苏教版高考化学一轮复习专题5微观结构与物质的多样性第15讲原子结构化学键学案

第15讲　原子结构　化学键

【课标要求】　1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子以及它们之间的关系。3.了解核外电子排布规律。4.了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成，并掌握原子结构示意图、电子式、结构式的表示方法。

考点1　原子结构　核素　同位素

1．原子构成

(1)构成原子的微粒及作用

(2)微粒之间的关系

①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；

②原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；

③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；

④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。

(3)微粒符号周围数字的含义

2．元素、核素、同位素

(1)元素、核素、同位素的比较

(2)同位素的特征

①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质不同；

②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。

(3)氢元素的三种核素

H：名称为氕，不含中子；

H：用字母D表示，名称为氘或重氢；

H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。

(4)几种重要的核素的用途

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12C质量的的比值。

(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%。

　(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)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同。(　　)

(3)核聚变如H＋H―→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化。(　　)

(4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素。(　　)

(5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。(　　)

(6)Cl与Cl得电子能力几乎相同。(　　)

答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√

题组一　元素、核素、同位素的概念辨析

1．“玉兔”号月球车用94Pu作为热源材料。下列关于94Pu的说法正确的是(　　)

A．94Pu与92U互为同位素

B．94Pu与94Pu互为同素异形体

C．94Pu与92U具有完全相同的化学性质

D．94Pu与94Pu具有相同的最外层电子数

解析：94Pu与92U的质子数不同，不互为同位素，A错误；94Pu与94Pu均是核素，不是单质，不互为同素异形体，B错误；94Pu与92U的质子数不同，属于不同的元素，不可能具有完全相同的化学性质，C错误；94Pu与94Pu的质子数相同，具有相同的最外层电子数，D正确。

答案：D

2．由1H、2H、3H与16O、17O、18O可形成________种水分子，这些水分子的化学性质__________(填“相同”或“不相同”)。

答案：18　相同

题组二　各种粒子之间的关系

3．等质量的H2O和D2O：

物质的量之比：____________。

中子数之比：____________。

质子数之比：____________

电子数之比：____________

答案：10∶9　8∶9　10∶9　10∶9

4．“神舟”六号所用动力燃料之一为氢化锂三兄弟：LiH、LiD、LiT。其中Li的质量数为7。

(1)等物质的量的三种物质质子数之比为________________________________。

(2)等物质的量的三种物质中子数之比为______________________________。

(3)等物质的量的三种物质的摩尔质量之比为_____________________________。

答案：(1)1∶1∶1　(2)4∶5∶6　(3)8∶9∶10

题组三　相对原子质量

5．氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素，在计算式34.969×75.77%＋36.966×24.23%≈35.453中(　　)

A．75.77%表示35Cl的质量分数

B．24.23%表示35Cl的丰度

C．35.453表示氯元素的相对原子质量

D．36.966表示37Cl的质量数

解析：在计算式中，34.969、36.966分别表示35Cl和37Cl的相对原子质量，75.77%表示35Cl的丰度(即原子个数百分比或原子物质的量百分比)，24.23%表示37Cl的丰度。35.453表示氯元素的相对原子质量。

答案：C

6．某元素(X)构成的双原子单质分子有三种，其相对分子质量分别为158、160、162，在天然单质中，这三种单质的物质的量之比为1∶1∶1，由此推断以下结论正确的是(　　)

A．此元素有3种不同的同位素

B．其中一种同位素质量数为80

C．其同位素79X占原子总数的

D．单质X2的平均相对分子质量为162

解析：由题意知元素X有两种同位素，A项错误；设X的两种同位素分别为a、b，则对应单质化学式分别为a2、ab、b2，由a2、b2可求得a、b的质量数为79和81，B项错误；质量数为79的核素占原子总数的分数为＝，C项正确；单质X2的平均相对分子质量为158×＋160×＋162×＝160，D项错误。

答案：C

考点2　核外电子排布规律

1．核外电子排布规律

2．原子结构示意图

3．核外电子排布与元素性质的关系

(1)金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，而形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。

(2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。

(3)稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。

　(1)最外层电子数为8的“粒子”一定是稀有气体元素原子。(　　)

(2)核外电子排布相同的微粒，化学性质也相同。(　　)

(3)除Li外的碱金属原子次外层都有8个电子。(　　)

(4)某原子M层上电子数为L层电子数的4倍。(　　)

(5)某元素的原子最外层只有一个电子，则它一定是金属元素。(　　)

(6)同一元素的不同核素原子核外电子排布不同。(　　)

答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×

1．已知某粒子的结构示意图为。试回答：

(1)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。

(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、________、________、________、________。

(3)写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式为____________________________________________________________

___________________________________________________________________。

解析：(1)当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。(2)当y＝8时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等。(3)y＝3时粒子为铝原子，y＝7时粒子为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。

答案：(1)原子

(2)氩原子　氯离子　硫离子　钾离子　钙离子(答案合理即可)　(3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

