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专题05 原子结构与化学键
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考点聚焦:紧扣考试命题常考点,有的放矢
重点速记:知识点和关键点梳理,查漏补缺
难点强化:难点内容标注与讲解,能力提升
复习提升:基础巩固+提升专练,全面突破
知识点1:原子的构成与原子核外电子排布
1.构成原子的微粒及其性质
2.质量数
(1)概念:将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数,常用A表示。
(2)构成原子的粒子间的两个关系
①质量数(A)= (Z)+ (N)。
②质子数= = 。
3.电子层
(1)概念:在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系
电子层数n
1
2
3
4
5
6
7
电子层符号
离核远近
近→远
能量高低
低→高
4.核外电子排布规律
在含有多个电子的原子里,电子依能量的不同是分层排布的,其主要规律是:
①核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理);
②每个电子层最多容纳2n2个电子(n为电子层数)
③最外层电子数不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)
④次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)
⑤倒数第三层电子数目不能超过32个(K层为倒数第三层时不能超过2个)
5.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠的原子结构示意图
(2)离子结构示意图
原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子,此过程中原子核不发生改变,只是核外电子(一般是最外层电子)数目发生了改变。因此,简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布,如Cl- 、Na+
①离子结构示意图中,阳离子:核内质子数 核外电子数;阴离子:核内质子数 核外电子数,且差值为离子所带 数。
②简单离子(即单原子离子)的离子结构示意图中最外层一般为 结构(若K层为最外层,则是 结构)。
③原子与离子结构示意图比较
微粒
原子
阳离子
阴离子
结构
质子数=电子数
质子数>电子数
质子数<电子数
电性
不显电性
带 电
带 电
最外层电子数
不一定是8
一般是8
一般是8
化学性质
不一定稳定
6.巧记电子总数或质子总数相同的粒子
(1)核外电子总数相等的微粒可以是分子 ,也可以是离子;可以是单核微粒,也可以是多核微粒。电子总数相同的微粒:
10电子微粒
18电子微粒
2电子微粒
(2)质子总数相同的粒子
离子
9质子
F-、OH-、NH2-
11 质子
Na+、H3O+、NH4+
17质子
Cl-、HS-等
寻找具有相同质子数的离子时,常以单核离子为基础,通过其相邻元素氢化物形成的离子来确定,如确定含9个质子的离子,以F-为基础,然后确定8 + 1 (质子数分别为8、1 的两种原子)形成的离子、7 + 2(质子数分别为7、2的两种原子)形成的离子等。
分子
14质子
N2、CO
16质子
S和O2等
质子数相同的分子,其电子数也相同,因此记忆时可通过联想法:如判断与N2具有相同质子数的分子,以N的质子数7为中心,结合常见物质可确定双原子分子CO(质子数 6+8=7 +7)。
7.“8电子稳定结构”的判断方法
(1)经验规律法
①分子中的氢原子不满足8电子结构;
②一般来说,在ABn型分子中,若某元素原子最外层电子数+|化合价|=8,则该元素原子的最外层满足8电子稳定结构。如CO2分子中,碳元素的化合价为+4,碳原子最外层电子数为4,二者之和为8,则碳原子满足最外层8电子稳定结构,同理知氧原子也满足最外层8电子稳定结构。
(2)成键数目法
若该原子达到所需成键数目,则为8电子结构,若未达到或超过所需成键数目则不为8电子结构,如PCl5中的P,BeCl2中的Be。
知识点2:核素 同位素
1.元素
(1)概念:具有相同 (核电荷数)的一类原子的总称。
(2)决定元素种类的是 。
2.核素
(1)概念:具有一定数目 和一定数目 的一种原子。
(2)表示方法——原子符号
①绝大多数元素都包含多种核素,如氢元素存在、、三种核素。
②不能利用 数确定核素的种类,如、的质量数相同,但它们属于两种不同核素。
③核素的质子数 等于0,而中子数 等于0,如。
④决定原子(核素)种类的是质子数和中子数。
3.同位素
(1)概念: 相同而 不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)。“同位”是指核素的质子数相同,在元素周期表中占有相同的位置。
(2)氢元素的三种核素互为同位素
H
H
H
名称
氕
氘(重氢)
氚(超重氢)
符号
质子数
中子数
(3)同位素的特征
①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同;物理性质略有差异。
②在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,同位素相互之间保持一定的比率。
(4)常见同位素的用途(同位素与用途之间连线)
(5)元素、核素、同位素、同素异形体的联系
4.几种“相对原子质量”
(1)概念理解
概念
概念理解
原子质量
某元素一个原子的真实质量。例如一个原子的质量是2.657×10-26 kg
原子的相对原子质量
一个原子的质量与一个原子质量的1/12的比值
原子的近似相对原子质量(质量数)
原子核内质子数与中子数之和。例如的质量数为18
元素的相对原子质量
元素的各种天然同位素的相对原子质量与其在自然界中所占的百分比乘积的加和。计算公式为Ar=Ar(A)·a% +Ar(B)·b% +…[其中,Ar(A)、Ar(B)分别为各核素的相对原子质量,a% 、b%分别为自然界中各核素的丰度或原子个数百分比,a% + b% +…=1]。元素周期表中外围电子层排布下方的数字就是元素的相对原子质量
