内容正文:
专题05微观结构与物质的多样性(期末复习讲义)
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明·期末考情:把握考试趋势方向,精准备考
理·核心要点:系统归纳知识脉络,构建体系
破·重难题型:攻克典型疑难问题,突破瓶颈
过·分层验收:阶梯式检测与评估,稳步提升
考查重点
命题角度
元素周期律
考查同周期、同主族元素的原子半径、金属性或非金属性、化合价的递变规律;根据元素在周期表中的位置,推断原子结构、化合物性质及反应规律;验证周期律。
元素周期表
判断元素在表中的位置,分析原子序数与核外电子排布的对应关系;结合元素位置推断原子结构、单质及化合物性质;依托周期表片段或特征性质,推断短周期元素。
离子键
考查离子键的成键微粒与成键本质;区分离子化合物与共价化合物;书写典型离子化合物及离子键形成过程的电子式。
共价键
判断非金属单质、共价化合物中化学键类型,区分与离子键的差异;判断极性键、非极性键;书写典型物质的电子式、结构式。
分子间作用力
考查范德华力、氢键与化学键的本质差异;结合物质熔沸点、溶解性的反常现象,解释氢键或范德华力的作用;分析分子间作用力对物质状态的影响。
同素异形现象
判断给定物质是否属于同素异形体;考查同素异形体的结构决定性质、性质决定用途的关系。
同分异构现象
考查同分异构体的定义,区分与同位素、同素异形体的本质差异,判断给定物质是否互为同分异构体。
化学键、晶体和非晶体
区分离子键、共价键的成键微粒与条件,判断化合物类型;对比离子晶体、分子晶体的熔沸点、导电性差异;考查晶体类型对物质物理性质的影响。
要点01 元素周期律
1.元素的原子结构的周期性变化
(1)原子序数
①概念:按照核电荷数由小到大的顺序给元素依次编号,这种编号叫作原子序数。
②与其他量的关系:原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数。
(2)1~18号元素原子最外层电子排布变化规律
原子序数
电子层数
最外层电子数
结论
1→2
1
1→2
同周期由左向右元素的原子最外层电子数逐渐增加(1→8)
3→10
2
1→8
11→18
3
1→8
【规律】除H、He外,元素随着原子序数的递增,原子最外电子层数重复出现从1递增到8的变化,说明元素原子的最外层电子数出现周期性变化。如图:
(3)1~18号元素原子半径的变化规律(稀有气体除外)
原子序数
原子半径(nm)
结论
1→2
……
同周期由左向右元素的原子半径逐渐减小(不包括稀有气体)
3→9
0.152→0.071大→小
11→17
0.186→0.099大→小
【规律】随着核电荷数的递增,元素的原子半径呈现周期性变化,原子序数为3~9号及11~17号的元素的原子半径依次递减。如图:
归|纳|总|结
微粒半径大小的比较方法
(1)同一周期元素,电子层数相同,从左到右,核电荷数增大,原子半径减小。如:
r(Li)>r(Be)>r(B)>r(C)>r(N)>r(O)>r(F)。
(2)同一主族元素,最外层电子数相同,从上到下,电子层数增大,原子半径增大。如:
r(Li)<r(Na);r(F)<r(Cl)。
2.核电荷数相同,核外电子数越多,微粒半径越大。
(1)r(阴离子)>r(原子):r(H-)>r(H);
(2)r(原子)>r(阳离子):r(H)>r(H+);
(3)r(低价阳离子)>r(高价阳离子):r(Fe2+)>r(Fe3+)。
3.离子半径大小比较
(1)离子的电子层数越多,离子半径越大。如:
r(Li+)<r(Na+);r(O2-)<r(S2-)。
(2)电子层结构相同的微粒,核电荷数越多,离子半径越小。如:
r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+);r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)。
2.元素主要化合价的周期性变化
1~18号元素的主要化合价规律
原子序数
主要化合价
结论
1→2
+1→0
①同周期由左向右元素的最高正价逐渐升高(+1→+7,O和F无最高正价);
②元素的最低负价由ⅣA族的-4价逐渐升高至ⅦA族的-1价;
③最高正价+|最低负价|=8
3→9
最高价+1→+5(不含O、F)
最低价-4→-1
11→17
最高价+1→+7、最低价-4→-1
【规律】 1~18号元素的最高正化合价的变化规律是呈现从+1~+7的周期性变化,其中O、F 元
素没有最高正化合价,最低负化合价的变化规律是呈现从-4~-1的周期性变化。如图:
本质原因:随着核电荷数的递增,原子的最外层电子排布呈周期性变化。
归|纳|总|结
1、主族元素主要化合价的确定方法
(1)最高正价=主族的序号=最外层电子数(O、F除外)。
(2)最低负价=最高正价-8(H、O、F除外)。
(3)H最高价为+1,最低价为-1;O最低价为-2;F无正化合价,最低价为-1。
2.元素的化合价
(1)H元素的化合价有+1、-1、0价。
(2)金属元素只有正价无负价。
(3)非金属元素既有正价又有负价(F除外)。
(4)稀有气体元素的化合价看作0。
3.元素金属性和非金属性的周期性变化
(1)元素的金属性变化规律
①判断元素金属性强弱的方法
比较方法
结论
根据原子结构
原子半径越大(电子层数越多),最外层电子数越少,元素的金属性越强
金属单质与水(或酸)反应置换氢的难易
越易置换出H2,元素的金属性越强
最高价氧化物水化物的碱性
碱性越强,元素的金属性越强
金属与盐溶液的置换反应
若金属单质A与金属B的盐溶液反应置换出B单质,则A元素的金属性强于元素B
金属单质的还原性(或金属阳离子的氧化性)
一般单质的还原性越强(或金属阳离子的氧化性越弱),元素的金属性越强
单质与同种非金属反应的难易
单质越易反应,元素的金属性越强,如由反应Fe+SFeS,2Na+S=Na2S,知金属性:Na>Fe
②实验探究钠、镁、铝的金属性强弱
实验内容
实验现象及方程式
实验结论
将一小块钠放入滴有酚酞冷水的小烧杯中
常温下,反应剧烈,酚酞变红色
金属失电子的能力,即金属性:Na>Mg>Al
将除去氧化膜的镁条、铝片分别放入滴有酚酞冷水的试管,然后加热试管
①镁与水:常温下,没有明显的变化;加热,反应缓慢,酚酞变浅红色,化学方程式
Mg+2H2OMg(OH)2↓+H2↑
②铝与冷水、热水看不到明显的变化
将除去氧化膜的镁条、铝片分别放入盛有少量稀盐酸的试管
①镁与稀盐酸:反应剧烈,生成大量气体,离子方程式:Mg+2H+===Mg2++H2↑
②铝与稀盐酸:反应较剧烈,生成气体,离子方程式:2Al+6H+===2Al3++3H2↑
③实验探究NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3碱性强弱
实验操作
沉淀溶解情况
沉淀逐渐溶解
沉淀逐渐溶解
沉淀溶解
沉淀不溶解
相关反应方程式
Al(OH)3+3HCl ===AlCl3+3H2O
Al(OH)3+NaOH
===NaAlO2+2H2O
Mg(OH)2+2HCl ===
MgCl2+2H2O
实验结论
NaOH是强碱,Mg(OH)2是中强碱,Al(OH)3是两性氢氧化物,三者的碱性依次减弱,则金属性:Na>Mg>Al。
(2)元素的非金属性变化规律
①判断元素非金属性强弱的方法
比较方法
结论
根据原子结构
原子半径越小(电子层数越少),最外层电子数越多,元素的非金属性越强
单质与H2化合的难易(氢化物的稳定性)
单质与H2化合越容易、形成的气态氢化物越稳定,其对应元素的非金属性越强
最高价氧化物水化物的酸性
酸性越强,其对应元素的非金属性越强
非金属与盐溶液的置换反应
若非金属单质A与非金属B的盐溶液反应置换出B单质,则A元素的非金属性强于B元素
单质的氧化性(或非金属阴离子的还原性)
一般单质氧化性越强(或非金属阴离子的还原性越弱),对应元素的非金属性越强
单质与同种金属反应的难易
单质越易反应,元素的非金属性越强,如由反应Cu+Cl2CuCl2,2Cu+SCu2S,知非金属性:Cl>S
②硅、磷、硫、氯元素的非金属性强弱比较
原子
Si
P
S
Cl
最高正价
+4
+5
+6
+7
最低负价
-4
-3
-2
-1
单质与H2
化合的条件
高温
较高温度
需加热
点燃或光照
从Si到Cl,与H2化合越来越容易
气态氢化物
的稳定性
SiH4很不稳定
PH3不稳定
H2S较不稳定
HCl稳定
从Si到Cl,气态氢化物的稳定性越来越强
最高价氧化物
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O7
最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
H4SiO4或H2SiO3弱酸
H3PO4中强酸
H2SO4强酸
HClO4最强无机酸
结论
从Si到Cl,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强→从Si到Cl,元素得电子能力逐渐增强,非金属性逐渐增强
4.元素周期律
(1)概念:元素的性质随着元素核电荷数的递增呈周期性变化的规律。
(2)内容:随着元素核电荷数的递增,元素的原子半径(稀有气体除外)、元素的金属性和非金属性、元素的主要化合价都呈现周期性变化。
(3)实质:元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。
要点02 元素周期表
1.周期
(1)特点:每一周期中元素的电子层数相同,即周期序数=电子层数。
(2)分类:短周期和长周期。
(3)根据现行元素周期表,完成下表
短周期
长周期
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
2.族
(1)主族:共7个,用A表示。
①主族的特点:由短周期和长周期元素共同构成,主族的序数=最外层电子数。
②根据现行元素周期表,完成下表
列序号
1
2
13
14
15
16
17
最外层电子数
1
2
3
4
5
6
7
族序数
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
(2)副族:完全由长周期元素构成,共7个。
列序号
3
4
5
6
7
11
12
族序数
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
ⅠB
ⅡB
(3)Ⅷ族:占据元素周期表的第8、9、10共3个纵列。
(4)0族:在元素周期表的第18列。
3.元素周期表的特殊位置
(1)镧系:在元素周期表的第六周期ⅢB族,共15种元素。
(2)锕系:在元素周期表的第七周期ⅢB族,共15种元素。
4.常见族的别名
ⅠA称为碱金属(除H外),ⅡA称为碱土金属,ⅤA称为氮族元素,ⅥA称为氧族元素,ⅦA称为卤素,0族称为稀有气体元素。
归|纳|总|结
元素在周期表中的位置与结构的关系
1.主族元素在周期表中位置与原子结构的关系
(1)原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数。
(2)周期序数=原子核外电子层数。
(3)主族序数=原子最外层电子数。
2.由原子序数确定元素在周期表中的位置
(1)原子结构示意图法
推断根据:周期数=原子电子层数,主族序数=原子最外层电子数。
适用范围:主族元素,适合原子核电荷数较小的元素位置推断。
(2)0族定位法
①0族元素原子序数与周期序数
稀有气体元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
X(未知)
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
②比大小,定周期;求差值,定族数
若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数多1或2,则该元素处于相邻近0族元素下一周期的ⅠA族或ⅡA族。如元素87X,87-86=1,则X在第7周期第ⅠA族;若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数少1~5时,则该元素处于相邻近0族元素所在周期的ⅢA~ⅦA族,如84X应在第6周期第ⅥA。
三、碱金属元素原子结构和性质递变规律
1.碱金属元素的原子结构的相似性和递变性
元素名称
锂
钠
钾
铷
铯
元素符号
Li
Na
K
Rb
Cs
原子结构示意图
相似性
最外层均有1个电子
递变性
从Li到Cs随核电荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大
2.碱金属元素物理性质的相似性和递变性
(1)相似性:除铯外,碱金属元素都是银白色的单质,硬度小,延展性好,密度较小,熔点较低。
(2)递变性:从Li~Cs,熔点逐渐降低。
3.碱金属元素化学性质的相似性和递变性
(1)相似性:碱金属都是活泼金属,均易失去1个电子,在化合物中均为+1价。
①单质的性质
均能与非金属单质(O2、Cl2)反应
与水反应(用R表示单质),反应通式:2R+2H2O=2ROH+H2↑
与酸反应,反应通式:2R+2H+=2R++H2↑
②碱金属的最高价氧化物(R2O)对应的水化物(ROH),一般都具有强碱性。
(2)递变性:根据下表中碱金属与水反应的现象,你能推测出哪些规律?
碱金属
Li
Na
K
Rb
Cs
与水反应的现象
反应较为缓和,锂浮在水面,并以稳定、适中的速度释放出气体
反应迅速并放热,钠融化成小球
反应迅速,伴有燃烧,轻微爆炸
剧烈反应,发生爆炸
剧烈反应,发生剧烈爆炸
(3)结论:
碱金属都能与水反应,从Li~Cs,反应越来越剧烈。
LiOH、NaOH、KOH、RbOH的碱性逐渐增强。
随着核电荷数的递增,碱金属元素的金属性逐渐增强。
四、卤族元素原子结构和性质递变规律
1.卤族元素原子结构的相似性和递变性
元素名称
氟
氯
溴
碘
元素符号
F
Cl
Br
I
相似性
最外层均有7个电子。
递变性
从F到I,随核电荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。
2.卤族元素单质物理性质的相似性和递变性
颜色:颜色加深
熔、沸点:逐渐升高
水溶性:逐渐减小
3.卤素单质化学性质的相似性和递变性
(1)相似性
卤族元素的原子最外层均有7个电子,得电子的能力强,容易得1个电子,其单质都具有较强的氧化性,自然界中不存在游离态的卤素单质。
(2)递变性
①实验探究卤素单质(Cl2、Br2、I2)氧化性的强弱
实验操作
实验现象
离子方程式
氯水与NaBr溶液反应
溶液变为橙黄色
2Br-+Cl2=2Cl-+Br2
氯水与KI溶液反应
溶液变为棕黄色
2I-+Cl2=2Cl-+I2
溴水与KI溶液反应,加入四氯化碳溶液,振荡静置
静置后,液体分层,下层呈紫红色
2I-+Br2=2Br-+I2
结论:Cl2、Br2、I2单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2,相应阴离子的还原性由强到弱的顺序是I->Br->Cl-。
②从F→I,单质与氢气反应越来越难,气态氢化物的稳定性依次减弱。
③从Cl→I,最高价氧化物对应水化物的酸性越来越弱。
(3)结论:随核电荷数的递增,ⅦA族元素原子的得电子能力越来越弱,元素的非金属性越来越弱。
五、元素周期表中元素原子结构与性质递变规律
1.元素周期表中原子结构递变规律
(1)同周期,从左到右,电子层数相同,最外层电子数递增,原子半径递减。
(2)同主族,从上到下,电子层数递增,最外层电子数相同,原子半径递增。
2.元素周期表中元素的性质递变规律
(1)同周期元素,从左到右,金属性逐渐减弱,金属原子的失电子能力逐渐减弱,金属单质的还原性逐渐减弱,金属单质与水或酸反应的剧烈程度逐渐减弱,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱。
(2)同周期元素,从左到右,非金属性逐渐增强,非金属原子的得电子能力逐渐增强,非金属单质的氧化性逐渐增强,非金属单质与氢气化合的剧烈程度逐渐增强,气态氢化物的稳定性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强。
(3)同主族元素,从上到下,金属性逐渐增强,金属原子的失电子能力逐渐增强,金属单质的还原性逐渐增强,金属单质与水或酸反应的剧烈程度逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强。
(4)同主族元素,从上到下,非金属性逐渐减弱,非金属原子的得电子能力逐渐减弱,非金属单质的氧化性逐渐减弱,非金属单质与氢气化合的剧烈程度逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱。
(5)同周期元素,元素的主要化合价:最高正价由+1→+7(O、F除外),最低负价由-4→-1,最高正价=主族序数(O、F除外)。
归|纳|总|结
元素“位—构—性”的关系
元素原子结构、元素在周期表中的位置和元素的主要性质三者之间的关系如下
1.结构与位置的关系
最外层电子数=主族序数
电子层数=周期序数
2.结构与性质的关系
最外层电子数越少,电子层数越多→越易失电子,金属性越强
最外层电子数越多,电子层数越少→越易得电子,非金属性越强
3.位置、结构和性质的关系
3.元素周期表的金属区和非金属区
(1)分界线的划分:沿着周期表中B、Si、As、Te、At跟Al、Ge、Sb、Po之间画一条斜线,斜线的左边是金属元素,右边是非金属元素。
(2)分界线附近的元素,既能表现出一定的金属性,又能表现出一定的非金属性,故元素的金属性和非金属之间没有严格的界线。
六、元素周期表的应用
(1)在金属元素和非金属元素的交界处寻找半导体材料(如硅、锗、硒等)。
(2)在过渡元素(副族和Ⅷ族)中寻找优良的催化剂。
(3)在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料。
(4)研究元素周期表右上角的元素,合成新农药。
(5)位于第六周期ⅥB的钨是熔点最高的金属,位于第四周期ⅣB的钛,密度小、耐高温、耐腐蚀,适应于制造火箭发动机壳体、人造卫星壳体等。
要点03 离子键
一、离子键 离子化合物
1.化学键
(1)概念:物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用叫做化学键。
(2)类型:离子键和共价键是两种常见的化学键。
2.离子键
(1)离子键的形成过程
以氯化钠的形成为例
钠原子和氯原子最外层电子数分别为1和7,均不稳定。
即它们通过得失电子后最外层达到8电子稳定结构,分别形成Na+和Cl-,两种带相反电荷的离子通过静电作用结合在一起,形成新物质氯化钠。
(2)离子键
①概念:阴、阳离子之间存在的强烈的相互作用。
②构成微粒:阴、阳离子。
③实质:静电作用。
④形成过程:当阴、阳离子相互靠近到一定距离时,正负电荷的静电吸引力与原子核及核外电子之间的排斥力达到平衡时,形成稳定的离子键。
(3)形成条件:易失去电子的活泼金属元素(如ⅠA族、ⅡA族元素)原子与易得电子的活泼非金属元素(如ⅥA族、ⅦA族元素)原子之间容易形成离子键,如NaCl、K2O、MgCl2、CaS等都是靠离子键结合的。
3.离子化合物
(1)概念:由阴、阳离子构成的化合物。
(2)离子化合物由阴、阳离子构成,微粒间的作用力是离子键。
(3)离子键与离子化合物的关系
含有离子键的化合物一定是离子化合物,而离子化合物中不一定只含有离子键。如NH4NO3、Na2O2是离子化合物,但在NH4NO3、Na2O2中除含有离子键外,还含有共价键。
