2020届二轮复习 物质结构 元素周期律 学案（全国通用） (2)

专题五　物质结构　元素周期律

[最新考纲]　1.了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。2.了解原子核外电子排布规律。3.了解元素、核素和同位素的含义。4.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表的结构(周期、族)及其应用。5.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。6.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。7.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律。8.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。

自主排查定弱点

正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。

1．2H＋核外电子数为2。(　　)

答案　×

解析　2H＋核外电子数为0。

2.U和U是同位素，核反应属于化学变化。(　　)

答案　×

解析　核反应是原子核内部发生变化，不属于化学变化。

3．元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目差异引起的。(　　)

答案　√

解析　质子数、中子数决定原子的种类。

4．18O2和16O2是两种不同的原子。(　　)

答案　×

解析　18O2和16O2是两种不同的分子、同一种单质。

5．D3O＋有11个质子、10个电子、8个中子。(　　)

答案　×

解析　中子数为11。

6．短周期元素中，最外层电子数是其电子层数两倍的元素共有3种。(　　)

答案　√

7．第三周期元素的离子半径大小比较：Cl－>S2－>Na＋>Mg2＋>Al3＋。(　　)

答案　×

解析　半径大小比较：S2－>Cl－>Na＋>Mg2＋>Al3＋。

8．相同条件下，通过测定同浓度的Na2CO3溶液和Na2SO4溶液的pH，可比较C和S的非金属性强弱。(　　)

答案　√

9．同种元素可以有若干种不同的核素，即核素种类远大于元素种类。(　　)

答案　√

10．同一元素的不同同位素原子其质量数不同，核外电子层结构相同，其原子、单质及其构成的化合物的化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有差异。(　　)

答案　√

11．离子化合物中一定含离子键，一定不含共价键。(　　)

答案　×

解析　如NaOH为离子化合物，既含有离子键又含有共价键。

12．共价键可存在于离子化合物、共价化合物和共价单质分子中。(　　)

答案　√

13．某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a>1)，则该原子核外电子排布只有两层。(　　)

答案　√

解析　若有3个电子层，最外层电子数与次外层电子数最多相等。

14．最外层电子数相同的元素，其化学性质一定相同。(　　)

答案　×

解析　氢元素和钠元素的最外层电子数相同，其化学性质不相同。

15．元素所在的主族序数与最外层电子数相等的元素都是金属元素。(　　)

答案　×

解析　如氢元素主族序数与最外层电子数相等，属于非金属元素。

16．原子序数为29的元素位于元素周期表的第四周期ⅠB族。(　　)

答案　√

解析　原子序数为29的元素是Cu，处于第四周期ⅠB族。

17．元素周期表中镧系元素占据同一格，它们是同位素。(　　)

答案　×

解析　镧系中的15种元素属于不同的元素。

18．同周期的第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数一定相差1。(　　)

答案　×

解析　第四周期的第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数相差为11。

19．最外层电子数为2的元素一定是金属元素。(　　)

答案　×

解析　He最外层电子数也为2。

20．过渡元素一定是金属元素。(　　)

答案　√

21．铅位于周期表中金属和非金属的交界处，可作半导体材料。(　　)

答案　×

解析　铅不在金属和非金属的交界处。

22．熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物。(　　)

答案　√

23．氢化物一定是共价化合物。(　　)

答案　×

解析　NaH、CaH2等为离子化合物。

24．H2O的稳定性大于H2S，是因为H2O分子间存在氢键。(　　)

答案　×

解析　元素的非金属性越强，氢化物越稳定。

25．Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4加热熔化，克服的是相同类型的作用力。(　　)

答案　√

26．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。(　　)

答案　×

解析　HF是气态氢化物中最稳定的，但它是弱酸。

27．1 mol KHSO4加热熔化可电离出2NA个阳离子。(　　)

答案　×

解析　KHSO4加热熔化时只有离子键断裂，电离出NA个K＋，不能电离出H＋。

28．共价化合物熔点都低于离子化合物。(　　)

答案　×

解析　共价化合物SiO2的熔点比较高，高于大多数离子化合物。

29．分子内共价键越强，分子越稳定，其熔、沸点也越高。(　　)