元素的近似相对原子质量
Ar =Ar(A)·a% + Ar(B)·b% +…,该式中Ar(A)、 Ar(B)若用各核素的质量数代替即得元素的近似相对原子质量
(2)实例比较
氯元素
35Cl
37Cl
质量数
35
37
核素的相对原子质量
34.969
36.966
核素的近似相对原子质量
35
37
同位素丰度
75.77%
24.23%
氯元素的相对原子质量
34.969×75.77% + 36.966×24.23% ≈ 35.45
氯元素的近似相对原子质量
35×75.77% + 37×24.23% ≈ 35.48
知识点3:碱金属元素
1.碱金属元素的对比
元素名称
元素符号
核电荷数
原子结构示意图
最外层电子数
电子层数
原子半径/nm
锂
3
1
2
0.152
钠
11
1
3
0.186
钾
19
1
4
0.227
铷
37
1
5
0.248
铯
55
1
6
0.265
2.碱金属单质物理性质的相似性和递变性
碱金属单质
颜色和状态
密度/( g/cm3 )
熔点/℃
沸点/℃
锂
银白色,柔软
0.534
180.5
1 347
钠
0.97
97.81
882.9
钾
0.86
63.65
774
铷
1.532
38.89
688
铯
略带金色光泽,柔软
1.879
28.40
678.4
结合表中信息可知,碱金属单质物理性质的相似性:除铯外均为银白色,都比较柔软,有延展性,硬度小,密度小,熔点低,沸点低;递变性:随着原子序数的递增,碱金属单质的密度逐渐 ( 反常),熔、沸点逐渐 。
3.碱金属元素原子结构与化学性质的关系
(1)相似性(R表示碱金属元素,不考虑放射性元素):原子都容易失去最外层的一个电子,碱金属单质化学性质活泼.都能与氧气等非金属单质及水反应,与水反应的通式为:
2R + 2H2O===2ROH +H2↑
(2)递变性:
a.随者原子序数的递増,碱金属元素原子失电子能力逐渐 ,元素金属性逐渐 ,单质和氧气的反应越来越 ,生成的氧化物越来越复杂,和水反应越来越 。
b.碱金属单质都具有还原性,还原性由弱到强的顺序是Li<Na<K<Rb<Cs。
c.碱金属单质物理性质的变化规律:随着原子序数的递增,碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐降低。
(3)碱金属的特殊性
①单质Na、K通常保存在煤油中,Li通常用 密封。
②碱金属中还原性最强的是 ,还原性最弱的是 。
③碱金属阳离子中氧化性最弱的是 ,氧化性最强的是 。
④碱金属元素单质中只有Li与O2反应的产物为一种(Li2O),其他单质与O2反应的产物至少有 种。
⑤碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH ,其他均为易溶于水的強碱。
知识点4:卤族元素
1.卤族元素的原子结构
元素名称及符号
氟(F)
氯(Cl)
溴(Br)
碘(I)
原子序数
9
17
35
53
原子结构示意图
最外层电子数
7
7
7
7
电子层数
2
3
4
5
原子半径
从F→I逐渐增大
由上表分析知,卤族元素原子结构的递变规律:①卤族元素的原子最外层电子数相同,都为7,都易得到一个电子,单质具有较强的 ;②随着原子序数的递増,原子核外电子层数依次 ,原子半径逐渐 。
2.卤素单质物理性质的相似性和递变性
单质
F2→Cl2→Br2→I2
相似性
都有颜色,熔、沸点较低
不易溶于水,易溶于CCl4等有机溶剂(F2易和水发生反应)
递变性
状态(通常状况下)
气体→气体→液体→固体
颜色
淡黄绿色→黄绿色→ → (逐渐加深)
密度
逐渐
熔点和沸点
逐渐
在水中的溶解度
逐渐
3.卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与H2的反应
单质
反应条件
化学方程式
氢化物稳定性
F2
暗处
H2 + F2===2HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
H2 + Cl2 点燃或光照2HCl
较稳定
Br2
加热
H2 + Br22HBr
不如HCl稳定
I2
不断加热
H2 + I2 2HI
不稳定
由表中信息可知,从F2到I2,卤素单质与H2反应所需要的条件逐渐变苛刻,反应剧烈程度逐渐 ,生成的气态氢化物稳定性逐渐 。
(2)卤素单质间的置换反应
实验名称
实验操作
实验现象
离子方程式及实验结论
氯置换溴
溶液颜色变为 ,比氯水颜色深
2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
氧化性:Cl2>Br2
氯置换碘
溶液颜色变为 ,比氯水颜色深
2I-+Cl2===2Cl-+I2
氧化性:Cl2>I2
溴置换碘
溶液颜色变为 ,比溴水颜色深
2I-+ Br2===2Br-+I2
氧化性:Br2>I2
①F是 的非金属元素,F2氧化性很强, F-还原性很弱。F无 价,无 。
②F2能与水剧烈反应,不存在F2的水溶液。卤素单质与水反应生成氢卤酸与次卤酸 (F2除外),如 X2 + H2O===HX + HXO(X为 Cl、Br、I),F2与H2O反应的化学方程式为 。
③卤素单质间可以发生置换反应,较活泼的卤素单质可以将较不活泼的卤素单质从它们的盐溶液中置换出来,但F2除外。这是因为F2极易与溶液中的H2O反应生成O2。
④Cl2易液化。
⑤常温下,Br2是 呈液态的非金属单质。液溴有很强的腐蚀性,易挥发,有毒。实验室中保存溴单质时常加 以减少挥发,试剂瓶不能用 。
⑥I2为紫黑色固体,受热易升华,淀粉溶液遇碘变 。
⑦HF是弱酸,而HCl、HBr、HI是强酸,且酸性 HF HCI HBr HI。
⑧卤素单质与活泼金属(如Na、K等)反应生成相应的金属卤化物,如2Na + X22NaX (X 为 F、Cl、Br、I)。
⑨变价金属(如Fe、Cu)与卤素单质反应生成 金属卤化物(碘除外,I2的氧化性较弱,I2与Fe反应只能生成 态的FeI2)。
溴和碘在不同溶剂中呈现的颜色
物质
颜色
饱和溴水
稀溴水
溴溶于苯、四氯化碳等有机溶
碘水
碘的酒精溶液
碘的四氯化碳溶液
知识点5:离子键
1.从微观角度理解氯化钠的形成过程
