高考总动员高考化学一轮总复习专题综合练习 第5章 物质结构 元素周期律.docx

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高考总动员高考化学一轮总复习专题综合练习第5章物质结构元素周期律

第五章　物质结构　元素周期律

第一节　原子结构

[基础知识诊断]

知识点一　原子的构成

2．原子内的等量关系

（1）质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）

（2）质子数＝原子序数＝核电荷数＝核外电子数

3.同位素　核素

（1）概念辨析

（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）常见的重要核素及其应用

核素

U

C

H　

H

O

用途

核燃料

用于考古断代

制氢弹

示踪原子

[基础诊断]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）任何原子都由质子、中子、电子构成（　　）

（2）任何微粒中都遵循：

质子数＝核外电子数（　　）

（3）12C、13C、14C表示三种不同的元素（　　）

（4）原子的质量数等于质子数与中子数之和（　　）

【答案】　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√

2．质子数决定了原子的种类，这一说法正确吗？

【答案】　不正确，原子的种类是由质子数和中子数共同决定的。

知识点二　原子核外电子排布

1．核外电子排布规律

2．原子结构示意图

[基础诊断]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）中子数为20的氯离子：

Cl－（　　）

（2）硫原子的结构示意图：

（　　）

（3）几种微粒具有相同的质子数，则说明它们可能属于同种元素，它们的核外电子数也可能相同（　　）

（4）H3O＋与NH

含有相同的电子数、质子数（　　）

【答案】　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）√

2．某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍（a>1），则该原子的核内质子数是多少？

【答案】　2a＋2。

由于原子的最外层电子数不能超过8个，故在a>1的条件下，该原子的次外层只能有2个电子。

[基础能力提升]

1．我国稀土资源丰富。

下列有关稀土元素

Sm与

Sm的说法正确的是（　　）

A.

Sm与

Sm互为同位素

B.

Sm与

Sm的质量数相同

C.

Sm与

Sm是同一种核素

D.

Sm与

Sm的核外电子数和中子数均为62

【解析】　

Sm与

Sm质子数相同，属于同种元素，又因质量数不同所以中子数不同，即二者互为同位素，A正确，B不正确；核素是指具有一定质子数和中子数的原子，所以

Sm和

Sm是两种不同的核素，C不正确；质子数等于核外电子数，所以

Sm和

Sm的核外电子数均为62，中子数等于质量数减质子数，

Sm和

Sm的中子数分别为82和88，D错误。

【答案】　A

2．（2015·临沂模拟）在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最多与（n－1）层相同。

当它作为原子的次外层时，其电子数比（n－1）层多10个，则此电子层是（　　）

A．K层B．L层

C．M层D．N层

【解析】　原子最外层（第n电子层）最多容纳电子数是8个，即第（n－1）层容纳8个电子，那么第（n－1）层为L层，第n电子层为M层；再对照M层作为次外层时可容纳18个电子，比L层多10个电子。

【答案】　C

3．某元素的一个原子形成的离子可表示为

Xn－，下列说法正确的是（　　）

A.

Xn－含有的中子数为a＋b

B.

Xn－含有的电子数为a－n

C．X原子的质量数为a＋b＋n

D．X原子的质量约为

g

【解析】　中子数等于质量数减去质子数，为b－a，A错误；该离子含有的电子数为a＋n，B错误；原子变成离子时，质量数与核外电子数无关，所以X原子的质量数为b，C错误；D正确。

【答案】　D

4．下列说法正确的是（　　）

A．所含质子数和电子数相等的粒子一定是原子

B．两种粒子如果核外电子排布相同，化学性质就一定相同

C．质量数相同的原子其化学性质一定相同

D．具有相同核电荷数的原子或简单的离子，一定是同种元素

【解析】　化学中的粒子可以是分子、原子、离子，也可以是质子、中子、电子等，HF和H2O所含的质子数、电子数均相等，但它们是分子而不是原子。

Na＋、Mg2＋核外电子排布相同，但它们的化学性质却有很大差异。

元素的化学性质取决于原子核外的最外层电子数，与质量数无关。

A、B、C都不正确。

核电荷数即质子数决定元素的种类，所以正确的说法为D。

【答案】　D

5．（2015·福建模拟）短周期的三种元素X、Y、Z，原子序数依次变小，原子核外电子层数之和是5。

X元素原子最外电子层上的电子数是Y和Z两元素原子最外电子层上的电子数的总和；Y元素原子的最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍，X和Z可以形成XZ3化合物。

