高三化学总复习-专题攻略-之物质结构-元素周期律下二-重难突破含解析.doc

专题攻略 之物质结构 元素周期律（下）二、 重难突破
一. 同一元素的“位”、“构”、“性”关系可表示如下：

1．性质与位置的互推
(1) 根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强，则可知A、B、C在同周期中按C、B、A的顺序从左向右排列。
(2) 根据元素在周期表中的位置关系，可以推断元素的性质，如A、B、C三元素在同一主族中从上往下排列，则A、B、C的单质氧化性依次减弱或还原性依次增强。
2．结构与性质的互推
(1) 若元素的最外层电子数小于4，则该元素容易失电子；若最外层电子数大于4，则该元素容易得电子。
(2) 若某元素容易得电子，则可推知该元素的最外层电子数大于4；若某元素容易失电子，则可推知该元素的最外层电子数小于4。
3．结构与位置的互推
只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86)，就可确定主族元素的位置。
(1) 若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族，如88号元素：88－86＝2，则应在第七周期第ⅡA族；
(2) 若比相应的稀有气体元素少1～5时，则应处在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族，如84号元素应在第六周期第ⅥA族；
(3) 若预测新元素，可与未发现的稀有气体元素(118号)比较，按上述方法推测知：114号元素应为第七周期第ⅣA族。
二. “10电子”、“18电子”的微粒小结   
“10电子”的微粒

分子
离子
一核10电子的
Ne
N3−、O2−、F−、Na+、Mg2+、Al3+
二核10电子的
HF
OH−
三核10电子的
H2O
NH2−
四核10电子的
NH3
H3O+
五核10电子的
CH4
NH4+
“18电子”的微粒
一核18电子的
Ar
K+、Ca2+、Cl‾、S2−
二核18电子的
F2、HCl
HS−
三核18电子的
H2S

四核18电子的
PH3、H2O2

五核18电子的
SiH4、CH3F，NH2OH

六核18电子的
N2H4、CH3OH

注：其它如C2H6、N2H5+、N2H62+等亦为18电子的微粒。
【名师点拨】
1. 首先确定10电子和18电子的中性原子Ne和Ar，然后找出比它们多或少电子的原子转化成阴、阳离子或氢化物分子。
(1) 具有10电子的原子是Ne原子.
(2) 其它10电子微粒一般是Ne原子前后的元素通过得失或共用电子对来达到10个电子的.如:
① Ne原子前面元素的氢化物.有CH4,NH3,H2O,HF.
② 上述氢化物去氢以后形成的阴离子,如:NH2-,N3-,,O2-,F-等.
③ 上述氢化物加H+后形成的阳离子.如:NH3+H+=NH4+ ,  H2O+H+=H3O+
④ Ne原子后金属元素的阳离子.如:Na+,Mg2+,Al3+等.
2. 基团：-F、-OH、-NH2、-CH3（均含9个电子），两个自身合并或两两之间交换组合均可得到含18电子的微粒。
典例1．（2016课标Ⅱ）a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2-和C+离子的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是
A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1
B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C．c的原子半径是这些元素中最大的
D．d和a形成的化合物的溶液呈弱酸性
典例2. A＋、B＋、C-、D、E代表5种微粒（分子或离子），它们分别含10个电子，已知它们有如下转化关系：A＋＋C- ===D＋E，B＋＋C- ===2 D
① A＋的电子式为 ；E分子的空间构型为 。
② C-、D、E这三种微粒结合质子（H＋）的能力由强到弱的顺序为（用微粒的化学式表示） ；其理由
是（用两个离子方程式表示） ， 。
典例3. 用A+、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒（离子或分子），请回答：
（1）A元素是 、B元素是 、C元素是 （用元素符号表示）。
（2）D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是 。
（3）E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是 。
（4）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是 。
（5）G分子中含有4个原子，其分子式是 。
（6）H分子中含有8个原子，其分子式是 。
典例1. 【答案】A
【解析】a的原子中只有1个电子，则a为氢元素，a、b、c、d为短周期元素，b2-和c+离子的电子层结构相同，则b为氧元素，c为Na元素，d与b同族，则d为硫元素，据此解答。A． H分别与O、S形成化合物可以为H2O和H2S，氢元素的化合价为+1，而NaH中氢元素的化合价为-1价，A项错误；B．氧元素与其他三种元素能形成H2O、H2O2、SO2、SO3、Na2O、Na2O2 ，B项正确；C．同周期主族元素，从左到右原子半径逐渐减小，电子层数越多，原子半径越大，原子半径：Na>S>O>H，C项正确；D．d和a形成的化合物为H2S，硫化氢的溶液呈弱酸性，D项正确；答案选A。

