2020届二轮复习 物质结构 元素周期律 学案（全国通用）


第1讲　物质结构　元素周期律
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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、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布规律。4.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)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、非金属元素在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。
考点1　微粒结构及其相互作用

1.原子或离子中微粒间的数量关系
(1)质子数＝核电荷数＝原子核外电子数＝原子序数。
(2)质量数＝质子数＋中子数。
(3)质子数＝阳离子的核外电子数＋阳离子所带正电荷数。
(4)质子数＝阴离子的核外电子数－阴离子所带负电荷数。
2.2e－、10e－、18e－微粒



“9＋9”组合—CH3、—NH2、—OH、—F为9e－微粒→CH3CH3、N2H4、H2O2、F2、CH3OH、CH3F等为18e－微粒。
3.“四同”的判断方法
判断的关键是抓住描述的对象。
(1)同位素——原子，如H、H、H。
(2)同素异形体——单质，如O2、O3。
(3)同系物——有机化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3。
(4)同分异构体——有机化合物，如正戊烷、新戊烷。
4.化学键与晶体类型


角度一　微粒组成
1.(2018·课标全国Ⅲ，8)下列叙述正确的是(　　)
A.24 g镁与27 g铝中，含有相同的质子数
B.同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同
C.1 mol重水与1 mol水中，中子数比为2∶1
D.1 mol乙烷和1 mol乙烯中，化学键数相同
解析　24 g镁与27 g铝的物质的量均为1 mol，但Mg、Al的质子数分别为12、13，A项错误；1 mol O2含有16 mol电子，1 mol O3含有24 mol电子，质量相同(设为m g)的O2、O3含有的电子的物质的量分别为×16 mol＝ mol、×24 mol＝ mol，B项正确；1 mol D2O含有10 mol中子，1 mol H2O含有8 mol中子，C项错误；1 mol CH3—CH3含有7 mol共价键，1 mol CH2===CH2含有6 mol共价键，D项错误。
答案　B
2.(2019·浙江4月选考，10)下列说法正确的是(　　)
A.18O2和16O3互为同位素
B.正己烷和2，2二甲基丙烷互为同系物
C.C60和C70是具有相同质子数的不同核素
D.H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体
解析　同位素的研究对象为原子，而18O2和16O3为单质，A项错误；正己烷和2，2二甲基丙烷结构相似，在分子组成上相差1个“CH2”原子团，两者互为同系物，B项正确；C60和C70均为单质，不是核素，C项错误；H2NCH2COOCH3的分子式为C3H7NO2，而CH3CH2NO2的分子式为C2H5NO2，两者不是同分异构体，D项错误，故选B。
答案　B
角度二　化学键　分子间作用力
3.(2016·上海化学，4)下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是(　　)
A.CaO与CO2 B.NaCl与HCl
C.SiC与SiO2 D.Cl2与I2
解析　A项中的CO2、B项中的HCl、D项中的Cl2与I2都是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力，与化学键无关。
答案　C
4.(2015·安徽理综，7)碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图。下列有关该物质的说法正确的是(　　)

A.分子式为C3H2O3
B.分子中含6个σ键
C.分子中只有极性键
D.8.6 g该物质完全燃烧得到6.72 L CO2
解析　A项，该有机物的分子式为C3H2O3，正确；B项，双键中含有一个σ键和一个π键，则该有机物分子中含有8个σ键，错误；C项，分子中的碳碳双键是非极性键，其它共价键是极性键，错误；D项，由于没有给出所处的状况，故无法确定0.1 mol该物质完全燃烧生成CO2气体的体积，错误。
答案　A

题组一　微粒组成
1.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中含有中子的物质的量为(8＋2×8)mol＝24 mol，正确。
答案　D
2.随着科学技术的不断进步，研究物质的手段和途径越来越多，N、H3、O4、C60等已被发现。下列有关说法中正确的是(　　)
A.N中含有36个电子
B.O2与O4互为同分异构体
C.C60和12C、14C互为同位素
D.H2和H3互为同素异形体
解析　每个氮原子有7个电子，则N中的电子数为7×5－1＝34，A错误；O2与O4是氧元素形成的两种不同单质，互为同素异形体，B错误；同位素的研究对象是原子，核素是具有一定质子数和中子数的一种原子，C60是一种单质，C错误。
答案　D
题组二　“10e－、18e－”微粒在推断中的应用
3.已知A、B、C、D四种物质均是由短周期元素原子组成的，它们之间有如图所示的转化关系，且A是一种含有18电子的微粒，C是一种含有10电子的微粒。请完成下列各题：

