2021届高考化学二轮复习-专题5-物质结构-元素周期律学案-新人教版.doc

2021届高考化学二轮复习 专题5 物质结构 元素周期律学案 新人教版2021届高考化学二轮复习 专题5 物质结构 元素周期律学案 新人教版年级：姓名：- 17 -专题五物质结构元素周期律体系构建串真知真题回放悟高考解读考纲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规律。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A和A族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。7了解金属，非金属元素在元素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。体验真题1(2020全国卷11)1934年约里奥居里夫妇在核反应中用粒子(即氦核He)轰击金属原子X，得到核素Y，开创了人造放射性核素的先河：XHeYn。其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是(B)AX的相对原子质量为26BX、Y均可形成三氯化物CX的原子半径小于Y的DY仅有一种含氧酸【解析】原子轰击实验中，满足质子和质量数守恒，因此W4301，则W27，X与Y原子之间质子数相差2，因X元素为金属元素，Y的质子数比X大，则Y与X位于同一周期，且Y位于X右侧，且元素X、Y的最外层电子数之和为8，设X最外层电子数为a，则Y的最外层电子为a2，有aa28，解得a3，因此X为Al，Y为P。Al的质量数为27，则该原子相对原子质量为27，故A错误；Al元素均可形成AlCl3，P元素可形成PCl3，故B正确；Al原子与P原子位于同一周期，且Al原子序数小于P原子序数，故原子半径AlP，故C错误；P的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，故D错误。2(2020全国卷13)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是(D)A该化合物中，W、X、Y之间均为共价键BZ的单质既能与水反应，也可与甲醇反应CY的最高化合价氧化物的水化物为强酸DX的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构【解析】一种由短周期主族元素形成的化合物，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且总和为24，根据图示，W为1价形成共价键，W为氢，Z为1价阳离子，Z为Na，Y为3价，Y为N,2411175，X为B元素。该化合物中，H、B、N之间均以共用电子对形成共价键，故A正确；Na单质既能与水反应生成氢氧化钠和氢气，也能与甲醇反应生成甲醇钠和氢气，故B正确；N的最高价氧化物的水化物HNO3为强酸，故C正确；B的氟化物BF3中B原子最外层只有6个电子，达不到8电子稳定结构，故D错误。3(2020全国卷13)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足XYWZ；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是(D)A非金属性：WXYZB原子半径：ZYXWC元素X的含氧酸均为强酸DY的氧化物水化物为强碱【解析】根据题干信息可知，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，化合物XW3与WZ相遇会产生白烟，则WX3为NH3，WZ为HCl，所以W为H元素，X为N元素，Z为Cl元素，又四种元素的核外电子总数满足XYWZ，则Y的核外电子总数为11，Y为Na元素，则：Na为金属元素，非金属性最弱，非金属性YZ，A错误；同周期元素从左至右原子半径依次减小，同主族元素从上而下原子半径依次增大，则原子半径：NaClNH，B错误；N元素的含氧酸不一定全是强酸，如HNO2为弱酸，C错误；Y的氧化物水化物为NaOH，属于强碱，D正确。4(2019全国卷13)科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是(C)AWZ的水溶液呈碱性B元素非金属性的顺序为XYZCY的最高价氧化物的水化物是中强酸D该新化合物中Y不满足8电子稳定结构【解析】由W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半，以及X、Z的成键数可知，Z为Cl、X为Si，由化合价代数和为0可知，Y元素化合价为3价，则Y为P元素；由W的电荷数可知，W为Na元素。WZ的水溶液是NaCl水溶液，呈中性，A不正确；元素非金属性的顺序为ClPSi，即ZYX，B不正确；Y的最高价氧化物的水化物是H3PO4，是中强酸，C正确；该新化合物中Y形成两个化学键，但是得到1个电子后会形成一对孤电子对，故满足8电子稳定结构，D不正确。