二、电子式
1.电子式的概念
在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子或离子的最外层电子,以简明地表示原子、离子的最外层的电子排布,这种式子称为电子式。
2.电子式的书写
(1)原子的电子式:
元素符号周围标明元素原子的最外层电子,每个方向不能超过2个电子。当最外层电子数小于或等于4时以单电子分布,多于4时多出部分以电子对分布。例如:
镁原子:·Mg·;碳原子:;氧原子:;氖原子:。
(2)简单阳离子的电子式:
简单阳离子是由金属原子失电子形成的,原子的最外层已无电子,故用阳离子的符号表示,例如:Na+、Li+、Mg2+、Al3+等。
(3)简单阴离子的电子式:
不但要画出最外层电子数,而且还应用“[ ]”括起来,并在右上角标出“n-”以表示其所带的电荷。例如:
氯离子、硫离子。
(4)离子化合物的电子式:
氧化钙:、硫化钾:。
3.用电子式表示下列物质的形成过程
(1)NaCl:。
(2)MgBr2:。
归|纳|总|结
1.常见的离子化合物
①无氧酸盐,如NaF、CaCl2等;
②含氧酸盐,如Na2CO3、MgSO4等;
③强碱,如NaOH、Ba(OH)2等;
④铵盐,如NH4HCO3、NH4NO3等;
⑤活泼金属氧化物,如Na2O、Al2O3等;
⑥其他:活泼金属氢化物,如LiH、NaH、CaH2等;活泼金属过氧化物,如Na2O2等。
2.电子式的书写方法
(1)原子、离子、离子化合电子式的书写方法
原子
书写
规则
先写出元素符号,再在元素符号的周围用“.”或“×”来表示原子的最外层电子数,但应注意(a)一个“”或“”代表一个电子,原子的电子式中“”(或“”)的个数即原子的最外层电子数。(b)同一原子的电子式不能既用“”又用“”表示。
示例
简单
离子
书写
规则
(1)简单阳离子是原子失去最外层电子后形成的,其电子式就是阳离子。
(2)简单阴离子得到电子后最外层一般为8电子结构,书写时要在元素符号周围标出电子,用“[ ]”括起来,并在右上角注明所带电荷数。
注意:复杂的阳离子用“[ ]”加电荷数表示。如铵根离子等。
示例
Na+
Mg2+
Al3+
离子
化合物
书写
规则
离子化合物的电子式由阴、阳离子的电子式组成,相同的离子不合并,阴阳离子间隔排列,将阴阳离子(阳离子在前,阴离子在后.)拼在一起。
示例
(2)用电子式表示离子化合物的形成过程
①用电子式表示离子化合物的形成过程中不但要表示出离子化合物的电子式,还要同时写成方程式的形式。
②反应物均用原子的电子式表示,而不是用分子式或分子的电子式表示,且反应物中相同原子可以合并写。生成物是离子化合物的电子式,且化合物中相同原子必须分开写;
③反应物和生成物之间用箭头而不用等号表示,形成符合质量守恒定律;
④得失电子的原子之间要用弯箭头“”表示出电子转移的方向(可不用)。如、氯化钠、氯化镁的形成过程:究
、。
要点04 共价键
一、共价键
1.共价键的形成过程
(1)氯化氢分子的形成过程
①H原子需获得1个电子达到稳定结构,Cl原子需获得1个电子达到稳定结构。
②H原子和Cl原子各提供1个电子组成一对共用电子,使两原子最外电子层都达到稳定结构并产生强烈的相互作用,从而形成了HCl分子。
(2)请用电子式表示HCl的形成过程:。
2.共价键
(1)概念:原子间通过共用电子对形成的强烈的相互作用称为共价键。
(2)成键微粒:原子。
(3)成键元素:一般是同种的或不同种的非金属元素。
(4)成键条件:成键原子成键前最外层电子未达到饱和状态。
3.共价化合物
(1)概念:直接相邻的原子间以共价键结合形成的化合物。
(2)常见的共价化合物
①非金属氢化物:如H2S、NH3、SiH4等;
②酸:如HCl、HNO3、H2SO4等;
③弱碱:NH3·H2O;
④非金属氧化物:如CO2、CO、SO2等;
⑥有机物:如CH4、C2H5OH等。
二、共价分子及其空间结构
1.概念:原子之间全部以共价键结合的分子叫作共价分子。
2.共价分子结构的表示方法
(1)电子式:如H2:H∶H,N2:,NH3:。
(2)结构式:原子之间一条短线表示1对共用电子对,这种表示共价键的式子称为结构式。
分子
HCl
Cl2
H2O
NH3
CH4
电子式
结构式
H—Cl
Cl—Cl
H—O—H
球棍模型
空间填充模型模型
空间构型(用文字表述)
直线形
直线形
V形
三角锥型
正四面体型
三、碳原子的成键特点
1.碳四价原理
碳原子位于第2周期第ⅣA族,原子的最外层有4个电子。在化学反应中,碳原子既不易失去电子,也不易得到电子,通常与其他原子以共价键结合。
碳原子最外层有4个电子,一个碳原子可以和其他原子形成4对共用电子对。
2.碳原子的成键方式
碳原子之间可以通过一对、两对或三对共用电子对相结合,分别构成碳碳单键(C-C)、碳碳双键(C=C)、碳碳三键(C≡C)。
碳原子之间可以通过共价键彼此结合形成碳链,也可以形成碳环。
归|纳|总|结
(一)离子化合物和共价化合物的区别
1.概念
依据化合物中化学键的成键情况,可将化合物分为离子化合物和共价化合物。
离子化合物是由离子键形成的化合物;共价化合物是只由共价键形成的化合物。
2.化学键类型
离子化合物一定存在离子键,可能存在共价键;共价化合物只有共价键,没有离子键。
3.判断离子化合物和共价化合物的方法
(1)由化学键类型判断
只含有共价键的化合物是共价化合物,只含离子键或既含离子键又含共价键的化合物是离子化合物。
(2)由化合物类型判断
①活泼金属的氧化物、强碱和大多数盐(少数盐如AlCl3、BeCl2等除外)属于离子化合物;
②非金属氧化物、非金属氢化物、含氧酸、多数有机物、少数盐(如AlCl3、BeCl2)属于共价化合物。
(3)由组成元素判断
一般含金属元素或NH的化合物是离子化合物(AlCl3、BeCl2等少数除外),如NH4Cl、Ca(OH)2、KClO3等;只由非金属元素构成的化合物(铵盐等除外)属于共价化合物。
4.化学键和化合物的关系
(1) “一定”
①离子化合物中一定含有离子键;
②含有离子键的化合物一定是离子化合物(一定不是共价化合物);
③共价化合物中一定不含离子键(一定含有共价键);
④只含有共价键的化合物一定是共价化合物(一定不是离子化合物)。
(2) “不一定”
①离子化合物中不一定含有共价键;
②金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3是共价化合物;
③含有共价键的化合物不一定是共价化合物;
④只含非金属元素的化合物不一定是共价化合物,如铵盐是离子化合物。
(二)含共价键的原子团和离子化合物的电子式
对一些原子团式的离子和含原子团的化合物也可以用电子式表示。
写出下列离子和离子化合物的电子式:
OH-:、NH:、O:
NaOH:、NH4Cl:
Na2O2:、Ba(OH)2:。
要点05分子间作用力
1. 分子间作用力
定义
把分子聚集在一起的作用力,又称范德华力。
特点
①分子间作用力比化学键弱得多,它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质,而化学键主要影响物质的化学性质;
②分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质,微粒之间不存在分子间作用力。
变化规律
一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔、沸点也越高。例如,熔、沸点:I2Br2Cl2F2。
2. 氢键
定义
分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用
形成条件
除H外,形成氢键的原子通常是O、F、N。
存在
氢键存在广泛,如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。
性质影响
①存在氢键的物质,其熔、沸点明显高于同族同类物质。如H2O的熔、沸点高于H2S。
②氨极易液化,是因为NH3分子间存在氢键;NH3极易溶于水,也是因为NH3分子与H2O分子间易形成氢键。
③水结冰时体积膨胀、密度减小,是因为在水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在;在液态水中,经常是几个水分子通过氢键结合起来,在固态水(冰)中,水分子大范围地以氢键互相联结,形成相当疏松的晶体,从而在结构中有许多空隙,造成体积膨胀,密度减小,因此冰能浮在水面上。
3. 单质的升华、熔化或溶解过程中化学键的变化
单质的特点
化学键变化
举例
由分子构成的固体单质
熔化或升华时只破坏分子间作用力,不破坏化学键
P4的熔化、I2的升华
由原子构成的单质
熔化时破坏共价键
金刚石的熔化
能与水反应的某些活泼非金属单质
溶于水后,分子内共价键被破坏
Cl2、F2通入水中
归|纳|总|结
1、化学键、分子间作用力和氢键的比较
化学键
分子间作用力
氢键
概念
相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用
物质分子间存在微弱的相互作用
某些具有强极性键的氢化物分子间的相互作用(静电作用)
存在范围
相邻原子(离子)之间
分子之间
某些有强极性键的氢化物分子之间(HF、H2O、NH3等)
强弱
比较
强
很弱
比化学键弱得多,比分子间作用力强
影响
范围
物质的物理性质及化学性质
物质的物理性质
物质的物理性质
对物
质性
质的
影响
离子键越强,离子化合物的熔点、沸点越高;共价键越强,单质或化合物越稳定
组成和结构相似的物质,相对分子质量的越大,分子间作用力越强,物质的熔点、沸点逐渐越高。
分子间氢键使物质的熔点、沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔点、沸点:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3
2、物质变化过程中化学键的变化
(1)化学反应过程中既有旧化学键的断裂又有新化学键的形成。
(2)离子化合物在溶解或熔化条件下发生电离,生成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏(断裂)。
(3)共价化合物溶于水
①若与水反应,则既有旧化学键断裂,又有新化学键形成。如SO2、CO2溶于水;
②若共价化合物(电解质)溶于水发生电离,则有共价键的断裂,无新化学键形成,如HCl、CH3COOH等;
③部分共价化合物(非电解质)溶于水不电离,则既无化学键断裂,也无化学键形成,如蔗糖、酒精等。
(4)共价化合物熔化:由分子构成的共价化合物,分子间距离增大,化学键未被破坏,如CO2等;由原子构成的共价化合物,共价键被破坏,如SiO2 等。
要点06同素异形现象
1.同素异形体的概念与性质
(1)同素异形体概念:同一种元素能够形成几种不同的单质,这种现象称为同素异形现象。这些单质之间互称为该元素的同素异形体。
(2)本质:构成同素异形体的各原子之间的连接方式不同(如O2和O3)或晶体中原子的排列方式不同(如金刚石和石墨)。
(3)性质:由于分子组成或晶体结构不同,导致它们的性质存在区别,即物理性质差异很大,而化学性质有些相似。
2.几种常见的同素异形体
(1)碳的同素异形体
物质
金刚石
石墨
足球烯(C60)
物理性质
颜色状态
无色透明固体
灰黑色固体
灰黑色固体
硬度熔点
坚硬、熔点很高
质软、熔点高
硬度小、熔点低
导电性
不导电
导电
不导电
微观结构
空间网状结构
平面网状结构
封闭笼状结构
差异分析
碳原子的成键方式和排列方式不同
(2)氧的同素异形体
物质
O2
O3
颜色
无色
淡蓝色
沸点
O2<O3(填“>”“<”或“=”)
气味
无味
鱼腥味
相互转化
3O22O3
差异分析
分子中氧原子个数和氧原子的成键方式不同
(3)磷的同素异形体
物质
色态
毒性
稳定性
保存
白磷
白色蜡状固体
有剧毒
易自燃
冷水中
红磷
红棕色固体
无毒
加热或点燃可燃烧
直接存放在广口瓶中
归|纳|总|结
1.同素异形体只含有一种元素。产生同素异形现象的原因一是组成分子的原子个数和成键方式不同。如氧气(O2)和臭氧(O3);二是晶体中原子的排列方式不同。如金刚石和石墨。
2.从物质类别看,互为同素异形体的物质只能是单质。
3.同素异形体之间的物理性质有差异,但化学性质相似。且同素异形体之间的转化属于化学变化,因为转化过程中有化学键的断裂与形成。
4.同素异形体之间的转化虽有单质参加,但由于没有涉及化合价的变化,这种转化属于非氧化还原反应。
要点07同分异构现象
1.概念
(1)同分异构现象:化合物具有相同分子式,但具有不同结构的现象。
(2)同分异构体:分子式相同而结构不同的化合物之间的互称。
2.同分异构体的含义
(1)互为同分异构体的物质一定是化合物。
(2)互为同分异构体的必备条件有两点:
①两者的分子式应相同;②两者的结构应不同。
3.同分异构体的特点
(1)两化合物的相对分子质量及各元素的组成(含量)相同。
(2)相对分子质量相同的两化合物不一定互为同分异构体,如CO和C2H4不互为同分异构体。
4.几种常见的简单有机物的同分异构体
(1)正丁烷和异丁烷:分子式均为C4H10,其结构式分别为、。
(2)乙醇和二甲醚:分子式均为C2H6O,其结构式分别为、。
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1.四角度认识同分异构体
(1)从物质看:互为同分异构体的物质只能是化合物。它们之间的转化属于化学变化,若共存则为混合物。
(2)从分子式看:互为同分异构体的化合物,其分子式相同,相对分子质量也相同,但相对分子质量相同的化合物分子式不一定相同,所以不一定是同分异构体。如相对分子质量均为28的分子CO、N2、C2H4,相对分子质量均为46的甲酸(HCOOH)和乙醇(CH3CH2OH)。
(3)从结构看:互为同分异构体的化合物,空间结构不同。如CH3—CH===CH2与二者分子式相同,碳原子与碳原子间的连接方式不同,结构不同,互为同分异构体
(4)从性质看:互为同分异构体的化合物,物理性质不同,化学性质可能相似。
要点08 化学键、晶体和非晶体
(一)晶体和非晶体
1.概念
(1)晶体:内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列的固体称为晶体。如:高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。绝大多数常见的固体都是晶体。排列的周期性是指在一定方向上每隔一定距离 就重复出现相同的排列。
(2)非晶体:内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为非晶体。如:玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等。非晶体又称为无定形体。
2.晶体与非晶体的差异及原因
自范性
微观结构
特征
形成原因
晶体
有(能自发呈现多面体外形)
粒子在三维空间里呈周期性有序排列
具有规则的几何外形和固定的熔点
构成晶体的微粒在空间呈有规则的重复排列
非晶体
没有(不能自发呈现多面体外形)
粒子排列相对无序
具有固定的熔点,一般不具有规则的几何外形
内部的原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态
3.获得晶体的途径
(1)熔融态物质凝固 (如:从熔融态结晶出来的硫晶体)
(2)气态物质冷却不经过液态直接凝固(凝华)如:凝华得到的碘晶体
(3)溶质从溶液中析出 (如:从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体)
4.几种常见晶体比较
晶体类型
离子晶体
分子晶体
共价晶体
金属晶体
结
构
构成晶体的粒子
阴、阳离子
分子
原子
……
微粒间的相互作用
离子键
分子间作用力
共价键
……
性
质
硬度
较大
小
大
差距大
熔点
较高
低
高
差距大
导电性
熔融或在水溶液中导电
本身不导电,溶于水时发生电离后可导电
不导电(或半导体)
导电
物质类别
强碱,部分金属氧化物,大部分盐类,如NaCl
Cl2、O2等多数非金属单质,稀有气体,多数非金属氧化物等共价分子,如:干冰
SO2、SiC、金刚石、晶体硅等
钠、钾、铜等
归|纳|总|结
1、固体与晶体
(1)常见固体物质一般可分为晶体和非晶体。晶体有规则的几何外形,如氯化钠、金刚石、干冰等。非晶体没有固定的熔点,一般也不具备规则的几何外形。
(2)晶体规则的几何外形是其内部构成微粒有规则排列的结果。
(3)晶体有规则的几何外形,但有规则几何外形的不一定是晶体。如玻璃、塑料等相关制品。
(4)同一物质有时是晶体,有时也是非晶体。如晶体SiO2和非晶体SiO2。
(5)几何外形与物质的外观是有区别的,如:氯化钠晶体的几何外形是立方的,而食盐小颗粒用肉眼是看不到晶体外形的,但在光学显微镜或电子显微镜下仍观察到其规则的晶体外形。因此,许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的,但我们可以借助于显微镜观察,这也证明固体粉末仍是晶体,只不过晶粒太小,肉眼看不到而已。
(二)化学键与晶体类型
1.不同类型晶体的性质比较
一般情况下,不同类型晶体的熔、沸点:共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点差别较大,有些金属熔、沸点较低,例如碱金属;有些金属熔、沸点很高,例如金属钨的熔点高达3 000 ℃以上。
2.晶体类型与化学键及性质关系
(1)离子晶体
离子晶体中存在离子键,一般地,离子晶体中阴、阳离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强,离子晶体的熔、沸点越高。例如,熔点:NaCl>KCl>RbCl>CsCl;NaF>NaCl>NaBr>NaI;MgO>Na2O>NaCl。
(2)共价晶体
共价晶体存在共价键,一般地,对于结构相似的共价晶体,原子半径越小,共价键的键长越短,共价键越强,共价晶体的熔、沸点越高。例如,熔点:金刚石>SiC>晶体硅。
(3)分子晶体
①共价晶体中可能存在共价键或氢键,分子之间一定存在分子间作用力,一般地,对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,晶体的熔、沸点越高。例如,沸点:F2<Cl2<Br2<I2;CF4<CCl4<CBr4<CI4;HCl<HBr<HI。
②若分子间能形成氢键,会使物质的熔、沸点反常的高,例如,沸点:HF>HI>HBr>HCl,H2O>H2Te>H2Se>H2S。HF分子间、H2O分子间均能形成氢键,故其沸点反常的高。
(4)金属晶体
金属晶体中存在的化学键为金属键,一般地,对于主族元素形成的金属晶体,金属阳离子半径越小、离子所带电荷数越多,金属键越强,金属的熔、沸点越高。例如,熔点:Li>Na>K>Rb>Cs;Na<Mg<Al。
3.晶体的熔、沸点高低判断方法
(1)先看晶体的类型
不同晶体类型的物质其熔点的一般规律:共价晶体>离子晶体>分子晶体;但是要注意金属晶体的熔、沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如汞、铯等。
(2)同一晶体类型的物质,需比较晶体内部结构粒子间作用力,作用力越大,熔、沸点越高。
①共价晶体:要比较共价键的强弱,一般地说,原子半径越小,形成共价键的键长越短,键能越大,其晶体熔、沸点越高。如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅。
