2019-2020年高三化學二輪復習 專題7物質結構與元素周期律學案.doc

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2019-2020年高三化學二輪復習 專題7物質結構與元素周期律學案 【考點分析】 同一周期、同一主族內元素性質的遞變規(guī)律與結構的關系；元素第一電離能、電負性與原子結構的關系、雜化軌道及價電子理論與分子的空間結構、等電子體、配合物初步、晶體結構與性質； 【知識概括】 ▲元素周期表與元素周期律： （1）元素周期表： 元素周期表的基本框架；結合周期表的框架推斷元素在周期表的位置及性質 同一周期，隨原子序數(shù)增大，原子半徑逐漸 ，金屬性逐漸 ，非金屬性逐漸 。 同一主族，隨原子序數(shù)增大，原子半徑逐漸 ，金屬性逐漸 ，非金屬性逐漸 。 （2）同主族元素的相似性：①結構相似_______________②性質相似_______________ （3）元素周期表 中的遞變規(guī)律 （4）比較元素金屬性與非金屬性的依據 比較金屬性 比較非金屬性 例1：同周期的X、Y、Z三種元素，已知其氫化物分別為XH3、H2Y、HZ，則下列判斷正確的是（ ） A．原子半徑 Z > Y > X B．Z的非金屬性最強 C．氫化物還原性XH3 > H2Y > HZ，穩(wěn)定性XH3 > H2Y > HZ D．最高氧化物對應水化物H3XO4酸性最強 例2：香花石由前20號元素中的6種組成，其化學式為X3Y2(ZWR4)3T2，X、Y、Z為金屬元素，Z的最外層電子數(shù)與次外層相等，X、Z位于同主族，Y、Z、R、T位于同周期，R最外層電子數(shù)為次外層的3倍，T無正價，X與R原子序數(shù)之和是W的2倍。下列說法不正確的是( ) A．原子半徑：Y＞Z＞R＞T B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：W＜R＜T C．最高價氧化物對應的水化物堿性：X＞Y＞Z D．XR2、WR2兩化合物中R的化合價相同 ▲原子結構與性質 I、多電子原子核外電子排布遵循的規(guī)律： （1）能量最低原理：_____________________________________________________________ （2）泡利不相容原理：___________________________________________________________ （3）洪特規(guī)則：__________________________________________________________________ 1~36號元素的核外電子排布式 Ⅱ、隨原子序數(shù)增大，同一周期，元素的第一電離能_________________電負性___________________ 同一主族，元素的第一電離能_________________電負性___________________ 同一周期的主族元素中，元素的第一電離能最大的是____族，第二大的是_____族，第三大的是____族 ▲分子結構與性質 I、范德華力與氫鍵（注意氫鍵的存在對物質物理性質的影響） Ⅱ、離子鍵、共價鍵、金屬鍵的存在范圍和成鍵特點（注意共價鍵中σ、π和極性鍵、非極性鍵的判斷） Ⅲ、結合雜化軌道、價層電子對理論判斷ABn型(n<5)空間結構 Ⅳ、等電子體及簡單配合物的成鍵情況等 例3：乙炔是有機合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用CaC2與水反應生成乙炔。 (1)CaC2中C22－與O22＋互為等電子體，O22＋的電子式可表示為____；1 mol O22＋中含有的π鍵數(shù)目為___。 (2)將乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2紅棕色沉淀。Cu＋基態(tài)核外電子排布式為_______________。 (3)乙炔與氫氰酸反應可得丙烯腈(CH2=CH－C≡N)。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化 類型是________；分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為________。 (4)CaC2晶體的晶胞結構與NaCl晶體的相似(如右圖所示)，但CaC2晶體中啞鈴 形C22－的存在，使晶胞沿一個方向拉長。CaC2晶體中1個Ca2+周圍距離最近的 C22－數(shù)目為 　　 。 ▲晶體結構與性質 I、四類晶體比較（注意結合晶體的結構與性質特征判斷晶體類型。） 