5(2019全国卷9)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下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(D)WXYZA原子半径：WXB常温常压下，Y单质为固态C气态氢化物热稳定性：ZWDX的最高价氧化物的水化物是强碱【解析】主族元素的最高化合价与最外层电子数相等，由“W与X的最高化合价之和为8”可知，W为N，X为Al，Y为Si，Z为P。原子半径：NAl，A正确；常温常压下，硅单质为固态，B正确；同一主族元素的气态氢化物热稳定性自上而下逐渐减弱，故Zr(Cl)、r(S2)r(Cl)。同主族原子半径或离子半径从上到下均增大如：r(Na)r(K)、r(Na)r(Fe2)r(Fe3)、r(Cl)r(Mg2)r(Al3)。(4)核电荷数、电子层数、电子数均不同的粒子：可用参照法。如r(K)与r(Mg2)比较时可参照r(K)r(Na)r(Mg2)来确定r(K)r(Mg2)。5注意化学键与物质类别判断中的“特例”(1)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。(2)非金属单质只含共价键(稀有气体除外)。(3)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。(4)离子化合物熔化时破坏离子键；部分共价化合物熔化时破坏共价键，如SiO2等，而部分共价化合物熔化时破坏分子间作用力，如固体硫熔化。(5)分子的稳定性与分子间作用力无关，而与分子内部化学键的强弱有关。6牢记单质或化合物具有“特性”的元素(1)形成化合物种类最多的元素或对应单质是自然界中硬度最大的物质的元素：C。(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。(3)地壳中含量最多的元素或简单氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。(4)地壳中含量最多的金属元素或最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应、又能与强碱反应的元素：Al。(5)最活泼的非金属元素或无正化合价的元素或无含氧酸的非金属元素或无氧酸可腐蚀玻璃的元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素：F。(6)(除放射性元素外)最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素：Cs。(7)焰色反应呈黄色的元素：Na；焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素：K。(8)单质密度最小的元素：H；单质密度最小的金属元素：Li。(9)常温下单质呈液态的非金属元素：Br；常温下单质呈液态的金属元素：Hg。(10)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素：N；元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素：S。(11)单质为常见的半导体材料：Si、Ge。(12)元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素的单质的元素：S。(13)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。(14)若X是由短周期主族元素组成的二元化合物，0.01 molL1 X溶液的pH2，则X是HCl；若X是由短周期主族元素组成的三元化合物，0.01 molL1 X溶液的pH2，则X是HNO3或HClO4；若X是由短周期主族元素组成的三元化合物，0.005 molL1 X溶液的pH2，则X是H2SO4。典题精研通题型考点一原子结构与化学键典例探究角度一原子结构及微粒的表示方法典例1 (2019北京高考)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(D)AIn是第五周期第A族元素BIn的中子数与电子数的差值为17C原子半径：In AlD碱性：In(OH)3RbOH【解析】由铟(49In)原子序数可推断In是第五周期第A族元素，A正确；In的中子数为1154966，电子数为49，因此In的中子数与电子数的差值为17，B正确；铟与铝同属于A族元素，前者位于第五周期，后者位于第三周期，因此原子半径：InAl，C正确；铟和铷同属于第五周期元素，前者位于A族，后者位于A族，根据同周期主族元素最高价氧化物的水化物的碱性递变规律得：碱性In(OH)3YXWBW、X、Y、Z不可能同存于一种离子化合物中CW和X形成的化合物既可能含有极性键也可能含有非极性键D比较X、Z非金属性强弱时，可比较其最高价氧化物对应的水化物的酸性【解析】Y元素在同周期中离子半径最小，金属离子的电子层数比相应的原子少一层，而且同周期金属元素离子半径随着原子序数的递增而减小，而非金属元素的离子的电子层没有减少，所以Y应为Al元素。丁为二元化合物，而且为液态，为水。丙与水反应得到两种物质，而且一种为酸。0.01 mol L1戊溶液的pH大于2，为弱酸。短周期中二元化合物为弱酸的HF和H2S。