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2020年高考化学一轮总复习文档：第五章第17讲原子结构化学键 学案
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第五章 物质结构 元素周期律
[考纲解读] 1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子构成。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。3.了解原子核外电子排布；掌握原子结构示意图。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.以第ⅠA和第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的规律。8.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。9.掌握电子式的表示方法。
第17讲 原子结构 化学键
一、原子的构成
1．原子的构成粒子
2．原子中的4个数量关系
(1)质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数。
(2)质量数(A)＝质子数＋中子数。
(3)阳离子的核外电子数＝质子数－所带电荷数。如Mg2＋的核外电子数是10。
(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。如S2－的核外电子数是18。
3．“三素”——元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系
(2)同位素的特征与应用
①同位素的特征
a．化学性质相同，物理性质不同。
b．天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般固定。
②常见的重要核素及其应用
二、原子核外电子排布规律
1．核外电子排布规律
―→离核由近到远，电子能量由低到高
―→
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，较易失电子，易形成阳离子，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。
三、化学键
1．化学键
(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。
(2)分类
2．离子键与共价键的比较
3．化学键与物质的类别
(1)离子化合物与共价化合物
(2)化学键与物质类别的关系
4．电子式
(1)微粒的电子式书写
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。
如NaCl：Na―→Na＋[]－。
②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。
如HCl：。
四、范德华力、氢键
1．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)特点
分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。
(3)变化规律
一般来说，对于组成和结构相似的分子晶体，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。
2．氢键
(1)定义：分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用。
(2)存在
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．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。
(1)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。(√)
错因：________________________________________
(2)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。(×)
错因：同位素之间的转化不是化学变化，是核反应。
(3)所有物质中都存在化学键。(×)
错因：稀有气体中不存在化学键。
(4)原子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。(×)
错因：H与卤素原子结合时形成共价键。
(5)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。(√)
错因：________________________________________
(6)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子。(×)
错因：Na＋等最外层电子数为8，其不是稀有气体。
(7)CaCl2的电子式： ·[Ca2＋] ·。(×)
错因：
(8)次氯酸(HClO)的电子式：H 。(×)
错因：
2．教材改编题
(据人教必修二P11 T4)放射性同位素铀U的原子核内的中子数与核外电子数之差为( )
A．143 B．92 C．51 D．32
答案 C
3．教材改编题
(据人教必修二P24 T4)下列关于化学键的说法中正确的是( )
A．构成单质分子的粒子一定含有共价键
B．由非金属元素组成的化合物中可能含有离子键
C．非极性键只存在于双原子单质分子里
D．不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键
答案 B
4．教材改编题
(据人教必修二P25 T9)有以下9种物质：①Ne ②NH4Cl ③KNO3 ④NaOH ⑤Cl2 ⑥SO2 ⑦H2S ⑧Na2O2 ⑨MgCl2
(1)既存在离子键又存在共价键的是________。
(2)不存在化学键的是________。
(3)属于共价化合物的是________。
(4)属于离子化合物的是________。
答案 (1)②③④⑧ (2)① (3)⑥⑦ (4)②③④⑧⑨
考点 原子结构 核素
[典例1] (2018·辽宁锦州期末)氢包括两种稳定核素：H和D，氧常见的核素有16O、17O和18O，下列有关说法正确的是( )
