专题六物质结构和元素周期律Word下载.docx
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质子数相同，中子数不同的同一种元素的原子之间互为同位素
同种元素组成的结构不同的单质之间互为同素异形体
分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物
对象
原子之间
单质之间
一般为有机化合物之间
有机物
化学性质
几乎完全相同
相似，一定条件下可以相互转变
可能相似也可能不同
相似
实例
H、
H
金刚石与石墨、C60；
红磷与白磷；
O2与O3
CH3COOH与HCOOCH3
如甲烷、乙烷、丙烷；
乙烯、丙烯；
甲酸、乙酸
3．巧记10e－、18e－微粒
10电子体和18电子体是元素推断题的重要突破口。
10电子体的记忆可以Ne为中心：
NeNa＋、Mg2＋、Al3＋,
以Ar为中心记忆18电子体：
Ar
此外，由10电子体中的CH4、NH3、H2O、HF失去一个H剩余部分—CH3、—NH2、—OH、—F为9电子体，两两组合得到的物质如CH3CH3、CH3OH、H2O2、N2H4、F2等也为18电子体。
4．理解化学键与物质类别的关系
（1）当一个化合物中只存在离子键时，该化合物是离子化合物。
（2）当一个化合物中同时存在离子键和共价键时，该化合物是离子化合物。
（3）当化合物中只存在共价键时，该化合物才是共价化合物。
（4）在离子化合物中一般既含有金属元素又含有非金属元素（铵盐除外）；
共价化合物一般只含有非金属元素，但个别含有金属元素，如AlCl3也是共价化合物；
只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物，如铵盐。
（5）非金属单质只有共价键（稀有气体除外）。
（6）气态氢化物是共价化合物，只含共价键，而金属氢化物（如NaH）是离子化合物，含离子键。
题组一 微粒的组成与概念辨析
1．（2013·
上海，3）230Th和232Th是钍的两种同位素，232Th可以转化成233U。
下列有关Th的说法正确的是（ ）
A．Th元素的质量数是232
B．Th元素的相对原子质量是231
C．232Th转换成233U是化学变化
D．230Th和232Th的化学性质相同
答案 D
解析 230Th、232Th的质量数分别为230,232，A项错误；
元素的相对原子质量是由各种同位素的相对原子质量求得的平均值，B项错误；
同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同，D项正确；
化学变化是生成新物质的变化，原子不变，而C项的原子发生变化，错误。
2．地表水和地下水都来源于大气降水，但重水和轻水中同位素含量是不同的，有时差别还相当大，氢包括两种稳定核素：
H和D，氧常见的核素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．H
O、H
O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D
O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，同分异构体一般指分子式相同，结构不同的有机物，H2和D2为组成和结构都相同的无机物，A错误；
16O、17O、18O互为同位素，H
O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D
O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。
题组二 核外电子排布与微粒结构
3．（2013·
江苏，10）短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为13。
X的原子半径比Y的小，X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。
下列说法正确的是（ ）
A．原子半径的大小顺序：
r（Y）>
r（Z）>
r（W）
B．元素Z、W的简单离子的电子层结构不同
C．元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D．只含X、Y、Z三种元素的化合物，可能是离子化合物，也可能是共价化合物
解析 Z是氧，最外层电子数为6，则另外3种元素原子的最外层电子数之和为7。
X的原子序数小于Y，原子半径也小于Y，则Y在X的下一周期，W与X同主族，W原子序数最大，则X为氢，W为钠，Y为氮。
A项，原子半径r（W）＞r（Y）＞r（Z），错误；
B项，Z、W的简单离子为O2－、Na＋，具有相同的电子层结构，错误；
C项，O的非金属性比N的强，则气态氢化物H2O更稳定，错误；
D项，X、Y、Z三种元素可形成离子化合物NH4NO3、NH4NO2，也可形成共价化合物HNO3、HNO2等，正确。
4．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反应的化学反应方程式：
________________________________________________________________________。
（2）若B、D属同主族元素的单质分子，写出C的电子式：
________________________
（3）若B是一种四核含18电子的分子，D是一种气态单质分子，则A的化学式为________________________，B的结构式为____________________________。
