第1章 原子结构 元素周期律 本章知识体系构建与核心素养提升 （课件）-【步步高】2023-2024学年高一化学必修第二册学习笔记（鲁科版2019，京粤闽皖豫宁陕）

第1章 本章知识体系构建与核心素养提升 内容索引 知识体系构建 核心素养提升 2 知识体系构建 1.原子结构 原子核 质子 中子―→决定原子的种类(核素) 决定元素的种类 同位素 核外电子 电子排布 电子排布表示方法―→原子(或离子)结构示意图 决定元素的化学性质 各层电子排布的规律性 能量最低原理 各电子层最多容纳的电子数是2n2(n≥1) 最外层电子数≤8(第一层为最外层时不 超过2个) 次外层电子数≤18 与元素性质的关系 最外层电子数<4⇒金属元素(限主族元素，硼、氢 除外) 最外层电子数≥4⇒非金属元素(限短周期) 最外层电子数为8⇒稀有气体元素(氦除外) 2.元素周期表 元素周期表 元素性质递变规律 同周期元素性质递变规律 同主族元素性质递变规律 编排原则 横行：把电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排列 纵列：把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到 下排列 结构 周期(共7横行) 族(共18纵列) 短周期(1、2、3周期) 长周期(4、5、6、7周期) 主族(ⅠA族～ⅦA族) 副族(ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族、ⅠB族～ⅡB族) 0 族(稀有气体元素) 3.元素周期律 元素周期律 变化的实质→ 性质的判断依据 微观性质 核电荷数变化 或电子层结构变化 → 电子层数 最外层电子数 原子半径 原子得失电子的能力 化合价 电子层数和最外层电子数的多少 宏观性质 金属性 单质与水、酸反应置换出氢气的难易 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 与氢气化合的难易及气态氢化物的稳 定性、还原性 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 非金属性 元素周期律 递变的规律 核外电子排布呈周期性变化 原子半径呈周期性变化 主要化合价呈周期性变化 元素金属性、非金属性呈周期性变化 4.元素推断 元素在周期表中的位置、元素的原子结构及元素的性质(“位”“构” “性”)三者之间的关系可用如图表示： 注意　掌握同周期、同主族元素性质的递变规律和1～20号元素原子结构的特点及其特殊性。 返回 核心素养提升 化学研究的重点是在原子、分子水平上认识物质的结构、组成、性质和变化规律，并据此改造或创造物质。本章是从原子结构的角度认识元素及其物质的性质与变化规律，形成“结构决定性质”的观念，从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。在此基础上，学会证据推理与模型认知，建立相关知识应用的思维方法模型。在探究同主族和同周期元素性质规律时，设计实验方案，充分体现科学探究与创新意识。 通过海带提碘和海水提溴工艺流程的设计体会元素周期律、元素周期表在分析、解决实际问题中的价值，培养科学态度与社会责任。 例1 √ 例2 (2022·全国甲卷，12改编)Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期，X、Y相邻，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是 A.非金属性：X＞Q B.简单离子的半径：X＞Q C.最高正化合价：Q＞X D.最高价含氧酸的酸性：Z＞Y √ 例3 (2021·全国甲卷，11改编)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是 A.原子半径：Z>Y>X>W B.W与X只能形成一种化合物 C.Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应 D.W、X和Z可形成盐类化合物 √ 四种短周期主族元素中W、X的原子序数较小，其单质常温下均为气体，且两原子最外层电子数之和应为偶数，可推出W为H元素、X为N元素；H和N原子最外层电子数之和为6，结合四种元素中Z的原子序数最大且Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，则Z为第3周期的S元素；再结合Z的最外层电子数是Y的最外层电子数的2倍，可知Y的最外层电子数为3，且原子序数介于N和S之间，则Y为Al元素。原子半径：Al>S>N>H，A项错误； H和N可形成NH3和N2H4等化合物，B项错误； Al2O3是典型的两性氧化物，与强酸和强碱均能反应生成盐和水，C项错误； H、N、S形成的(NH4)2S、NH4HS属于铵盐，D项正确。 例4 (2023·烟台高一期中)M、X、Y、Z、W元素的原子序数依次增大，M与Y同主族，X、Z的最外层电子数之和等于Z的内层电子数，最外层电子数Y是X的2倍，X、W的单质是生产、生活中应用最广的两种金属。回答下列问题： (1)M、X、Z的简单离子半径由大到小的顺序为______________(用离子符号表示)；实验室检验YM2常用的试剂是___________。 