2．按要求填空(均为短周期元素)。

(1)最外层电子数为1的元素有________(填元素符号，下同)。

(2)最外层电子数为2的元素有________。

(3)最外层电子数与次外层电子数相等的元素有________。

(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是________。

(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是________。

(6)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有________。

(7)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素有________。

(8)电子层数与最外层电子数相等的元素有________。

(9)最外层电子数是电子层数2倍的元素有________。

(10)最外层电子数是电子层数3倍的元素有________。

答案：(1)H、Li、Na　(2)He、Be、Mg　(3)Be、Ar　(4)C　(5)O　(6)Li、Si　(7)Li、P　(8)H、Be、Al

(9)He、C、S　(10)O

考点3　化学键　分子间作用力

1．化学键

(1)化学键的定义及分类

(2)化学反应的本质：反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。

2．离子键与共价键比较

3.离子化合物与共价化合物

4.电子式

(1)概念：在元素符号周围用“”或“”来表示原子的最外层电子的式子。

(2)用电子式表示化合物的形成过程

①离子化合物

如NaCl：。

②共价化合物

如HCl：。

5．分子间作用力

(1)定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。

(2)规律：一般来说，对于组成与结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2。

6．氢键

(1)定义

分子之间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用。

(2)形成条件

除H外，形成氢键的原子通常有F、O、N。

(3)氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。

　(1)化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力。(　　)

(2)非金属元素组成的化合物中只含共价键。(　　)

(3)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键。(　　)

(4)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键。(　　)

(5)最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键。(　　)

答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×

题组一　化学键及化合物类别的判断

1．有以下9种物质：①Ne　②HCl　③P4　④H2O2　⑤Na2S　⑥NaOH　⑦Na2O2　⑧NH4Cl　⑨AlCl3

请用上述物质的序号填空：

(1)不存在化学键的是_______________________________________________。

(2)只存在极性共价键的是_____________________________________________。

(3)只存在非极性共价键的是___________________________________________。

(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是___________________________。

(5)只存在离子键的是_______________________________________________。

(6)既存在离子键又存在共价键的是__________________________________。

(7)属于共价化合物的是_____________________________________________。

答案：(1)①　(2)②⑨　(3)③　(4)④　(5)⑤　(6)⑥⑦⑧　(7)②④⑨

题组二　电子式、结构式的书写

2．请写出下列粒子的电子式

(1)原子：Na_________________________________________________________，

Cl_________________________________________________________________。

(2)简单离子：Na＋_____________________________________________________，

F－_______________________________________________________________。

(3)复杂离子：NH___________________________________________________。

(4)离子化合物：MgCl2__________________________________________________，

Na2O_______________________________________________________________，

Na2O2______________________________________________________________。

(5)非金属单质及共价化合物：N2_________________________________________，

H2O________________________________________________________________，

H2O2____________________________________________________________。

3．写出下列微粒的电子式：

(1)OH－：__________________________________________________________；

—OH：___________________________________________________________；

(2)—CH3：__________________________________________________________；

CH：____________________________________________________________；

(3)HClO：___________________________________________________________；

HCN：_________________________________________________________。

4．写出下列物质的结构式：

N2：_______________________________________________________________；

H2O：________________________________________________________________；

CO2：________________________________________________________________；

H2O2：___________________________________________________________________。

答案：NN≡N  H—O—H　OCO　H—O—O—H

题组三　8电子稳定结构的判断

5．下列各原子都满足8电子稳定结构的化合物是________(填字母)。

A．C6H6　B．HCN　C．CO2　D．CS2　E．N2

F．PCl3　G．PCl5　H．BCl3　I．CCl4

答案：CDEFI

题组四　物质溶解或熔化过程中化学键的变化

6．(2021·南宁模拟)每组物质发生状态变化时，所克服的粒子间的相互作用属于同种类型的是(　　)

A．食盐和蔗糖熔化

B．钠和硫熔化

C．碘和干冰升华

D．SiO2和Na2O熔化

答案：C

7．在下列物质溶于水的变化过程中：

A．将SO2通入水中　　　B．烧碱溶于水

C．将HCl通入水中       D．硫酸氢钠溶于水

E．蔗糖溶于水       F．过氧化钠溶于水

(1)只破坏共价键的是________(填字母，下同)。

(2)只破坏离子键的是________。

(3)既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是________。

(4)没有化学键破坏的是________。

(5)属于化学过程的为________。

答案：(1)AC　(2)B　(3)DF　(4)E　(5)AF

1．(2020·浙江7月选考)下列说法正确的是(　　)

A．35Cl和37Cl是两种不同的元素

B．单晶硅和石英互为同素异形体

C．HCOOH和HOCH2CHO互为同系物

D．H与Na在元素周期表中处于同一主族

答案：D

2．(2019·高考江苏卷)反应NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是(　　)

A．中子数为18的氯原子：Cl

B．N2的结构式：N===N

C．Na＋的结构示意图：

D．H2O的电子式：

解析：A错：中子数为18的氯原子为Cl。B错：N2的结构式为N≡N。C错：Na＋的结构示意图为。

答案：D

3．(2017·高考海南卷)下列分子中，其中子总数为24的是(　　)

A．18O3　　　　　　　    B．2HO2

C．14N16O2           D．14C16O2

解析：A项，1 mol 18O中含有中子的物质的量为(18－8)mol＝10 mol，即1 mol 18O3中含有中子的物质的量为3×10 mol＝30 mol，错误；B项，1 mol 2HO2中含有中子的物质的量为(2×1＋2×9)mol＝20 mol，错误；C项，1 mol 14N16O2中含有中子的物质的量为(7＋2×8)mol＝23 mol，错误；D项，1 mol 14C16O2中含有中子物质的量为(8＋2×8)mol＝24 mol，正确。

答案：D

4．(1)(2017·高考全国卷Ⅰ)Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4价，其中过氧键的数目为________。

(2)(2016·高考全国卷Ⅱ)联氨分子的电子式为________________，其中氮的化合价为______________。

答案：(1)4　(2)　－2价