A．H2和D2互为同分异构体，其化学性质完全相同
B．HO、HO、HO互为同位素，都能与金属钠发生反应
C．18O2和18O3互为同素异形体，其密度之比为2∶3
D．电解一定量的DO时，阴、阳两极所得气体的质量之比约为2∶9
解析 本题以科技知识为背景，重点考查同位素、同素异形体等概念。同分异构体的分子式相同，结构不同，H2和D2结构相同，A错误；16O、17O、18O互为同位素，HO、HO、HO既不互为同位素，也不是同素异形体，B错误；18O2和18O3互为同素异形体，但只有在同温同压下，它们的密度之比才为2∶3，C错误；电解一定量的DO时，阴、阳两极会收集到物质的量之比为2∶1的D2和18O2，其质量之比约为2∶9，D正确。
答案 D
名师精讲
1．正确理解微粒的组成和结构
(1)有质子的原子不一定有中子，有质子的微粒不一定有电子。如H只有一个质子和一个电子，不含中子；H＋只有一个质子，既没有中子也没有电子。
(2)质子数相同的粒子不一定属于同种元素，如Ne和H2O。
(3)任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中。
(4)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－等，NH与OH－等。
(5)一个信息丰富的符号
2．正确理解元素、核素、同位素的概念
(1)元素、核素、同位素之间的关系
(2)不同核素可能具有相同的质子数，如H、H；也可能具有相同的中子数，如C、O；也可能具有相同的质量数，如C、N。
(3)同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。
(4)同位素是指同一元素的不同“原子”间的关系，同素异形体是指同一元素的不同“单质”间的关系。
(5)同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢分子有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T与16O、17O、18O可形成3×6＝18种水分子。它们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。
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。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。
(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．(2018·邯郸模拟)下列说法不正确的是( )
①质子数相同的粒子一定是同一元素 ②质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子 ③电子数相同的粒子不一定是同种元素 ④一种元素不能形成不同单质 ⑤某元素的相对原子质量取整数值就是质量数
A．②④⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．②③
答案 B
解析 H2O、NH3、Ne等微粒的质子数相同，不是同一种元素，所以①不正确，分析选项，选B(巧答)。
2．已知阴离子R2－的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则w g R原子完全转化为R2－时，含有电子的物质的量是( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
答案 D
解析 R原子的质子数为m－n，其核外电子数也为m－n，所以R2－的核外电子数为m－n＋2，而w g R原子的物质的量为 mol，所以形成的R2－含有的电子的物质的量为 mol，故选D。
考点 核外电子排布规律及应用
[典例2] (2018·西安中学月考)X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，其中X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍；X与Z同族，Y与Z同周期，Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16。下列说法正确的是( )
A．Q与W不能形成10电子、14电子、18电子分子
B．Y的最高价氧化物对应水化物的化学式只能表示为H4YO4
C．Y、Z、Q的单质分别与X的单质化合，只能形成AB2型化合物
D．X、Z、W中的两种或三种元素形成的钠盐溶液可能显酸性、碱性、中性
解析 X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则X为O；X与Z同族，则Z为S；Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，则Q为C；W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素，因此W为H；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16，Y与Z同周期，则Y为Si。C和H能形成10电子分子CH4、14电子分子C2H2、18电子分子C2H6，A项错误；Si的最高价氧化物对应水化物的化学式还能表示为H2SiO3，B项错误；C与O2化合还能形成CO，C项错误，NaHSO4溶液呈酸性，Na2SO3溶液呈碱性，Na2SO4溶液呈中性，D项正确。
答案 D
名师精讲
1．1～20号元素的特殊的电子层结构
(1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K。
(2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。
(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C。
(4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O。
(5)最外层电子数是内层电子数总数一半的元素：Li、P。
(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne。
(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。