不稳定的钠原子和氯原子通过得失电子后最外层都达到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.离子键和离子化合物
(1)离子键
(2)离子化合物
(3)关系
离子化合物一定含有离子键,含离子键的化合物一定是离子化合物。
3.电子式
(1)定义
在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子叫做电子式。
(2)电子式的书写
①原子的电子式:以第三周期元素为例
原子
电子式
原子
电子式
原子
电子式
Na原子
·Na
Mg原子
Mg或·Mg·
Al原子
或··
Si原子
·或··
P原子
·
S原子
··
Cl原子
·
Ar原子
—
—
每个方向最多一对电子(两个电子)。
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:
画出最外层电子数,用“[ ]”括起来,并在右上角标出“”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。
相同离子不合并,分列在另一离子的周围。
(3)用电子式表示下列物质的形成过程
左边写原子的电子式,右边写离子化合物的电子式,中间用“―→”连接,例如:
①NaCl:。
②MgBr2:。
书写电子式的注意事项
①一个“·”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。
②同一原子的电子式不能既用“×”又用“·”表示。
③“[ ]”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。
④在化合物中,如果有多个阴、阳离子,阴、阳离子必须是间隔的,即不能将两个阴离子或两个阳离子写在一起,如CaF2要写成,不能写成,也不能写成。
⑤用电子式表示化合物形成过程时,由于不是化学方程式,不能出现“===”。“―→”前是原子的电子式,“―→”后是化合物的电子式。
知识点6:共价键
1.从微观角度理解氯气的形成过程
氯原子的最外层有7个电子,要达到8电子稳定结构,都需要获得1个电子,所以氯原子间难以发生电子的得失。如果2个氯原子各提供1个电子,形成共用电子对,2个氯原子就都形成了8电子稳定结构。
氯分子的形成过程可用电子式表示为:
2.共价键和共价化合物
(1)共价键
(2)共价化合物
3.以共价键形成的分子的表示方法
分子
电子式
结构式
分子结构模型
H2
H-H
HCl
H-Cl
CO2
H2O
CH4
注:在化学上,常用一根短线“—”表示一对共用电子,这种图示叫做结构式。
(3)用电子式表示共价化合物的形成过程:
HCl:
共价化合物(单质)电子式书写的六大错因
①漏写不参与成键的电子。如N2的电子式误写成,应为:,NH3的电子式误写成,应为。
②共用电子对数目写错。如CO2的电子式误写成:,应为。
③原子结合的顺序写错。如HCIO的电子式误写成,应为。
④错误使用括号。如HCl的电子式误写成,应为。
⑤混淆电子式与化学式的书写。如H₂S的电子式误写成,应为。
⑥不考虑原子最外层有几个电子,均写成8电子结构。如BCl3的电子式误写成,应为。
知识点7:化学键及分类
1.化学键
(1)化学键
(2)化学反应的本质
一个化学反应过程,本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。
2.离子化合物与共价化合物的比较
离子化合物
共价化合物
概念
由离子键构成的化合物
以共用电子对形成分子的化合物
构成粒子
粒子间的作用
熔、沸点
较高
一般较低,少部分很高(如SiO2)
导电性
熔融状态或水溶液导电
熔融状态不导电,溶于水有的导电(如硫酸),有的不导电(如蔗糖)
3.分子间作用力
定义
把分子聚集在一起的作用力,又称
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 ,而化学键主要影响物质的 ;
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, 越大,物质的熔、沸点也越高。例如,熔、沸点:I2Br2Cl2F2。
4.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。
重难点1:“四同法”比较微粒半径的大小
1.同周期——“序大径小”
(1)规律:同周期主族元素,从左往右,原子半径逐渐减小。
(2)举例:r(Na) >r(Mg) >r(Al) >r(Si) >r(P) >r(S) >r(Cl)。
2.同主族——“序大径大”
(1)规律:同主族元素,从上到下,原子(或离子)半径逐渐增大。
(2)举例:r(Li) <r(Na) <r(K) <r(Rb) <r(Cs),r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。
3.同元素不同微粒半径
(1)同种元素的原子和离子半径比较——“阴大阳小”。
某原子与其离子半径比较,其阴离子半径大于该原子半径,阳离子半径小于该原子半径。如:r(Na+)<r(Na);r(Cl−) >r(Cl)。
(2)同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。
带电荷数越多,粒子半径越小。如:r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe)。
4.同结构——“序大径小”
(1)规律:电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。
(2)举例:r(O2−) >r(F−) >r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
共价化合物(单质)电子式书写的六大错因
①“一看”电子层数:当电子层数不同时,电子层数越多,半径越大。
②“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
③“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