②离子晶体:要比较离子键的强弱,一般地说,阴、阳离子的电荷数越大,离子半径越小,则离子间作用就越强,其离子晶体熔、沸点越高。如熔点:MgO>NaCl>KCl。
③分子晶体:含有氢键的分子晶体,熔、沸点较高。若无氢键,且组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高,如:熔、沸点:HI>HBr>HCl。
题型01 元素周期表与元素周期律
【典例1】软钾镁矾(化学式)是重要的钾肥。下列说法正确的是
A.碱性: B.热稳定性:
C.半径: D.酸性:
【答案】C
【详解】A.金属性K强于Mg,因此KOH的碱性强于,即碱性,A错误;
B.非金属性O强于S,因此的热稳定性强于,即热稳定性,B错误;
C.和具有相同的电子层结构,核电荷数K(19)大于Cl(17),离子半径随核电荷数增大而减小,即半径,C正确;
D.非金属性Cl强于S,因此最高价含氧酸酸性强于,即酸性,D错误;
故答案选C。
方|法|点|拨
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
离子半径
阳离子逐渐减小
阴离子逐渐减小
r(阴离子)>r(阳离子)
逐渐增大
性质
化合价
最高正化合价由+1→+7(O、F除外)负化合价=-(8-主族序数)
相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
第一电离能
有逐渐增大的趋势
逐渐减小
电负性
逐渐增强
逐渐减弱
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
【变式1-1】硒(Se)是一种对人体重要的微量元素,原子序数是34。下列关于Se的说法中,不正确的是
A.Se的最外层有6个电子 B.Se的最高价氧化物为SeO2
C.SeO2能与NaOH溶液反应 D.的中子数为40
【答案】B
【详解】A.硫和硒位于同一主族,硒在硫元素的下方,硒原子的最外层电子数为6,故A正确;
B.硫和硒位于同一主族,为第ⅥA族,元素的最高正价为+6,最高价氧化物应为SeO3,故B错误;
C.SO2是酸性氧化物,则SeO2也为酸性氧化物,可与NaOH反应生成Na2SeO3和水,故C正确;
D.核素符号中质量数为74,质子数(原子序数)为34,中子数=74-34=40,故D正确;
答案选B。
【变式1-2】钼(Mo)在合金中有着重要的应用。下列说法正确的是
A.和互为同位素
B.钼元素的相对原子质量为97
C.Mo与非金属单质反应时可能作氧化剂也可能作还原剂
D.在元素周期表中,Mo位于金属元素和非金属元素的交界处
【答案】A
【详解】A.同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子,和质子数均为42,质量数不同,互为同位素,A正确;
B.相对原子质量是同位素丰度加权平均值,题目未提供同位素丰度数据,无法确定其值为97,B错误;
C.Mo是金属单质,与非金属反应时只能作为还原剂(失去电子),不可能作氧化剂,C错误;
D.Mo位于周期表第五周期VIB族,属于过渡金属区域,不在金属与非金属交界处,D错误;
答案选A。
题型02 元素推断
【典例2】1-18号非稀有气体元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的最高正价与最低负价的代数和为2,Y是地壳中含量最多的元素。Z原子的最外层电子数是Y原子的最外层电子数的一半,W原子与Y原子最外层电子数相同。下列说法正确的是
A.X的一种核素可用来推断文物年代
B.Z的单质与盐酸、氢氧化钠溶液均能产生
C.由X、Y组成的化合物只有两种
D.W的简单阴离子与氖原子具有相同的核外电子排布
【答案】B
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y是地壳中含量最多的元素,Y为O元素;X的最高正价与最低负价的代数和为2,其原子序数小于O,则X为N元素;Z原子的最外层电子数是Y原子的最外层电子数的一半,其原子序数大于O,则Z为Al元素;W与Y同主族,则W为S元素,以此来解答。
【详解】A.X是N元素,而同位素C可以进行文物断代,故A错误;
B.Z为Al元素,其单质与盐酸、氢氧化钠溶液均能产生,故B正确;
C.X为N元素,Y是O元素,可以形成N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,故C错误;
D.W为S元素,S2-与Ar具有相同的核外电子排布,故D错误;
答案选B。
方|法|点|拨
解答元素推断题的一般思路
①由元素原子或离子的核外电子排布推断
②由元素单质或化合物的性质(特性)推断
③由元素在周期表中的位置推断
【变式2-1】化合物T是一种用于合成药物的重要试剂,其结构如图所示。已知X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前20号元素,Z、M位于同一主族,X、Y、N的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。下列有关叙述错误的是
A.简单离子半径:M>N
B.X与Y形成的化合物可能含有非极性键
C.Y的最高价氧化物对应水化物是强酸
D.简单氢化物沸点:Z>M
【答案】C
【分析】X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的前20号元素,Z、M位于同一主族,由物质结构可得,Z有2个共价键,故Z为O,M是S;X有1个共价键,故X为H元素;Y形成4个共价键,Y是C元素; X、Y、N的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,即1+4+N=6,则N的最外层电子数为1,且N形成+1价阳离子,则N是K元素;
【详解】A.电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径S2->K+,A正确;
B.H与C形成的化合物可能含有非极性键,如CH2=CH2含有C-C非极性键,故B正确;
C.C的最高价氧化物对应水化物H2CO3是弱酸,故C错误;
D.H2O分子间可形成氢键,熔沸点较高,因此简单氢化物沸点:H2O>H2S,故D正确;
选C。
【变式2-2】短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大,它们原子的最外层电子数之和为13。Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍,同时也是Y原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是
A.原子半径大小:
B.X的简单氢化物的沸点在同主族中最低
C.元素X的最高价含氧酸是强酸
D.常温下,单质Y与NaOH溶液反应生成
【答案】C
【分析】设X在第二周期,内层电子数为2,则Z的最外层电子数为3×2=6(Z为O或S);Y的最外层电子数为6÷3=2(Y为Mg),则Z为硫;X、Y、Z最外层电子数之和为13,则X最外层电子为5,X为氮;故X为N,Y为Mg,Z为S;
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径顺序为Mg>S>N,,A错误;
B.NH3因存在分子间氢键,其沸点高于同主族其它简单氢化物,B错误;
C.元素X的最高价含氧酸是硝酸,硝酸为强酸,C正确;
D.Mg常温下不与NaOH溶液反应,D错误;
故选C。
题型03 离子键和共价键
【典例3】下列物质中,既含有离子键又含有共价键的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.MgCl2是离子化合物,只含有镁离子与氯离子之间的离子键,不含共价键,A错误;
B.CH4是共价化合物,只含有碳原子与氢原子之间的共价键,不含离子键,B错误;
C.Na2O2中,钠离子与过氧根离子之间存在离子键,而过氧根离子内部的两个氧原子之间以共价键结合,因此既含有离子键又含有共价键,C正确;
D.K2S是离子化合物,只含有钾离子与硫离子之间的离子键,不含共价键,D错误;
故选C。
方|法|点|拨
离子键和共价键的比较
化学键类型
离子键
共价键
概念
阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键
原子间通过共用电子对形成的化学键
成键微粒
阴、阳离子
原子
成键本质
阴、阳离子间的静电作用
共用电子对对两原子核产生的电性作用
成键元素
活泼金属与活泼非金属之间化合时,易形成离子键。如第ⅠA族、第ⅡA族的金属元素与第ⅥA族、第ⅦA族的非金属元素之间
一般是非金属元素原子间形成共价键;某些不活泼金属与不活泼非金属原子之间也能形成共价键
形成过程
形成物质
离子化合物:大部分盐、强碱、活泼金属氧化物、其他类物质如Na2O2、NaH等
非金属单质(稀有气体除外);共价化合物及复杂的离子化合物
【变式3-1】下列有关化学用语使用正确的是
A.氯原子的电子式为,的电子式为
B.的电子式为
C.Na和Cl形成离子键的过程:
D.电子式表示形成过程:
【答案】C
【详解】
A.是阴离子,最外层有8个电子,且应该用中括号括起来,故其电子式为,A错误;
B.氯化铵属于盐,由铵根离子和氯离子构成;其中是阴离子,最外层有8个电子,且应该用中括号括起来,故其电子式为,则氯化铵的电子式为,B错误;
C.Na原子最外层有1个电子,容易失去1个电子达到8电子稳定结构;Cl原子最外层有7个电子,容易得到1个电子达到8电子稳定结构;形成离子键的过程可表示为:,C正确;
D.镁原子最外层有2个电子,容易失去2个电子达到8电子稳定结构;Cl原子最外层有7个电子,容易得到1个电子达到8电子稳定结构;因此形成离子键的过程可表示为:,D错误;
故答案选C。
【变式3-2】下列各组化合物中,化学键的类型完全相同的是
①CaCl2和Na2S②H2O2和Na2O2③CO2和H2S④NH4Cl和NaOH⑤H2O和KCl
A.①②⑤ B.①③④ C.②③④ D.①④⑤
【答案】B
【详解】活泼金属与活泼非金属之间通常形成离子键,非金属和非金属之间通常形成共价键,铵盐含离子键:
①CaCl2和Na2S均只含离子键;
②H2O2只含共价键,Na2O2含离子键和过氧离子内部的共价键;
③CO2和H2S均只含共价键;
④NH4Cl含铵根和氯离子之间的离子键,铵根内部含共价键,NaOH含钠离子和氢氧根离子之间的离子键,氢氧根内部含共价键;
⑤H2O只含共价键,KCl只含离子键;
综上所述,化学键的类型完全相同的是①③④,故选B。
题型04 离子化合物与共价化合物
【典例4】含极性键的离子化合物的是
A.H2SO4 B.CO2 C.KOH D.Na2O2
【答案】C
【分析】离子化合物:由阴阳离子通过离子键结合而成的化合物。
极性键:共价键中,因原子电负性不同导致电子对偏移,形成极性(如不同种原子间)。
【详解】A.只含共价键,属于共价化合物,A不符合题意;
B.只含共价键,属于共价化合物,B不符合题意;
C.中K+与OH-以离子键结合,OH-内O-H为极性键,C符合题意;
D.中与以离子键结合,中O-O之间为非极性键,D不符合题意;
故选C。
方|法|点|拨
判断离子化合物与共价化合物的方法
(1)根据化合物的基本类型判断
①常见的盐中绝大多数都是离子化合物,少数盐是共价化合物。如AlCl3是共价化合物。
②常见的强碱是离子化合物,弱碱是共价化合物。如KOH、NaOH、Ba(OH)2是离子化合物,NH3·H2O是共价化合物。
③活泼金属的氧化物、过氧化物是离子化合物,其他元素的氧化物、过氧化物一般是共价化合物。如MgO、CaO、Na2O、K2O、Na2O2等是离子化合物,SO2、SO3、NO2、CO2、CO、SiO2、P2O5、H2O、H2O2等是共价化合物。
④活泼金属的氢化物是离子化合物,其他元素的氢化物多是共价化合物。如NaH、CaH2等是离子化合物,HF、HCl、HBr、HI、H2O、H2S、NH3、CH4等是共价化合物。
(2)根据化合物的导电性判断
熔融状态下能导电的化合物是离子化合物,熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物。
(3)根据化合物的熔、沸点判断
熔、沸点比较高或很高的化合物可能是离子化合物,而熔、沸点较低或很低的化合物可能是共价化合物。
【变式4-1】下列关于离子化合物和共价化合物的说法正确的是( )
A.共价化合物中可能含离子键
B.离子化合物中可能不含金属元素
C.共价化合物溶于水不能导电
D.第ⅠA族元素与第ⅦA族元素形成的化合物一定是离子化合物
【答案】B
【详解】A.仅含共价键的化合物为共价化合物,所以共价化合物中不可能含离子键,选项A错误;
B.离子化合物中可能不含金属元素,如NH4Cl等铵盐属于离子化合物、但不含金属元素,所以选项B正确;
C.共价化合物溶于水不一定不能导电,如氯化氯溶于水能导电,所以选项C错误;
D.第IA族和第ⅦA族元素形成的化合物不一定是离子化合物,如H与F、Cl、Br、I形成共价化合物,选项D错误;
答案选B。
【变式4-2】下列叙述不正确的是
A.为离子化合物
B.与N、O、分别形成的化合物中都含有离子键
C.、、的水溶液都能导电,所以它们都属于离子化合物
D.N和可形成共价化合物
【答案】C
【详解】A.、构成,含离子键,属于离子化合物,A正确;
B.为活泼金属,N、O、为活泼非金属,形成的化合物为离子化合物,都含有离子键,B正确;
C.属于共价化合物,C错误;
D.中只含共价键,属于共价化合物,D正确;
故选C。
题型05 分子间作用力
【典例5】中学化学中很多“规律”都有其适用范围,下列根据有关“规律”推出的结论合理的是
A.和湿润的都有漂白性,推出二者混合后漂白性更强
B.由F、、非金属性依次减弱,推出、、的还原性依次增强
C.根据卤族元素的性质,推出铁与足量碘蒸气反应后铁元素显价
D.结构和组成相似的物质,沸点随相对分子质量的增大而升高,因此沸点低于
【答案】B
【详解】A.,SO2和湿润的Cl2混合后漂白性减弱或消失,故A错误;
B.非金属性越强,对应阴离子或简单氢化物的还原性越弱,非金属性:F>Cl>Br,还原性:HF<HCl<HBr,故B正确;
C.氧化性F2>Cl2>Br2>I2,F2、Cl2、Br2反应后产物中Fe显+3价,而Fe与I2反应生成FeI2,故C错误;
D.NH3分子间存在氢键,PH3分子间不存在氢键,NH3沸点高于PH3,故D错误;
故答案为B。
方|法|点|拨
化学键、分子间作用力和氢键的比较
化学键
分子间作用力
氢键
概念
相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用
物质分子间存在微弱的相互作用
某些具有强极性键的氢化物分子间的相互作用(静电作用)
存在范围
相邻原子(离子)之间
分子之间
某些有强极性键的氢化物分子之间(HF、H2O、NH3等)
强弱
比较
强
很弱
比化学键弱得多,比分子间作用力强
影响
范围
物质的物理性质及化学性质
物质的物理性质
物质的物理性质
对物
质性
质的
影响
离子键越强,离子化合物的熔点、沸点越高;共价键越强,单质或化合物越稳定
组成和结构相似的物质,相对分子质量的越大,分子间作用力越强,物质的熔点、沸点逐渐越高。
分子间氢键使物质的熔点、沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔点、沸点:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3
【变式5-1】下列物质中含有共价键、范德华力和氢键的是
A.碘 B.氢氧化钠 C.液态氦 D.冰水
【答案】D
【详解】A.碘含有共价键和范德华力,A不符合;
B.氢氧化钠含有离子键和共价键,B不符合;
C.液态氦只含有范德华力,C不符合;
D.冰水含有共价键、范德华力和氢键,D符合;
故选D。
【变式5-2】一定条件下,、都能与形成笼状结构的水合物晶体,与形成的水合物晶体俗称“可燃冰”(结构如图所示)。下列说法正确的是
A.、、都是含极性键的共价化合物
B.可燃冰的笼状结构中甲烷分子与水分子形成共价键
C.水分子间存在范德华力,故水分子高温下也很稳定
D.的空间结构呈正四面体形,、的空间结构呈形
【答案】A
【详解】A.水中的键,甲烷中的键,二氧化碳中的键,都是极性键,而且都是共价化合物,A正确;
B.水分子间通过氢键形成分子笼,把甲烷分子包裹在分子笼里,分子间不会形成共价键,甲烷分子与水分子没有形成共价键,B错误;
C.水分子间存在范德华力与水的稳定性无关,水稳定是因为O-H键牢固,C错误;
D.二氧化碳是直线形,D错误;
故选A。
题型06 同素异形现象、同分异构现象和核素
【典例6】下列说法正确的是
A.互为同位素 B.一氯甲烷和二氯甲烷互为同分异构体
C.和互为同素异形体 D.和是同系物
【答案】D
【详解】A.同位素是指质子数相同、中子数不同的原子之间的互称,而是分子,不是原子,因此不互为同位素,A错误;
B.一氯甲烷(CH3Cl)和二氯甲烷(CH2Cl2)的分子式不同,同分异构体要求分子式相同但结构不同,因此不互为同分异构体,B错误;
C.同素异形体是指同种元素形成的不同单质,而CO和CO2都是化合物,不是单质,因此不互为同素异形体,C错误;
D.C3H8(丙烷)和C4H10(丁烷)均为烷烃,结构相似,分子组成相差一个CH2原子团,因此互为同系物,D正确;
故选D。
方|法|点|拨
“三同”比较
同位素
同素异形体
同分异构体
概念
具有相同质子数和不同的中子数的同一元素的原子
由同种元素形成的不同单质
分子式相同,但结构不同的化合物
适用对象
原子
单质
化合物
结构
相同点
质子数相同
元素种类相同
分子式相同
异同点
中子数不同,原子种类不同
分子内原子个数不同,或原子结合方式不同
分子内原子的连接方式不同
物理性质
不同
不同
不同
化学性质
基本相同
相似
不一定相似
实例
12C、13C、14C;1H、2H、3H等
金刚石、石墨、C60;红磷、白磷;O2、O3等
正丁烷、异丁烷等
【变式6-1】下列关于16O和18O说法正确的是
A.16O2与18O2互为同素异形体
B.16O与18O是氧元素的两种核素
C.通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化
D.16O与18O核外电子排布方式不同
【答案】B
【详解】A.16O2和18O2是互为同位素的两种原子形成的单质,它们形成的单质不是互为同素异形体而是同一种物质,故A项错误;
B.16O和18O它们都是氧元素的核素,故B项正确;
C.16O与18O间的相互转化是原子核中的中子数发生改变,这是核反应,不是化学变化,故C项错误;
D.16O和18O是互为同位素的两个原子,它们都是氧元素的核素,它们具有相同的电子式,它们的核外电子排布相同,故D项错误;
故本题选B。
【变式6-2】下列物质互为同分异构体的一组是
A.氧气与臭氧 B.CH3CH2OH和CH3OCH3
C.35Cl和37Cl D.甲烷与乙烷
【答案】B
【详解】A. 由同种元素形成的不同单质之间互为同素异形体,氧气与臭氧互为同素异形体,故A错误;
B. 分子式相同,结构不同的化合物,二者互为同分异构体,CH3CH2OH和CH3OCH3分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,故B正确;
C.质子数相同,中子数不同的同一种元素的不同原子互称同位素,35Cl和37Cl互为同位素,故C错误;
