发射3．(3)1s22s22p63s23p4[Ne]3s23p43s23p4易错诊断1．正确。2．错误。违反的是泡利不相容原理。3．错误。根据洪特规则，基态原子应为，此状态的原子能量才处于最低状态。4．正确。突破·关键能力教考衔接典例1解析：电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1，可推知分别为基态Si原子、Si＋离子、激发态Si原子。答案：①②③典例2解析：(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H＋(或H－)、O2－、K＋和P3－，其中核外电子排布相同的是K＋和P3－。(2)对于基态的磷原子，其价电子排布式为3s23p3，其中3s轨道的2个电子自旋状态相反，自旋磁量子数的代数和为0；根据洪特规则可知，其3p轨道的3个电子的自旋状态相同，因此，基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为＋32或－3答案：(1)K＋和P3－(2)＋32或－对点演练1．解析：根据核外电子排布规律可知Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1，则④中能量最低；选项③中有2个电子处于2p能级上，能量最高。答案：④③2．答案：(1)N(2)Cu1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)3．答案：(1)发射光谱(2)电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，以光的形式释放能量4．解析：(1)基态F原子共有9个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所以核外电子的运动状态有9种。(2)基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，价层电子排布式为3d24s2；s轨道有一种空间运动状态，p轨道有三种空间运动状态，d轨道有五种空间运动状态，3d轨道只有两个电子，有两种空间运动状态，因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有12种；核外有22个电子，就有22种运动状态。(4)基态Cu原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Cu原子核外有几个轨道，其核外电子就有几种空间运动状态，则基态Cu原子核外电子的空间运动状态有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15种。答案：(1)9(2)3d24s21222(3)4洪特规则(4)155．解析：(1)Ti位于第四周期，Ti基态原子未成对电子数是2，与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Se。(3)基态铬原子价层电子排布式为3d54s1，核外有6个未成对电子，基态镍原子价层电子排布式为3d84s2，核外有2个未成对电子，则铬与镍的基态原子核外未成对电子数之比为3∶1。答案：(1)14d25s23(2)4(3)3∶1(4)(5)5第26讲元素周期表、元素的性质1.掌握元素周期表的编排原则和整体结构。2．掌握元素周期律的内容和本质。3．掌握元素的原子半径、金属性、非金属性、第一电离能、电负性等的变化规律。考点一元素周期表的结构与价层电子排布1.元素周期表的编排原则(1)周期：把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成的横行。(2)族：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序从上而下排成的纵列。2．原子结构与元素周期表的关系(1)原子结构与周期的关系原子的最大能层数＝周期序数。(2)原子结构与族的关系①主族元素的价层电子排布特点主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特点________________________主族ⅤAⅥAⅦA排布特点__________________②0族元素的价层电子排布：He为1s2；其他为________。③过渡元素(镧系、锕系元素除外)的价层电子排布：(n－1)d1～10ns1～2。【师说·助学】对元素周期表结构的两点说明①所含元素种类最多的族为ⅢB族(含有锕系、镧系)，共有32种元素。②最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。(3)原子结构与元素周期表分区的关系①元素周期表分区②各区价层电子排布特点分区价层电子排布s区ns1～2p区________________(除He外)d区________________(除钯外)ds区(n－1)d10ns1～2f区(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2(4)金属与非金属的分界线①分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋、钅立与硼、硅、砷、碲、砹、石田的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。③分界线附近元素的性质：既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。3．元素周期表应用(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。(2)寻找新材料【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．所有非金属元素都分布在p区：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分别为C、Si和O、S：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考衔接】典例请在下表中画出元素周期表的轮廓，并在表中按要求完成下列问题：(1)标出族序数、周期序数。(2)将主族元素前六周期的元素符号补充完整。(3)画出金属与非金属的分界线，并用阴影表示出过渡元素的位置。(4)标出镧系、锕系的位置。(5)写出各周期元素的种类。(6)写出稀有气体元素的原子序数，标出113号～117号元素的位置。【对点演练】1．某元素＋3价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在元素周期表中的位置是()A．第三周期第ⅧA族，p区B．第三周期第ⅤB族，ds区C．第四周期第Ⅷ族，d区D．第四周期第ⅤB族，f区2．根据元素周期表判断，下列叙述不正确的是()A．周期表中第七周期最多容纳32种元素B．周期表中共有18个列，其中形成化合物种类最多的在第14列C.L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等D．除过渡元素外周期表中最外层电子数相同的元素都位于同一族中3．确定下列指定元素的原子序数(1)甲、乙是元素周期表中同一周期的第ⅡA族和第ⅦA族元素，原子序数分别为m、n，则m、n的关系为________________________________________________________________________。(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若A、B是相邻周期同主族元素(A在B的上一周期)，A、B所在周期分别有m种和n种元素，A的原子序数为x，B的原子序数为y，则x、y的关系为________________。(4)下列各表为元素周期表中的一部分，表中数字为原子序数，其中M的原子序数为37的是________(填字母)。同主族、邻周期元素原子序数差的关系(1)第ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。(2)第ⅡA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。(3)第ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32、32。(4)0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。考点二电离能、电负性元素周期律1.电离能(1)含义：第一电离能：气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号：I1，单位：kJ·mol－1。(2)应用①判断元素金属性的强弱：电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之金属性越弱。②判断元素的化合价：如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n，如钠元素的I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1。③判断核外电子的分层排布情况：多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。2．