请回答：

（1）X、Y、Z元素的名称分别是、、。

（2）化合物XZ3的分子式是，电子式是。

（3）分别写出X、Y的含氧酸的分子式、。

【解析】　Y元素原子的最外层上的电子数是它的电子层数的2倍，则Y是碳（C）元素，它最外层上的电子数是4。

短周期即一、二、三周期，原子序数依次变小，核外电子层数之和是5，所以X、Y、Z原子核外电子层数分别是2、2、1，在元素周期表内的二、二、一周期，所以Z在第一周期，X在第二周期。

原子序数X>Y，又X和Z可以形成化合物XZ3，所以预测Z是氢（H）元素、X是氮（N）元素，正好与X元素原子最外电子层上的电子数是Y和Z两元素原子最外电子层上的电子数的总和相吻合。

【答案】　

（1）氮　碳　氢　

（2）NH3　HN

H

（3）HNO3（或HNO2）　H2CO3

1．原子内的2个等量关系：

（1）质子数＝原子序数＝核电荷数＝核外电子数；

（2）质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）。

2．符号

X

中4字母的含义

（1）A——X的质量数；

（2）Z——X的质子数；（3）n——X离子所带电荷数；（4）y——一个微粒所含X原子的个数

3．同位素的“6同3不同”

第二节　元素周期表　元素周期律

[基础知识诊断]

知识点一　元素周期表

1．原子序数

原子序数＝核电荷数＝核外电子数＝质子数。

2．编排原则

3．结构

（1）周期（7个横行，七个周期）：

（2）族（18个纵行，16个族）

主

族

列序

1

2

13

14

15

16

17

族序

ⅠA

ⅡA

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

副族

列序

3

4

5

6

7

11

12

族序

ⅢB

ⅣB

ⅤB

ⅥB

ⅦB

ⅠB

ⅡB

第Ⅷ族

第8、9、10共3个纵行

0族

第18纵行

[基础诊断]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）最外层电子数为2的元素一定在ⅡA族（　　）

（2）3、4周期同主族上下原子序数的差都是18（　　）

（3）铁元素的原子结构示意图为

，故铁位于第四周期ⅡB族（　　）

（4）同主族元素的最外层电子数均相等（　　）

【答案】　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√

2．同周期第ⅡA族和第ⅢA族的原子序数一定相差1吗？

【答案】　不一定。

第二、三周期是短周期，同周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数相差1，第四、五周期两主族间隔了10种过渡元素，故原子序数相差11，第六、七周期两主族中间还包括了镧系和锕系，共隔了24种元素，原子序数相差25。

知识点二　元素周期律

1．元素周期律

元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。

2．元素周期律的实质

元素原子核外电子排布的周期性变化。

3．主族元素的周期性变化规律

内容

同周期（从左到右）

同主族

（从上到下）

原子

结构

电子层数

相同

逐渐增多

最外层

电子数

依次增加1个

相同

原子半径

逐渐减小

（稀有气体除外）

逐渐增大

元素的

性质

金属性

逐渐减弱

逐渐增强

非金属性

逐渐增强

逐渐减弱

主要化合价

一般，最高正价：

＋1→＋7

负化合价：

－4→－1

最高正价数＝

主族族序数

（O、F除外）

化合物

性质

最高价氧

化物对应

水化物

酸性逐渐增强

碱性逐渐减弱

酸性逐渐减弱

碱性逐渐增强

氢化物

稳定性

逐渐增强

逐渐减弱

[基础诊断]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）原子半径：

Na>Mg>O（　　）

（2）HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱（　　）

（3）还原性：

F－>Cl－>Br－>I－（　　）

（4）酸性：

HClO4>H2SO4>H3PO4（　　）

【答案】　

（1）√　

（2）√　（3）×　（4）√

2．碳酸的酸性强于次氯酸，能否说明C的非金属性强于Cl?