(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Li、Mg。
(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S。
(10)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。
2．寻找“10电子”粒子和“18电子”粒子的方法
(1)“10电子”粒子
(2)“18电子”粒子
3．质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系
(1)可以是两种原子，如同位素原子。
(2)可以是两种分子，如CH4、NH3等。
(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如NH、H3O＋。
(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。
3．A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知：
①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。
请回答：
(1)C－的电子式是____________。
(2)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：
____________________、____________________。
(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式________________。
答案 (1)[ H]－
(2)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋ H3O＋＋NH3===NH＋H2O
(3)CH4、Ne
解析 因A＋、C－、D、E均为10电子微粒，且A＋＋C－===D＋E↑，则A＋为NH，C－为OH－，E为NH3，D为H2O，进而推知B＋为H3O＋。
4．某元素X，其原子的电子层数为(n－1)，最外层电子数为(2n－1)。下列有关元素X的说法中正确的是( )
A．X可能是金属元素
B．由X形成的含氧酸均为强酸
C．X不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐
D．元素X的气态氢化物一定极易溶于水
答案 D
解析 由X原子的最外层电子数为(2n－1)可以推知n≤4，则X的电子层数≤3，X为短周期元素。当n＝4时，X为Cl元素；当n＝3时，X为N元素；当n＝2时，不符合题意，A错误；HNO2和HClO均为弱酸，B错误；Cl元素能形成KClO4，C错误；NH3和HCl均极易溶于水，D正确。
考点 化学键 物质构成
[典例3] 城市为保持街道整洁、湿润，在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液做保湿剂。X原子的结构示意图为，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。
(1)m＝________，该保湿剂的化学式为________。
(2)Z、W元素的名称为________、________。
(3)下列说法正确的是________。
A．XY2和WZ2都为离子化合物
B．XY2中仅含离子键，WZ2中仅含共价键
C．H2Z比HY的稳定性强
D．X的阳离子比Y的阴离子半径大
(4)下列化学用语表达正确的是________。
A．XY2的电子式：X2＋[ ]2－
B．WZ2的结构式：Z===W===Z
C．Y元素的单质与H2Z水溶液反应的离子方程式为Y2＋Z2－===2Y－＋Z↓
D．用电子式表示XY2的形成过程为
解析 根据题意，可以推断X为Ca、Y为Cl、Z为S、W为C。
(3)CS2为共价化合物，A错误；非金属性越强，气态氢化物越稳定，故稳定性HCl>H2S，C错误；核外电子总数相同的简单粒子，质子数越大，半径越小，所以r(Ca2＋)
答案 (1)20 CaCl2 (2)硫 碳 (3)B (4)BD
名师精讲
1．化学键类型的判断方法
(1)从物质构成角度判断
(2)从物质类别角度判断
2.化合物类型的判断
3．化合物类型与化学键类型的关系
(1)存在离子键的化合物一定是离子化合物。
(2)离子化合物中一定存在离子键，可能存在共价键，如NaOH、Na2O2、(NH4)2SO4等。
(3)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。
(4)含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如NH4Cl、NaOH、Na2O2等。
(5)全部由非金属元素组成的化合物也可能是离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐，铵根离子和酸根离子之间以离子键结合。由金属元素和非金属元素形成的化合物也可能是共价化合物，如AlCl3。
4．电子式书写易错总结
(1)漏写孤电子对
①如N2的电子式应为N⋮⋮N，易误写成N⋮⋮N。
②如NH3的电子式应为HN,··H，易误写成HN H。
(2)混淆电子式与化学式的书写
如Na2S的电子式应为Na＋[]2－Na＋，易误写成Na[]2－。
(3)共用电子对数目写错
如CO2的电子式应为··C··，易误写成C。
(4)根、基电子式混淆不清
如OH－的电子式应为[H]－，—OH的电子式应为H，易误写成H。
(5)原子结合顺序写错
如HClO的电子式应为H，易误写成H。
(6)错误使用括号
如HCl的电子式应为H，易误写成H＋[]－。
(7)误将电荷数标成化合价
如Na2O的电子式应为Na＋[]2－Na＋，易误写成Na＋[]－2Na＋。
(8)复杂阳离子与简单阳离子混淆不清
①如Na＋的电子式应为Na＋，易误写成[]＋。
②如NH的电子式应为[HN, H]＋，易误写成NH。
(9)“―→”与“===”表示意义不清
如用电子式表示MgCl2的形成过程应为
―→[]－Mg2＋[]－，
易误写成===[]－Mg2＋[]－。
5．物质熔化、溶解时化学键的变化
(1)离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。
(2)共价化合物的溶解过程