離子晶體 分子晶體 原子晶體 金屬晶體 構成微粒及 之間的作用力 熔沸點 導電性 硬度 典型晶體 Ⅱ、均攤法計算晶體的化學式 例4：有E、Q、T、X、Z五種前四周期元素，原子序數(shù)E＜Q＜T＜X＜Z。E、Q、T三種元素的基態(tài)原子具有相同的能層和能級，且I1(E)＜I1(T)＜I1(Q)，其中基態(tài)Q原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài)，且QT與ET2互為等電子體。X為周期表前四周期中電負性最小的元素，Z的原子序數(shù)為28。 請回答下列問題(答題時如需表示具體元素，請用相應的元素符號)： (1)Q的簡單氫化物極易溶于T的簡單氫化物，其主要原因有____________等兩種。 (2)化合物甲由T、X兩元素組成，其晶胞如圖1，甲的化學式為____________。 (3)化合物乙的晶胞如圖2，乙由E、Q兩元素組成，硬度超過金剛石。 ①乙的晶體類型為____________，其硬度超過金剛石的原因是_________________________。 ②乙的晶體中E、Q兩種元素原子的雜化方式均為____________。 【鞏固練習】 ．下列關于指定粒子構成的敘述中，不正確的是 ( ) A．37Cl與39K具有相同的中子數(shù) B．第114號元素的一種核素X與Pb具有相同的最外層電子數(shù) C．H3O＋與OH－具有相同的質子數(shù)和電子數(shù) D．O與S2－具有相同的質子數(shù)和電子數(shù) ．有X、Y、Z、W、M五種短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期， Z、M同主族； X+與M2-具有相同的電子層結構；離子半徑：Z2-＞W-；Y的單質晶體熔點高、硬度大，是一種重要的半導體材料。下列說法中，正確的是 （ ） A．X、M兩種元素只能形成X2M型化合物 B．由于W、Z、M元素的氫氣化物相對分子質量依次減小，所以其沸點依次降低 C．元素Y、Z、W的單質晶體屬于同種類型的晶體 D．元素W和M的某些單質可作為水處理中的消毒劑 ．已知A、B、C、D、E是短周期中原子序數(shù)依次增大的5種主族元素，其中元素A．E的單質在常溫下呈氣態(tài)，元素B的原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半徑最大，元素D的合金是日常生活中常用的金屬材料。下列說法正確的是( ) A．元素A、B組成的化合物常溫下一定呈氣態(tài) B．一定條件下，元素C、D的最高價氧化物對應的水化物之間不能發(fā)生反應 C．工業(yè)上常用電解法制備元素C、D、E的單質 D．化合物AE和CE含有相同類型的化學鍵 ．有X、Y兩種元素，原子序數(shù)≤20，X的原子半徑小于Y，且X、Y原子的最外層電子數(shù)相同(選項中m、n均為正整數(shù))。下列說法正確的是 ( ) A．若X(OH)n為強堿，則Y(OH)n也一定為強堿 B．若HnXOm為強酸，則X的氫化物溶于水一定顯酸性 C．若X元素形成的單質是X2，則Y元素形成的單質一定是Y2 D．若Y的最高正價為＋m，則X的最高正價一定為＋m ．下列敘述能說明氯元素原子得電子能力比硫元素強的是 ( ) ①HCl的溶解度比H2S大?、贖Cl的酸性比H2S強 ③HCl的穩(wěn)定性比H2S強?、蹾Cl的還原性比H2S強 ⑤HClO的酸性比H2SO4弱?、轈l2與鐵反應生成FeCl3，而S與鐵反應生成FeS?、逤l2能與H2S反應生成S?、嘣谥芷诒碇蠧l處于S同周期的右側?、徇€原性：Cl－PH3>AsH3 B．熔點：Si3N4>NaCl>SiI4 C．酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4 D．堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 ．下列有關敘述：①非金屬單質M能從N的化合物中置換出非金屬單質N；②M原子比N原子容易得到電子；③單質M跟H2反應比N跟H2反應容易得多；④氣態(tài)氫化物水溶液的酸性HmM>HnN；⑤氧化物水化物的酸性HmMOx>HnNOy；⑥熔點M>N。能說明非金屬元素M比N的非金屬性強的是( ) A．②⑤ B．①②③ C．①②③⑤ D．全部 ．短周期元素形成的常見非金屬固體單質A與常見金屬單質B，在加熱條件下反應生成化合物C，C與水反應生成白色沉淀D和氣體E，D既能溶于強酸，也能溶于強堿。E在足量空氣中燃燒產生刺激性氣體G，G在大氣中能導致酸雨的形成。E被足量氫氧化鈉溶液吸收得到無色溶液F。