D. 结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物,甲烷与乙烷其符合结构相似,分子组成相差若干个CH2原子团,二者互为同系物,故D错误;
故选B。
题型07 晶体和非晶体
【典例7】下列性质中,可以证明某化合物属于离子晶体的是
A.熔融状态能导电 B.熔点较高 C.水溶液能导电 D.可溶于水
【答案】A
【详解】A.熔融状态能导电说明化合物在熔融时能电离出自由移动的离子,这是离子晶体的本质特征,A正确;
B.熔点较高是离子晶体或价晶体,无法单独证明是离子晶体,B不符合题意;
C.水溶液能导电可能是分子晶体溶解后电离的结果(例如HCl),不能直接说明晶体类型,C不符合题意;
D.可溶于水的物质可能是分子晶体或部分离子晶体,溶解性无法作为判断依据,D不符合题意;
故选A。
方|法|点|拨
判断晶体与非晶体的方法
(1)依据是否具有自范性:晶体具有自范性,能自发地呈现多面体的外形,而非晶体不具有自范性。
(2)依据是否具有各向异性:晶体具有各向异性,在不同方向上质点排列一般是不一样的,而非晶体不具有各向异性。
(3)依据是否具有固定的熔、沸点:晶体具有固定的熔、沸点,给晶体加热时,当温度升高到某温度时便立即熔化或汽化,在熔化过程中,温度始终保持不变,而非晶体没有固定的熔、沸点。
(4)依据能否发生 X射线衍射(最科学的区分方法):当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时,能产生光的衍射现象。X射线的波长与晶体结构的周期大小相近,所以晶体是个理想的光栅,它能使X射线产生衍射。利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要实验方法。非晶体物质没有周期性结构,不能使X射线产生衍射,只有散射效应。
【变式7-1】下列物质中,含有极性键的分子晶体的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.由同种碳原子通过非极性键结合,属于分子晶体,但无极性键,A错误;
B.分子中为极性键,固态时为分子晶体,B正确;
C.为共价晶体,含极性键但晶体类型不符,C错误;
D.为离子晶体,含离子键而不含共价键,D错误;
故答案选B。
【变式7-2】晶体与非晶体的本质区别在于
A.是否有规则的几何外形 B.是否有各向异性
C.是否有固定的熔点 D.微粒是否呈周期性的有序排列
【答案】D
【详解】晶体与非晶体的本质区别在于微观结构。晶体内部的粒子在微观空间里呈周期性的有序排列,而非晶体的微粒排列是无序的。具有规则的几何外形、各向异性以及固定的熔点均为晶体表现出的宏观特征或性质,但这些性质或特征均源于晶体微观结构的有序性。因此,D选项正确揭示了本质区别。
答案选D。
题型08 化学键与晶体类型
【典例8】下列叙述中正确的是
A.共价晶体(原子晶体)中,共价键的键能越大,熔沸点越高
B.分子晶体中,分子间的作用力越大,该分子越稳定
C.分子晶体中,共价键的键能越大,熔沸点越高
D.共价晶体(原子晶体)中,构成晶体的微粒一定是相同的原子
【答案】A
【详解】A. 共价晶体(原子晶体)中,熔化要破坏共价键,共价键的键能越大,熔、沸点越高,故A正确;
B. 分子晶体中,分子间的作用力越大,熔沸点越高,分子的稳定性由分子内共价键强弱来决定,故B错误;
C. 分子晶体中,分子间的作用力越大,熔、沸点越高,共价键的键能越大,分子越稳定,故C错误;
D.共价晶体(原子晶体)中,构成晶体的微粒不一定相同的原子,比如碳化硅晶体中是由碳原子和硅原子组成,故D错误;
故答案为:A。
方|法|点|拨
1、同类晶体熔、沸点比较思路
共价晶体→共价键键能→键长→原子半径;分子晶体→分子间作用力→相对分子质量;离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷多少、离子半径。
2、晶体熔、沸点判断其它方法
晶体的熔、沸点高低还可以通过常温常压下物质的状态进行判断。例如,在常温常压下,碘单质为固态,溴单质为液态,氯单质为气态,故沸点:I2>Br2>Cl2。
【变式8-1】下列有关晶体的描述正确的是
A.共价晶体熔化,破坏分子间作用力 B.离子晶体的熔点一定比共价晶体高
C.分子晶体一定是共价化合物 D.只有金属晶体中一定不存在共价键
【答案】D
【详解】A.共价晶体熔化时破坏的是共价键,而非分子间作用力,A错误;
B.离子晶体的熔点不一定比共价晶体高,例如,NaCl的熔点(约801℃)远低于金刚石(超过3500℃),B错误;
C.分子晶体不一定是共价化合物,还可以是单质(如O2、I2、稀有气体等),C错误;
D.金属晶体中通过金属键结合(自由电子与阳离子间的静电作用),无共用电子对,一定不含共价键,D正确;
故答案选D。
【变式8-2】下列说法正确的
A.离子晶体中一定不含共价键 B.金属晶体在常温常压下可以是液态
C.共价晶体熔化时不破坏共价键 D.分子晶体内部只存在共价键一种作用力
【答案】B
【详解】A.离子晶体中可能含有原子团内的共价键(如SO),因此可能含共价键,A错误;
B.金属晶体如汞(Hg)在常温常压下为液态,符合题意,B正确;
C.共价晶体熔化时要破坏共价键(如金刚石熔化时),C错误;
D.分子晶体内部存在分子内共价键和分子间作用力(如范德华力或氢键),D错误;
故选B。
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高一下·北京通州·期末)下列性质比较中,正确的是
A.原子半径:C>Si B.酸性:H2SO4>HClO4
C.金属性:Li>Na D.稳定性:H2O>H2S
【答案】D
【详解】A.同主族元素原子半径随原子序数增大而增大,Si的原子半径大于C,A错误;
B.非金属性Cl>S,酸性应为HClO4>H2SO4,B错误;
C.同主族金属性从上到下增强,金属性Na>Li,C错误;
D.非金属性O>S,氢化物稳定性H2O>H2S,D正确;
故选D。
2.(24-25高一下·浙江宁波·期末)已知主族元素X是第32号元素,下列说法不正确的是
A.X元素可以做半导体材料 B.X元素是第四周期IVA族元素
C.X元素最高价含氧酸为强酸 D.X原子倒数第二层有18个电子
【答案】C
【分析】32号元素为锗(Ge),属第四周期IVA族。
【详解】A.锗位于金属与非金属交界处,是典型半导体材料,A正确。
B.32号元素为锗,位于第四周期IVA族,B正确;
C.Ge最高价为+4,对应,其酸性弱于硫酸,是弱酸,C错误;
D.Ge的原子结构图为:,倒数第二层有18个电子,D正确;
故选C。
3.(24-25高一下·江苏扬州·期末)《神农本草经》中记载的白矾主要成分为。下列说法正确的是
A.碱性: B.离子半径:
C.沸点: D.非金属性:
【答案】A
【详解】A.钾的金属性强于铝,故KOH的碱性强于Al(OH)3,A正确;
B.Al3+和O2-的核外电子层结构相同,核电荷数越大,对核外电子的吸引力越大,离子半径越小,故O2-半径更大,B错误;
C.H2O分子间存在氢键,沸点高于H2S,C错误;
D.同主族元素从上往下,元素的非金属性逐渐减弱,故非金属性:,D错误;
故选A。
4.(24-25高一下·贵州黔南·期末)X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y元素最外层电子数与其电子层数相等,Z与R的原子序数之和是W的核外电子总数的两倍,且X与R可形成两种常见的液体。下列说法正确的是
A.元素Y位于第二周期第族
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:
C.原子半径:
D.X、Z、W、R元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
【答案】D
【分析】Y的最外层电子数等于电子层数,结合原子序数递增,Y为Be(第二周期IIA族),X与R形成两种液体(H2O和H2O2),故X为H,R为O。根据Z + R = 2W(Z=6,R=8,W=7),得Z为C,W为N。
【详解】A.Be属第二周期IIA族,非IIB,A错误;
B.氮的非金属性强于碳元素,则HNO3酸性强于H2CO3,B错误;
C.原子半径顺序为,C错误;
D.碳酸铵含H、C、N、O元素,铵根和碳酸根之间形成离子键,铵根中的氮和氢、碳酸根中的碳和氧形成共价键,D正确;
故选D。
5.(24-25高一下·湖北襄阳·期末)凤凰咀遗址的发现将襄阳的建城史前推了两千多年。关于该遗址文物涉及的化学知识,下列说法正确的是
A.考古学家利用发现的植物种子中碳的同素异形体的含量推测其年代
B.屈家岭文化陶器表面的黑色斑点主要成分是Fe2O3
C.石家河文化的玉器主要成分是硅酸盐或SiO2,雕琢时发生化学变化
D.煤山文化陶器使用的黏土经淘洗除杂后烧制,故成品的质量和美观度提高
【答案】D
【详解】A. 14C是碳的同位素,而非同素异形体,碳的同素异形体如金刚石、石墨,A错误;
B.Fe2O3为红棕色,黑色斑点应为Fe3O4或含其他黑色物质,B错误;
C.玉器雕琢是物理加工过程(如切割、打磨),未改变化学组成,未发生化学变化,C错误;
D.黏土淘洗除杂可提升纯度,烧制后结构更致密,成品质量与美观度提高,D正确;
故答案选D。
6.(24-25高一下·北京·期末)下列化学用语表述正确的是
A.分子的结构式 B.的电子式
C.的结构示意图 D.中子数为7的碳原子
【答案】D
【详解】A.HClO中O为-2价,H与Cl和O各形成一个共价键,则HClO的结构式为H-O-Cl,A错误;
B.N有5个价电子,则N2的电子式为,B错误;
C.Mg2+核外有10个电子,结构示意图为,C错误;
D.中子数为7的碳原子的质量数为13,表示为,D正确;
故答案为D。
7.(24-25高一下·河南南阳·期末)下列说法正确的是
A.与不一定互为同系物
B.与互为同素异形体
C.与互为同位素
D.有机化合物与互为同分异构体
【答案】D
【详解】A.C2H6与C6H14均为链状烷烃,通式均为CnH2n+2,分子式相差4个CH2,二者一定互为同系物,A错误;
B.12C与14C是质子数相同、中子数不同的原子,二者互为同位素,B错误;
C.O2与O3是氧元素构成的单质,二者属于同素异形体,C错误;
D.CH3CH2NO2与H2NCH2COOH的分子式均为C2H5NO2,但结构不同(硝基化合物与氨基酸),二者互为同分异构体,D正确;
故选D。
8.(24-25高一下·浙江嘉兴·期末)下列物质中含有非极性共价键的化合物是
A.Br2 B.Na2O2 C.H2O D.NH3
【答案】B
【分析】非极性共价键是同种原子间的共价键(如)。
【详解】A.含有非极性共价键,但是属于单质,A不符合题意;
B.Na2O2含O-O非极性键且为化合物,B符合题意;
C.水分子的结构式为,含有极性共价键,C不符合题意;
D.氨气的结构式为:,含有极性共价键,D不符合题意;
故选B。
9.(24-25高一上·福建福州·期末)金属铷(Rb)与金属钠位于同一主族,根据元素周期律推测,下列说法错误的是
A.Rb的原子半径比Na大 B.Rb的金属性比Na强
C.Rb与水反应会爆炸 D.RbOH的碱性比NaOH的碱性弱
【答案】D
【详解】A.铷(Rb)与钠(Na)同属第IA族(碱金属),Rb位于Na的下方,根据元素周期律,同族元素从上到下原子半径逐渐增大,因此Rb的原子半径大于Na,A正确;
B.同族元素从上到下金属性(失电子能力)逐渐增强,Rb的金属性强于Na,B正确;
C.碱金属与水反应的剧烈程度随金属性增强而增加,Na与水反应已较剧烈,Rb金属性更强,与水反应会剧烈爆炸,C正确;
D.金属性越强,其氢氧化物碱性越强,Rb金属性强于Na,因此RbOH的碱性应比NaOH强,D错误;
故选D。
期末重难突破练(测试时间:15分钟)
10.(24-25高一上·广东广州·期末)化学之美随处可见。下列说法不正确的是
A.颜色美:绚丽烟火呈现的是各种金属元素的焰色
B.秩序美:元素周期表划分为7个周期和18个族
C.现象美:铜丝伸入AgNO3溶液中,产生美丽的“银树”
D.物质美:晶莹剔透的金刚石和乌黑润滑的石墨互为同素异形体
【答案】B
【详解】A.焰色反应是金属元素受热时释放的特征光谱,绚丽烟火颜色来自金属元素的焰色,A正确;
B.元素周期表有7个周期,但族的总数为16个(包括7个主族、7个副族、1个VIII族和1个0族),而非18个,B错误;
C.铜与硝酸银溶液发生置换反应,析出银单质附着在铜丝上,形成美丽的“银树”,C正确;
D.金刚石和石墨均为碳元素组成的不同单质,互为素异形体,D正确;
故选B。
11.(24-25高一上·天津河北·期末)如图所示是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系,则下列说法正确的是
A.M在周期表中的位置为第三周期Ⅳ族
B.Y和N形成的化合物在熔融状态下能导电
C.X、N两种元素的氢化物的沸点相比,前者较低
D.Y元素和X元素可以形成化合物,中阴、阳离子个数之比为
【答案】B
【分析】由题中图像可知X是O、Y是Na、Z是Al、M是Si、N是Cl。
【详解】A.M是Si在周期表中的位置为:第三周期,IVA族,A错误;
B.Y是Na、N是Cl,氯化钠为离子化合物,熔融状态下能导电,B正确;
C.X、N两种元素的简单氢化物分别为H2O、HCl,H2O分子之间可以形成氢键,故H2O的沸点比HCl的沸点高,C错误;
D.Y元素和X元素可以形成Y2X2型化合物是Na2O2,该物质的阳离子是Na+,阴离子是O,该物质中阴、阳离子物质的量之比为1:2,D错误;
答案选B。
12.(24-25高一上·广东广州·期末)符号表征是化学学习的重要工具。下列化学用语或说法正确的是
A.H2O的分子结构模型:
B.HClO的结构式:H-Cl-O
C.中子数为35的溴原子:
D.用电子式表示MgCl2的形成过程为:
【答案】D
【详解】A.H2O分子为V形结构,此图为水分子的球棍模型,A错误;
B.HClO的中心原子为O,结构式为,B错误;
C.溴原子质子数=原子序数=35,中子数为35时,质量数=35+35=70,其中一种核素的符号应为,C错误;
D.MgCl2为离子化合物,形成过程中Mg失去2个电子,2个Cl各得1个电子,D正确;
故选D。
13.(24-25高一上·四川绵阳·期末)压水堆核电机组启动时向冷却剂中注入联氨可以除去水中的氧:。用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标况下参与反应失去的电子数为
B.常温常压下,中含有分子数小于
C.中含有个共价键
D.分子中含有的中子数为
【答案】B
【详解】A.O2在反应中被还原,每个O2分子得到4个电子,因此32g O2(即1mol)参与反应应得到4NA个电子,A错误;
B.常温常压下气体摩尔体积大于22.4L/mol,11.2L N2的物质的量小于0.5mol,分子数小于0.5NA,B正确;
C.N2H4中有1个N-N键和4个N-H键,1mol N2H4含5NA个共价键,而非6NA,C错误;
D.H218O中每个分子含10个中子(来自18O的10个中子,H无中子),1mol H218O含10NA个中子,D错误;
故选B。
14.下列有关物质结构与性质的说法不正确的是
A.若用氮原子取代晶体硅中的部分硅原子,则熔点增大,硬度增强
B.甘油因与水分子间存在较多氢键,故可以用作保湿剂
C.生铁中的含碳量减少,延展性会增强
D.将引入有机基团转化为,熔点会升高
【答案】D
【详解】A.氮原子半径比硅小,取代后形成更强的共价键,硬度和熔点均增大,A正确;
B.甘油含多个羟基,与水形成氢键,从而锁住水分,B正确;
C.生铁含碳量高导致脆性大,降低碳含量可减少脆性,延展性增强,C正确;
D.有机基团引入会降低离子键的强度,导致熔点下降,而非升高,D错误;
答案选D。
15.(24-25高一上·陕西安康·期末)回答下列问题。
(1)有以下几种物质:①熔融的、②、③液态氯化氢、④盐酸、⑤乙醇、⑥食醋(醋酸的质量分数为4.5%)、⑦、⑧石墨,其中属于电解质的是 (填序号,下同);能导电的是 。
(2)等质量的和中所含质子数之比为 ,所含中子数之比为 。
(3)20g某金属硫酸盐中含有0.15,则M的摩尔质量为 。
(4)的结构式为 ;的电子式为 。
(5)已知在一定条件下可以将氧化为,同时自身被还原为,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
【答案】(1) ①③⑦ ①②④⑥⑧
(2)
(3)
(4) O=C=O
(5)5:2
【详解】(1)①熔融的含有自由移动的钠离子、氯离子,能导电,熔融的属于电解质;
②铁是金属单质,能导电,既不是电解质又不是非电解质;
③液态氯化氢中不含离子,不导电,其水溶液能导电,液态氯化氢属于电解质;
④盐酸是氯化氢的水溶液,属于混合物,含有自由移动的离子,能导电,既不是电解质又不是非电解质;
⑤乙醇自身不能电离,不导电,属于非电解质;
⑥食醋是混合物,含有自由移动的离子,能导电,既不是电解质又不是非电解质;
⑦中离子不能自由移动,不导电,熔融状态能导电,属于电解质;
⑧石墨是非金属单质,能导电,既不是电解质又不是非电解质;
其中属于电解质的是①③⑦;能导电的是①②④⑥⑧;
(2)等质量的和中所含质子数之比为,所含中子数之比为;
(3)20g某金属硫酸盐中含有0.15,则为0.05mol,M的摩尔质量为;
(4)
的结构式为O=C=O;是由钠离子和过氧根离子构成的,电子式为;
(5)已知在一定条件下可以将氧化为,同时自身被还原为,R化合价由+7变为+6为氧化剂、锰化合价由+2变为+7为还原剂,结合电子守恒,存在,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5:2。
16.(24-25高一上·浙江温州·期末)元素周期表体现了元素位构性的关系,揭示了元素间的内在联系。针对小高参考标准元素周期表绘制的简易元素周期表,回答以下问题:
(1)元素①~⑨中,化学性质最不活泼的元素构成单质的化学式为 。
(2)写出由⑤⑧⑨三种元素组成的离子化合物的电子式 。
(3)某一储氢材料化合物中含①元素,则该化合物中含有 (选填“离子键”、“共价键”或“离子键和共价键”),尝试用电子式表示该化合物的形成过程: 。
(4)元素的金属性比较:② ③(选填“<”、“>”或“=”),设⑥元素为X,则其所构成的离子化合物为CaX2,可以将其与浓的④最高价氧化物对应的水化物在加热的条件下,利用高沸点酸制低沸点酸(元素构成有⑥、⑧),则其发生反应的化学方程式为 ,该反应不可以用下列装置中的 (填序号)。
a.铅制容器 b.聚四氟乙烯容器 c.全玻(磨口)容器
【答案】(1)Ne
(2)
(3) 离子键
(4) > c
【分析】根据周期表可知,①为Na,②为Mg,③为Al,④为S,⑤为Cl,⑥为F,⑦为Ne,⑧为H,⑨为N。
【详解】(1)化学性质最不活泼的元素构成单质的化学式为Ne。
(2)
N、H和Cl组成的离子化合物为氯化铵,电子式为。
(3)
NaH为离子化合物,含有离子键。用电子式表示该化合物的形成过程为。
(4)Mg的金属性强于Al,CaF2和浓硫酸反应的方程式为,HF会和玻璃中的二氧化硅反应,故不可以用全玻(磨口)容器。
17.(24-25高一上·天津红桥·期末)元素周期表是学习化学的基础,如图为元素周期表的一部分。
回答下列问题:
(1)④的简单离子结构示意图为 。
(2)⑦在元素周期表中的位置是 。
(3)下列含①、②、⑦元素的相关分子结构模型中,不能正确表示分子空间结构的是 (填字母)。
A.
B.
C.
D.