(1)若A、D均是气态单质分子，写出A与B反应的化学方程式：____________________________________________________________。
(2)若B、D属同主族元素的单质分子，写出C的电子式：________。
(3)若A、B均是含2个原子核的微粒，其中B中含有10个电子，D中含有18个电子，则A、B之间发生的反应的离子方程式为____________________________________________________________。
(4)若D是一种含有22电子的分子，则符合如图关系的A的物质有________(写物质的化学式，如果是有机物则写相应的结构简式)。
解析　(1)18电子的气态单质分子为F2，则C为HF、B为H2O、D为O2，反应的化学方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2。(2)B、D为同主族元素的单质，且A含有18个电子，C含有10个电子时，则B为O2、A为H2S、C为H2O、D为S，即2H2S＋O2===2H2O＋2S↓。(3)含2个原子核的18电子的微粒为HS－，10电子的微粒为OH－，反应的离子方程式为HS－＋OH－===S2－＋H2O。(4)含22电子的分子为CO2，则A为含18电子由C、H或C、H、O组成的化合物，可能为CH3CH3和CH3OH。
答案　(1)2F2＋2H2O===4HF＋O2
(2)
(3)HS－＋OH－===S2－＋H2O
(4)CH3CH3、CH3OH
小知识
若10e－微粒满足关系：

则一定是NH＋OH－NH3↑＋H2O。
题组三　化学键
4.下列说法正确的是(　　)
①离子化合物中一定含离子键，也可能含共价键
②共价化合物中可能含离子键
③含金属元素的化合物不一定是离子化合物
④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
⑤构成单质分子的粒子不一定存在共价键
⑥不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键
⑦有化学键断裂的变化属于化学变化
A.①③⑤ B.②④⑥
C.①③④ D.③⑤⑦
解析　①离子化合物一定含离子键，也可能含极性键或非极性键，如NaOH中含离子键和O—H极性键，过氧化钠中含离子键和O—O非极性键，①正确；②共价化合物一定含共价键，一定不含离子键，含离子键的一定为离子化合物，②错误；③含金属元素的化合物不一定是离子化合物，如氯化铝为共价化合物，③正确；④由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物，如铵盐为离子化合物，④错误；⑤由分子组成的物质中不一定存在共价键，如稀有气体中不含化学键，⑤正确；不同元素组成的多原子分子里的化学键.若为同种元素之间形成的是非极性共价键，不同元素之间形成的是极性共价键，⑥错误；⑦有旧化学键断裂和新化学键形成的变化属于化学变化，有化学键断裂的变化不一定属于化学变化，如HCl溶于水，H—Cl键断裂，属于物理变化，⑦错误；综上所述符合题意的是①③⑤，A项正确。
答案　A
5.短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，W的氢化物与其最高价氧化物的水化物反应生成盐，X、Y、Z处于同一周期且最高价氧化物的水化物两两反应生成盐和水，下列有关说法错误的是(　　)
A.W、X形成的化合物中含离子键
B.W的简单氢化物比同族元素简单氢化物的沸点高
C.W的氢化物中可能含非极性键
D.Y、Z形成的化合物为离子化合物
解析　由题意知W、X、Y、Z分别为N、Na、Al、S(或Cl)。A项，Na3N为离子化合物，含离子键，正确；B项，NH3分子间存在氢键，沸点高于同族元素氢化物的沸点，正确；C项，氮元素的氢化物N2H4中有N—N，为非极性键，正确；D项，AlCl3为共价化合物，错误。
答案　D
题后悟道
化学键判断易错点：
(1)稀有气体分子(如He、Ne)中不存在化学键。
(2)金属元素和非金属元素组成的化合物中不一定含离子键如AlCl3。
(3)只含非金属元素的化合物中可能含离子键如NH4Cl、NH4NO3。
(4)氢化物中可能含共价键如HCl，也可能含离子键如NaH。
(5)二元化合物中可能含非极性键如H2O2、Na2O2。
(6)分子的稳定性取决于分子内化学键的强弱，与分子间的作用力无关。
考点2　元素周期表　元素周期律