④所带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。例:比较r(Mg2+)与r(K+)可选r(Na+)为参照,可知r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)。
重难点2:物质变化过程中化学键的变化
1.化学反应过程
(1)化学键的变化
化学反应过程包含反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成,如H2+Cl22HCl。
(2)实质:
两过程不可分割
2.物质的溶解或熔化过程
(1)离子化合物的溶解或熔化的过程
离子化合物电离阴、阳离子
如NaCl在水中或熔化时的电离:NaCl===Na++Cl-。一些特殊的离子化合物,可以和水发生反应,如Na2O2溶于水既有离子键又有共价键被破坏。
(2)共价化合物的溶解或熔化过程
①溶解过程
②熔化过程
(3)单质的熔化或溶解过程
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
金刚石或晶体硅
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等
基础巩固
1.(25-26高一上·北京朝阳·期末)下列物质中,只含有非极性共价键的是
A. B. C. D.NaOH
2.(25-26高一上·北京·期末)下列化学用语不正确的是
A.S的原子结构示意图:
B.CO2的电子式:
C.CH4的分子结构模型:
D.HCl的形成过程:
3.(25-26高二上·河北保定·期末)科学家通过核反应发现了氚()。下列说法正确的是
A.的质量数为2 B.和互为同素异形体
C.的质子数与中子数相同 D.核反应属于化学反应
4.(25-26高一上·甘肃兰州·期末)下列关于碱金属元素和卤族元素的说法错误的是
A.由于钠和钾的原子结构极为相似,所以它们对应的碱都是强碱
B.碱金属元素随着原子序数的递增,元素对应的单质与水反应的剧烈程度逐渐降低
C.第ⅦA元素随着原子序数的递增,元素对应的单质的熔沸点逐渐升高
D.通过卤素单质与氢气反应所需要的反应条件难易,可以判断氯的非金属性比溴强
5.(25-26高一上·辽宁辽阳·期末)中国科学院团队利用中国超重元素研究加速器装置提供的束流轰击靶,通过熔合蒸发反应,合成了新核素。下列说法正确的是
A.与互为同素异形体 B.的相对原子质量为175 g
C.的中子数比质子数多28 D.与合成属于化学变化
6.(25-26高一上·青海西宁·期末)我国科研人员利用激光操控方法,从原子束流中直接俘获原子,实现了对的灵敏检测。可应用于地球科学与考古学。的原子核内中子数是
A.20 B.21 C.41 D.61
7.(25-26高一上·北京·期末)化学键是高中化学中一个重要概念,与物质变化过程中的能量变化息息相关,下列说法正确的是
①化学键存在相邻原子间强烈的相互作用 ②是离子化合物
③中既存在离子键又存在共价键 ④物理变化也可以有化学键的破坏
⑤吸热反应一定需要加热 ⑥氢键是化学键中的一种,会影响物质的熔沸点
⑦速滑馆“冰丝带”用干冰作为制冷剂,干冰升华过程中破坏了共价键
⑧化学变化中一定有化学键的断裂和形成,所以一定伴随能量的变化
A.①③④⑧ B.③④⑥⑦ C.①②③④ D.③④⑤⑧
8.(25-26高一上·北京·期末)下列物质中,含非极性共价键的离子化合物是
A. B. C. D.
9.(25-26高一上·北京·期末)下列物质中,既含有离子键,又含有极性共价键的是
A. B. C.NaOH D.
10.(25-26高一上·北京·期末)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.的结构示意图:
B.的分子结构球棍模型:
C.NaCl的电离方程式:
D.用电子式表示HCl的形成过程:
11.(25-26高一上·湖南长沙·期末)下列化学用语或图示表达正确的是
A.的结构示意图:
B.NaCl溶液中的水合离子:
C.HClO的结构式:H-Cl-O
D.C和O2形成的过程:
12.(23-24高一下·浙江·期末)下列溶液不能使淀粉碘化钾试纸变蓝色的是
A.氯化铁溶液 B.新制氯水 C.食盐水 D.碘酒
13.(22-23高一上·上海静安·期末)已知氯元素有两种同位素分别是35Cl和37Cl,在自然界的丰度分别为75.77%和 24.23%,由此不能得知
A.同位素的中子数 B.同位素的质量数
C.氯元素的相对原子质量 D.氯元素的近似相对原子质量
14.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·期末)下列相关说法正确的是
A.和属于同位素 B.金刚石、石墨、石墨烯是同素异形体
C.、是同素异形体 D.、、是同素异形体
15.(25-26高一上·北京通州·期末)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验),实验过程:
①打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
②当乙和丙中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
③当乙中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a.
④打开活塞b,将少量丙中溶液滴入丁中,关闭活塞b,取下丁振荡、静置后CCl4层溶液变为紫红色。
下列说法不正确的是
A.甲中反应利用了浓盐酸的酸性和还原性
B.丙中盛放NaBr溶液的浓度应大于或等于乙中NaBr溶液的浓度
C.由上述实验可以确定氧化性:Cl2>Br2>I2
D.过程③的实验目的是验证氧化性:Cl2>Br2
16.(多选)(23-24高一上·上海·期末)下列微粒中,具有相同的电子层数与最外层电子数的是
A.He与Li B.与 C.与 D.与Ar
提升专练
1.(25-26高一上·甘肃庆阳·期末)我国科研团队成功制备出,其在材料科学领域有潜在应用。的核电荷数和中子数之比为
A.115:288 B.288:115 C.115:173 D.115:58
2.(25-26高二上·北京·期末)下列物质中,既含有离子键又含有共价键的是
A.NaOH B.NaCl C. D.