①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。
②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。
③某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。
(3)单质的溶解过程
某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。
6．氢键对物质物理性质的影响
分子间氢键使物质的熔、沸点升高，如HF、H2O、NH3的沸点都反常的高，又如乙醇的沸点也比乙烷的沸点高出很多。此外，如NH3、C2H5OH、CH3COOH，由于它们能与水形成氢键，使得它们在水中的溶解度很大。
5．(2018·大同高三月考)化学反应的本质是反应物化学键断裂和生成物化学键形成的过程，下列关于化学反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2的叙述正确的是( )
A．反应过程中只涉及离子键和极性共价键的断裂
B．反应过程中只涉及离子键和非极性共价键的形成
C．反应过程中既涉及离子键和极性共价键的断裂，又涉及离子键和非极性共价键的形成
D．反应过程中既涉及离子键、极性和非极性共价键的断裂，又涉及离子键、极性和非极性共价键的形成
答案 D
解析 Na2O2中存在离子键和非极性共价键，CO2中存在极性共价键，Na2CO3中存在离子键和极性共价键，O2中存在非极性共价键，D项符合题意。
6．(2018·西安质检)在我国南方遭遇的冰雪灾害中，使用了一种融雪剂，其主要成分的化学式为XY2，X、Y为周期表前20号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，且1 mol XY2含有54 mol电子。
(1)该融雪剂的化学式是________；X与氢元素形成的化合物的电子式是__________________。
(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，D与Y相邻，则D的离子结构示意图是________；D与E 能形成一种非极性分子，该分子的结构式为__________；D所在族元素的氢化物中，沸点最低的是________。
(3)元素W与Y同周期，其单质是原子晶体；元素Z的单质分子Z2中有3个共价键；W与Z能形成一种新型无机非金属材料，其化学式是________。
(4)元素R与Y同主族，其氢化物能用于刻蚀玻璃，R2与NaOH溶液反应的产物之一是OR2，该反应的离子方程式为________________________________。
答案 (1)CaCl2 [H]－Ca2＋[H]－ (2) S===C===S H2S (3)Si3N4 (4)2F2＋2OH－===2F－＋OF2＋H2O
解析 X、Y组成的化学式为XY2，且为离子化合物，所以X为＋2价，Y为－1价，设Y的电子数为a，则X为a＋3，所以2a＋a＋3＝54，a＝17，Y为Cl，X为Ca。D与Cl相邻，D、E的最外层电子数是其电子层数的2倍，所以D为S，E为C。W与Cl同周期，其单质是原子晶体，所以W为Si，元素Z的单质Z2有3个共价键，Si与Z能形成一种新型无机非金属材料，所以Z为N。
[考纲解读] 1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子构成。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。3.了解原子核外电子排布；掌握原子结构示意图。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.以第ⅠA和第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的规律。8.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。9.掌握电子式的表示方法。
第17讲 原子结构 化学键
一、原子的构成
1．原子的构成粒子
2．原子中的4个数量关系
(1)质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数。
(2)质量数(A)＝质子数＋中子数。
(3)阳离子的核外电子数＝质子数－所带电荷数。如Mg2＋的核外电子数是10。
(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。如S2－的核外电子数是18。
3．“三素”——元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系
(2)同位素的特征与应用
①同位素的特征
a．化学性质相同，物理性质不同。
b．天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般固定。
②常见的重要核素及其应用
二、原子核外电子排布规律
1．核外电子排布规律
―→离核由近到远，电子能量由低到高
―→
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，较易失电子，易形成阳离子，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。
三、化学键
1．化学键
(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。
(2)分类
2．离子键与共价键的比较
3．化学键与物质的类别
(1)离子化合物与共价化合物
(2)化学键与物质类别的关系
4．电子式
(1)微粒的电子式书写
(2)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。
如NaCl：Na―→Na＋[]－。
②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。
如HCl：。
四、范德华力、氢键
1．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)特点
分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。
(3)变化规律
一般来说，对于组成和结构相似的分子晶体，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。