(4)①和⑤形成的化合物中化学键类型为 ;③和⑤形成的淡黄色固体为 (填化学式),该化合物与反应的化学方程式为 。
(5)欲比较③与④的非金属性强弱,下列说法可作为判断依据的是 (填字母)。
a.比较③、④两种元素单质的沸点高低
b.比较③、④两种元素单质与化合的难易程度
c.比较③、④两种元素气态氢化物的稳定性
d.比较③、④两种元素的氧化物对应水化物的酸性强弱
【答案】(1)
(2)第三周期第ⅦA族
(3)B
(4) 离子键
(5)bc
【分析】由元素在周期表中的位置可知:①为H,②为C,③为O,④为F,⑤为Na,⑥为Al,⑦为Cl,据此解答。
【详解】(1)
④为F,④的简单离子为氟原子得到1个电子后形成的离子,其结构示意图为:;
(2)⑦为17号氯元素,在元素周期表中的位置是第三周期第ⅦA族;
(3)A.甲烷为正四面体结构,A正确;
B.二氧化碳为直线形分子,B错误;
C.HCl为直线形分子,C正确;
D.氯气为直线形分子,D正确;
故选B;
(4)①为H,⑤为Na,①和⑤形成的化合物为氢化钠,其含化学键类型为离子键;③为O,⑤为Na,③和⑤形成的淡黄色固体为,该化合物与反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:;
(5)③为O,④为F,非金属性强弱可通过单质与氢气化合的难易程度、简单气态氢化物的稳定性、最高价氧化物水化物的酸性强弱以及非金属单质之间的置换反应判断:
a.沸点为物理性质,不能比较元素的非金属性,a不符合题意;
b.非金属性越强,其单质与氢气越容易化合,则比较③、④两种元素单质与化合的难易程度,能比较两者的非金属性强弱,b符合题意;
c.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,则比较③、④两种元素气态氢化物的稳定性,能比较两者的非金属性强弱,c符合题意;
d.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,应为最高价氧化物对应水合物,d不符合题意;
故选bc。
期末综合拓展练(测试时间:25分钟)
1.(24-25高一上·天津河北·期末)请结合元素周期表和元素周期律的相关知识,按要求回答下列问题。
(1)元素镁的原子结构示意图为 ,镁元素在元素周期表中的位置为第三周期、第 族。
(2)化合物氯化钠,化学键为 (填“共价键”或“离子键”)。
(3)氯化氢的电子式为 。
(4)根据硫和氯的原子结构特征,比较相应性质的强弱(填“<”或“>”)。
非金属性:S ;酸性: 。
(5)第二周期主族元素中,原子半径最小的元素 (填元素符号)。
(6)第三周期中金属性最强的元素与氧气反应,生成的化合物有 (填化学式)。
(7)根据卤素单质与氢气的反应事实,回答随着原子核电荷数的增多,卤素单质与氢气反应规律的变化。
①与氢气反应的难易程度: 。
②生成的氢化物的稳定性: 。
③卤素的非金属性强弱: 。
④将氯气通入溶液中反应的化学方程式: 。
【答案】(1) ⅡA
(2)离子键
(3)
(4) < <
(5)F
(6)和
(7) 由易到难 由强到弱 由强到弱
【详解】(1)
镁原子结构示意图为;镁在第三周期第族。
(2)氯化钠是离子化合物,含离子键。
(3)
氯化氢是共价化合物,电子式为H与Cl共用电子对,故氯化氢的电子式为;
(4)同周期从左到右非金属性增强,S<Cl;非金属性越强,最高价含氧酸酸性越强,。
(5)第二周期主族元素,从左到右原子半径减小,F半径最小。
(6)第三周期金属性最强的是Na,与生成氧化钠和过氧化钠(、)。
(7)卤素随核电荷数增大,与反应难度递增,故与氢气反应由易到难;氢化物稳定性随非金属性减弱而减弱,故生成的氢化物的稳定性由强到弱;卤素非金属性随核电荷数增大而减弱,故卤素的非金属性由强到弱;置换出NaBr中的,故反应为。
2.(24-25高一上·广东汕尾·期末)元素周期表在学习、研究中有很重要的作用。下表是元素周期表的一部分。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
a
2
b
c
d
3
e
f
g
h
i
j
回答下列问题:
(1)h的元素符号是 。
(2)i、j的最高价氧化物对应的水化物中,酸性较强的物质的化学式是 。
(3)e的金属性强于f的金属性,请根据原子结构说明原因: 。
(4)下列说法正确的有___________(填字母)。
A.最简单氢化物的稳定性:
B.b的单质比d的单质更难与氢气反应
C.b的最高正化合价和最低负化合价绝对值相等
D.b与j的最简单氢化物能化合形成共价化合物
(5)价类二维图是归纳整理元素化合物知识的好工具。j元素的价类二维图如图所示,图中的盐类均为钠盐。
①以上物质中,属于弱电解质的是 (填化学式)。
②物质B中所含的化学键类型为 。
③写出物质A与G的溶液发生反应的离子方程式: 。
(6)由表中元素组成的常见无机化合物M、N、P、X有以下转化关系:
若化合物M、N、P中含同一种金属元素,X在水中可电离出,所有反应都在溶液中进行,则反应②的离子方程式为 。
【答案】(1)Si
(2)
(3)e是Na,f是Mg,Na和Mg在同一周期,电子层数相同,Na的核电荷数比Mg小,原子半径比Mg大,失电子能力比Mg强,则Na的金属性比Mg强
(4)AB
(5) 共价键(或非极性共价键)
(6)
【分析】通过分析元素周期表,可知a是H,b是N,c是O,d是F,e是Na,f是Mg,g是Al,h是Si,i是P,j是Cl。据此解答。
【详解】(1)由分析可知,h是硅元素,元素符号是Si;
(2)i是P元素,其最高价氧化物对应的水化物为,j是Cl元素,最高价氧化物对应的水化物为,非金属性:Cl>P,酸性比强。所以i、j的最高价氧化物对应的水化物中,酸性较强的物质的化学式是;
(3)e是Na,f是Mg,Na和Mg在同一周期,电子层数相同,Na的核电荷数比Mg小,原子半径比Mg大,失电子能力比Mg强,则Na的金属性比Mg强;
(4)A.b和h的最简单氢化物分别是和,根据同主族从上至下元素非金属性逐渐减弱,同周期从左至右非金属性逐渐增强,可知非金属性:Si<N,则稳定性,A正确;
B.非金属性:F>N,则和相比,更难与反应,B正确;
C.N的最高正价为价,最低负价为价,二者绝对值不相等,C错误;
D.b与j的最简单氢化物化合形成化合物为,是离子化合物,D错误;
答案选AB;
(5)根据分析,结合价类图,可知A为HCl,B是Cl2,C是ClO2,D是HClO,E是HClO4,F是NaCl,G是NaClO;则:
①D为,为弱电解质;
②B为,其中含非极性共价键。
③A是HCl,G是,反应的离子方程式为:;
(6)X在水中可电离出,可知X为碱,结合上述元素可知,X应为NaOH;M、N、P含同一种金属元素,该金属的化合物能连续与碱反应,可知应为Al系列物质,M为铝盐,铝盐与碱反应生成氢氧化铝,即N为,氢氧化铝溶于强碱生成四羟基合铝酸盐。则反应②为Al(OH)3与强碱的反应过程,离子方程式为:。
3.(25-26高一上·湖南河南·期末)下列是从上到下原子序数依次增大的七种短周期主族元素,其元素性质或原子结构如下表所示:
元素编号
元素性质或原子结构
X
元素周期表中原子半径最小的元素
Y
Y的一种同素异形体可用作润滑剂
Z
常温下单质由双原子分子构成、1个分子中有14个电子
W
地壳中含量最高的元素
Q
是第3周期元素的简单离子中半径最小的
E
与Z同主族
F
元素最高正价与最低负价代数和为6
回答下列问题:
(1)元素W在元素周期表中的位置是 ,元素Y的一种核素可测定文物年代,这种核素表示为 。
(2)得电子能力W Z(填“>”或“<”),能证明这一事实的是 (填字母)。
A.W元素的单质的熔点比Z元素的单质的低
B.W元素的最高正化合价比Z元素的低
C.W元素的单质与氢气反应比Z元素的单质与氢气反应剧烈
D.简单气态氢化物的稳定性:
(3)用电子式表示X与W生成化合物的形成过程: 。
(4)Z、E、F三种元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性由强到弱的顺序是 (填化学式)。Z与Q两种元素的最高价氧化物对应的水化物的水溶液,相互反应的离子方程式为 。
【答案】(1) 第二周期第ⅥA族
(2) > CD
(3)
(4)
【分析】X原子半径最小,则X为H,Y的一种同素异形体可用作润滑剂,则Y为C,常温下Z的单质由双原子分子构成、1个分子中有14个电子,则Z为N,W是地壳中含量最高的元素,则W为O,Q元素是第3周期元素的简单离子中半径最小的,则Q为Al,E与Z同主族,则E为P,F元素最高正价与最低负价代数和为6,则F为Cl,以此分析;
【详解】(1)W为O,元素W在元素周期表中的位置是第二周期第ⅥA族,元素Y的一种核素可测定文物年代,这种核素表示为;
(2)同周期从左到右元素非金属性递增,Z为N,W为O,得电子能力W>Z,从原子结构看:氮原子半径大于氧原子,氮原子核对外层电子的吸引力更弱,因此氮的得电子能力弱于氧;
A.W(O)元素的单质的熔点比Z(N)元素的单质的低跟晶体类型有关,与非金属性强弱无关,A不选;
B.W(O)元素因电负性极强而无最高正价,故不能通过最高正价比较其与Z(N)的非金属性强弱,B不选;
C.非金属性越强,单质与氢气化合越剧烈,W(O)元素的单质与氢气反应比Z(N)元素的单质与氢气反应剧烈,能说明非金属性W>Z,C选;
D.非金属性越强,简单氢化物越稳定,简单气态氢化物的稳定性:,能说明非金属性W>Z,D选;
故选CD;
(3)
水是共价化合物,用电子式表示X与W生成化合物即水的形成过程:。
(4)Z为N,E为P,F为Cl,非金属性Cl>N>P,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,Z、E、F三种元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性由强到弱的顺序是。Q为Al,Z(N)的最高价氧化物对应的水化物与Q(Al)的最高价氧化物对应的水化物相互反应,即氢氧化铝和硝酸反应生成硝酸铝和水,离子方程式为:。
4.(24-25高一上·广东广州·期末)回答下列问题。
(1)氮元素位于元素周期表的第 族、第 列。
(2)分子中所有原子最外层电子数均为8,它的结构式为 。写出一种与它含有完全相同的化学键类型和数目的物质的化学式: 。
(3)常温下是液体,遇到水发生水解,生成盐酸、二氧化硫和硫,写出反应的化学方程式 。
(4)X射线衍射法可以测定某些分子的结构,下列分子的结构模型正确的是 (填字母)。
选项
A
B
C
D
分子
结构模型
直线形
直线形
直线形
平面正方形
(5)已知共价键的极性与共用电子对的偏转程度相关。次氟酸的酸性比次氯酸强,比较两种酸中极性共价键(键)的极性大小: (填“”或“”)。
(6)已知等摩尔和的混合物熔化后可以导电,共熔液中含有离子,写出熔化时发生反应的化学方程式: 。
(7)已知元素锡与碳同族,与氢氧化钠溶液反应的生成物是水和 (写化学式)。
【答案】(1) ⅤA 15
(2)
(3)
(4)AC
(5)
(6)
(7)
【详解】(1)氮元素位于元素周期表的第ⅤA族、第15列。
(2)分子中所有原子最外层电子数均为8,所以它的结构式为;与它含有完全相同的化学键类型(极性共价键和非极性共价键)和数目的物质化学式为。
(3)反应物为和水,生成物为盐酸、二氧化硫和硫,所以反应的化学方程式为。
(4)A.是直线形,A正确;
B.是V形,B错误;
C.是直线形,C正确;
D.的空间构型是正四面体,D错误;
故答案选AC。
(5)次氟酸酸性比次氯酸强,说明中共用电子对偏转程度更大,极性更强,故。
(6)根据已知信息,熔化时发生反应的化学方程式为。
(7)与碳同族,故与氢氧化钠溶液反应的生成物是水和。
5.(24-25高一上·天津南开·期末)元素周期律的发现,对化学的发展有很大影响。某兴趣小组的同学进行实验,验证元素周期律。回答下列问题:
.验证同周期元素性质的递变规律。
(1)用离子方程式解释现象1: 。
(2)对比分析现象1和现象2,说明沉淀X属于 (填“酸”“碱”或“两氧化物”)。
(3)现象4为 。
(4)该组实验可验证同周期元素金属性强弱:Mg Al(填“<”或“>”)。
.探究同主族元素性质的递变规律。
(5)实验i溶液颜色变深,反应的离子方程式是 。
(6)实验ii观察到的现象是 ,甲同学根据此现象得出结论:Br2>I2,乙同学认为实验ii不能充分证明氧化性Br2>I2,其理由是 。
(7)从原子结构的角度解释同一主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱的原因: 。
【答案】(1)Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O
(2)碱
(3)沉淀逐渐溶解
(4)>
(5)Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
(6) 溶液变为蓝色 实验i反应后的溶液可能Cl2还有剩余
(7)元素原子核外电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大
【分析】Ⅰ.MgCl2与氨水反应产生Mg(OH)2白色沉淀和NH4Cl;将产生的白色沉淀分成两份,向其中一份中加入2 mol/LHCl,发现白色沉淀逐渐溶解变为无色溶液;向另一份中加入2 mol/LNaOH溶液,沉淀不溶解;AlCl3溶液与氨水反应产生Al(OH)3白色沉淀和NH4Cl;将产生的白色沉淀也分成两份,向其中一份中加入2 mol/LHCl,发现沉淀溶解变为无色溶液;向另一份中加入2 mol/LNaOH溶液,沉淀也能够溶解。说明Mg(OH)2属于碱,Al(OH)3为两性氢氧化物。
Ⅱ.向KBr溶液中滴入氯水,发生反应:Cl2+2KBr=2KCl+Br2,溶液变为橙色;将上述反应后的溶液加入KI溶液与淀粉溶液的混合物中,发现溶液变为蓝色,说明反应产生了I2,可能是发生反应:Br2+2KI=2KBr+I2,也可能是过量的氯水与KI发生反应:Cl2+2KI=2KCl+I2,I2遇淀粉,溶液变为蓝色。因此只能证明元素的非金属性:Cl>Br,而不能证明元素的非金属性:Br>I,即不能说明氧化性:Br2>I2。
【详解】(1)MgCl2与氨水反应产生的白色沉淀是Mg(OH)2,沉淀X是Mg(OH)2,向其中滴加2 mol/L盐酸,发生复分解反应产生MgCl2、H2O,该反应的离子方程式为:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O;
(2)向Mg(OH)2白色沉淀中加入盐酸,沉淀溶解,向其中加入等浓度的NaOH溶液,沉淀不溶解,说明Mg(OH)2沉淀属于碱;
(3)Al(OH)3白色沉淀既能与盐酸反应,也能够与NaOH溶液反应,说明Al(OH)3是两性氢氧化物,则现象4为白色沉淀逐渐溶解;
(4)元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强。Mg(OH)2能溶于盐酸、不溶于NaOH溶液;Al(OH)3能溶于盐酸和NaOH溶液,说明Mg(OH)2属于碱、Al(OH)3是两性氢氧化物,则盐酸的金属性强弱:Mg>Al;
(5)实验i溶液颜色变深,说明氯水与KBr溶液反应生成了Br2单质,反应的离子方程式为Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
(6)Cl2与KBr溶液发生置换反应:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,Br2与KI溶液发生置换反应:Br2+2KI=2KBr+I2,I2遇淀粉溶液变为蓝色,因此甲同学得出结论,物质的氧化性:Br2>I2的结论,则实验ii观察到的现象是:溶液变为蓝色;乙同学认为实验ii不能充分该结论。这是应用发生ⅰ反应时,若氯水过量,氯水中氯气也能氧化KI生成I2,造成实验干扰,所以乙同学认为实验ii不能充分证明氧化性:Br2>I2;
(7)同一主族元素,原子核外最外层电子数相同,但从上到下,原子核外电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子获得电子的能力逐渐减弱,因此元素的非金属性逐渐减弱,元素单质的氧化性就逐渐减弱。
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专题05微观结构与物质的多样性(期末复习讲义)
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明·期末考情:把握考试趋势方向,精准备考
理·核心要点:系统归纳知识脉络,构建体系
破·重难题型:攻克典型疑难问题,突破瓶颈
过·分层验收:阶梯式检测与评估,稳步提升
考查重点
命题角度
元素周期律
考查同周期、同主族元素的原子半径、金属性或非金属性、化合价的递变规律;根据元素在周期表中的位置,推断原子结构、化合物性质及反应规律;验证周期律。
元素周期表
判断元素在表中的位置,分析原子序数与核外电子排布的对应关系;结合元素位置推断原子结构、单质及化合物性质;依托周期表片段或特征性质,推断短周期元素。
离子键
考查离子键的成键微粒与成键本质;区分离子化合物与共价化合物;书写典型离子化合物及离子键形成过程的电子式。
共价键
判断非金属单质、共价化合物中化学键类型,区分与离子键的差异;判断极性键、非极性键;书写典型物质的电子式、结构式。
分子间作用力
考查范德华力、氢键与化学键的本质差异;结合物质熔沸点、溶解性的反常现象,解释氢键或范德华力的作用;分析分子间作用力对物质状态的影响。
同素异形现象
判断给定物质是否属于同素异形体;考查同素异形体的结构决定性质、性质决定用途的关系。
同分异构现象
考查同分异构体的定义,区分与同位素、同素异形体的本质差异,判断给定物质是否互为同分异构体。
化学键、晶体和非晶体
区分离子键、共价键的成键微粒与条件,判断化合物类型;对比离子晶体、分子晶体的熔沸点、导电性差异;考查晶体类型对物质物理性质的影响。
要点01 元素周期律
1.元素的原子结构的周期性变化
(1)原子序数
①概念:按照核电荷数由小到大的顺序给元素依次编号,这种编号叫作 。
②与其他量的关系:原子序数= =核内质子数= 。
(2)1~18号元素原子最外层电子排布变化规律
原子序数
电子层数
最外层电子数
结论
1→2
1
1→2
同周期由左向右元素的原子最外层电子数逐渐增加(1→8)
3→10
2
1→8
11→18
3
1→8
【规律】除H、He外,元素随着原子序数的递增,原子最外电子层数重复出现从1递增到8的变化,说明元素原子的最外层电子数出现周期性变化。如图:
(3)1~18号元素原子半径的变化规律(稀有气体除外)