1.元素周期表的结构

2.半径大小比较规律
在中学化学要求的范畴内，可按“三看”规律来比较粒子半径的大小：
“一看”电子层数：当最外层电子数相同，电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。
例：r(Li)r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)
“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。
例：r(Cl－)>r(Cl)　r(Fe2＋)>r(Fe3＋)
3.金属性、非金属性强弱的判断方法




角度一　元素周期律的直接应用
1.(2019·北京理综，8)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
解析　Rb为碱金属，属于第五周期元素，故In亦为第五周期元素，In与Al同主族，即为第ⅢA族元素，A项正确；In的中子数为115－49＝66，质子数为49，质子数等于核外电子数，故中子数与电子数之差为17，B项正确；同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，故原子半径：In>Al，C项正确；同周期主族元素从左到右，金属性逐渐减弱，故其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，即碱性In(OH)3X(Si)，B项错误；磷的最高价氧化物是P2O5，其对应的水化物为HPO3、H3PO4，它们均是中强酸，C项正确；2个硅原子和1个P原子形成2个共价键，阴离子得到1个电子，所以该化合物中磷原子最外层达到8电子稳定结构，D项错误。
答案　C
5.(2017·课标全国Ⅱ，9)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
解析　a、b、c、d分别为O、Na或Mg、Al、S。A项，原子半径b＞c＞d＞a，错误；C项，c的氧化物的水化物为氢氧化铝，为两性氢氧化物，不是强碱，错误；D项，S的氧化性比氧气的氧化性弱，错误。
答案　B
角度四　以残表为突破口的元素推断
6.(2019·课标全国Ⅱ，9)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。如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
解析　由题中信息和图示可知W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期，结合W与X的最高化合价之和为8，且族序数相差2，可知X为Al，W和Z分别为N和P，Y为Si。原子半径：NZ
D.Y与Z的简单化合物不与水反应
解析　短周期元素Y的单质A常温下遇甲的浓溶液钝化且加热产生无色气体可知Y为Al，甲为H2SO4。故W、X、Y、Z依次为H、O、Al、S。A项，丁、戊分别为H2O、H2O2，H2O2中含非极性键，错误；B项，离子半径rO2－＞rAl3＋，正确；C项，阴离子的还原性S2－＞O2－，错误；D项，Al2S3溶于水能发生Al2S3＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，错误。
答案　B
方法技巧
元素及其化合物的特征性质——元素推断的突破口
(1)X2是最轻的气体，则X是氢(H)。
(2)元素Z的单质通常为黄绿色气体，则Z是氯(Cl)。
(3)短周期元素X、Y形成的化合物XY2是红棕色气体，则X是氮(N)、Y是氧(O)。
(4)Y是至今发现的非金属性最强的元素，则Y是氟(F)；W是短周期中金属性最强的元素，则W是钠(Na)。
(5)Y是地壳中含量最高的金属元素，则Y是铝(Al)；Z是地壳中含量最高的元素，则Z是氧(O)。
(6)短周期元素W的单质广泛用作半导体材料，则W是硅(Si)。
(7)短周期元素W的简单氢化物(常温下为气体)可用作制冷剂，则W是氮(N)；短周期元素T的一种单质在空气中能够自燃，则T是磷(P)。
(8)W的简单气态氢化物可与其最高价氧化物对应水化物反应生成离子化合物，则W是氮(N)。
题组三　以微粒组成、结构为突破口的元素推断
4.(2019·安徽A10联盟一模)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W的原子半径是周期表中最小的；X2－与Y＋的电子层结构相同；Z的最高正价与最低负价的代数和为4，下列说法正确的是(　　)
A.原子半径：Z