答案　×

解析　分子内共价键越强，分子越稳定，但其熔、沸点不一定高。

30．共价化合物溶于水，分子内共价键被破坏，单质溶于水，分子内共价键不被破坏。(　　)

答案　×

解析　单质溶于水时，分子内共价键也可以被破坏，如Cl2溶于水时可发生化学变化。

命题角度一　原子结构与元素在周期表中的位置

命题规律　原子结构与元素在周期表中的位置高考中常以选择题型考查，其方式是根据原子序数考查核外电子排布进而考查其在周期表中的位置，同时考查质量数与质子数、中子数的关系等。

1．牢记微粒间重要的数量关系

(1)质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数。

(2)质量数＝质子数＋中子数。

(3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带正电荷数。

(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带负电荷数。

2．辨析比较“四同”概念

1．(2019·北京高考)2019年是元素周期表发表150周年。期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是(　　)

A．In是第五周期第ⅢA族元素

B.In的中子数与电子数的差值为17

C．原子半径：In>Al

D．碱性：In(OH)3>RbOH

答案　D

解析　由铟(49In)的原子结构示意图可推断In是第五周期第ⅢA族元素，A正确；In的中子数为115－49＝66，电子数为49，因此In的中子数与电子数的差值为17，B正确；铟和铝同属于ⅢA族元素，前者位于第五周期，后者位于第三周期，因此原子半径：In>Al，C正确；铟和铷同属于第五周期元素，前者位于ⅢA族，后者位于ⅠA族，根据同周期主族元素最高价氧化物的水化物的碱性递变规律得：碱性In(OH)3＜RbOH，D错误。

2．(2017·海南高考)下列分子中，其中子总数为24的是(　　)

A．18O3   B．2HO2

C．14N16O2  D．14C16O2

答案　D

解析　18O3中每个氧原子的中子数为10，则每个18O3含有的中子数为30，A项错误；2HO2中每个分子的中子数为(2×1＋2×9)＝20，B项错误；14N16O2中每个分子的中子数为(7＋2×8)＝23，C项错误；14C16O2中每个分子的中子数为(8＋2×8)＝24，D项正确。

3．(2017·北京高考)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”，tián)，Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是(　　)

A．Ts是第七周期第ⅦA族元素

B．Ts的同位素原子具有相同的电子数

C．Ts在同族元素中非金属性最弱

D．中子数为176的Ts核素符号是Ts

答案　D

解析　A对：Ts的原子序数为117，其原子核外最外层电子数是7，则Ts元素处于周期表的第七周期第ⅦA族。B对：Ts元素的同位素原子具有相同的电子数和不同的中子数(或质量数)。C对：Ts元素与F、Cl、Br、I、At元素同处于第ⅦA族，从上到下原子半径逐渐增大，则元素的非金属性逐渐减弱，故Ts在同族元素中非金属性最弱。D错：核电荷数为117、中子数为176的Ts核素，其质量数为117＋176＝293，该核素应表示为Ts。

4．(2019·葫芦岛高三期末)全氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰产物无污染等优点。中国科学家成功合成全氮阳离子N，N是制备全氮类物质NN的重要中间体。下列说法中，不正确的是(　　)

A．全氮类物质属于绿色能源

B．每个N中含有35个质子

C．每个N中含有35个电子

D．NN结构中含共价键

答案　C

解析　根据全氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰产物无污染等优点，可知A正确；N的质子数为7×5＝35，B正确；N含有的电子数为5×7＋1＝36，C错误；NN结构中含阳离子N和阴离子N，属于离子化合物，N中有5个氮原子，氮原子间为共价键，N含有5个氮原子，氮原子间为共价键，D正确。

巧记10电子微粒和18电子微粒的方法

命题角度二　元素“位—构—性”的综合判断

命题规律　元素的“位、构、性”高考中常以选择题型考查。其考查形式主要是由原子结构，周期表片断结构及元素及化合物的主要性质特点推出元素，然后考查元素金属性、非金属性强弱的判断，微粒半径的大小比较。所形成化合物的类型、形成化合物中的化学键类型、形成化合物的性质及应用等，是每年高考的必考题。