原子序数
原子半径(nm)
结论
1→2
……
同周期由左向右元素的原子半径逐渐减小(不包括稀有气体)
3→9
0.152→0.071大→小
11→17
0.186→0.099大→小
【规律】随着核电荷数的递增,元素的原子半径呈现 变化,原子序数为3~9号及11~17号的元素的原子半径依次 。如图:
归|纳|总|结
微粒半径大小的比较方法
(1)同一周期元素,电子层数相同,从左到右,核电荷数增大,原子半径减小。如:
r(Li)>r(Be)>r(B)>r(C)>r(N)>r(O)>r(F)。
(2)同一主族元素,最外层电子数相同,从上到下,电子层数增大,原子半径增大。如:
r(Li)<r(Na);r(F)<r(Cl)。
2.核电荷数相同,核外电子数越多,微粒半径越大。
(1)r(阴离子)>r(原子):r(H-)>r(H);
(2)r(原子)>r(阳离子):r(H)>r(H+);
(3)r(低价阳离子)>r(高价阳离子):r(Fe2+)>r(Fe3+)。
3.离子半径大小比较
(1)离子的电子层数越多,离子半径越大。如:
r(Li+)<r(Na+);r(O2-)<r(S2-)。
(2)电子层结构相同的微粒,核电荷数越多,离子半径越小。如:
r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+);r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)。
2.元素主要化合价的周期性变化
1~18号元素的主要化合价规律
原子序数
主要化合价
结论
1→2
+1→0
①同周期由左向右元素的最高正价逐渐升高(+1→+7,O和F无最高正价);
②元素的最低负价由ⅣA族的-4价逐渐升高至ⅦA族的-1价;
③最高正价+|最低负价|=8
3→9
最高价+1→+5(不含O、F)
最低价-4→-1
11→17
最高价+1→ 、最低价 →-1
【规律】 1~18号元素的最高正化合价的变化规律是呈现从+1~+7的周期性变化,其中O、F 元
素没有最高正化合价,最低负化合价的变化规律是呈现从-4~-1的周期性变化。如图:
本质原因:随着核电荷数的递增,原子的 呈周期性变化。
归|纳|总|结
1、主族元素主要化合价的确定方法
(1)最高正价=主族的序号=最外层电子数(O、F除外)。
(2)最低负价=最高正价-8(H、O、F除外)。
(3)H最高价为+1,最低价为-1;O最低价为-2;F无正化合价,最低价为-1。
2.元素的化合价
(1)H元素的化合价有+1、-1、0价。
(2)金属元素只有正价无负价。
(3)非金属元素既有正价又有负价(F除外)。
(4)稀有气体元素的化合价看作0。
3.元素金属性和非金属性的周期性变化
(1)元素的金属性变化规律
①判断元素金属性强弱的方法
比较方法
结论
根据原子结构
原子半径越大(电子层数越多),最外层电子数越少,元素的金属性越强
金属单质与水(或酸)反应置换氢的难易
越易置换出H2,元素的金属性越
最高价氧化物水化物的碱性
碱性越强,元素的金属性越
金属与盐溶液的置换反应
若金属单质A与金属B的盐溶液反应置换出B单质,则A元素的金属性 元素B
金属单质的还原性(或金属阳离子的氧化性)
一般单质的还原性越 (或金属阳离子的氧化性越弱),元素的金属性越强
单质与同种非金属反应的难易
单质越易反应,元素的金属性越强,如由反应Fe+SFeS,2Na+S=Na2S,知金属性:Na>Fe
②实验探究钠、镁、铝的金属性强弱
实验内容
实验现象及方程式
实验结论
将一小块钠放入滴有酚酞冷水的小烧杯中
常温下,反应剧烈,酚酞变红色
金属失电子的能力,即金属性:
将除去氧化膜的镁条、铝片分别放入滴有酚酞冷水的试管,然后加热试管
①镁与水:常温下,没有明显的变化;加热,反应缓慢,酚酞变浅红色,化学方程式
②铝与冷水、热水看不到明显的变化
将除去氧化膜的镁条、铝片分别放入盛有少量稀盐酸的试管
①镁与稀盐酸:反应剧烈,生成大量气体,离子方程式:
②铝与稀盐酸:反应较剧烈,生成气体,离子方程式:
③实验探究NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3碱性强弱
实验操作
沉淀溶解情况
沉淀逐渐溶解
沉淀逐渐溶解
沉淀溶解
沉淀不溶解
相关反应方程式
实验结论
NaOH是强碱,Mg(OH)2是中强碱,Al(OH)3是两性氢氧化物,三者的碱性依次减弱,则金属性: 。
(2)元素的非金属性变化规律
①判断元素非金属性强弱的方法
比较方法
结论
根据原子结构
原子半径越小(电子层数越少),最外层电子数越多,元素的非金属性越强
单质与H2化合的难易(氢化物的稳定性)
单质与H2化合越容易、形成的气态氢化物越稳定,其对应元素的非金属性越强
最高价氧化物水化物的酸性
酸性越强,其对应元素的非金属性越强
非金属与盐溶液的置换反应
若非金属单质A与非金属B的盐溶液反应置换出B单质,则A元素的非金属性强于B元素
单质的氧化性(或非金属阴离子的还原性)
一般单质氧化性越强(或非金属阴离子的还原性越弱),对应元素的非金属性越强
单质与同种金属反应的难易
单质越易反应,元素的非金属性越强,如由反应Cu+Cl2CuCl2,2Cu+SCu2S,知非金属性:Cl>S
②硅、磷、硫、氯元素的非金属性强弱比较
原子
Si
P
S
Cl
最高正价
+4
+5
+6
+7
最低负价
-4
-3
-2
-1
单质与H2
化合的条件
高温
较高温度
需加热
点燃或光照
从Si到Cl,与H2化合越来越容易
气态氢化物
的稳定性
SiH4很不稳定
PH3不稳定
H2S较不稳定
HCl稳定
从Si到Cl,气态氢化物的稳定性越来越强
最高价氧化物
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O7
最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
H4SiO4或H2SiO3弱酸
H3PO4中强酸
H2SO4强酸
HClO4最强无机酸
结论
从Si到Cl,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐 →从Si到Cl,元素得电子能力逐渐增强,非金属性逐渐
4.元素周期律
(1)概念:元素的性质随着元素核电荷数的递增呈周期性变化的规律。
(2)内容:随着元素核电荷数的递增,元素的原子半径(稀有气体除外)、元素的金属性和非金属性、元素的主要化合价都呈现周期性变化。
(3)实质:元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。
要点02 元素周期表
1.周期
(1)特点:每一周期中元素的 相同,即周期序数= 。
(2)分类: 周期和 周期。
(3)根据现行元素周期表,完成下表
短周期
长周期
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
周期序数
元素种数
2.族
(1)主族:共 个,用 表示。
①主族的特点:由 和 元素共同构成,主族的序数= 。
②根据现行元素周期表,完成下表
列序号
1
2
13
14
15
16
17
最外层电子数
1
2
3
4
5
6
7
族序数
(2)副族:完全由长周期元素构成,共7个。
列序号
3
4
5
6
7
11
12
族序数
(3)Ⅷ族:占据元素周期表的第 共3个纵列。
(4)0族:在元素周期表的第 列。
3.元素周期表的特殊位置
(1)镧系:在元素周期表的第 周期 族,共 种元素。
(2)锕系:在元素周期表的第 周期 族,共 种元素。
4.常见族的别名
ⅠA称为 (除H外),ⅡA称为 ,ⅤA称为 元素,ⅥA称为 元素,ⅦA称为 ,0族称为 元素。
归|纳|总|结
元素在周期表中的位置与结构的关系
1.主族元素在周期表中位置与原子结构的关系
(1)原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数。
(2)周期序数=原子核外电子层数。
(3)主族序数=原子最外层电子数。
2.由原子序数确定元素在周期表中的位置
(1)原子结构示意图法
推断根据:周期数=原子电子层数,主族序数=原子最外层电子数。
适用范围:主族元素,适合原子核电荷数较小的元素位置推断。
(2)0族定位法
①0族元素原子序数与周期序数
稀有气体元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
X(未知)
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
②比大小,定周期;求差值,定族数
若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数多1或2,则该元素处于相邻近0族元素下一周期的ⅠA族或ⅡA族。如元素87X,87-86=1,则X在第7周期第ⅠA族;若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数少1~5时,则该元素处于相邻近0族元素所在周期的ⅢA~ⅦA族,如84X应在第6周期第ⅥA。
三、碱金属元素原子结构和性质递变规律
1.碱金属元素的原子结构的相似性和递变性
元素名称
锂
钠
钾
铷
铯
元素符号
原子结构示意图
相似性
最外层均有 电子
递变性
从Li到Cs随核电荷数的增加,电子层数逐渐 ,原子半径逐渐
2.碱金属元素物理性质的相似性和递变性
(1)相似性:除铯外,碱金属元素都是 色的单质,硬度 ,延展性 ,密度 ,熔点 。
(2)递变性:从Li~Cs,熔点逐渐 。
3.碱金属元素化学性质的相似性和递变性
(1)相似性:碱金属都是活泼金属,均易失去 个电子,在化合物中均为 价。
①单质的性质
均能与非金属单质(O2、Cl2)反应
与水反应(用R表示单质),反应通式:
与酸反应,反应通式:
②碱金属的最高价氧化物(R2O)对应的水化物(ROH),一般都具有 性。
(2)递变性:根据下表中碱金属与水反应的现象,你能推测出哪些规律?
碱金属
Li
Na
K
Rb
Cs
与水反应的现象
反应较为缓和,锂浮在水面,并以稳定、适中的速度释放出气体
反应迅速并放热,钠融化成小球
反应迅速,伴有燃烧,轻微爆炸
剧烈反应,发生爆炸
剧烈反应,发生剧烈爆炸
(3)结论:
碱金属都能与水反应,从Li~Cs,反应越来越 。
LiOH、NaOH、KOH、RbOH的碱性逐渐 。
随着核电荷数的递增,碱金属元素的金属性逐渐 。
四、卤族元素原子结构和性质递变规律
1.卤族元素原子结构的相似性和递变性
元素名称
氟
氯
溴
碘
元素符号
相似性
最外层均有 个电子。
递变性
从F到I,随核电荷数的增加,电子层数逐渐 ,原子半径逐渐 。
2.卤族元素单质物理性质的相似性和递变性
颜色:颜色
熔、沸点:逐渐
水溶性:逐渐
3.卤素单质化学性质的相似性和递变性
(1)相似性
卤族元素的原子最外层均有 个电子,得电子的能力 ,容易得 个电子,其单质都具有较强的 性,自然界中 游离态的卤素单质。
(2)递变性
①实验探究卤素单质(Cl2、Br2、I2)氧化性的强弱
实验操作
实验现象
离子方程式
氯水与NaBr溶液反应
溶液变为 色
氯水与KI溶液反应
溶液变为 色
溴水与KI溶液反应,加入四氯化碳溶液,振荡静置
静置后,液体分层,下层呈 色
结论:Cl2、Br2、I2单质的氧化性由强到弱的顺序是 ,相应阴离子的还原性由强到弱的顺序是
②从F→I,单质与氢气反应越来越 ,气态氢化物的稳定性依次 。
③从Cl→I,最高价氧化物对应水化物的酸性越来 。
(3)结论:随核电荷数的递增,ⅦA族元素原子的得电子能力越来越 ,元素的非金属性越来越 。
五、元素周期表中元素原子结构与性质递变规律
1.元素周期表中原子结构递变规律
(1)同周期,从左到右,电子层数 ,最外层电子数 ,原子半径 。
(2)同主族,从上到下,电子层数 ,最外层电子数 ,原子半径 。
2.元素周期表中元素的性质递变规律
(1)同周期元素,从左到右,金属性逐渐 ,金属原子的失电子能力逐渐 ,金属单质的还原性逐渐 ,金属单质与水或酸反应的剧烈程度逐渐 ,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐 。
(2)同周期元素,从左到右,非金属性逐渐 ,非金属原子的得电子能力逐渐 ,非金属单质的氧化性逐渐 ,非金属单质与氢气化合的剧烈程度逐渐 ,气态氢化物的稳定性逐渐 ,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐 。
(3)同主族元素,从上到下,金属性逐渐 ,金属原子的失电子能力逐渐 ,金属单质的还原性逐渐 ,金属单质与水或酸反应的剧烈程度逐渐 ,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐 。
(4)同主族元素,从上到下,非金属性逐渐 ,非金属原子的得电子能力逐渐 ,非金属单质的氧化性逐渐 ,非金属单质与氢气化合的剧烈程度逐渐 ,气态氢化物的稳定性逐渐 ,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐 。
(5)同周期元素,元素的主要化合价:最高正价由 (O、F除外),最低负价由 ,最高正价=主族 (O、F除外)。
归|纳|总|结
元素“位—构—性”的关系
元素原子结构、元素在周期表中的位置和元素的主要性质三者之间的关系如下
1.结构与位置的关系
最外层电子数=主族序数
电子层数=周期序数
2.结构与性质的关系
最外层电子数越少,电子层数越多→越易失电子,金属性越强
最外层电子数越多,电子层数越少→越易得电子,非金属性越强
3.位置、结构和性质的关系
3.元素周期表的金属区和非金属区
(1)分界线的划分:沿着周期表中B、Si、As、Te、At跟Al、Ge、Sb、Po之间画一条斜线,斜线的左边是 元素,右边是 元素。
(2)分界线附近的元素,既能表现出一定的 ,又能表现出一定的 ,故元素的 和 之间没有严格的界线。
六、元素周期表的应用
(1)在金属元素和非金属元素的交界处寻找 材料(如硅、锗、硒等)。
(2)在过渡元素(副族和Ⅷ族)中寻找 。
(3)在过渡元素中寻找 、 的合金材料。
(4)研究元素周期表 的元素,合成新农药。
(5)位于第六周期ⅥB的钨是熔点最高的金属,位于第四周期ⅣB的钛,密度小、耐高温、耐腐蚀,适应于制造火箭发动机壳体、人造卫星壳体等。
要点03 离子键
一、离子键 离子化合物
1.化学键
(1)概念:物质中 的原子或离子之间存在的 的 叫做化学键。
(2)类型: 和 是两种常见的化学键。
2.离子键
(1)离子键的形成过程
以氯化钠的形成为例
钠原子和氯原子最外层电子数分别为1和7,均不稳定。
即它们通过得失电子后最外层达到 稳定结构,分别形成Na+和Cl-,两种带相反电荷的离子通过 结合在一起,形成新物质氯化钠。
(2)离子键
①概念: 之间存在的 的相互作用。
②构成微粒: 。
③实质: 。
④形成过程:当阴、阳离子相互靠近到一定距离时,正负电荷的静电 力与原子核及核外电子之间的 力达到平衡时,形成稳定的离子键。
(3)形成条件:易失去电子的 元素(如ⅠA族、ⅡA族元素)原子与易得电子的 元素(如ⅥA族、ⅦA族元素)原子之间容易形成离子键,如NaCl、K2O、MgCl2、CaS等都是靠离子键结合的。
3.离子化合物
(1)概念:由 构成的化合物。
(2)离子化合物由 构成,微粒间的作用力是 。
(3)离子键与离子化合物的关系
含有离子键的化合物 是离子化合物,而离子化合物中 只含有离子键。如NH4NO3、Na2O2是离子化合物,但在NH4NO3、Na2O2中除含有离子键外,还含有共价键。
二、电子式
1.电子式的概念
在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子或离子的 电子,以简明地表示原子、离子的 的电子排布,这种式子称为电子式。
2.电子式的书写
(1)原子的电子式:
元素符号周围标明元素原子的最外层电子,每个方向不能超过2个电子。当最外层电子数小于或等于4时以单电子分布,多于4时多出部分以电子对分布。例如:
镁原子: ;碳原子:;氧原子:;氖原子:。
(2)简单阳离子的电子式:
简单阳离子是由金属原子失电子形成的,原子的最外层已无电子,故用阳离子的符号表示,例如:Na+、Li+、Mg2+、Al3+等。
(3)简单阴离子的电子式:
不但要画出最外层电子数,而且还应用“[ ]”括起来,并在右上角标出“n-”以表示其所带的电荷。例如:
氯离子、硫离子。
(4)离子化合物的电子式:
氧化钙:、硫化钾:。
3.用电子式表示下列物质的形成过程
(1)NaCl:。
(2)MgBr2:。
归|纳|总|结
1.常见的离子化合物
①无氧酸盐,如NaF、CaCl2等;
②含氧酸盐,如Na2CO3、MgSO4等;
③强碱,如NaOH、Ba(OH)2等;
④铵盐,如NH4HCO3、NH4NO3等;
⑤活泼金属氧化物,如Na2O、Al2O3等;
⑥其他:活泼金属氢化物,如LiH、NaH、CaH2等;活泼金属过氧化物,如Na2O2等。
2.电子式的书写方法
(1)原子、离子、离子化合电子式的书写方法
原子
书写
规则
先写出元素符号,再在元素符号的周围用“.”或“×”来表示原子的最外层电子数,但应注意(a)一个“”或“”代表一个电子,原子的电子式中“”(或“”)的个数即原子的最外层电子数。(b)同一原子的电子式不能既用“”又用“”表示。
示例
简单
离子
书写
规则
(1)简单阳离子是原子失去最外层电子后形成的,其电子式就是阳离子。
(2)简单阴离子得到电子后最外层一般为8电子结构,书写时要在元素符号周围标出电子,用“[ ]”括起来,并在右上角注明所带电荷数。
注意:复杂的阳离子用“[ ]”加电荷数表示。如铵根离子等。
示例
Na+
Mg2+
Al3+
离子
化合物
书写
规则
离子化合物的电子式由阴、阳离子的电子式组成,相同的离子不合并,阴阳离子间隔排列,将阴阳离子(阳离子在前,阴离子在后.)拼在一起。
示例
(2)用电子式表示离子化合物的形成过程
①用电子式表示离子化合物的形成过程中不但要表示出离子化合物的电子式,还要同时写成方程式的形式。
②反应物均用原子的电子式表示,而不是用分子式或分子的电子式表示,且反应物中相同原子可以合并写。生成物是离子化合物的电子式,且化合物中相同原子必须分开写;
③反应物和生成物之间用箭头而不用等号表示,形成符合质量守恒定律;
④得失电子的原子之间要用弯箭头“”表示出电子转移的方向(可不用)。如、氯化钠、氯化镁的形成过程:究
、。
要点04 共价键
一、共价键
1.共价键的形成过程
(1)氯化氢分子的形成过程
①H原子需获得 个电子达到稳定结构,Cl原子需获得 个电子达到稳定结构。
②H原子和Cl原子各提供 个电子组成 共用电子,使两原子最外电子层都达到 并产生强烈的相互作用,从而形成了HCl分子。