2．氢键
(1)定义：分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用。
(2)存在
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．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。
(1)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。(√)
错因：________________________________________
(2)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。(×)
错因：同位素之间的转化不是化学变化，是核反应。
(3)所有物质中都存在化学键。(×)
错因：稀有气体中不存在化学键。
(4)原子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。(×)
错因：H与卤素原子结合时形成共价键。
(5)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。(√)
错因：________________________________________
(6)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子。(×)
错因：Na＋等最外层电子数为8，其不是稀有气体。
(7)CaCl2的电子式： ·[Ca2＋] ·。(×)
错因：
(8)次氯酸(HClO)的电子式：H 。(×)
错因：
2．教材改编题
(据人教必修二P11 T4)放射性同位素铀U的原子核内的中子数与核外电子数之差为( )
A．143 B．92 C．51 D．32
答案 C
3．教材改编题
(据人教必修二P24 T4)下列关于化学键的说法中正确的是( )
A．构成单质分子的粒子一定含有共价键
B．由非金属元素组成的化合物中可能含有离子键
C．非极性键只存在于双原子单质分子里
D．不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键
答案 B
4．教材改编题
(据人教必修二P25 T9)有以下9种物质：①Ne ②NH4Cl ③KNO3 ④NaOH ⑤Cl2 ⑥SO2 ⑦H2S ⑧Na2O2 ⑨MgCl2
(1)既存在离子键又存在共价键的是________。
(2)不存在化学键的是________。
(3)属于共价化合物的是________。
(4)属于离子化合物的是________。
答案 (1)②③④⑧ (2)① (3)⑥⑦ (4)②③④⑧⑨
考点 原子结构 核素
[典例1] (2018·辽宁锦州期末)氢包括两种稳定核素：H和D，氧常见的核素有16O、17O和18O，下列有关说法正确的是( )
A．H2和D2互为同分异构体，其化学性质完全相同
B．HO、HO、HO互为同位素，都能与金属钠发生反应
C．18O2和18O3互为同素异形体，其密度之比为2∶3
D．电解一定量的DO时，阴、阳两极所得气体的质量之比约为2∶9
解析 本题以科技知识为背景，重点考查同位素、同素异形体等概念。同分异构体的分子式相同，结构不同，H2和D2结构相同，A错误；16O、17O、18O互为同位素，HO、HO、HO既不互为同位素，也不是同素异形体，B错误；18O2和18O3互为同素异形体，但只有在同温同压下，它们的密度之比才为2∶3，C错误；电解一定量的DO时，阴、阳两极会收集到物质的量之比为2∶1的D2和18O2，其质量之比约为2∶9，D正确。
答案 D
名师精讲
1．正确理解微粒的组成和结构
(1)有质子的原子不一定有中子，有质子的微粒不一定有电子。如H只有一个质子和一个电子，不含中子；H＋只有一个质子，既没有中子也没有电子。
(2)质子数相同的粒子不一定属于同种元素，如Ne和H2O。
(3)任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中。
(4)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－等，NH与OH－等。
(5)一个信息丰富的符号
2．正确理解元素、核素、同位素的概念
(1)元素、核素、同位素之间的关系
(2)不同核素可能具有相同的质子数，如H、H；也可能具有相同的中子数，如C、O；也可能具有相同的质量数，如C、N。
(3)同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。
(4)同位素是指同一元素的不同“原子”间的关系，同素异形体是指同一元素的不同“单质”间的关系。
(5)同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢分子有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T与16O、17O、18O可形成3×6＝18种水分子。它们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。
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。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。
(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．(2018·邯郸模拟)下列说法不正确的是( )
①质子数相同的粒子一定是同一元素 ②质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子 ③电子数相同的粒子不一定是同种元素 ④一种元素不能形成不同单质 ⑤某元素的相对原子质量取整数值就是质量数
A．②④⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．②③
答案 B
解析 H2O、NH3、Ne等微粒的质子数相同，不是同一种元素，所以①不正确，分析选项，选B(巧答)。
2．已知阴离子R2－的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则w g R原子完全转化为R2－时，含有电子的物质的量是( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