3.(25-26高一上·北京·期末)Se是人体必需的微量元素。下列关于和的说法中不正确的是
A.和都含有34个质子 B.和互为同位素
C.和含有相同的中子数 D.和含有相同的电子数
4.(25-26高一上·北京·期末)下面各组粒子中,具有相同的质子数和电子数的是
A.、、 B.、、
C.、、 D.HCl、、
5.(25-26高一上·黑龙江·期末)下列说法错误的是
A.溶于水破坏了和之间的离子键
B.NaOH固体中既含有离子键又含有极性共价键
C.水分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构
D.根据的酸性比强,可以判断C的非金属性比Si强
6.(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)化学用语是一种国际性的科技语言,也是学习化学的工具。下列化学用语表达错误的是
A.的电离方程式:
B.的电子式:
C.的结构式:
D.用电子式表示的形成过程:
7.(22-23高一下·上海浦东新·期中)下列关于碱金属的叙述中,正确的是
A.碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大
B.碱金属随着原子序数增大,与水反应越剧烈
C.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越弱
D.碱金属单质的化学性质活泼,易从盐溶液中置换其它金属
8.(23-24高一上·辽宁·期末)铯(Cs)是制造真空器件、光电管、原子钟等的重要材料,金属铯的密度为,熔点为。下列说法正确的是
A.的原子序数为87 B.碱性:
C.铯与水反应时,铯浮在水面上,反应剧烈,发生爆炸 D.铯的熔点大于钠
9.(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,其中推测合理的是
A.与形成离子键,与形成离子键,推测与也形成离子键
B.与水反应缓慢,与水反应较快,推测(第六周期第IIA族)与水反应会更快
C.与加热到一定温度才反应,与点燃发生反应,推测与需要在高温下才能反应
D.在1500℃时分解,在500℃时分解,推测的分解温度介于二者之间
10.(25-26高一上·四川凉山·期末)下列有关化学用语书写不正确的是
A.的结构式:
B.用电子式表示的形成过程为:
C.NaCl溶液中的水合钠离子:
D.HClO的电子式:
11.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)雷雨天闪电时空气中有生成,下列说法中,正确的是
A.和互为同位素
B.等质量和含有相同数目的质子
C.和之间的相互转化是物理变化
D.在相同的温度和压强下,气体体积相等的和含有相同数目的原子
12.(25-26高一上·辽宁·期末)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,用如图所示装置进行实验。实验过程如下:
①打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
②当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
③当B中溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a。
④打开活塞b,放出少量溶液后关闭活塞b,振荡D并静置,D中下层液体呈紫红色。
已知:的溶液呈紫红色。
下列说法不正确的是
A.可证明氧化性的实验现象:A中湿润的淀粉试纸变蓝
B.过程③的目的是确保C的黄色溶液中无,排除氯气对溴置换碘实验的干扰
C.C中盛放NaBr溶液的浓度应等于或大于B中的NaBr溶液
D.挥发的HCl气体会干扰本实验结果和结论的得出,应改进装置
13.(25-26高一上·北京·期末)阅读下面一段材料并回答问题。
简牍(简即竹简,牍即木牍)是纸张发明普及前古人书写文字的主要材料。刚出土的简牍,从饱水缺氧状态进入有氧状态,易被氧化发黑,使用化学物质修复简牍是重要的方法。
I.清洗脱色
简牍中含有木质素(一种有机化合物),木质素被氧化使其变色发黑。同时,也可与木质素发生反应,生成深黑色的物质。由此造成简牍颜色加深,难以辨别字迹。针对这些问题,可采用连二亚硫酸钠()使被氧化的有机基团还原,也可以使用维生素将还原为,使黑色的简牍恢复至浅褐色。
II.脱水保护
针对腐朽严重、机械强度较小的饱水竹木简牍,醇-醚连浸法是常用的脱水保护方法。该方法使用高浓度乙醇浸泡,使简牍中的水分脱除,再用挥发能力更强的乙醚浸泡,简牍便会干燥定型。
(1)通过测定简牍中有机物的可以推断其年代。与互称 ;以下选项中,与的原子含有相同的 (填字母)。
A.质子数 B.中子数 C.质量数 D.最外层电子数
(2)连二亚硫酸钠(,其中O为-2价)中S元素的化合价为 。
(3)清洗脱色过程中,连二亚硫酸钠和维生素C均表现出的化学性质是 。
(4)将维生素还原的离子方程式补充完整: 。
(5)乙醇()的部分结构与水类似,在下图中将乙醇的电子式补充完整: 。
(6)推测沸点:乙醚 乙醇(填“>”或“<”)。
14.(25-26高一上·辽宁沈阳·期末)某校研究性学习小组拟用下图装置制取纯净、干燥的氯气,并利用氯气与碘反应制备一氯化碘(ICl)。
已知:①ICl是红棕色液体,熔点为13.9℃,沸点为97.4℃,易挥发,易与水反应,溶于乙醇、乙醚等;②氯气与碘的反应为放热反应。
(1)上述装置,按气流方向连接的顺序为A→ →D(装置可重复使用);
(2)A装置中发生反应的离子方程式为 。
(3)仪器a名称是 ,E装置的作用是 。
(4)B装置烧瓶需采用 (填“热水浴”“冷水浴”或“热油浴”),其目的是: 。
(5)C装置可以用F装置代替,F装置的作用是除去中的, (答出两点即可)。
(6)ICl是一种卤素互化物,其性质与卤素单质相似,如:ICl+H2O=HCl+HIO。以下判断正确的是_______。