(2)请用电子式表示HCl的形成过程:。
2.共价键
(1)概念:原子间通过 形成的 的 称为共价键。
(2)成键微粒: 。
(3)成键元素:一般是同种的或不同种的 元素。
(4)成键条件:成键原子成键前最外层电子 饱和状态。
3.共价化合物
(1)概念:直接相邻的原子间以 结合形成的化合物。
(2)常见的共价化合物
①非金属氢化物:如 等;
②酸:如 等;
③弱碱:NH3·H2O;
④非金属氧化物:如 等;
⑥有机物:如 等。
二、共价分子及其空间结构
1.概念: 之间全部以 结合的分子叫作共价分子。
2.共价分子结构的表示方法
(1)电子式:如H2: ,N2:,NH3:。
(2)结构式:原子之间一条短线表示 ,这种表示共价键的式子称为结构式。
分子
HCl
Cl2
H2O
NH3
CH4
电子式
结构式
球棍模型
空间填充模型模型
空间构型(用文字表述)
三、碳原子的成键特点
1.碳四价原理
碳原子位于第 周期第 族,原子的最外层有 个电子。在化学反应中,碳原子既不易失去电子,也不易得到电子,通常与其他原子以 结合。
碳原子最外层有 个电子,一个碳原子可以和其他原子形成 对共用电子对。
2.碳原子的成键方式
碳原子之间可以通过一对、两对或三对共用电子对相结合,分别构成 。
碳原子之间可以通过共价键彼此结合形成 ,也可以形成 。
归|纳|总|结
(一)离子化合物和共价化合物的区别
1.概念
依据化合物中化学键的成键情况,可将化合物分为离子化合物和共价化合物。
离子化合物是由离子键形成的化合物;共价化合物是只由共价键形成的化合物。
2.化学键类型
离子化合物一定存在离子键,可能存在共价键;共价化合物只有共价键,没有离子键。
3.判断离子化合物和共价化合物的方法
(1)由化学键类型判断
只含有共价键的化合物是共价化合物,只含离子键或既含离子键又含共价键的化合物是离子化合物。
(2)由化合物类型判断
①活泼金属的氧化物、强碱和大多数盐(少数盐如AlCl3、BeCl2等除外)属于离子化合物;
②非金属氧化物、非金属氢化物、含氧酸、多数有机物、少数盐(如AlCl3、BeCl2)属于共价化合物。
(3)由组成元素判断
一般含金属元素或NH的化合物是离子化合物(AlCl3、BeCl2等少数除外),如NH4Cl、Ca(OH)2、KClO3等;只由非金属元素构成的化合物(铵盐等除外)属于共价化合物。
4.化学键和化合物的关系
(1) “一定”
①离子化合物中一定含有离子键;
②含有离子键的化合物一定是离子化合物(一定不是共价化合物);
③共价化合物中一定不含离子键(一定含有共价键);
④只含有共价键的化合物一定是共价化合物(一定不是离子化合物)。
(2) “不一定”
①离子化合物中不一定含有共价键;
②金属元素和非金属元素形成的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3是共价化合物;
③含有共价键的化合物不一定是共价化合物;
④只含非金属元素的化合物不一定是共价化合物,如铵盐是离子化合物。
(二)含共价键的原子团和离子化合物的电子式
对一些原子团式的离子和含原子团的化合物也可以用电子式表示。
写出下列离子和离子化合物的电子式:
OH-:、NH:、O:
NaOH:、NH4Cl:
Na2O2:、Ba(OH)2:。
要点05分子间作用力
1. 分子间作用力
定义
把分子聚集在一起的作用力,又称范德华力。
特点
①分子间作用力比化学键弱得多,它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质,而化学键主要影响物质的化学性质;
②分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质,微粒之间不存在分子间作用力。
变化规律
一般来说,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔、沸点也越高。例如,熔、沸点:I2Br2Cl2F2。
2. 氢键
定义
分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用
形成条件
除H外,形成氢键的原子通常是O、F、N。
存在
氢键存在广泛,如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。
性质影响
①存在氢键的物质,其熔、沸点明显高于同族同类物质。如H2O的熔、沸点高于H2S。
②氨极易液化,是因为NH3分子间存在氢键;NH3极易溶于水,也是因为NH3分子与H2O分子间易形成氢键。
③水结冰时体积膨胀、密度减小,是因为在水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在;在液态水中,经常是几个水分子通过氢键结合起来,在固态水(冰)中,水分子大范围地以氢键互相联结,形成相当疏松的晶体,从而在结构中有许多空隙,造成体积膨胀,密度减小,因此冰能浮在水面上。
3. 单质的升华、熔化或溶解过程中化学键的变化
单质的特点
化学键变化
举例
由分子构成的固体单质
熔化或升华时只破坏分子间作用力,不破坏化学键
P4的熔化、I2的升华
由原子构成的单质
熔化时破坏共价键
金刚石的熔化
能与水反应的某些活泼非金属单质
溶于水后,分子内共价键被破坏
Cl2、F2通入水中
归|纳|总|结
1、化学键、分子间作用力和氢键的比较
化学键
分子间作用力
氢键
概念
相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用
物质分子间存在微弱的相互作用
某些具有强极性键的氢化物分子间的相互作用(静电作用)
存在范围
相邻原子(离子)之间
分子之间
某些有强极性键的氢化物分子之间(HF、H2O、NH3等)
强弱
比较
强
很弱
比化学键弱得多,比分子间作用力强
影响
范围
物质的物理性质及化学性质
物质的物理性质
物质的物理性质
对物
质性
质的
影响
离子键越强,离子化合物的熔点、沸点越高;共价键越强,单质或化合物越稳定
组成和结构相似的物质,相对分子质量的越大,分子间作用力越强,物质的熔点、沸点逐渐越高。
分子间氢键使物质的熔点、沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔点、沸点:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3
2、物质变化过程中化学键的变化
(1)化学反应过程中既有旧化学键的断裂又有新化学键的形成。
(2)离子化合物在溶解或熔化条件下发生电离,生成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏(断裂)。
(3)共价化合物溶于水
①若与水反应,则既有旧化学键断裂,又有新化学键形成。如SO2、CO2溶于水;
②若共价化合物(电解质)溶于水发生电离,则有共价键的断裂,无新化学键形成,如HCl、CH3COOH等;
③部分共价化合物(非电解质)溶于水不电离,则既无化学键断裂,也无化学键形成,如蔗糖、酒精等。
(4)共价化合物熔化:由分子构成的共价化合物,分子间距离增大,化学键未被破坏,如CO2等;由原子构成的共价化合物,共价键被破坏,如SiO2 等。
要点06同素异形现象
1.同素异形体的概念与性质
(1)同素异形体概念:同一种元素能够形成几种不同的单质,这种现象称为同素异形现象。这些单质之间互称为该元素的同素异形体。
(2)本质:构成同素异形体的各原子之间的连接方式不同(如O2和O3)或晶体中原子的排列方式不同(如金刚石和石墨)。
(3)性质:由于分子组成或晶体结构不同,导致它们的性质存在区别,即物理性质差异很大,而化学性质有些相似。
2.几种常见的同素异形体
(1)碳的同素异形体
物质
金刚石
石墨
足球烯(C60)
物理性质
颜色状态
无色透明固体
灰黑色固体
灰黑色固体
硬度熔点
坚硬、熔点很高
质软、熔点高
硬度小、熔点低
导电性
不导电
导电
不导电
微观结构
空间网状结构
平面网状结构
封闭笼状结构
差异分析
碳原子的成键方式和排列方式不同
(2)氧的同素异形体
物质
O2
O3
颜色
无色
淡蓝色
沸点
O2<O3(填“>”“<”或“=”)
气味
无味
鱼腥味
相互转化
3O22O3
差异分析
分子中氧原子个数和氧原子的成键方式不同
(3)磷的同素异形体
物质
色态
毒性
稳定性
保存
白磷
白色蜡状固体
有剧毒
易自燃
冷水中
红磷
红棕色固体
无毒
加热或点燃可燃烧
直接存放在广口瓶中
归|纳|总|结
1.同素异形体只含有一种元素。产生同素异形现象的原因一是组成分子的原子个数和成键方式不同。如氧气(O2)和臭氧(O3);二是晶体中原子的排列方式不同。如金刚石和石墨。
2.从物质类别看,互为同素异形体的物质只能是单质。
3.同素异形体之间的物理性质有差异,但化学性质相似。且同素异形体之间的转化属于化学变化,因为转化过程中有化学键的断裂与形成。
4.同素异形体之间的转化虽有单质参加,但由于没有涉及化合价的变化,这种转化属于非氧化还原反应。
要点07同分异构现象
1.概念
(1)同分异构现象: 的现象。
(2)同分异构体: 的互称。
2.同分异构体的含义
(1)互为同分异构体的物质一定是化合物。
(2)互为同分异构体的必备条件有两点:
①两者的分子式应相同;②两者的结构应不同。
3.同分异构体的特点
(1)两化合物的相对分子质量及各元素的组成(含量)相同。
(2)相对分子质量相同的两化合物不一定互为同分异构体,如CO和C2H4不互为同分异构体。
4.几种常见的简单有机物的同分异构体
(1)正丁烷和异丁烷:分子式均为 ,其结构式分别为、。
(2)乙醇和二甲醚:分子式均为 ,其结构式分别为、。
归|纳|总|结
1.四角度认识同分异构体
(1)从物质看:互为同分异构体的物质只能是化合物。它们之间的转化属于化学变化,若共存则为混合物。
(2)从分子式看:互为同分异构体的化合物,其分子式相同,相对分子质量也相同,但相对分子质量相同的化合物分子式不一定相同,所以不一定是同分异构体。如相对分子质量均为28的分子CO、N2、C2H4,相对分子质量均为46的甲酸(HCOOH)和乙醇(CH3CH2OH)。
(3)从结构看:互为同分异构体的化合物,空间结构不同。如CH3—CH===CH2与二者分子式相同,碳原子与碳原子间的连接方式不同,结构不同,互为同分异构体
(4)从性质看:互为同分异构体的化合物,物理性质不同,化学性质可能相似。
要点08 化学键、晶体和非晶体
(一)晶体和非晶体
1.概念
(1)晶体:内部粒子(原子、离子或分子)在空间按一定规律做周期性重复排列的固体称为 。如:高锰酸钾、金刚石、干冰、金属铜、石墨等。绝大多数常见的固体都是晶体。排列的周期性是指在一定方向上每隔一定距离 就重复出现相同的排列。
(2)非晶体:内部原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态的固体称为 。如:玻璃、松香、硅藻土、橡胶、沥青等。非晶体又称为无定形体。
2.晶体与非晶体的差异及原因
自范性
微观结构
特征
形成原因
晶体
有(能自发呈现多面体外形)
粒子在三维空间里呈周期性有序排列
具有规则的几何外形和固定的熔点
构成晶体的微粒在空间呈有规则的重复排列
非晶体
没有(不能自发呈现多面体外形)
粒子排列相对无序
具有固定的熔点,一般不具有规则的几何外形
内部的原子或分子的排列呈现杂乱无章的分布状态
3.获得晶体的途径
(1)熔融态物质凝固 (如:从熔融态结晶出来的硫晶体)
(2)气态物质冷却不经过液态直接凝固(凝华)如:凝华得到的碘晶体
(3)溶质从溶液中析出 (如:从硫酸铜饱和溶液中析出的硫酸铜晶体)
4.几种常见晶体比较
晶体类型
离子晶体
分子晶体
共价晶体
金属晶体
结
构
构成晶体的粒子
……
微粒间的相互作用
……
性
质
硬度
较大
小
大
差距大
熔点
较高
低
高
差距大
导电性
熔融或在水溶液中导电
本身不导电,溶于水时发生电离后可导电
不导电(或半导体)
导电
物质类别
强碱,部分金属氧化物,大部分盐类,如NaCl
Cl2、O2等多数非金属单质,稀有气体,多数非金属氧化物等共价分子,如:干冰
SO2、SiC、金刚石、晶体硅等
钠、钾、铜等
归|纳|总|结
1、固体与晶体
(1)常见固体物质一般可分为晶体和非晶体。晶体有规则的几何外形,如氯化钠、金刚石、干冰等。非晶体没有固定的熔点,一般也不具备规则的几何外形。
(2)晶体规则的几何外形是其内部构成微粒有规则排列的结果。
(3)晶体有规则的几何外形,但有规则几何外形的不一定是晶体。如玻璃、塑料等相关制品。
(4)同一物质有时是晶体,有时也是非晶体。如晶体SiO2和非晶体SiO2。
(5)几何外形与物质的外观是有区别的,如:氯化钠晶体的几何外形是立方的,而食盐小颗粒用肉眼是看不到晶体外形的,但在光学显微镜或电子显微镜下仍观察到其规则的晶体外形。因此,许多固体的粉末用肉眼是看不见晶体的,但我们可以借助于显微镜观察,这也证明固体粉末仍是晶体,只不过晶粒太小,肉眼看不到而已。
(二)化学键与晶体类型
1.不同类型晶体的性质比较
一般情况下,不同类型晶体的熔、沸点: 。金属晶体的熔、沸点差别较大,有些金属熔、沸点较低,例如碱金属;有些金属熔、沸点很高,例如金属钨的熔点高达3 000 ℃以上。
2.晶体类型与化学键及性质关系
(1)离子晶体
离子晶体中存在 ,一般地,离子晶体中阴、阳离子半径越小,离子所带电荷越多,离子键越强,离子晶体的熔、沸点越 。例如,熔点:NaCl>KCl>RbCl>CsCl;NaF>NaCl>NaBr>NaI;MgO>Na2O>NaCl。
(2)共价晶体
共价晶体存在共价键,一般地,对于结构相似的共价晶体,原子半径越 ,共价键的键长越短,共价键越强,共价晶体的熔、沸点越 。例如,熔点:金刚石>SiC>晶体硅。
(3)分子晶体
①共价晶体中可能存在共价键或氢键,分子之间一定存在分子间作用力,一般地,对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,晶体的熔、沸点越高。例如,沸点:F2<Cl2<Br2<I2;CF4<CCl4<CBr4<CI4;HCl<HBr<HI。
②若分子间能形成氢键,会使物质的熔、沸点反常的高,例如,沸点:HF>HI>HBr>HCl,H2O>H2Te>H2Se>H2S。HF分子间、H2O分子间均能形成氢键,故其沸点反常的高。
(4)金属晶体
金属晶体中存在的化学键为金属键,一般地,对于主族元素形成的金属晶体,金属阳离子半径越小、离子所带电荷数越多,金属键越强,金属的熔、沸点越高。例如,熔点:Li>Na>K>Rb>Cs;Na<Mg<Al。
3.晶体的熔、沸点高低判断方法
(1)先看晶体的类型
不同晶体类型的物质其熔点的一般规律:共价晶体>离子晶体>分子晶体;但是要注意金属晶体的熔、沸点有的很高,如钨、铂等,有的则很低,如汞、铯等。
(2)同一晶体类型的物质,需比较晶体内部结构粒子间作用力,作用力越大,熔、沸点越高。
①共价晶体:要比较共价键的强弱,一般地说,原子半径越小,形成共价键的键长越短,键能越大,其晶体熔、沸点越高。如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅。
②离子晶体:要比较离子键的强弱,一般地说,阴、阳离子的电荷数越大,离子半径越小,则离子间作用就越强,其离子晶体熔、沸点越高。如熔点:MgO>NaCl>KCl。
③分子晶体:含有氢键的分子晶体,熔、沸点较高。若无氢键,且组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,熔沸点越高,如:熔、沸点:HI>HBr>HCl。
题型01 元素周期表与元素周期律
【典例1】软钾镁矾(化学式)是重要的钾肥。下列说法正确的是
A.碱性: B.热稳定性:
C.半径: D.酸性:
方|法|点|拨
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
离子半径
阳离子逐渐减小
阴离子逐渐减小
r(阴离子)>r(阳离子)
逐渐增大
性质
化合价
最高正化合价由+1→+7(O、F除外)负化合价=-(8-主族序数)
相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
第一电离能
有逐渐增大的趋势
逐渐减小
电负性
逐渐增强
逐渐减弱
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
【变式1-1】硒(Se)是一种对人体重要的微量元素,原子序数是34。下列关于Se的说法中,不正确的是
A.Se的最外层有6个电子 B.Se的最高价氧化物为SeO2
C.SeO2能与NaOH溶液反应 D.的中子数为40
【变式1-2】钼(Mo)在合金中有着重要的应用。下列说法正确的是
A.和互为同位素
B.钼元素的相对原子质量为97
C.Mo与非金属单质反应时可能作氧化剂也可能作还原剂
D.在元素周期表中,Mo位于金属元素和非金属元素的交界处
题型02 元素推断
【典例2】1-18号非稀有气体元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的最高正价与最低负价的代数和为2,Y是地壳中含量最多的元素。Z原子的最外层电子数是Y原子的最外层电子数的一半,W原子与Y原子最外层电子数相同。下列说法正确的是
A.X的一种核素可用来推断文物年代
B.Z的单质与盐酸、氢氧化钠溶液均能产生
C.由X、Y组成的化合物只有两种
D.W的简单阴离子与氖原子具有相同的核外电子排布
方|法|点|拨
解答元素推断题的一般思路
①由元素原子或离子的核外电子排布推断
②由元素单质或化合物的性质(特性)推断
③由元素在周期表中的位置推断
【变式2-1】化合物T是一种用于合成药物的重要试剂,其结构如图所示。已知X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前20号元素,Z、M位于同一主族,X、Y、N的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。下列有关叙述错误的是
A.简单离子半径:M>N
B.X与Y形成的化合物可能含有非极性键
C.Y的最高价氧化物对应水化物是强酸
D.简单氢化物沸点:Z>M
【变式2-2】短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大,它们原子的最外层电子数之和为13。Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍,同时也是Y原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是
A.原子半径大小:
B.X的简单氢化物的沸点在同主族中最低
C.元素X的最高价含氧酸是强酸
D.常温下,单质Y与NaOH溶液反应生成
题型03 离子键和共价键
【典例3】下列物质中,既含有离子键又含有共价键的是
A. B. C. D.
方|法|点|拨
离子键和共价键的比较
化学键类型
离子键
共价键
概念
阴、阳离子间通过静电作用形成的化学键
原子间通过共用电子对形成的化学键
成键微粒
阴、阳离子
原子
成键本质
阴、阳离子间的静电作用
共用电子对对两原子核产生的电性作用
成键元素
活泼金属与活泼非金属之间化合时,易形成离子键。如第ⅠA族、第ⅡA族的金属元素与第ⅥA族、第ⅦA族的非金属元素之间
一般是非金属元素原子间形成共价键;某些不活泼金属与不活泼非金属原子之间也能形成共价键
形成过程
形成物质
离子化合物:大部分盐、强碱、活泼金属氧化物、其他类物质如Na2O2、NaH等
非金属单质(稀有气体除外);共价化合物及复杂的离子化合物
【变式3-1】下列有关化学用语使用正确的是
A.氯原子的电子式为,的电子式为
B.的电子式为
C.Na和Cl形成离子键的过程:
D.电子式表示形成过程:
【变式3-2】下列各组化合物中,化学键的类型完全相同的是
①CaCl2和Na2S②H2O2和Na2O2③CO2和H2S④NH4Cl和NaOH⑤H2O和KCl
A.①②⑤ B.①③④ C.②③④ D.①④⑤
题型04 离子化合物与共价化合物
【典例4】含极性键的离子化合物的是
A.H2SO4 B.CO2 C.KOH D.Na2O2
方|法|点|拨
判断离子化合物与共价化合物的方法
(1)根据化合物的基本类型判断
①常见的盐中绝大多数都是离子化合物,少数盐是共价化合物。如AlCl3是共价化合物。
②常见的强碱是离子化合物,弱碱是共价化合物。如KOH、NaOH、Ba(OH)2是离子化合物,NH3·H2O是共价化合物。
③活泼金属的氧化物、过氧化物是离子化合物,其他元素的氧化物、过氧化物一般是共价化合物。如MgO、CaO、Na2O、K2O、Na2O2等是离子化合物,SO2、SO3、NO2、CO2、CO、SiO2、P2O5、H2O、H2O2等是共价化合物。
④活泼金属的氢化物是离子化合物,其他元素的氢化物多是共价化合物。如NaH、CaH2等是离子化合物,HF、HCl、HBr、HI、H2O、H2S、NH3、CH4等是共价化合物。
(2)根据化合物的导电性判断
熔融状态下能导电的化合物是离子化合物,熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物。
(3)根据化合物的熔、沸点判断
熔、沸点比较高或很高的化合物可能是离子化合物,而熔、沸点较低或很低的化合物可能是共价化合物。
【变式4-1】下列关于离子化合物和共价化合物的说法正确的是( )
A.共价化合物中可能含离子键
B.离子化合物中可能不含金属元素
C.共价化合物溶于水不能导电
D.第ⅠA族元素与第ⅦA族元素形成的化合物一定是离子化合物
【变式4-2】下列叙述不正确的是
A.为离子化合物
B.与N、O、分别形成的化合物中都含有离子键
C.、、的水溶液都能导电,所以它们都属于离子化合物
D.N和可形成共价化合物
题型05 分子间作用力
【典例5】中学化学中很多“规律”都有其适用范围,下列根据有关“规律”推出的结论合理的是
A.和湿润的都有漂白性,推出二者混合后漂白性更强
B.由F、、非金属性依次减弱,推出、、的还原性依次增强
C.根据卤族元素的性质,推出铁与足量碘蒸气反应后铁元素显价
D.结构和组成相似的物质,沸点随相对分子质量的增大而升高,因此沸点低于
方|法|点|拨
化学键、分子间作用力和氢键的比较
化学键
分子间作用力
氢键
概念
相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用
物质分子间存在微弱的相互作用
某些具有强极性键的氢化物分子间的相互作用(静电作用)
存在范围
相邻原子(离子)之间
分子之间
某些有强极性键的氢化物分子之间(HF、H2O、NH3等)
强弱
比较
强
很弱
比化学键弱得多,比分子间作用力强
影响
范围
物质的物理性质及化学性质
物质的物理性质
物质的物理性质
对物
质性
质的
影响
离子键越强,离子化合物的熔点、沸点越高;共价键越强,单质或化合物越稳定
组成和结构相似的物质,相对分子质量的越大,分子间作用力越强,物质的熔点、沸点逐渐越高。
分子间氢键使物质的熔点、沸点升高,在水中的溶解度增大,如熔点、沸点:H2O>H2S,HF>HCl,NH3>PH3
【变式5-1】下列物质中含有共价键、范德华力和氢键的是
A.碘 B.氢氧化钠 C.液态氦 D.冰水
【变式5-2】一定条件下,、都能与形成笼状结构的水合物晶体,与形成的水合物晶体俗称“可燃冰”(结构如图所示)。下列说法正确的是
A.、、都是含极性键的共价化合物
B.可燃冰的笼状结构中甲烷分子与水分子形成共价键
C.水分子间存在范德华力,故水分子高温下也很稳定
D.的空间结构呈正四面体形,、的空间结构呈形
题型06 同素异形现象、同分异构现象和核素
【典例6】下列说法正确的是
A.互为同位素 B.一氯甲烷和二氯甲烷互为同分异构体
C.和互为同素异形体 D.和是同系物
方|法|点|拨
“三同”比较
同位素
同素异形体
同分异构体
概念
具有相同质子数和不同的中子数的同一元素的原子
由同种元素形成的不同单质
分子式相同,但结构不同的化合物
适用对象
原子
单质
化合物
结构
相同点
质子数相同
元素种类相同
分子式相同
异同点
中子数不同,原子种类不同
分子内原子个数不同,或原子结合方式不同
分子内原子的连接方式不同
物理性质
不同
不同
不同
化学性质
基本相同
相似
不一定相似
实例
12C、13C、14C;1H、2H、3H等
金刚石、石墨、C60;红磷、白磷;O2、O3等
正丁烷、异丁烷等
【变式6-1】下列关于16O和18O说法正确的是
A.16O2与18O2互为同素异形体
B.16O与18O是氧元素的两种核素
C.通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化
D.16O与18O核外电子排布方式不同
【变式6-2】下列物质互为同分异构体的一组是
A.氧气与臭氧 B.CH3CH2OH和CH3OCH3
C.35Cl和37Cl D.甲烷与乙烷
题型07 晶体和非晶体
【典例7】下列性质中,可以证明某化合物属于离子晶体的是
A.熔融状态能导电 B.熔点较高 C.水溶液能导电 D.可溶于水
方|法|点|拨
判断晶体与非晶体的方法
(1)依据是否具有自范性:晶体具有自范性,能自发地呈现多面体的外形,而非晶体不具有自范性。
(2)依据是否具有各向异性:晶体具有各向异性,在不同方向上质点排列一般是不一样的,而非晶体不具有各向异性。
(3)依据是否具有固定的熔、沸点:晶体具有固定的熔、沸点,给晶体加热时,当温度升高到某温度时便立即熔化或汽化,在熔化过程中,温度始终保持不变,而非晶体没有固定的熔、沸点。
(4)依据能否发生 X射线衍射(最科学的区分方法):当入射光的波长与光栅隙缝大小相当时,能产生光的衍射现象。X射线的波长与晶体结构的周期大小相近,所以晶体是个理想的光栅,它能使X射线产生衍射。利用这种性质人们建立了测定晶体结构的重要实验方法。非晶体物质没有周期性结构,不能使X射线产生衍射,只有散射效应。
【变式7-1】下列物质中,含有极性键的分子晶体的是
A. B. C. D.
【变式7-2】晶体与非晶体的本质区别在于
A.是否有规则的几何外形 B.是否有各向异性
C.是否有固定的熔点 D.微粒是否呈周期性的有序排列
题型08 化学键与晶体类型
【典例8】下列叙述中正确的是
A.共价晶体(原子晶体)中,共价键的键能越大,熔沸点越高
B.分子晶体中,分子间的作用力越大,该分子越稳定
C.分子晶体中,共价键的键能越大,熔沸点越高
D.共价晶体(原子晶体)中,构成晶体的微粒一定是相同的原子
方|法|点|拨
1、同类晶体熔、沸点比较思路
共价晶体→共价键键能→键长→原子半径;分子晶体→分子间作用力→相对分子质量;离子晶体→离子键强弱→离子所带电荷多少、离子半径。
2、晶体熔、沸点判断其它方法
晶体的熔、沸点高低还可以通过常温常压下物质的状态进行判断。例如,在常温常压下,碘单质为固态,溴单质为液态,氯单质为气态,故沸点:I2>Br2>Cl2。
【变式8-1】下列有关晶体的描述正确的是
A.共价晶体熔化,破坏分子间作用力 B.离子晶体的熔点一定比共价晶体高
C.分子晶体一定是共价化合物 D.只有金属晶体中一定不存在共价键
【变式8-2】下列说法正确的
A.离子晶体中一定不含共价键 B.金属晶体在常温常压下可以是液态
C.共价晶体熔化时不破坏共价键 D.分子晶体内部只存在共价键一种作用力
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(24-25高一下·北京通州·期末)下列性质比较中,正确的是
A.原子半径:C>Si B.酸性:H2SO4>HClO4
C.金属性:Li>Na D.稳定性:H2O>H2S
2.(24-25高一下·浙江宁波·期末)已知主族元素X是第32号元素,下列说法不正确的是
A.X元素可以做半导体材料 B.X元素是第四周期IVA族元素
C.X元素最高价含氧酸为强酸 D.X原子倒数第二层有18个电子
3.(24-25高一下·江苏扬州·期末)《神农本草经》中记载的白矾主要成分为。下列说法正确的是
A.碱性: B.离子半径:
C.沸点: D.非金属性:
4.(24-25高一下·贵州黔南·期末)X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y元素最外层电子数与其电子层数相等,Z与R的原子序数之和是W的核外电子总数的两倍,且X与R可形成两种常见的液体。下列说法正确的是
A.元素Y位于第二周期第族
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:
C.原子半径:
D.X、Z、W、R元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
5.(24-25高一下·湖北襄阳·期末)凤凰咀遗址的发现将襄阳的建城史前推了两千多年。关于该遗址文物涉及的化学知识,下列说法正确的是
A.考古学家利用发现的植物种子中碳的同素异形体的含量推测其年代
B.屈家岭文化陶器表面的黑色斑点主要成分是Fe2O3
C.石家河文化的玉器主要成分是硅酸盐或SiO2,雕琢时发生化学变化
D.煤山文化陶器使用的黏土经淘洗除杂后烧制,故成品的质量和美观度提高
6.(24-25高一下·北京·期末)下列化学用语表述正确的是
A.分子的结构式 B.的电子式
C.的结构示意图 D.中子数为7的碳原子
7.(24-25高一下·河南南阳·期末)下列说法正确的是
A.与不一定互为同系物
B.与互为同素异形体
C.与互为同位素
D.有机化合物与互为同分异构体
8.(24-25高一下·浙江嘉兴·期末)下列物质中含有非极性共价键的化合物是
A.Br2 B.Na2O2 C.H2O D.NH3
9.(24-25高一上·福建福州·期末)金属铷(Rb)与金属钠位于同一主族,根据元素周期律推测,下列说法错误的是
A.Rb的原子半径比Na大 B.Rb的金属性比Na强
C.Rb与水反应会爆炸 D.RbOH的碱性比NaOH的碱性弱
期末重难突破练(测试时间:15分钟)
10.(24-25高一上·广东广州·期末)化学之美随处可见。下列说法不正确的是
A.颜色美:绚丽烟火呈现的是各种金属元素的焰色
B.秩序美:元素周期表划分为7个周期和18个族
C.现象美:铜丝伸入AgNO3溶液中,产生美丽的“银树”
D.物质美:晶莹剔透的金刚石和乌黑润滑的石墨互为同素异形体
11.(24-25高一上·天津河北·期末)如图所示是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系,则下列说法正确的是
A.M在周期表中的位置为第三周期Ⅳ族
B.Y和N形成的化合物在熔融状态下能导电
C.X、N两种元素的氢化物的沸点相比,前者较低
D.Y元素和X元素可以形成化合物,中阴、阳离子个数之比为
12.(24-25高一上·广东广州·期末)符号表征是化学学习的重要工具。下列化学用语或说法正确的是
A.H2O的分子结构模型:
B.HClO的结构式:H-Cl-O
C.中子数为35的溴原子:
D.用电子式表示MgCl2的形成过程为:
13.(24-25高一上·四川绵阳·期末)压水堆核电机组启动时向冷却剂中注入联氨可以除去水中的氧:。用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标况下参与反应失去的电子数为
B.常温常压下,中含有分子数小于
C.中含有个共价键
D.分子中含有的中子数为
14.下列有关物质结构与性质的说法不正确的是
A.若用氮原子取代晶体硅中的部分硅原子,则熔点增大,硬度增强
B.甘油因与水分子间存在较多氢键,故可以用作保湿剂
C.生铁中的含碳量减少,延展性会增强
D.将引入有机基团转化为,熔点会升高
15.(24-25高一上·陕西安康·期末)回答下列问题。
(1)有以下几种物质:①熔融的、②、③液态氯化氢、④盐酸、⑤乙醇、⑥食醋(醋酸的质量分数为4.5%)、⑦、⑧石墨,其中属于电解质的是 (填序号,下同);能导电的是 。
(2)等质量的和中所含质子数之比为 ,所含中子数之比为 。
(3)20g某金属硫酸盐中含有0.15,则M的摩尔质量为 。
(4)的结构式为 ;的电子式为 。
(5)已知在一定条件下可以将氧化为,同时自身被还原为,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
16.(24-25高一上·浙江温州·期末)元素周期表体现了元素位构性的关系,揭示了元素间的内在联系。针对小高参考标准元素周期表绘制的简易元素周期表,回答以下问题:
(1)元素①~⑨中,化学性质最不活泼的元素构成单质的化学式为 。
(2)写出由⑤⑧⑨三种元素组成的离子化合物的电子式 。
(3)某一储氢材料化合物中含①元素,则该化合物中含有 (选填“离子键”、“共价键”或“离子键和共价键”),尝试用电子式表示该化合物的形成过程: 。
(4)元素的金属性比较:② ③(选填“<”、“>”或“=”),设⑥元素为X,则其所构成的离子化合物为CaX2,可以将其与浓的④最高价氧化物对应的水化物在加热的条件下,利用高沸点酸制低沸点酸(元素构成有⑥、⑧),则其发生反应的化学方程式为 ,该反应不可以用下列装置中的 (填序号)。
a.铅制容器 b.聚四氟乙烯容器 c.全玻(磨口)容器
17.(24-25高一上·天津红桥·期末)元素周期表是学习化学的基础,如图为元素周期表的一部分。
回答下列问题:
(1)④的简单离子结构示意图为 。
(2)⑦在元素周期表中的位置是 。
(3)下列含①、②、⑦元素的相关分子结构模型中,不能正确表示分子空间结构的是 (填字母)。
A.
B.
C.
D.
(4)①和⑤形成的化合物中化学键类型为 ;③和⑤形成的淡黄色固体为 (填化学式),该化合物与反应的化学方程式为 。
(5)欲比较③与④的非金属性强弱,下列说法可作为判断依据的是 (填字母)。
a.比较③、④两种元素单质的沸点高低
b.比较③、④两种元素单质与化合的难易程度
c.比较③、④两种元素气态氢化物的稳定性
d.比较③、④两种元素的氧化物对应水化物的酸性强弱
期末综合拓展练(测试时间:25分钟)
1.(24-25高一上·天津河北·期末)请结合元素周期表和元素周期律的相关知识,按要求回答下列问题。
(1)元素镁的原子结构示意图为 ,镁元素在元素周期表中的位置为第三周期、第 族。
(2)化合物氯化钠,化学键为 (填“共价键”或“离子键”)。
(3)氯化氢的电子式为 。
(4)根据硫和氯的原子结构特征,比较相应性质的强弱(填“<”或“>”)。
非金属性:S ;酸性: 。
(5)第二周期主族元素中,原子半径最小的元素 (填元素符号)。
(6)第三周期中金属性最强的元素与氧气反应,生成的化合物有 (填化学式)。
(7)根据卤素单质与氢气的反应事实,回答随着原子核电荷数的增多,卤素单质与氢气反应规律的变化。
①与氢气反应的难易程度: 。
②生成的氢化物的稳定性: 。
③卤素的非金属性强弱: 。
④将氯气通入溶液中反应的化学方程式: 。
2.(24-25高一上·广东汕尾·期末)元素周期表在学习、研究中有很重要的作用。下表是元素周期表的一部分。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
a
2
b
c
d
3
e
f
g
h
i
j
回答下列问题:
(1)h的元素符号是 。
(2)i、j的最高价氧化物对应的水化物中,酸性较强的物质的化学式是 。
(3)e的金属性强于f的金属性,请根据原子结构说明原因: 。
(4)下列说法正确的有___________(填字母)。
A.最简单氢化物的稳定性:
B.b的单质比d的单质更难与氢气反应
C.b的最高正化合价和最低负化合价绝对值相等
D.b与j的最简单氢化物能化合形成共价化合物
(5)价类二维图是归纳整理元素化合物知识的好工具。j元素的价类二维图如图所示,图中的盐类均为钠盐。
①以上物质中,属于弱电解质的是 (填化学式)。
②物质B中所含的化学键类型为 。
③写出物质A与G的溶液发生反应的离子方程式: 。
(6)由表中元素组成的常见无机化合物M、N、P、X有以下转化关系:
若化合物M、N、P中含同一种金属元素,X在水中可电离出,所有反应都在溶液中进行,则反应②的离子方程式为 。
3.(25-26高一上·湖南河南·期末)下列是从上到下原子序数依次增大的七种短周期主族元素,其元素性质或原子结构如下表所示:
元素编号
元素性质或原子结构
X
元素周期表中原子半径最小的元素
Y
Y的一种同素异形体可用作润滑剂
Z
常温下单质由双原子分子构成、1个分子中有14个电子
W
地壳中含量最高的元素
Q
是第3周期元素的简单离子中半径最小的
E
与Z同主族
F
元素最高正价与最低负价代数和为6
回答下列问题:
(1)元素W在元素周期表中的位置是 ,元素Y的一种核素可测定文物年代,这种核素表示为 。
(2)得电子能力W Z(填“>”或“<”),能证明这一事实的是 (填字母)。
A.W元素的单质的熔点比Z元素的单质的低
B.W元素的最高正化合价比Z元素的低
C.W元素的单质与氢气反应比Z元素的单质与氢气反应剧烈
D.简单气态氢化物的稳定性:
(3)用电子式表示X与W生成化合物的形成过程: 。
(4)Z、E、F三种元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性由强到弱的顺序是 (填化学式)。Z与Q两种元素的最高价氧化物对应的水化物的水溶液,相互反应的离子方程式为 。
4.(24-25高一上·广东广州·期末)回答下列问题。
(1)氮元素位于元素周期表的第 族、第 列。
(2)分子中所有原子最外层电子数均为8,它的结构式为 。写出一种与它含有完全相同的化学键类型和数目的物质的化学式: 。
(3)常温下是液体,遇到水发生水解,生成盐酸、二氧化硫和硫,写出反应的化学方程式 。
(4)X射线衍射法可以测定某些分子的结构,下列分子的结构模型正确的是 (填字母)。
选项
A
B
C
D
分子
结构模型
直线形
直线形
直线形
平面正方形
(5)已知共价键的极性与共用电子对的偏转程度相关。次氟酸的酸性比次氯酸强,比较两种酸中极性共价键(键)的极性大小: (填“”或“”)。
(6)已知等摩尔和的混合物熔化后可以导电,共熔液中含有离子,写出熔化时发生反应的化学方程式: 。
(7)已知元素锡与碳同族,与氢氧化钠溶液反应的生成物是水和 (写化学式)。
5.(24-25高一上·天津南开·期末)元素周期律的发现,对化学的发展有很大影响。某兴趣小组的同学进行实验,验证元素周期律。回答下列问题:
.验证同周期元素性质的递变规律。
(1)用离子方程式解释现象1: 。
(2)对比分析现象1和现象2,说明沉淀X属于 (填“酸”“碱”或“两氧化物”)。
(3)现象4为 。
(4)该组实验可验证同周期元素金属性强弱:Mg Al(填“<”或“>”)。
.探究同主族元素性质的递变规律。
(5)实验i溶液颜色变深,反应的离子方程式是 。
(6)实验ii观察到的现象是 ,甲同学根据此现象得出结论:Br2>I2,乙同学认为实验ii不能充分证明氧化性Br2>I2,其理由是 。
(7)从原子结构的角度解释同一主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱的原因: 。
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