Cl－>O2－>Al3＋ 品红溶液 M为O，X为Al，Z为Cl，简单离子分别为O2－、Al3＋、Cl－，电子层数越多，半径越大，电子层数和核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，故简单离子半径：Cl－>O2－>Al3＋； Y为S，M为O，实验室检验SO2常用的试剂是品红溶液。 (2)Z离子结构示意图为_________；W在元素周期表中的位置是______ ________。 期Ⅷ族 第4周 Z为Cl，离子结构示意图为 ；W为Fe，在元素周期表中的位置为第4周期Ⅷ族。 (3)X最高价氧化物对应水化物与强碱溶液反应的离子方程式为______ _______________________；W的单质与水蒸气在高温下反应，此反应中还原剂与还原产物的物质的量之比为______；写出一个能体现X、W金属性强弱的离子方程式：_________________________。 ＋Al(OH)3===[Al(OH)4]－ OH－ 3∶4 2Al＋3Fe2＋===2Al3＋＋3Fe Fe3O4＋4H2，此反应中铁为还原剂，H2为还原产物，还原剂与还原产物的物质的量之比为3∶4。 (4)M、Y、Z元素非金属性由强到弱的顺序是__________(用元素符号表示)；能比较Y和Z的非金属性强弱的依据是_______(填字母)。 A.氢化物酸性Z强于Y B.Z的单质能与Y的氢化物反应得到Y的单质 C.气态氢化物的稳定性Z强于Y D.最高价氧化物对应水化物的酸性Z强于Y O>Cl>S BCD 同周期元素从左往右非金属性逐渐增强，同主族元素从上往下非金属性逐渐减弱，M、Y、Z元素非金属性由强到弱的顺序是O>Cl>S。氢化物的酸性强弱不能比较非金属性，A错误； Cl2与H2S反应得到S，可证明Cl的非金属性强于S，B正确； 非金属性越强，气态氢化物越稳定，气态氢化物的稳定性：HCl＞H2S，可以说明非金属性：Cl>S，C正确； 非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故最高价氧化物对应水化物的酸性HClO4＞H2SO4，可以说明非金属性：Cl>S，D正确。 例5 (2023·德州高一期中)甲乙两个兴趣小组分别设计了以下两组实验： (一)甲组同学设计实验探究Cl和S元素的非金属性。 (1)A中反应的离子方程式为__________________________________ _______________。 5Cl2↑＋8H2O (2)B中饱和食盐水的作用是_____________________。 (3)C中证明元素非金属性Cl大于S的化学方程式为_________________ _______。 除去Cl2中混有的HCl Cl2＋H2S===2HCl ＋S↓ (二)乙组同学用海带灰提取碘，其流程如图： (4)实验开始时海带需用酒精润湿后放在______(填仪器名称)中进行灼烧，方案乙中，步骤Y将富集在四氯化碳中的碘单质重新富集在水中的方法为__________，上层液体中含有I－和 ，加入H2SO4溶液后发生反应的离子方程式为____________________________。 坩埚 反萃取法 实验室用KMnO4固体与浓盐酸反应制取Cl2，由于浓盐酸易挥发，制得的Cl2中混有HCl，用饱和食盐水可除去HCl，H2S与Cl2发生置换反应，可证明Cl的非金属性大于S，尾气用NaOH溶液吸收。 (5)步骤Y中，加入NaOH溶液后分液时若打开玻璃活塞后发现液体流不出，原因可能是____________________________________________ ________________。 没有打开分液漏斗塞子(或没有将分液漏斗塞子上的凹槽对着小孔) 返回 原子结 构(X) 原子结 构(X) (2022·山东，3)O、O的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：O＋He―→O＋X；O＋He―→O＋Y。下列说法正确的是 A.X的中子数为2 B.X、Y互为同位素 C.O、O可用作示踪原子研究化学反应历程 D.自然界不存在O2、O2分子是因其化学键不稳定 根据质量守恒可知，X微粒为He，Y微粒为He，据此分析解题。X微粒为He，根据质量数等于质子数加中子数可知，该微粒的中子数为4，A错误； X微粒为He，Y微粒为He，二者为具有相同的质子数和不同的中子数的原子，故互为同位素，B正确； 由题干信息可知，O与O的半衰期很短，故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，C错误； 自然界中不存在O2与O2分子并不是因其化学键不稳定，而是由于O与O的半衰期很短，很容易发生核变化，转化为其他原子，O==O的键能与形成该键的核素无关，D错误。 W为Fe，与水蒸气在高温下反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g) 2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋ IO IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O 实验开始时海带需用酒精润湿后放在坩埚中进行灼烧，方案乙中，步骤Y将富集在四氯化碳中的碘单质重新富集在水中的方法为反萃取法，上层液体中含有I－和IO，加入H2SO4溶液后发生归中反应生成I2，反应的离子方程式为IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。 $$