溶液F在空氣中長期放置發(fā)生反應，生成物之一為H。H與過氧化鈉的結構和化學性質相似，其溶液顯黃色。請回答下列問題： (1)組成單質A的元素位于周期表中第________周期，第______族。 (2)B與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為：___________________________________________。 (3)G與氯酸鈉在酸性條件下反應可生成消毒殺菌劑二氧化氯。該反應的氧化產物為____________，當生成2 mol 二氧化氯時，轉移電子______mol。 (4)溶液F在空氣中長期放置生成H的化學反應方程式為：_____________________________________。 (5)H的溶液與稀硫酸反應產生的現(xiàn)象為___________________________________。 ． (1)中國古代四大發(fā)明之一—— 黑火藥，它的爆炸反應為： 2KNO3＋3C＋SA＋N2↑＋3CO2↑(已配平) ①除S外，上列元素的電負性從大到小依次為____________________________________。 ②在生成物中，A的晶體類型為_________，含極性共價鍵的分子的中心原子軌道雜化類型為________。 ③已知CN－與N2結構相似，推算HCN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為________。 (2)原子序數(shù)小于36的元素Q和T，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，且原子序數(shù)T比Q多2。T的基態(tài)原子外圍電子(價電子)排布式為________，Q2＋的未成對電子數(shù)是________。 (3)在CrCl3的水溶液中，一定條件下存在組成為[CrCln(H2O)6－n]x＋(n和x均為正整數(shù))的配離子，將其通過氫離子交換樹脂(R－H)，可發(fā)生離子交換反應:[CrCln(H2O)6－n]x＋＋xR－H → Rx[CrCln(H2O)6－n]＋xH＋，交換出來的H＋經中和滴定，即可求出x和n，確定配離子的組成。 將含0.001 5 mol [CrCln(H2O)6－n]x＋的溶液，與R－H完全交換后，中和生成的H＋需濃度為0.120 0 mol/L NaOH溶液25.00 mL，可知該配離子的化學式為____________________。 ．已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成負一價離子。請回答下列問題： (1)X元素原子基態(tài)時的電子排布式為________________________，該元素的符號是______________； (2)Y元素原子的價層電子的軌道表示式為____________________，該元素的名稱是_____________； (3)X與Z可形成化合物XZ3，該化合物的空間構型為__________； (4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為XZ3，產物還有ZnSO4和H2O，該反應的化學方程式是_______________________________________________； (5)比較X的氫化物與同族第二、第三周期元素所形成的氫化物穩(wěn)定性、沸點高低并說明理由______________________________________________________________。 ．已知X、Y、Z、Q、E五種元素的原子序數(shù)依次增大，其中X原子核外電子有6種不同的運動狀態(tài)，s能級電子數(shù)是p能級電子數(shù)的兩倍；Z原子L層上有2對成對電子；Q是第三周期中電負性最大的元素；E的單質是常溫下惟一呈液態(tài)的非金屬。請回答下列問題： (1)X、Y、Z第一電離能由小到大的順序為______<____<______(填元素符號)。 (2)E元素基態(tài)原子的電子排布式為_________________________________________。 (3)XZ2分子中含有________個π鍵。 (4)Z的氫化物的沸點比Q的氫化物的沸點高，理由是_______________________________________。 (5)X元素可形成X60單質，它與金屬鉀摻雜在一起制造出了一種富勒烯化合物，其晶胞如右圖所示(白球位于立方體的體心和頂點，小黑球位于立方體的面上)，該化合物中X60與鉀原子個數(shù)比為　　　　。 ．元素的性質在元素周期表中按其排列呈現(xiàn)一定的規(guī)律。下表為元素周期表中部分元素，根據要求回答下列問題： K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge (1)在以上元素的基態(tài)原子的電子排布中4s軌道上只有1個電子的元素有________(填元素名稱)。 (2)根據元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個區(qū)域：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)和f區(qū)，以上12種元素分別屬于s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)和p區(qū)，則屬于s區(qū)的元素有________種，屬于d區(qū)的元素有______種。 (3)CaO晶胞如右圖所示，CaO晶體中Ca2＋的配位數(shù)為________。CaO晶體和NaCl晶體中離子排列方式相同，其晶格能分別為：CaO-3 401 kJ/mol、NaCl-786 kJ/mol。導致兩者晶格能差異的主要原因是____________________________________。 (4)由疊氮化鈉(NaN3)熱分解可得光譜純N2：2NaN3(s)===2Na(l)+3N2(g)，下列有關說法正確的是　　　　 (選填序號)。 A．NaN3與KN3結構類似，前者晶格能較小 B．鈉晶胞結構如右圖所示，每個晶胞中分攤2個鈉原子 C．氮的第一電離能大于氧 D．氮氣常溫下很穩(wěn)定，是因為氮的電負性小 14.尿素（H2NCONH2）可用于制有機鐵肥，主要代表有 [Fe(H2NCONH2)6](NO3)3 [三硝酸六尿素合鐵(Ⅲ)]。 ⑴基態(tài)Fe3+的核外電子排布式為 。C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是 。 ⑵尿素分子中C、N原子的雜化方式分別是 。 ⑶[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3中“H2NCONH2”與Fe(Ⅲ)之間的作用力是 。與NO3—互為等電子體的一種化合物是 （寫化學式）。 ⑷CO2和NH3是工業(yè)上制備尿素的重要原料，固態(tài)CO2（干冰）的晶胞結構如右圖所示。 ①1個CO2分子周圍等距離且距離最近的CO2分子有 個。 ②銅金合金的晶胞結構與干冰相似，若頂點為Au、面心為Cu，則銅金合金晶體中Au與Cu原子數(shù)之比為是 。 物質結構與元素周期律 答案 1．C 2．D 3．C 4．A 5．C 6．D 7．A 8． B 9．(1)三?、鯝　(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2 NaAlO2＋3H2↑ (3)硫酸鈉(或N a2SO4)　2 (4)4 Na2S＋O2＋2H2O===4 NaOH＋2 Na2S2(或2 Na2S＋O2＋2H2O===4 NaOH＋2S、Na2S＋S=== Na2S2) (5)溶液由黃色變?yōu)闊o色，產生淺黃色沉淀和臭雞蛋氣味的氣體 10．(1)①O>N>C>K?、陔x子晶體　sp?、?∶1　(2)3d84s2　4 (3)[CrCl(H2O)5]2＋ 11．(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3　As (3)三角錐形 (4)As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3↑＋6ZnSO4＋3H2O (5)穩(wěn)定性：NH3>PH3>AsH3，因為鍵長越短，鍵能越大，化合物越穩(wěn)定； 沸點：NH3>AsH3>PH3，NH3可以形成分子間氫鍵，沸點最高；AsH3相對分子質量比PH3大，分子間作用力大，因而AsH3的沸點比PH3高 12．(1)C O N (2)1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar]3d104s24p5 (3)2　(4)水分子之間存在氫鍵，導致熔、沸點升高 (5)1∶3 13．(1)K、Cr、Cu　(2)2　8　(3)6　CaO晶體中離子的電荷數(shù)大于NaCl，離子間的平均距離小于NaCl　(4)BC 14.⑴[Ar]3d5 N>O>C ⑵sp2、sp3 ⑶配位鍵 SO3（或BF3） ⑷①12 ②1∶3