典例2．【答案】① 三角锥形 ② OH−、NH3、H2O
NH4＋＋OH- ====== NH3+H2O NH3+H2O NH4＋＋OH-
【解析】A＋、B＋、C-、D、E代表5种微粒（分子或离子），它们分别含10个电子，根据转化关系：A＋＋C- ===D＋E，B＋＋C- ===2 D，则A是NH4+，B是H3O+，C是OH−，D是H2O，E是NH3。
典例3. 【答案】（1）K C1 S （2）HC1 （3）F2 （4）H2S （5）H2O2（答PH3同样给分） （6）C2H6
【解析】用A+、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒（离子或分子），则（1）A、B、C、分别是K 、C1 、S ；（2）D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式HC1；（3）E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是F2；（4）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是H2S；（5）G分子中含有4个原子，其分子式是H2O2（答PH3同样给分）；（6）H分子中含有8个原子，其分子式是C2H6。

1. 下列化合物中阳离子半径与阴离子半径之比最小的是（　　）
A. NaF B. MgI2
C. BaI2 D. KBr
2. a元素的阴离子、b元素的阴离子与c元素的阳离子具有相同的电子层结构．已知a的原子序数大于b的原子序数，则a、b、c三种离子半径大小顺序（　　）
A. a＞b＞c B. b＞a＞c
C. c＞a＞b D. c＞b＞a
3. . 下列微粒半径大小的比较正确的是（　　）
A. Na+＜Mg2+＜Al3+＜O2- B. S2-＜Cl-＜Na+＜Al3+
C. Na＜Mg＜Al＜S D. Cs＞Rb＞K＞Na
4. 下列各组微粒按半径递增顺序排列，且两微粒电子数相同的是（　　）
A. K+、Ca2+ B. S2-、Cl-
C. Na+、F- D. Al3+、S2-
5. A+、B+、C2+、D-四种简单离子，离子半径大小是：D-＞B+，B+＞A+，B+＞C2+，则四种元素的原子序数关系不可能是（　　）
A. C＞B＞D＞A B. B＞D＞A＞C
C. D＞B＞C＞A D. D＞C＞A＞B
6. A、B、C、D、E分别代表5种微粒，每种微粒中都含有18个电子。其中A和C都是由单原子形成的阴离子，B、D和E都是分子；又知在水溶液中A跟B反应可生成C和D；E具有强氧化性。请回答：
⑴ 用化学符号表示上述5种微粒：
A 、B 、C 、D 、E 。
⑵ 在水溶液中A跟B反应的离子方程式是 __________ 。
7. a、b、c、d、e、f、g为七种由短周期元素构成的粒子，它们都具有10个 电子，其结构特点如下：
粒子代码
a
b
c
d
e
f
g
原子核数
单核
单核
双核
多核
单核
多核
多核
电荷数
（单位电荷）
0
1＋
1-
0
2＋
1＋
0
其中b的离子半径大于e的离子半径；d是由极性键构成的四原子极性分子；c与f可形成两个共价型g分子。
试写出：
（1）a粒子的符号为 。
（2）b与e相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较为： ﹥ （用化学式表示）。
（3）d溶于水的电离方程式 。
（4）g粒子所构成的晶体类型属 。
（5）c粒子是 ，f粒子是 （用化学式表示）。
8．某学生做同主族元素性质递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。请你帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的：____________________________________________________。
(2)实验用品：仪器：①________；②________(请填写两种主要玻璃仪器)。
药品：氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。
(3)实验内容(在下列空格内填写相关内容)
序号
实验方案
实验现象
①