A.的沸点介于和之间
B.能与反应生成
C.ICl与水的反应属于氧化还原反应
D.ICl与冷的溶液反应的离子方程式为
15.(25-26高一上·湖北武汉·月考)月壤的构成与地球土壤类似。土壤中含有的W、X、Y、Z 、R为1~18号元素中的五种,且原子序数依次增大,最外层电子数之和为22,其中W的最外层电子数是内层电子总数的3倍,X、Y、Z原子序数是连续的。
(1)W元素可形成多种氢化物,其中含18电子的氢化物的化学式为 ,它与酸性溶液反应的离子方程式为 。
(2)R元素的单质为淡黄绿色的气体,该单质与水反应的化学方程式为 。
(3)X原子核外电子所占据的电子层中,能量最高的是 层(填符号)。
(4)Y单质既可与HCl溶液反应,又可与NaOH溶液反应,Y与NaOH溶液反应的化学方程式为 。与Y元素的简单离子结构具有相同电子数的四核微粒的化学式 (写一个即可)。
(5)Z元素在自然界中有三种稳定的同位素,相关信息如下:
核素符号
相对原子质量
27.977
28.976
29.974
丰度(%)
x
y
3.10
Z元素的平均相对原子质量
28.086
表格中x、y和3.10%分别代表Z中对应核素的丰度,则x= % (计算结果保留两位小数)。
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专题05 原子结构与化学键
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知识点1:原子的构成与原子核外电子排布
1.构成原子的微粒及其性质
2.质量数
(1)概念:将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数,常用A表示。
(2)构成原子的粒子间的两个关系
①质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
②质子数=核电荷数=核外电子数。
3.电子层
(1)概念:在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系
电子层数n
1
2
3
4
5
6
7
电子层符号
K
L
M
N
O
P
Q
离核远近
近→远
能量高低
低→高
4.核外电子排布规律
在含有多个电子的原子里,电子依能量的不同是分层排布的,其主要规律是:
①核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理);
②每个电子层最多容纳2n2个电子(n为电子层数)
③最外层电子数不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)
④次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)
⑤倒数第三层电子数目不能超过32个(K层为倒数第三层时不能超过2个)
5.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠的原子结构示意图
(2)离子结构示意图
原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子,此过程中原子核不发生改变,只是核外电子(一般是最外层电子)数目发生了改变。因此,简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布,如Cl- 、Na+
①离子结构示意图中,阳离子:核内质子数>核外电子数;阴离子:核内质子数<核外电子数,且差值为离子所带电荷数。
②简单离子(即单原子离子)的离子结构示意图中最外层一般为8电子稳定结构(若K层为最外层,则是2电子稳定结构)。
③原子与离子结构示意图比较
微粒
原子
阳离子
阴离子
结构
质子数=电子数
质子数>电子数
质子数<电子数
电性
不显电性
带正电
带负电
最外层电子数
不一定是8
一般是8
一般是8
化学性质
不一定稳定
相对稳定
相对稳定
6.巧记电子总数或质子总数相同的粒子
(1)核外电子总数相等的微粒可以是分子 ,也可以是离子;可以是单核微粒,也可以是多核微粒。电子总数相同的微粒:
10电子微粒
18电子微粒
2电子微粒
(2)质子总数相同的粒子
离子
9质子
F-、OH-、NH2-
11 质子
Na+、H3O+、NH4+
17质子
Cl-、HS-等
寻找具有相同质子数的离子时,常以单核离子为基础,通过其相邻元素氢化物形成的离子来确定,如确定含9个质子的离子,以F-为基础,然后确定8 + 1 (质子数分别为8、1 的两种原子)形成的离子、7 + 2(质子数分别为7、2的两种原子)形成的离子等。
分子
14质子
N2、CO
16质子
S和O2等
质子数相同的分子,其电子数也相同,因此记忆时可通过联想法:如判断与N2具有相同质子数的分子,以N的质子数7为中心,结合常见物质可确定双原子分子CO(质子数 6+8=7 +7)。
7.“8电子稳定结构”的判断方法
(1)经验规律法
①分子中的氢原子不满足8电子结构;
②一般来说,在ABn型分子中,若某元素原子最外层电子数+|化合价|=8,则该元素原子的最外层满足8电子稳定结构。如CO2分子中,碳元素的化合价为+4,碳原子最外层电子数为4,二者之和为8,则碳原子满足最外层8电子稳定结构,同理知氧原子也满足最外层8电子稳定结构。
(2)成键数目法
若该原子达到所需成键数目,则为8电子结构,若未达到或超过所需成键数目则不为8电子结构,如PCl5中的P,BeCl2中的Be。
知识点2:核素 同位素
1.元素
(1)概念:具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。
(2)决定元素种类的是质子数。
2.核素
(1)概念:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
(2)表示方法——原子符号