答案 D
解析 R原子的质子数为m－n，其核外电子数也为m－n，所以R2－的核外电子数为m－n＋2，而w g R原子的物质的量为 mol，所以形成的R2－含有的电子的物质的量为 mol，故选D。
考点 核外电子排布规律及应用
[典例2] (2018·西安中学月考)X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，其中X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍；X与Z同族，Y与Z同周期，Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16。下列说法正确的是( )
A．Q与W不能形成10电子、14电子、18电子分子
B．Y的最高价氧化物对应水化物的化学式只能表示为H4YO4
C．Y、Z、Q的单质分别与X的单质化合，只能形成AB2型化合物
D．X、Z、W中的两种或三种元素形成的钠盐溶液可能显酸性、碱性、中性
解析 X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则X为O；X与Z同族，则Z为S；Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，则Q为C；W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素，因此W为H；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16，Y与Z同周期，则Y为Si。C和H能形成10电子分子CH4、14电子分子C2H2、18电子分子C2H6，A项错误；Si的最高价氧化物对应水化物的化学式还能表示为H2SiO3，B项错误；C与O2化合还能形成CO，C项错误，NaHSO4溶液呈酸性，Na2SO3溶液呈碱性，Na2SO4溶液呈中性，D项正确。
答案 D
名师精讲
1．1～20号元素的特殊的电子层结构
(1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K。
(2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。
(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C。
(4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O。
(5)最外层电子数是内层电子数总数一半的元素：Li、P。
(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne。
(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。
(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Li、Mg。
(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S。
(10)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。
2．寻找“10电子”粒子和“18电子”粒子的方法
(1)“10电子”粒子
(2)“18电子”粒子
3．质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系
(1)可以是两种原子，如同位素原子。
(2)可以是两种分子，如CH4、NH3等。
(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如NH、H3O＋。
(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。
3．A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知：
①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。
请回答：
(1)C－的电子式是____________。
(2)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：
____________________、____________________。
(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式________________。
答案 (1)[ H]－
(2)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋ H3O＋＋NH3===NH＋H2O
(3)CH4、Ne
解析 因A＋、C－、D、E均为10电子微粒，且A＋＋C－===D＋E↑，则A＋为NH，C－为OH－，E为NH3，D为H2O，进而推知B＋为H3O＋。
4．某元素X，其原子的电子层数为(n－1)，最外层电子数为(2n－1)。下列有关元素X的说法中正确的是( )
A．X可能是金属元素
B．由X形成的含氧酸均为强酸
C．X不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐
D．元素X的气态氢化物一定极易溶于水
答案 D
解析 由X原子的最外层电子数为(2n－1)可以推知n≤4，则X的电子层数≤3，X为短周期元素。当n＝4时，X为Cl元素；当n＝3时，X为N元素；当n＝2时，不符合题意，A错误；HNO2和HClO均为弱酸，B错误；Cl元素能形成KClO4，C错误；NH3和HCl均极易溶于水，D正确。
考点 化学键 物质构成
[典例3] 城市为保持街道整洁、湿润，在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液做保湿剂。X原子的结构示意图为，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。
(1)m＝________，该保湿剂的化学式为________。
(2)Z、W元素的名称为________、________。
(3)下列说法正确的是________。
A．XY2和WZ2都为离子化合物