②

(4)实验结论：__________________________________________。
(5)问题和讨论：
①请用物质结构理论简单说明得出上述结论的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②由于F2过于活泼，很难设计一个简单的实验验证其氧化性的强弱。试列举两个事实说明F的非金属性比Cl强：______________________________________________。
9．某研究性学习小组设计了一组实验验证元素周期律。
Ⅰ. 探究碱金属元素性质的递变规律
(1) 实验用品：玻璃管(直径6～10 mm，长100 mm)、试管夹、小刀、镊子、滤纸、钠、玻璃棒、酒精灯、火柴。
(2) 实验时，加热至钠(钾)熔化后，立即用洗耳球向玻璃管内鼓入空气，可以观察到玻璃管内的钠(钾)粒燃烧，且________比________的燃烧更剧烈。
(3) 写出探究钠、钾与空气中的氧气反应的其他实验方法
________________________________________________________________________。
(4) 从该实验中获得的结论是____________________________________。
Ⅱ. 探究同周期元素金属性的强弱规律
(5) 甲同学想验证同周期元素金属性强弱规律，最好选用第________周期的________三种元素。请设计最简单的实验进行验证，并说明分别观察到的现象：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
其理论解释是_______________________________________________。
这三种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱顺序为________________(填化学式)。
Ⅲ. 探究同周期元素非金属性的强弱规律
乙同学设计实验验证同周期元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。他设计了如图所示装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，常温下可与铜反应；B是块状固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到有白色沉淀生成。