①绝大多数元素都包含多种核素,如氢元素存在、、三种核素。
②不能利用质量数确定核素的种类,如、的质量数相同,但它们属于两种不同核素。
③核素的质子数不能等于0,而中子数可以等于0,如。
④决定原子(核素)种类的是质子数和中子数。
3.同位素
(1)概念:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)。“同位”是指核素的质子数相同,在元素周期表中占有相同的位置。
(2)氢元素的三种核素互为同位素
H
H
H
名称
氕
氘(重氢)
氚(超重氢)
符号
H
D
T
质子数
1
1
1
中子数
0
1
2
(3)同位素的特征
①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同;物理性质略有差异。
②在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,同位素相互之间保持一定的比率。
(4)常见同位素的用途(同位素与用途之间连线)
(5)元素、核素、同位素、同素异形体的联系
4.几种“相对原子质量”
(1)概念理解
概念
概念理解
原子质量
某元素一个原子的真实质量。例如一个原子的质量是2.657×10-26 kg
原子的相对原子质量
一个原子的质量与一个原子质量的1/12的比值
原子的近似相对原子质量(质量数)
原子核内质子数与中子数之和。例如的质量数为18
元素的相对原子质量
元素的各种天然同位素的相对原子质量与其在自然界中所占的百分比乘积的加和。计算公式为Ar=Ar(A)·a% +Ar(B)·b% +…[其中,Ar(A)、Ar(B)分别为各核素的相对原子质量,a% 、b%分别为自然界中各核素的丰度或原子个数百分比,a% + b% +…=1]。元素周期表中外围电子层排布下方的数字就是元素的相对原子质量
元素的近似相对原子质量
Ar =Ar(A)·a% + Ar(B)·b% +…,该式中Ar(A)、 Ar(B)若用各核素的质量数代替即得元素的近似相对原子质量
(2)实例比较
氯元素
35Cl
37Cl
质量数
35
37
核素的相对原子质量
34.969
36.966
核素的近似相对原子质量
35
37
同位素丰度
75.77%
24.23%
氯元素的相对原子质量
34.969×75.77% + 36.966×24.23% ≈ 35.45
氯元素的近似相对原子质量
35×75.77% + 37×24.23% ≈ 35.48
知识点3:碱金属元素
1.碱金属元素的对比
元素名称
元素符号
核电荷数
原子结构示意图
最外层电子数
电子层数
原子半径/nm
锂
Li
3
1
2
0.152
钠
Na
11
1
3
0.186
钾
K
19
1
4
0.227
铷
Rb
37
1
5
0.248
铯
Cs
55
1
6
0.265
2.碱金属单质物理性质的相似性和递变性
碱金属单质
颜色和状态
密度/( g/cm3 )
熔点/℃
沸点/℃
锂
银白色,柔软
0.534
180.5
1 347
钠
0.97
97.81
882.9
钾
0.86
63.65
774
铷
1.532
38.89
688
铯
略带金色光泽,柔软
1.879
28.40
678.4
结合表中信息可知,碱金属单质物理性质的相似性:除铯外均为银白色,都比较柔软,有延展性,硬度小,密度小,熔点低,沸点低;递变性:随着原子序数的递增,碱金属单质的密度逐渐増大(钾反常),熔、沸点逐渐降低。
3.碱金属元素原子结构与化学性质的关系
(1)相似性(R表示碱金属元素,不考虑放射性元素):原子都容易失去最外层的一个电子,碱金属单质化学性质活泼.都能与氧气等非金属单质及水反应,与水反应的通式为:
2R + 2H2O===2ROH +H2↑
(2)递变性:
a.随者原子序数的递増,碱金属元素原子失电子能力逐渐增强,元素金属性逐渐増强,单质和氧气的反应越来越容易,生成的氧化物越来越复杂,和水反应越来越剧烈。
b.碱金属单质都具有还原性,还原性由弱到强的顺序是Li<Na<K<Rb<Cs。
c.碱金属单质物理性质的变化规律:随着原子序数的递增,碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐降低。
(3)碱金属的特殊性
①单质Na、K通常保存在煤油中,Li通常用石蜡密封。
②碱金属中还原性最强的是Cs,还原性最弱的是Li。
③碱金属阳离子中氧化性最弱的是Cs+,氧化性最强的是Li+。
④碱金属元素单质中只有Li与O2反应的产物为一种(Li2O),其他单质与O2反应的产物至少有两种。
⑤碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH微溶,其他均为易溶于水的強碱。
知识点4:卤族元素
1.卤族元素的原子结构
元素名称及符号
氟(F)
氯(Cl)
溴(Br)
碘(I)
原子序数
9
17
35
53
原子结构示意图
最外层电子数
7
7
7
7
电子层数
2
3
4
5
原子半径
从F→I逐渐增大
由上表分析知,卤族元素原子结构的递变规律:①卤族元素的原子最外层电子数相同,都为7,都易得到一个电子,单质具有较强的氧化性;②随着原子序数的递増,原子核外电子层数依次增多,原子半径逐渐増大。
2.卤素单质物理性质的相似性和递变性
单质
F2→Cl2→Br2→I2
相似性
都有颜色,熔、沸点较低
不易溶于水,易溶于CCl4等有机溶剂(F2易和水发生反应)
递变性
状态(通常状况下)
气体→气体→液体→固体
颜色
淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色(逐渐加深)
密度
逐渐増大
熔点和沸点
逐渐升高
在水中的溶解度
逐渐减小
3.卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与H2的反应
单质
反应条件
化学方程式
氢化物稳定性
F2
暗处
H2 + F2===2HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