1．巧用核外电子排布的特殊规律(短周期元素)

(1)最外层有1个电子的原子：H、Li、Na。

(2)最外层有2个电子的原子：He、Be、Mg。

(3)最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar。

(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子：C；是次外层电子数3倍的原子：O；是次外层电子数4倍的原子：Ne。

(5)电子层数与最外层电子数相等的原子：H、Be、Al。

(6)电子总数为最外层电子数2倍的原子：Be。

(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子：Li、Si。

(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子：Li、P。

(9)最外层电子数是电子层数2倍的原子：He、C、S；最外层电子数是电子层数3倍的原子：O。

2．元素金属性、非金属性强弱的比较方法

3．原子或离子半径的比较

(1)先看电子层数，电子层数多的半径大。

(2)电子层数相同时看核电荷数，核电荷数大的半径反而小。

(3)当电子层数、核电荷数都相同时看电子数，电子多的半径大。

1．(2019·全国卷Ⅱ)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。右表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是(　　)

A．原子半径：W<X

B．常温常压下，Y单质为固态

C．气态氢化物热稳定性：Z<W

D．X的最高价氧化物的水化物是强碱

答案　D

解析　由题意，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8，可推出W、X、Y、Z分别为N、Al、Si、P。根据电子层数越多，原子半径越大，可得原子半径：W<X，A正确；常温常压下，硅单质为固态，B正确；同一主族由下到上简单气态氢化物的稳定性逐渐增强，所以热稳定性：NH3>PH3，C正确；X的最高价氧化物的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，D错误。

2．(2019·全国卷Ⅰ)科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半，下列叙述正确的是(　　)

A．WZ的水溶液呈碱性

B．元素非金属性的顺序为X>Y>Z

C．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸

D．该新化合物中Y不满足8电子稳定结构

答案　C

解析　W、X、Y、Z为同一短周期元素，可能同处于第二或第三周期，观察新化合物的结构示意图可知，X为四价，X可能为C或Si。若X为C，则Z核外最外层电子数为C原子核外电子数的一半，即为3，对应B元素，不符合成键要求，不符合题意，故X为Si，W能形成＋1价阳离子，可推出W为Na元素，Z核外最外层电子数为Si原子核外电子数的一半，即为7，可推出Z为Cl元素。Y能与2个Si原子形成共价键，另外得到1个电子达到8电子稳定结构，说明Y原子最外层有5个电子，进一步推出Y为P元素，即W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl元素。WZ为NaCl，其水溶液呈中性，A错误；元素非金属性：Cl>P>Si，B错误；P的最高价氧化物的水化物为H3PO4，是中强酸，C正确；P原子最外层有5个电子，与2个Si原子形成共价键，另外得到1个电子，在该化合物中P元素满足8电子稳定结构，D错误。

3．(2018·全国卷Ⅰ)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是(　　)

A．常温常压下X的单质为气态

B．Z的氢化物为离子化合物

C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性

D．W与Y具有相同的最高化合价

答案　B

解析　主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃，生成物是HF，因此W是F，W与Y同族，则Y是Cl。W、X、Z的最外层电子数之和为10，则X、Z应分别是Mg、K或Na、Ca，金属钠或镁常温常压下是固态，A错误；CaH2或KH中含有离子键，属于离子化合物，B正确；Y与Z形成的化合物是氯化钾或氯化钙，其水溶液都呈中性，C错误；F是最活泼的非金属，没有正价，Cl元素的最高价是＋7价，D错误。

4．(2018·全国卷Ⅱ)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体；Y的周期数是族序数的3倍；Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是(　　)

A．X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物

B．Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键

C．四种元素的简单离子具有相同的电子层结构

D．W的氧化物对应的水化物均为强酸

答案　A

解析　由题给信息分析可知W、X、Y和Z分别是N、O、Na、Cl。则氧元素与N、Na、Cl三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物，例如NO、NO2、Na2O、Na2O2、Cl2O7、ClO2等，A正确；过氧化钠中含有离子键和共价键，B错误；N、O、Na三种元素的简单离子具有相同的电子层结构，均是10电子微粒，氯离子是18电子微粒，C错误；亚硝酸为弱酸，D错误。