（4）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之间发生的离子反应方程式为_____________________________________。
（5）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）。
答案
（1）2F2＋2H2O===4HF＋O2
（2）H
（3）N2H4 H—O—O—H （4）HS－＋OH－===S2－＋H2O
（5）CH3CH3、CH3OH
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。
（3）一种四核含18电子的分子为H2O2，C是一种含有10电子的微粒，则C为H2O。
D是一种气态单质分子，则D可能为N2，那么A为N2H4。
（4）含2个原子核的18电子的微粒为HS－，10电子的微粒为OH－，离子反应方程式为HS－＋OH－===S2－＋H2O。
（5）含22电子的分子为CO2，则A为含18电子的含C、H或C、H、O的化合物，可能为CH3CH3和CH3OH。
题组三 微粒组成与相互作用力
5．（2012·
大纲全国卷，6）下列有关化学键的叙述，正确的是（ ）
A．离子化合物中一定含有离子键
B．单质分子中均不存在化学键
C．含有极性键的分子一定是极性分子
D．含有共价键的化合物一定是共价化合物
答案 A
解析 特别注意：
离子化合物中一定含有离子键，共价化合物中一定含有共价键；
含有离子键的化合物一定是离子化合物，但含有共价键的化合物不一定为共价化合物，如NaOH、NH4Cl等，故A项正确，D项错误；
化学键既可以存在于化合物中，也可以存在于双原子或多原子的单质分子中，如O2、O3，故B项错误；
C项中，含有极性键的分子不一定是极性分子，若分子结构对称，则为非极性分子，如CO2、CH4等为非极性分子。
6．（2013·
上海，4）下列变化需克服相同类型作用力的是（ ）
A．碘和干冰的升华
B．硅和C60的熔化
C．氯化氢和氯化钾的溶解
D．溴和汞的气化
解析 A项变化克服的都是分子间作用力，正确；
硅和C60的熔化分别克服的是共价键、分子间作用力，B项错误；
氯化氢和氯化钾的溶解分别克服的是共价键、离子键，C项错误；
溴和汞的气化分别克服的是分子间作用力、金属键，D项错误。
考点二 元素周期表 元素周期律
在历年高考中，元素周期表、元素周期律的知识点属于高频考点，往往以选择题、填空题形式出现。
在综合题部分，会以元素化合物知识为载体，结合物质的性质，根据元素周期律进行定性推断和运用。
在复习时，可从以下两个方面突破。
1．强化认识元素周期表的结构
（1）记住元素周期表的18个纵行及对应的族
（2）记住元素周期表的边界
（3）记住元素周期表的一些特点
①短周期元素只有前三周期；
②主族中只有ⅡA族元素全部为金属元素；
③ⅠA族元素不等同于碱金属元素，H元素不属于碱金属元素；
④元素周期表第18列是0族，不是ⅧA族，第8、9、10三列是Ⅷ族，不是ⅧB族；
⑤长周期不一定是18种元素，第六周期有32种元素。
2．探究元素周期表中的规律
（1）电子排布规律
最外层电子数为1或2的原子可以是ⅠA族、ⅡA族或副族元素的原子；
最外层电子数是3～7的原子一定是主族元素的原子，且最外层电子数等于主族的族序数。
（2）序数差规律
①同周期相邻主族元素原子的“序数差”规律
a．除第ⅡA族和第ⅢA族外，其余同周期相邻元素序数差为1。
b．同周期第ⅡA族和第ⅢA族为相邻元素，其原子序数差为第二、三周期时相差1，第四、五周期时相差11，第六、七周期时相差25。
②同主族相邻元素的“序数差”规律
a．第二、三周期的同族元素原子序数相差8。
b．第三、四周期的同族元素原子序数相差有两种情况：
第ⅠA族、ⅡA族相差8，其他族相差18。
c．第四、五周期的同族元素原子序数相差18。
d．第五、六周期的同族元素原子序数镧系之前的相差18，镧系之后的相差32。
e．第六、七周期的同族元素原子序数相差32。
（3）奇偶差规律
元素的原子序数与该元素在周期表中的族序数和该元素的主要化合价的奇偶性一致。
若原子序数为奇数时，主族族序数、元素的主要化合价均为奇数，反之则均为偶数（N、Cl元素除外，N元素有多种价态，Cl元素也有ClO2）。
0族元素的原子序数为偶数，其化合价看作0。
（4）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：
当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。
例：
r（Li）<
r（Na）<
r（K）<
r（Rb）<
r（Cs）
r（O2－）<
r（S2－）<
r（Se2－）<
r（Te2－）
r（Na）>
r（Na＋） r（Fe）>
r（Fe2＋）
“二看”核电荷数：
当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。
r（Mg）>
r（Al）>
r（Si）>
r（P）>
r（S）>
r（Cl）
r（O2－）>
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。
r（Cl－）>
r（Cl） r（Fe2＋）>
r（Fe3＋）
（5）元素金属性、非金属性强弱规律
金
属
性
比
较
本质
原子越易失电子，金属性越强
判断
依据
①在金属活动性顺序中位置越靠前，金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强