【答案】　不能，因为氯的最高价氧化物对应的水化物是HClO4而不是HClO。

知识点三　元素周期表和元素周期律的应用

1．元素周期表中元素的分区

族

周期　　

ⅠA　ⅡA　ⅢA　ⅣA　ⅤA　ⅥA　ⅦA

0

1

2

3

4

5

6

7

稀有气体

（1）金属性最强的元素位于元素周期表左下角，是Cs元素。

（2）非金属性最强的元素位于元素周期表右上角，是F元素。

2．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线索。

3．寻找新材料

[基础诊断]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）某种元素不可能既有金属性又有非金属性（　　）

（2）在金属区寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料（　　）

（3）在F、Cl、P、S等元素附近探索开发新型农药（　　）

（4）周期表中右上角元素的非金属性最强（　　）

【答案】　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×

2．金属和非金属分界线的右侧都是非金属，左侧都是金属吗？

【答案】　分界线右侧都是非金属，但左侧的并不都是金属元素，如H元素。

[基础能力提升]

1．下列叙述正确的是（　　）

A．除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数

B．副族元素没有非金属元素

C．碱金属元素是指第ⅠA族的所有的元素

D．周期表中的各主族元素都含有金属元素和非金属元素

【解析】　A项，F、O元素无正价；C项，H元素不属于碱金属元素；D项，第ⅡA族不含非金属元素，第ⅦA族不含金属元素。

【答案】　B

2．下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是（　　）

【解析】　本题常由于对于元素周期表的结构掌握不实造成错误。

根据元素周期表中每周期所含有的元素的种类数分别为2,8,8,18,18,32,32，由此分析比较得出C符合题意。

【答案】　C

3．下列各项叙述中一定能说明元素X的非金属性比元素Y的非金属性强的是（　　）

A．X原子在反应中得到的电子数比Y原子在反应中得到的电子数少

B．气态氢化物溶于水后的酸性，X比Y强

C．X的最高正价比Y的最高正价高

D．X单质能与Y的氢化物反应生成Y单质

【解析】　判断非金属性强弱的依据有3个：

①单质与氢气化合的难易程度，②生成气态氢化物的稳定性强弱，③最高价氧化物对应水化物的酸性强弱；还可以把非金属性推广到单质的氧化性，单质氧化性越强，则说明元素非金属性越强，D正确。

【答案】　D

4．（2015·潍坊模拟）短周期元素甲、乙、丙、丁、戊五种元素在元素周期表中的位置如右图所示，其中戊是同周期中原子半径最小的元素。

下列有关判断正确的是（　　）

A．最外层电子数：

甲>乙>丙>丁>戊

B．简单离子的离子半径：

戊>丁

C．含有丁元素的酸有多种

D．乙的氢化物多种多样，丙、丁、戊的氢化物各有一种

【解析】　第一周期只有两种元素，而短周期为前三周期，故甲、乙、丙所在周期为第二周期，戊元素原子半径同周期最小，故为第三周期第ⅦA族，即Cl元素，由此推知甲、乙、丙、丁分别为B、C、N、S。

甲、乙、丙、丁、戊五种元素原子最外层电子数分别为3、4、5、6、7，故A错误；核外电子数相同的简单离子，其离子半径随核电荷数的增加而减小，B错误；丁元素为S，含有S的酸有硫酸、亚硫酸、氢硫酸、硫氰酸等，C正确；氮的氢化物有NH3、N2H4，D错误。

【答案】　C

5．近年来连续出现的铊中毒事件，给各科研单位及学校危险药品的管理敲响了警钟。

铊的相关信息卡片如图所示：

（1）铊的原子序数为81，铊在元素周期表中位于第周期第族。

（2）若设铊的质量数为A，则铊原子中中子数和质子数之差为。

（3）下列推断正确的是。

A．单质的还原性：

Tl>Al

B．原子半径：

Al>Tl

C．碱性：

Al（OH）3>Tl（OH）3

D．氧化性：

Tl3＋>Al3＋

（4）铊（Tl）是某超导材料的组成元素之一。

Tl3＋与Ag在酸性介质中发生反应：

Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋。

下列推断正确的是。

A．Tl＋最外层有1个电子

B．Tl能形成＋3价和＋1价的化合物

C．Tl3＋的氧化性比Ag＋弱

D．Tl＋的还原性比Ag强

【解析】　

（1）推断Tl在元素周期表中的位置，可利用各周期的元素种类数（2、8、8、18、18、32、32）进行分析，81－2－8－8－18－18＝27，首先推知该元素位于第六周期，第六周期中镧系有15种元素占一个格，则27－14＝13。