(6) 写出所选用物质的化学式：
A________，B________，C________。
(7) 写出烧杯中发生反应的离子方程式_________________________________。
Ⅳ.根据以上实验和相应规律，下列判断不正确的是________。
A．H2SiO3、H3PO4、H2SO4、HClO3的酸性逐渐增强
B．HCl、PH3、H2S的稳定性逐渐减弱
C．向H2S溶液中通入Cl2可观察到有淡黄色沉淀生成
D．Na、K、Rb的原子半径逐渐增大
1. 【答案】B
【解析】阳离子半径与阴离子半径比值最小的应该是阳离子半径较小的和阴离子半径较大的离子构成的化合物，同一周期的离子电荷数大的半径小，同一族的原子序数大的半径大，在选项的四个阳离子中，Mg2+是阳离子半径最小的，在阴离子中，I-是阴离子半径最大的，所以B的比值最小．故选B．
2. 【答案】B
【解析】a元素的阴离子、b元素的阴离子和c元素的阳离子具有相同的电子层结构．a元素、b元素形成阴离子，则a、b两元素处于同一周期．c元素形成阳离子，则c元素位于a、b元素所在周期的相邻下一周期．所以c元素的核电荷数最大，a的原子序数大于b的原子序数，所以核电荷数c＞a＞b，
核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：b＞a＞c．
故选：B．
3. 【答案】D
4. 【答案】C
【解析】A、K+和Ca2+核外电子排布相同，两微粒电子数相同，K+核电荷数是19，Ca2+核电荷数是20，所以离子半径K+＞Ca2+，故A错误；
B、S2-和Cl-核外电子排布相同，两微粒电子数相同，S2-核电荷数是16，Cl-核电荷数是17，所以离子半径S2-＞Cl-，故B错误；
C、Na+和F-核外电子排布相同，两微粒电子数相同，Na+核电荷数是11，F-核电荷数是9，所以离子半径Na+＜F-，故C正确；
D、Al3+和S2-最外层电子数相同，Al3+有2个电子层，S2-有3个电子层，所以离子半径Al3+＜S2-，电子数不相同，故D错误．故选：C。
5. 【答案】D
【解析】以主族元素为例进行分析，根据化合价可知A、B为同周期元素处于ⅠA族，C处于ⅡA族，D处于ⅦA族，B+＞A+，则原子序数B＞A；B+＞C2+，若B与C为同周期元素，原子序数B＜C；若B的周期数大于C的周期数，原子序数B＞C；D-＞B+，若D-与B+核外电子排布相同，原子序数D＜B；若最外层电子数相同，原子序数D＞B；由于B+＞A+，原子序数B＞A，两种情况下原子序数D＞A，若A+半径大于C2+半径，当A与C为同周期元素，原子序数A＜C；当A的周期数大于C的周期数，原子序数A＞C；
若A+半径小于C2+半径，原子序数A＜C．故ABC都有可能，原子序数B＞A，故D不可能．故选：D。
7. 【答案】（1）A： S2-、B：HCl、C: Cl- 、D：H2S E：F2
（2）S2-＋2H+ ===== H2S
【解析】A和C都是由单原子形成的阴离子， 在水溶液中A跟B反应可生成C和D，说明B的酸性比D强，故A是S2-、B是HCl 、C是Cl- 、D 是H2S；E有18个电子，具有强氧化性，E是F2。
8. 【答案】
（1）Ne （2）NaOH Mg（OH）2
（3）NH3+H2O NH3·H2O NH4＋＋OH-
（4）分子晶体 （5）OH- H3O＋
【解析】根据10电子微粒特征解答：a是Ne 、b是Na+、c是OH-、d是NH3、e是Mg2+、f是NH4＋、
G是H2O。
9. 【答案】(1) 探究同一主族元素性质的递变规律
(2) ① 试管　② 胶头滴管
序号
实验方案
实验现象
①
将少量氯水滴入盛有少量NaBr溶液的试管中，振荡；再滴入少量四氯化碳，振荡
加入氯水后，溶液由无色变为橙色，滴入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为橙红色
②
将少量溴水滴入盛有少量KI溶液的试管中，振荡；再滴入少量四氯化碳，振荡
加入溴水后，溶液由无色变为褐色，滴入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为紫红色
(4) 同一主族元素，自上而下，元素的非金属性依次减弱
(5) ① 同一主族元素，自上而下，元素原子的电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱
② F2在冷暗处就可以与H2剧烈反应而爆炸，而Cl2与H2只有在光照或点燃的条件下才能反应；HF比HCl稳定；F2能与H2O发生置换反应生成O2，而Cl2不能(任写两个事实)
【解析】(1) 元素周期律包括同一周期与同一主族性质的变化规律。根据给出的实验药品不难看出，该学生想以同一主族元素为例，设计实验验证同一主族元素性质的递变规律。
(2) 本实验属于试管实验，主要使用试管和胶头滴管。
(3) 根据提供的药品，显然是用Cl2、Br2、I2之间的置换反应来证明它们的氧化性强弱，用四氯化碳将置换出来的Br2或I2萃取出来，以增强实验的准确性和说服力。
(4) 该小题具有一定的开放性，比如：Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱或非金属性依次减弱都可以，但最好与该实验的实验目的相对应：即同一主族元素，自上而下，元素的非金属性依次减弱。
(5) ① 该题应该主要从原子核对最外层电子的吸引力大小来回答。②一般来说，置换反应能直接说明两种单质的氧化性强弱，但F2过于活泼，不好直接置换Cl2，只能用间接的证据。 如可从它们与氢气反应的难易程度，与水反应的难易程度，它们的气态氢化物的稳定性等方面证明。
10.【答案】Ⅰ.(2) K　Na　(3) 在坩埚内进行加热钠(钾)的实验(其他合理答案也可)　(4) 钾的金属活动性大于钠的
Ⅱ.(5) 三　钠、镁、铝
① 取大小相同的三小粒金属分别投入蒸馏水中，钠剧烈反应，而镁、铝无明显现象
② 取大小相同的镁块和铝块投入相同浓度的稀盐酸中，镁反应较剧烈，产生大量气泡；铝反应比镁缓慢，有较多的气泡产生
同周期从左到右，元素的原子半径逐渐减小，核电荷数逐渐增多，原子核吸引最外层电子的能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，故金属性逐渐减弱　NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3
Ⅲ.(6)HNO3　CaCO3　Na2SiO3(或K2SiO3)
(7)CO2＋SiO＋H2O===H2SiO3↓＋CO或2CO2＋SiO＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO
Ⅳ.A
CO2，说明HNO3的酸性大于H2CO3的，生成的CO2通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3白色胶状沉淀，说明H2CO3的酸性大于H2SiO3的。Ⅳ.A项，HClO3不是氯的最高价含氧酸，错误；B项，P、S、Cl同周期，原子半径逐渐减小，得电子能力逐渐增强，非金属性逐渐增强，气态氢化物的稳定性逐渐增强，正确；C项，由于Cl2的氧化性大于S的，H2S能与Cl2反应生成难溶于水的淡黄色S，正确；D项，Na、K、Rb同主族，随着原子序数的递增，原子半径依次增大，正确。