③单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
⑤若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y金属性比X强
非
原子越易得电子，非金属性越强
①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
④An－＋B―→Bm－＋A，则B非金属性比A强
3．重视几个易忽略的问题
（1）比较物质非金属性强弱时，应是最高价氧化物对应水化物酸性的强弱，而不是非金属元素对应氢化物酸性的强弱。
（2）所含元素种类最多的族是ⅢB族，形成化合物种类最多的元素在第ⅣA族。
（3）化学键影响物质的化学性质，如稳定性等；
分子间作用力和氢键影响物质的物理性质，如熔、沸点等。
（4）并非所有非金属元素的氢化物分子间都存在氢键，常见的只有非金属性较强的元素如N、O、F的氢化物分子间可形成氢键。
（5）金属性是指金属气态原子失电子能力的性质，金属活动性是指在水溶液中，金属原子失去电子能力的性质，二者顺序基本一致，仅极少数例外。
如金属性Pb>
Sn，而金属活动性Sn>
Pb。
（6）利用原电池原理比较元素金属性时，不要忽视介质对电极反应的影响。
如Al—Mg—NaOH溶液构成原电池时，Al为负极，Mg为正极；
Fe—Cu—HNO3（浓）构成原电池时，Cu为负极，Fe为正极。
题组一 元素周期表结构的考查
1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×
”
（1）元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素（×
）
（2011·
山东理综，13D）
（2）元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价（×
山东理综，13A）
（3）根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素的最高正价都是＋7（×
安徽理综，11B）
题组二 元素性质的递变规律的直接考查
2．（2013·
天津理综，3）下列有关元素的性质及其递变规律正确的是（ ）
A．ⅠA族与ⅦA族元素间可形成共价化合物或离子化合物
B．第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7
C．同主族元素的简单阴离子还原性越强，水解程度越大
D．同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强
解析 ⅠA族与ⅦA族元素间可形成共价化合物如HCl，也可形成离子化合物如NaCl，A正确；
由于氟无正价，所以B错误；
同主族元素简单阴离子还原性越强，其水解程度并不一定越大，如F－的还原性小于Cl－，但其水解程度比Cl－要强，所以C错误；
同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越弱，如Na、Mg、Al，D错误。
重庆理综，3）下列排序正确的是（ ）
A．酸性：
H2CO3＜C6H5OH＜CH3COOH
B．碱性：
Ba（OH）2＜Ca（OH）2＜KOH
C．熔点：
MgBr2＜SiCl4＜BN
D．沸点：
PH3＜NH3＜H2O
解析 A项，酸性应为CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH，错误。
B项，碱性应为Ba（OH）2＞KOH＞Ca（OH）2，错误。
C项，熔点：
原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，即BN＞MgBr2＞SiCl4，错误。
D项，由于NH3、H2O分子间形成氢键，所以沸点：
H2O＞NH3＞PH3，正确。
题组三 “位—构—性”关系的考查
4．（2013·
广东理综，22改编）元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如右表所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，则下列判断正确的是（ ）
A．非金属性：
Z＜T＜X
B．R与Q的电子数相差24
C．气态氢化物稳定性：
R＜T＜Q
D．最高价氧化物的水化物的酸性：
T＞Q
解析 根据R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，则R为F，T为Cl，Q为Br，X为S，Z为Ar。
A项，非金属性，Cl（T）＞S（X）＞Ar（Z），错误。
B项，9F（R）与35Br（Q）的电子数相差26，错误。
C项，气态氢化物稳定性HF（R）＞HCl（T）＞HBr（Q），错误。
D项，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，HClO4（T）＞HBrO4（Q），正确。
5．（2013·
山东理综，8）
W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置
如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此
可知（ ）
A．X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B．Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C．X元素形成的单核阴离子还原性大于Y