5．(2017·全国卷Ⅰ)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是(　　)

A．X的简单氢化物的热稳定性比W的强

B．Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构

C．Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红

D．Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期

答案　C

解析　四种主族元素都在短周期，W的简单氢化物可用作制冷剂，则W为N元素。Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则Y为Na元素。一种盐与稀盐酸反应既有黄色沉淀生成也有刺激性气体产生，则该盐为硫代硫酸钠，X为O元素，Z为S元素。A对：非金属性O强于N，所以水的热稳定性强于氨气。B对：Y的简单离子为Na＋，X的简单离子为O2－，Na＋与O2－具有相同的电子层结构。C错：硫化钠溶液水解显碱性，不能使蓝色石蕊试纸变红。D对：O元素与S元素属于同一主族(第ⅥA族)，S元素与Na元素都在第三周期。

6．(2017·全国卷Ⅱ)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族。下列叙述正确的是(　　)

A．原子半径：d>c>b>a

B．4种元素中b的金属性最强

C．c的氧化物的水化物是强碱

D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强

答案　B

解析　a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同，b原子次外层的电子数为2或8，若b原子次外层的电子数为2，则a为He，不是主族元素，不符合题意；则b原子次外层的电子数为8，则b为第三周期元素，a为O；d与a同族，则d为S；c所在周期数与族数相同，则c为Al，b为Na或Mg。A错：原子半径：a<d<c<b。B对：b为Na或Mg,4种元素中b的金属性最强。C错：c的氧化物的水化物是Al(OH)3，属于两性氢氧化物，不是强碱。D错：a、d同主族，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，氧化性逐渐减弱。

7．(2019·武汉高三联考)短周期元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大，c、d、e、f、h是由这些元素组成的二元化合物，自然界中硬度最大的单质和a都由X组成，b由W、Y、Q三种元素组成，d能使品红溶液褪色，e是液体，上述物质的转化关系如图所示(个别产物略去)。下列说法错误的是(　　)

A．二元化合物沸点：e>d>c

B．简单氢化物的稳定性：Q>Y>X

C．元素的非金属性：Y>X>W

D．原子半径的大小：Z>Q>Y

答案　B

解析　自然界中硬度最大的单质和a都由X组成，则X应为C元素，a为木炭；d能使品红溶液褪色，则d应为SO2；e是液体，结合题给转化关系及b由W、Y、Q三种元素组成，可推出b为H2SO4，c为CO2，e为H2O；e和h反应生成b，结合e、b的化学式及h是二元化合物，可知h为SO3，d和g在催化剂、加热条件下生成h，则g为O2，c和f反应生成g，f是二元化合物，则f为Na2O2。综上所述，W、X、Y、Z、Q分别为H、C、O、Na、S。水分子间含有氢键，沸点较高，CO2、SO2常温下为气体，其相对分子质量越大，沸点越高，故沸点由大到小的顺序为H2O>SO2>CO2，A正确；元素非金属性越强，简单氢化物越稳定，非金属性：O>S>C，则简单氢化物的稳定性：H2O>H2S>CH4，B错误；同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，故非金属性：O>C，H的非金属性较弱，则非金属性：O>C>H，C正确；同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素随原子核外电子层数增多，原子半径增大，则原子半径的大小关系为Na>S>O，D正确。

1．元素的“位、构、性”的推断及综合应用

2．物质类别与化学键类型的关系

(1)离子键、极性键一定存在于化合物中。

(2)含活泼金属元素或NH的化合物多数属于离子化合物(AlCl3等除外)。

(3)含有离子键的化合物，无论是否含有共价键，必定属于离子化合物。

(4)离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。

(5)只含共价键的物质有非金属单质和共价化合物，稀有气体不含任何化学键。

(6)可能含有非极性键的物质有：非金属单质(除稀有气体)、某些共价化合物(如H2O2、C2H6等)、某些离子化合物(如Na2O2等)。