结合乙是Z的单质，Z的原子序数比Al大，Z为S元素。涉及的反应为2Al3SAl2S3，Al2S36H2O2Al(OH)33H2S。W、X、Y、Z分别为H、O、Al、S。H原子半径最小，同周期的元素，原子序数越大，原子半径越小，Al原子的半径大于S；同主族元素，原子序数越大，原子半径越大，S的原子半径大于O，排序为Y(Al)Z(S)X(O) W(H)，A项错误；H、O、Al、S可以形成KAl(SO4)212H2O，存在离子键，为离子化合物，B项错误；W(H)和X(O)的化合物可能为H2O和H2O2。H2O的结构式为HOH，含有极性键。H2O2的结构式为HOOH，含有极性键和非极性键，C项正确；比较X(O)和Z(S)的非金属性，不能比较最高价氧化物对应的水化物的酸性，因为O没有它的含氧酸。D项错误。规律方法化学键与物质的类别之间的关系(1)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。(2)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。(4)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。(5)既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。(6)仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。(7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AICl3等。类题精练1(2020玉溪模拟)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。下列有关说法正确的是(D)AN中含有36个电子BO2与O4互为同位素CC60和12C、14C互为同位素DH2与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75134，故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，故B错误；同位素的研究对象是原子，C60是一种单质，故C错误；H2与H3是同种元素组成的不同单质，互为同素异形体，故D正确。2(2020长沙模拟)下列说法正确的是(D)A14C与12C60互为同位素B14C60与12C60是具有相同质子数的不同核素CCH3COOH与HCOOCH3互为同素异形体D硝基苯与互为同分异构体【解析】14C与12C互为同位素，14C与12C60不互为同位素，A错误；14C60与12C60是同一种物质，14C与12C是具有相同质子数的不同核素，B错误；CH3COOH与HCOOCH3互为同分异构体，C错误；硝基苯与分子式相同，互为同分异构体，D正确。3(2020银川模拟)X、Y、Z、W、M五种元素的原子序数依次增大。已知X、Y、Z、W是短周期元素中的四种非金属元素，X元素的原子形成的离子就是一个质子；Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍；Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体；M是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是(A)A原子半径：r(M)r(Y)r(Z)r(W)r(X)BW和M形成的化合物不能与强碱反应CX、Z、W三元素所形成的化合物一定为共价化合物DY、Z的最高价含氧酸的酸性：YZ【解析】X元素的原子形成的离子就是一个质子，X是H元素；Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，Y是C元素；M是地壳中含量最高的金属元素，M是Al元素；Z、W原子序数大于6、小于13，Z、W在元素周期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，Z、W分别是N、O。电子层数越多半径越大，电子层数相同时，原子序数越大，半径越小，则半径：AlCNOH，即MYZWX，故A正确；Al2O3是两性氧化物，能与强碱反应，故B错误；H、N、O三元素所形成的化合物NH4NO3是离子化合物，故C错误；非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，酸性HNO3H2CO3，故D错误。考点二元素周期表和元素周期律典例探究角度一核外电子排布规律、物质性质与元素推断典例3 (2020包头模拟)主族元素X、Y、Z、W、R、T的原子序数依次增大，且均不大于20。其中X的电子层结构与氦相同，R和Y同族，Y元素的某种单质是一种自来水消毒剂；Z3和Y2具有相同的电子层结构；T、W、Y三种元素组成盐T2WY3的溶液通入过量CO2后产生白色沉淀。下列说法不正确的是(A)A原子半径：TRWZBT和R形成化合物的水溶液呈碱性C化合物TX具有很强的还原性，可与水反应DT、R、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物两两能发生反应【解析】主族元素X、Y、Z、W、R、T的原子序数依次增大，且均不大于20。