D．Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
解析 根据W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，则推出W应为N，所以X为O、Y为S、Z为Cl。
A项，H2O、H2S、HCl中稳定性最弱的是H2S，正确。
B项，Cl的氧化物对应的水化物有HClO、HClO2、HClO3、HClO4，S的氧化物对应的水化物有H2SO3、H2SO4，错误。
C项，O2－的还原性小于S2－的还原性，错误。
D项，Cl2在化学反应中既可以表现氧化性，又可以表现还原性，如Cl2和NaOH的反应，错误。
方法技巧
“位—构—性”之间的关系
考点三 元素推断及综合运用
元素推断题是高考考查的热点，这类题往往将元素化合物的知识、物质结构理论、化学基本理论等知识串联起来，综合性较强，难度较大。
解题的关键是正确推断元素。
常用方法有：
1．根据原子或离子的结构示意图推断
（1）已知原子结构示意图，可由下列等式确定元素在周期表中的位置和元素的种类：
电子层数＝周期数，最外层电子数＝主族序数。
如果已知离子的结构示意图，则须将其转化为原子结构示意图来确定。
（2）电子层结构相同的微粒：
阴离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的前面，阳离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的下一周期的左边位置，简称“阴前阳下”。
2．根据元素化合价的特征关系推断
（1）根据等式确定元素在周期表中的位置：
最高正化合价数＝最外层电子数＝主族序数（O、F除外）。
（2）如果已知负化合价（或阴离子的符号），则须用等式先求出最高正化合价：
最高正化合价＝8－|负化合价|，再确定元素在周期表中的位置。
3．根据原子半径的递变规律推断
根据原子半径来推断元素的相对位置：
同周期中左边元素的原子半径比右边元素的原子半径大，同主族中下边元素的原子半径比上边元素的原子半径大。
4．根据元素的原子结构特征推断
（1）利用元素的原子结构特征确定元素在周期表中的位置：
①最外层电子数等于或大于3（小于8）的一定是主族元素。
②最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA或ⅡA族元素，还有可能是副族、Ⅷ族或0族元素氦。
③次外层电子数是2的元素在第二周期；
次外层电子数是8的元素在第三周期或第四周期的ⅠA、ⅡA族；
最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。
④某元素阴离子的最外层电子数与次外层电子数相同，该元素位于第三周期；
若为阳离子，则对应元素位于第四周期。
（2）利用元素的特征来推断元素的位置：
如根据“形成化合物最多的元素”，“空气中含量最多的元素”、“地壳中含量最多的元素”等特征来推断。
5．根据稀有气体的原子序数推断
各周期最后的元素都是稀有气体元素，其原子序数的数值实际上等于前几周期的元素种数之和。
熟记这些原子序数，对推断某元素在周期表中的位置很有帮助。
题组一 元素推断与元素性质
1．六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，其中A与E同主族，B与F同主族，E与F同周期。
已知常温下单质A与E状态不同，D的核电荷数是B的最外层电子数的2倍，单质F是一种重要的半导体材料。
则下列推断中正确的是（ ）
A．A、C两种元素仅可组成化学式为CA3的化合物
B．F与D形成的化合物性质很不活泼，不与任何酸反应
C．原子半径由大到小的顺序是E＞F＞C＞D
D．元素的非金属性由强到弱的顺序是D＞C＞F＞B
答案 C
解析 根据题意，F为硅，所以B为碳，D为氧，E为钠，A为氢，C为氮；
A项，H与N可以形成NH3、N2H4等化合物；
B项，SiO2可与HF反应；
C项，Na、Si、N、O原子半径依次减小；
D项，O、N、Si、C的非金属性O＞N＞C＞Si。
2．X、Y、Z、W为四种短周期元素，有关这四种元素的说法中正确的是（ ）
元素
X
Y
Z
W
原子半径（nm）
0.077
0.075
0.102
0.099
最高正价或最低负价
＋4
＋5
－2
－1
A．1molW的单质参加氧化还原反应时转移的电子数一定为2mol
B．W、X、Y三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强
C．Y的氢化物与W的单质反应的产物中可能含有共价键和离子键
D．0.3molCu分别与足量HYO3和H2ZO4的稀溶液反应均产生0.2mol气体
解析 根据原子半径数据及特征化合价，W为Cl，X为C，Y为N，Z为S。
A项，1molCl2若只作氧化剂，转移电子为2mol，若和NaOH反应既作氧化剂又作还原剂，应转移电子1mol；
B项，HClO4、H2CO3、HNO3中，HClO4的酸性最强；
C项，NH3和Cl2反应可生成N2和NH4Cl，在NH4Cl中既有共价键又有离子键；
D项，0.3molCu和足量稀HNO3反应放出NO：
＝0.2mol，Cu和稀H2SO4不反应。
题组二 元素推断的多角度应用
3．X、Y、Z、W、M、N为原子序数依次增大的六种短周期元素，常温下，六种元素的常
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