电负性(1)含义：不同元素的原子对键合电子吸引力的标度。元素的电负性越大，表示其原子对键合电子的吸引力越大。(2)标准：以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)。(3)判断元素的金属性、非金属性：金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性。3．元素周期律4．主族元素周期性变化规律项目同周期(从左→右)同主族(从上→下)原子核外电子排布电子层数相同，最外层电子数逐渐增多，1→7(第一周期1→2)最外层电子数相同，电子层数递增原子半径逐渐减小(0族除外)逐渐增大元素主要化合价最高正价由＋1→＋7，最低负价由－4→－1最高正价＝主族序数(O、F除外)，非金属最低负价＝主族序数－8原子得、失电子能力得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强元素的第一电离能第一电离能呈增大的趋势第一电离能逐渐________元素的电负性电负性逐渐________电负性逐渐________元素金属性、非金属性金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱【易错诊断】判断正误，错误的说明理由。1．元素的原子得电子越多，非金属性越强，失电子越多，金属性越强：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强，碱性越强，金属性越强：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考衔接】典例1[2022·江苏卷，3]工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是()A．半径大小：r(Al3＋)<r(Na＋)B．电负性大小：ᵡ(F)<ᵡ(O)C．电离能大小：I1(O)<I1(Na)D．碱性强弱：NaOH<Al(OH)3典例2[2023·浙江6月，11改编]X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期，且只有X、Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W原子在同周期中原子半径最大。下列说法正确的是________。a．第一电离能：Y>Z>Xb．电负性：Z>Y>X>Wc．Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：W<Z【师说·延伸】电子层结构相同的微粒半径大小规律电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小，如O2－>F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋。可归纳为电子层排布相同的离子，(表中位置)阴离子在阳离子前一周期，原子序数大的半径小，概括为“阴前阳下，序大径小”。【对点演练】考向一微粒半径大小比较1．比较下列微粒半径的大小(用“＞”或“＜”填空)：(1)Si________N________F。(2)Li________Na________K。(3)Na＋________Mg2＋________Al3＋。(4)F－________Cl－________Br－。(5)Cl－________O2－________Na＋。(6)H－________Li＋________H＋。2．A、B、C为三种短周期元素，A、B同周期，A、C的最低价离子分别为A2－、C－，B2＋与C－具有相同的电子层结构，下列叙述不正确的是()A．原子序数：A>B>CB．原子半径：C>B>AC．离子半径：A2－>C－>B2＋D．原子最外层电子数：C>A>B考向二元素及其有关化合物的性质比较3．根据元素周期律比较下列各组性质(用“>”或“<”填空)：(1)金属性：K________Na________Mg；非金属性：F________O________S。(2)碱性：Mg(OH)2________Ca(OH)2________KOH。(3)酸性：HClO4________H2SO4________HClO。(4)热稳定性：CH4________NH3________H2O。(5)还原性：HBr________HCl，I－________S2－。(6)氧化性：Fe3＋________Cu2＋________Fe2＋。考向三电离能、电负性的变化规律及应用4．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－1)。I1I2I3I4……R7401500770010500下列关于元素R的判断中一定正确的是()A.R的最高正价为＋3价B.R元素位于元素周期表中第ⅡB族C.R元素第一电离能大于同周期相邻元素D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s25．(1)C、N、O、S四种元素中，第一电离能最大的是________。(2)观察下面四种镧系元素的电离能数据，判断最有可能显示＋3价的元素是________(填元素名称)。几种镧系元素的电离能(单位：kJ·mol-1)元素I1I2I3I4Yb(镱)604121744945014Lu(镥)532139041114987La(镧)538106718505419Ce(铈)5271047194935476.根据信息回答下列问题：不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为：如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：元素符号LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性值1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0(1)通过分析电负性值的变化规律，确定Mg元素的电负性值的最小范围：________。(2)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系：__________________________。(3)推测AlF3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物：AlF3________，AlBr3________。考向四元素的金属性或非金属性与实验探究的融合7．某同学设计实验验证非金属元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性就越强。他设计了如图装置以验证硫、碳、硅元素的非金属性强弱。该同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸；B是粉末固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到有白色沉淀生成。(1)写出所选用物质的化学式：A：________；B：________；C：________。(2)写出烧杯中发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。规避金属性和非金属性判断中的易错点(1)对于主族元素而言，元素的最高正化合价和主族序数相同，但是氧无最高正价，氟无正价，一般为零价或负价。(2)判断元素非金属性或金属性的强弱，依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。(3)根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物的水化物。答题规范②解释电离能相对大小的两个角度【模型构建】角度1.电离能与原子结构答题策略：从原子核对最外层电子的吸引力来判断。答题模板：A原子比B原子的半径大，且A原子的核电荷数比B原子的小，所以A原子对最外层电子的吸引力小于B，故第一电离能A小于B。角度2.电离能与半充满、全充满答题策略：能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)时，比较稳定，难失电子。答题模板：A原子的价层电子排布式为×××，处于半充满(全充满)，比较稳定，难失电子，×××电离能大。【模型认知】典例(1)[2022·河北卷，17节选]Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是________，原因是__________________________________________________________。(2)[2022·全国甲卷，35节选]图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是________(填标号)，判断的根据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；第三电离能的变化图是________(填标号)。【规范精练】1．请结合核外电子排布相关知识解释，C元素第一电离能小于O元素原因是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(1)N元素第一电离能大于O元素原因是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)已知