根据元素周期表的结构可知，第13纵行为第ⅢA族，即Tl在元素周期表中的位置为：

第六周期第ⅢA族。

（2）根据A－Z＝N，可知铊原子中中子数和质子数之差为（A－Z）－Z，即A－162。

（3）根据元素周期律的递变规律，同主族从上至下，元素金属性逐渐增强，单质还原性增强，原子半径增大，离子氧化性减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性增强。

（4）铊位于第ⅢA族，说明铊原子最外层有3个电子，则Tl＋最外层有2个电子，A错误；由Tl3＋＋2Ag===Tl＋＋2Ag＋知，Tl3＋的氧化性比Ag＋强，Ag的还原性比Tl＋强，C、D错误。

【答案】　

（1）六　ⅢA　

（2）A－162　（3）A　（4）B

1．元素周期表结构的七横行、十八纵行：

（1）七横行即1－7个周期，每周期的元素种类数分别为：

2、8、8、18、18、32、32。

（2）十八纵行即七主七副一VⅢ一零。

从左至右分别为：

ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ（占三纵行）、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。

2．原子结构与周期表位置互推的3个关系：

（1）电子层数＝周期数

（2）质子数＝原子序数

（3）最外层电子数＝主族序数

3．元素周期表中主族元素性质变化的3个规律

（1）同周期（由左至右）：

①原子半径减小；②金属性减弱（或非金属性增强）；③最高正价：

＋1→＋7（一般），负化合价由－4→－1

（2）同主族（从上至下）：

①原子半径增大；②金属性增强（或非金属性减弱）；③最高正价＝主族序数（O、F除外）。

第三节　化学键

[基础知识诊断]

知识点一　离子键和共价键

1．离子键

（1）概念：

带相反电荷离子之间的相互作用。

（2）成键粒子：

阴、阳离子。

（3）成键实质：

静电作用。

（4）形成条件：

通常是活泼金属元素与活泼非金属元素的原子相结合。

（5）表示方法：

①用电子式表示：

MgCl2：

[

]－Mg2＋[

]－；

Na2O2：

Na＋[

]2－Na＋；

NaOH：

Na＋[

H]－；

NH4Cl：

。

②用电子式表示离子化合物的形成过程：

2．共价键

（1）概念：

原子间通过共用电子对形成的相互作用。

（2）成键粒子：

原子。

（3）成键实质：

共用电子对。

（4）形成条件：

通常是非金属元素的原子相结合。

（5）分类：

形成原子种类

电子对偏向情况

非极性

共价键

同种元素的原子

不偏向成键原子的任何一方

极性

共价键

不同种元素的原子

偏向吸引电子能力强的一方

（6）表示方法：

①用电子式表示：

N2：

N⋮⋮N；H2O：

H

H；

CO2：

C

。

②用结构式表示：

Cl2：

Cl—Cl；N2：

N≡N；CO2：

O===C===O。

③用电子式表示共价化合物的形成过程：

HCl：

H

＋

C

―→H

。

[基础诊断]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力（　　）

（2）全部由非金属元素形成的化合物一定是共价化合物（　　）

（3）分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物（　　）

（4）原子最外层只有一个电子的元素跟卤素结合时，所形成的化学键一定是离子键（　　）

【答案】　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×

2．形成离子键的元素一定是金属元素和非金属元素吗？

金属元素和非金属元素形成的化学键一定是离子键吗？

【答案】　都不一定，如铵盐全是由非金属元素形成；如AlCl3中的化学键就是共价键。

知识点二　化学键与化学反应

1．化学键的概念与分类

（1）概念：

使离子相结合或原子相结合的作用力。

（2）分类

2．化学键的存在

3．化学反应的本质

[基础诊断]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）根据电离方程式HCl===H＋＋Cl－，判断HCl分子里存在离子键（　　）

（2）H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H原子、Cl原子，而后H原子、Cl原子形成共价键的过程（　　）

（3）化学键断裂时一定吸收能量（　　）

（4）化学反应过程中一定有能量变化，自发进行的反应一定释放能量（　　）

【答案】　

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）×

2．有化学键破坏或形成的变化一定是化学变化吗？

【答案】　不一定。

如NaCl溶于水或受热熔化时，有化学键被破坏；熔融的NaCl冷却变为固态，有化学键形成，但都不是化学变化。

[基础能力提升]