其中X的电子层结构与氦相同，则X为H元素；R和Y同族，Y元素的某种单质是一种自来水消毒剂，为O3，则Y为O元素；R为S元素；Z3和Y2具有相同的电子层结构Z在Y的下一周期，Z为铝元素；T、W、Y三种元素组成盐T2WY3的溶液通入过量CO2后产生白色沉淀，且W的原子序数大于铝而小于硫，故T2WY3为K2SiO3，生成的白色沉淀为硅酸。同周期元素从左而右原子半径依次减小，故原子半径：T(K)Z(Al)W(Si)R(S)，A不正确；T和R形成化合物K2S为强碱弱酸盐，水解呈碱性，B正确；化合物TX为KH，具有很强的还原性，可与水反应生成氢氧化钾和氢气，C正确；T、R、Z三种元素的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钾、硫酸、氢氧化铝两两能发生反应，D正确。技巧点拨由题给特征信息推断元素的基本思路角度二元素周期表片断与元素推断典例4 (2020宜昌模拟)下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是(D)AX、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增BY、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增CYX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力D根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性【解析】从表中位置关系可看出，X为第2周期元素，Y为第3周期元素，又因为X、W同主族且W元素的核电荷数为X的2倍，所以X为氧元素、W为硫酸元素；再根据元素在周期表中的位置关系可推知：Y为硅元素、Z为磷元素、T为砷元素。O、S、P的原子半径大小关系为：PSO，三种元素的气态氢化物的热稳定性为：H2OH2SPH3，A不正确；在火山口附近或地壳的岩层里，常常存在游离态的硫，B不正确；SiO2晶体为原子晶体，熔化时需克服的微粒间的作用力为共价键，C不正确；砷在元素周期表中位于金属元素与非金属的交界线附近，具有半导体的特性，As2O3中砷为3价，处于中间价态，所以具有氧化性和还原性，D正确。规律方法答题必用的“位、构、性”思维模型角度三物质的转化关系与元素推断典例5 (2020烟台模拟)已知X、Y、Z是三种原子序数依次增大的短周期元素。甲、乙、丙分别是三种元素形成的单质，A、B、C、D分别是由三种元素中的两种形成的化合物，且A与C中均含有10个电子。它们之间转化关系如下图所示。下列说法正确的是(D)A原子半径：ZYXBX与Y形成的化合物只含极性键CY有多种同素异形体，且均具有高熔点、高沸点、硬度大的性质D气态氢化物的稳定性：AZX，A错误；X为H元素，Y为C元素，二者形成的化合物，如CH4只含极性键，C2H6、C2H4等既含极性键，也含有非极性键，B错误；Y为C元素，C元素有多种同素异形体，其中金刚石具有高熔点、高沸点、硬度大的性质，而石墨则质地软，C错误；A是CH4，C是H2O，元素的非金属性OC，元素的非金属性越强，其最简单氢化物的稳定性就越强，所以气态氢化物的稳定性AWB简单离子半径：r(X)r(Y)r(W)CZ元素化学性质稳定，在自然界以游离态存在DW的简单离子会影响水的电离平衡【解析】X的氢化物常用于刻蚀玻璃，说明X为氟，Y在同周期中金属性最强，为钠，Z的单质是人类将太阳能转化为电能的常用材料，为硅，W与X同主族，为氯。氟化氢分子间含有氢键，所以氟化氢的沸点比氯化氢高，故A正确；氟离子，钠离子，氯离子中前两个电子层结构相同，为2层，氯离子有3个电子层，根据层同时序小径大分析，半径关系为r(Y)r(X)r(X)C气态简单氢化物的热稳定性顺序为：YZXr(W)，B错误；根据元素周期律，非金属元素的非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，非金属性：FOSP，气态氢化物的稳定性：WXZY，C正确；S元素4价的氧化物对应水化物为亚硫酸，为弱酸，D错误。6短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y和Z位于同一主族。m、n、p均为由这些元素组成的二元化合物，甲、乙、丙为其中三种元素对应的单质，丙为淡黄色固体，易溶于XZ2，n是一种二元弱酸。上述物质的转化关系如图所示(反应条件省略)。下列说法正确的是(D)A原子半径：WYXBW与X组成的化合物中只含有极性键C简单氢化物的沸点：YZX【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y和Z位于同一主族。m、n、p均为由这些元素组成的二元化合物，甲、乙、丙为其中三种元素对应的单质，丙为淡黄色固体，易溶于XZ2，丙是S，所以X是C，Z是S。n是一种二元弱酸，根据转化关系可判断n是H2S，则甲是氢气，乙是氧气。p是SO2，m是水，因此W是H，Y是O。同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：WYZ，C错误；非金属性：OSC即YZX，D正确。