B．XY2中仅含离子键，WZ2中仅含共价键
C．H2Z比HY的稳定性强
D．X的阳离子比Y的阴离子半径大
(4)下列化学用语表达正确的是________。
A．XY2的电子式：X2＋[ ]2－
B．WZ2的结构式：Z===W===Z
C．Y元素的单质与H2Z水溶液反应的离子方程式为Y2＋Z2－===2Y－＋Z↓
D．用电子式表示XY2的形成过程为
解析 根据题意，可以推断X为Ca、Y为Cl、Z为S、W为C。
(3)CS2为共价化合物，A错误；非金属性越强，气态氢化物越稳定，故稳定性HCl>H2S，C错误；核外电子总数相同的简单粒子，质子数越大，半径越小，所以r(Ca2＋)
答案 (1)20 CaCl2 (2)硫 碳 (3)B (4)BD
名师精讲
1．化学键类型的判断方法
(1)从物质构成角度判断
(2)从物质类别角度判断
2.化合物类型的判断
3．化合物类型与化学键类型的关系
(1)存在离子键的化合物一定是离子化合物。
(2)离子化合物中一定存在离子键，可能存在共价键，如NaOH、Na2O2、(NH4)2SO4等。
(3)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。
(4)含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如NH4Cl、NaOH、Na2O2等。
(5)全部由非金属元素组成的化合物也可能是离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐，铵根离子和酸根离子之间以离子键结合。由金属元素和非金属元素形成的化合物也可能是共价化合物，如AlCl3。
4．电子式书写易错总结
(1)漏写孤电子对
①如N2的电子式应为N⋮⋮N，易误写成N⋮⋮N。
②如NH3的电子式应为HN,··H，易误写成HN H。
(2)混淆电子式与化学式的书写
如Na2S的电子式应为Na＋[]2－Na＋，易误写成Na[]2－。
(3)共用电子对数目写错
如CO2的电子式应为··C··，易误写成C。
(4)根、基电子式混淆不清
如OH－的电子式应为[H]－，—OH的电子式应为H，易误写成H。
(5)原子结合顺序写错
如HClO的电子式应为H，易误写成H。
(6)错误使用括号
如HCl的电子式应为H，易误写成H＋[]－。
(7)误将电荷数标成化合价
如Na2O的电子式应为Na＋[]2－Na＋，易误写成Na＋[]－2Na＋。
(8)复杂阳离子与简单阳离子混淆不清
①如Na＋的电子式应为Na＋，易误写成[]＋。
②如NH的电子式应为[HN, H]＋，易误写成NH。
(9)“―→”与“===”表示意义不清
如用电子式表示MgCl2的形成过程应为
―→[]－Mg2＋[]－，
易误写成===[]－Mg2＋[]－。
5．物质熔化、溶解时化学键的变化
(1)离子化合物的溶解或熔化过程
离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。
(2)共价化合物的溶解过程
①有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。
②有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。
③某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。
(3)单质的溶解过程
某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。
6．氢键对物质物理性质的影响
分子间氢键使物质的熔、沸点升高，如HF、H2O、NH3的沸点都反常的高，又如乙醇的沸点也比乙烷的沸点高出很多。此外，如NH3、C2H5OH、CH3COOH，由于它们能与水形成氢键，使得它们在水中的溶解度很大。
5．(2018·大同高三月考)化学反应的本质是反应物化学键断裂和生成物化学键形成的过程，下列关于化学反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2的叙述正确的是( )
A．反应过程中只涉及离子键和极性共价键的断裂
B．反应过程中只涉及离子键和非极性共价键的形成
C．反应过程中既涉及离子键和极性共价键的断裂，又涉及离子键和非极性共价键的形成
D．反应过程中既涉及离子键、极性和非极性共价键的断裂，又涉及离子键、极性和非极性共价键的形成
答案 D
解析 Na2O2中存在离子键和非极性共价键，CO2中存在极性共价键，Na2CO3中存在离子键和极性共价键，O2中存在非极性共价键，D项符合题意。
6．(2018·西安质检)在我国南方遭遇的冰雪灾害中，使用了一种融雪剂，其主要成分的化学式为XY2，X、Y为周期表前20号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，且1 mol XY2含有54 mol电子。
(1)该融雪剂的化学式是________；X与氢元素形成的化合物的电子式是__________________。
(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，D与Y相邻，则D的离子结构示意图是________；D与E 能形成一种非极性分子，该分子的结构式为__________；D所在族元素的氢化物中，沸点最低的是________。
(3)元素W与Y同周期，其单质是原子晶体；元素Z的单质分子Z2中有3个共价键；W与Z能形成一种新型无机非金属材料，其化学式是________。
(4)元素R与Y同主族，其氢化物能用于刻蚀玻璃，R2与NaOH溶液反应的产物之一是OR2，该反应的离子方程式为________________________________。
答案 (1)CaCl2 [H]－Ca2＋[H]－ (2) S===C===S H2S (3)Si3N4 (4)2F2＋2OH－===2F－＋OF2＋H2O
解析 X、Y组成的化学式为XY2，且为离子化合物，所以X为＋2价，Y为－1价，设Y的电子数为a，则X为a＋3，所以2a＋a＋3＝54，a＝17，Y为Cl，X为Ca。D与Cl相邻，D、E的最外层电子数是其电子层数的2倍，所以D为S，E为C。W与Cl同周期，其单质是原子晶体，所以W为Si，元素Z的单质Z2有3个共价键，Si与Z能形成一种新型无机非金属材料，所以Z为N。
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