1．下列关于化学键的说法中正确的是（　　）

A．两个原子或多个原子之间的相互作用叫做共价键

B．阴、阳离子间通过静电引力而形成的化学键叫做离子键

C．只有金属元素和非金属元素化合时才能形成离子键

D．大多数的盐、碱和低价金属氧化物中含有离子键

【解析】　共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用，A项错误；离子键是阴、阳离子间通过静电作用而形成的，是吸引力和排斥力的平衡，B项错误；离子键的形成必须有阴、阳离子，但并不一定是含有金属阳离子，例如铵根阳离子同样可以形成铵盐，C项错误。

【答案】　D

2．下列物质的电子式书写正确的是（　　）

A．K

C

B．Na＋[

]2－Na＋

C．H＋[

C

]－

D．

【解析】　在书写电子式时，应注意：

各原子的最外层电子即使未参与成键也必须标出；正确标出共用电子对的数目；离子化合物要用[　]把得电子的原子括起来，并标出离子所带电荷数；共价化合物不用[　]，也不用标电荷数。

A项中未标出离子所带电荷及[　]，C是共价化合物，不应用[　]及标出电荷数，D项中氧原子未参与成键的最外层电子未标出。

【答案】　B

3．下列化合物中，既有离子键，又有共价键且是非极性共价键的是（　　）

A．NaOH　　B．Na2O2

C．KHSO4D．NH4Cl

【解析】　Na2O2的电子式为Na＋[

]2－Na＋，符合题意要求。

【答案】　B

4．（2015·西安模拟）在下列变化过程中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是（　　）

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

【解析】　SO2、HCl不含有离子键，所以不会有离子键的破坏过程，A、C错误；烧碱在水溶液中电离产生了钠离子和氢氧根离子，没有共价键的破坏过程，B错误；硫酸氢钠既含有离子键又含有共价键，溶于水时钠离子与硫酸氢根离子之间的离子键被破坏，同时硫酸氢根离子中的共价键也被破坏。

【答案】　D

5．原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，其中X、Z、W与氢元素可组成共价化合物XH3、H2Z和HW；Y与氧元素可组成离子化合物Y2O和Y2O2。

（1）写出Y2O2的化学式，其中含有的化学键是。

（2）X、Z、W三种元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是（填写化学式）：

。

（3）XH3、H2Z和HW三种化合物，其中一种与另外两种都能反应的是（填写化学式）：

，生成物属于化合物（填“离子”或“共价”）。

（4）写出下列物质的电子式

①XW3：

，②Y2Z：

。

（5）X的气态氢化物的结构式。

【解析】　由共价化合物XH3、H2Z和HW知，X、Z、W分别在ⅤA族、ⅥA族和ⅦA族，由原子序数X

（1）Na2O2中含有离子键和非极性共价键。

（2）HNO3、H2SO4、HClO4中酸性最强的是HClO4。

（3）NH3是碱性气体，H2S、HCl均为酸性气体，因此NH3可与H2S、HCl都反应生成相应的铵盐，铵盐中含离子键和共价键，属于离子化合物。

（4）XW3为NCl3，其电子式为：

，Y2Z为Na2S，其电子式为Na＋[

]2－Na＋。

（5）X的氢化物为NH3，其结构式为N—HHH。

【答案】　

（1）Na2O2　离子键、非极性共价键　

（2）HClO4　（3）NH3　离子

（4）

　Na＋[

]2－Na＋　（5）N—HHH

1．化学键的2种作用：

（1）离子键：

使阴、阳离子相结合的作用力；

（2）共价键：

原子间以共用电子对形成的作用力。

2．化学反应的一表现一本质

（1）表现：

有新物质生成；

（2）本质：

旧化学键断裂，新化学键形成，原子或离子重新组合。

3．离子化合物、共价化合物的3种判断方法：

（1）根据化学键类型：

含离子键的化合物一定是离子化合物；仅含共价键的化合物，一定是共价化合物。

（2）根据化合物类型：

多数碱性氧化物、强碱和盐都是离子化合物；非金属的氢化物和氧化物、含氧酸、多数有机物都是共价化合物。

（3）根据化合物性质：

熔融状态能导电的化合物是离子化合物，不导电的是共价化合物。