H2 + Cl2 点燃或光照2HCl
较稳定
Br2
加热
H2 + Br22HBr
不如HCl稳定
I2
不断加热
H2 + I2 2HI
不稳定
由表中信息可知,从F2到I2,卤素单质与H2反应所需要的条件逐渐变苛刻,反应剧烈程度逐渐减弱,生成的气态氢化物稳定性逐渐减弱。
(2)卤素单质间的置换反应
实验名称
实验操作
实验现象
离子方程式及实验结论
氯置换溴
溶液颜色变为黄色,比氯水颜色深
2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
氧化性:Cl2>Br2
氯置换碘
溶液颜色变为浅棕色,比氯水颜色深
2I-+Cl2===2Cl-+I2
氧化性:Cl2>I2
溴置换碘
溶液颜色变为浅棕色,比溴水颜色深
2I-+ Br2===2Br-+I2
氧化性:Br2>I2
①F是最活泼的非金属元素,F2氧化性很强, F-还原性很弱。F无正价,无含氧酸。
②F2能与水剧烈反应,不存在F2的水溶液。卤素单质与水反应生成氢卤酸与次卤酸 (F2除外),如 X2 + H2O===HX + HXO(X为 Cl、Br、I),F2与H2O反应的化学方程式为2F2 + 2H2O===O2+4HF。
③卤素单质间可以发生置换反应,较活泼的卤素单质可以将较不活泼的卤素单质从它们的盐溶液中置换出来,但F2除外。这是因为F2极易与溶液中的H2O反应生成O2。
④Cl2易液化。
⑤常温下,Br2是唯一呈液态的非金属单质。液溴有很强的腐蚀性,易挥发,有毒。实验室中保存溴单质时常加水液封以减少挥发,试剂瓶不能用橡胶塞。
⑥I2为紫黑色固体,受热易升华,淀粉溶液遇碘变蓝色。
⑦HF是弱酸,而HCl、HBr、HI是强酸,且酸性 HF<HCI<HBr<HI。
⑧卤素单质与活泼金属(如Na、K等)反应生成相应的金属卤化物,如2Na + X22NaX (X 为 F、Cl、Br、I)。
⑨变价金属(如Fe、Cu)与卤素单质反应生成高价金属卤化物(碘除外,I2的氧化性较弱,I2与Fe反应只能生成低价态的FeI2)。
溴和碘在不同溶剂中呈现的颜色
物质
颜色
饱和溴水
橙红色
稀溴水
橙黄色
溴溶于苯、四氯化碳等有机溶
红棕色
碘水
黄色到浅棕色
碘的酒精溶液
棕色
碘的四氯化碳溶液
紫色
知识点5:离子键
1.从微观角度理解氯化钠的形成过程
不稳定的钠原子和氯原子通过得失电子后最外层都达到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.离子键和离子化合物
(1)离子键
(2)离子化合物
(3)关系
离子化合物一定含有离子键,含离子键的化合物一定是离子化合物。
3.电子式
(1)定义
在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子叫做电子式。
(2)电子式的书写
①原子的电子式:以第三周期元素为例
原子
电子式
原子
电子式
原子
电子式
Na原子
·Na
Mg原子
Mg或·Mg·
Al原子
或··
Si原子
·或··
P原子
·
S原子
··
Cl原子
·
Ar原子
—
—
每个方向最多一对电子(两个电子)。
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:
画出最外层电子数,用“[ ]”括起来,并在右上角标出“”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。
相同离子不合并,分列在另一离子的周围。
(3)用电子式表示下列物质的形成过程
左边写原子的电子式,右边写离子化合物的电子式,中间用“―→”连接,例如:
①NaCl:。
②MgBr2:。
书写电子式的注意事项
①一个“·”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。
②同一原子的电子式不能既用“×”又用“·”表示。
③“[ ]”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。
④在化合物中,如果有多个阴、阳离子,阴、阳离子必须是间隔的,即不能将两个阴离子或两个阳离子写在一起,如CaF2要写成,不能写成,也不能写成。
⑤用电子式表示化合物形成过程时,由于不是化学方程式,不能出现“===”。“―→”前是原子的电子式,“―→”后是化合物的电子式。
知识点6:共价键
1.从微观角度理解氯气的形成过程
氯原子的最外层有7个电子,要达到8电子稳定结构,都需要获得1个电子,所以氯原子间难以发生电子的得失。如果2个氯原子各提供1个电子,形成共用电子对,2个氯原子就都形成了8电子稳定结构。
氯分子的形成过程可用电子式表示为:
2.共价键和共价化合物
(1)共价键
(2)共价化合物
3.以共价键形成的分子的表示方法
分子
电子式
结构式
分子结构模型
H2
H-H
HCl
H-Cl
CO2
H2O
CH4
注:在化学上,常用一根短线“—”表示一对共用电子,这种图示叫做结构式。
(3)用电子式表示共价化合物的形成过程:
HCl:
共价化合物(单质)电子式书写的六大错因
①漏写不参与成键的电子。如N2的电子式误写成,应为:,NH3的电子式误写成,应为。
②共用电子对数目写错。如CO2的电子式误写成:,应为。
③原子结合的顺序写错。如HCIO的电子式误写成,应为。
④错误使用括号。如HCl的电子式误写成,应为。
⑤混淆电子式与化学式的书写。如H₂S的电子式误写成,应为。
⑥不考虑原子最外层有几个电子,均写成8电子结构。如BCl3的电子式误写成,应为。
知识点7:化学键及分类
1.化学键
(1)化学键
(2)化学反应的本质
一个化学反应过程,本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。
2.离子化合物与共价化合物的比较
离子化合物
共价化合物
概念
由离子键构成的化合物
以共用电子对形成分子的化合物
构成粒子
阴、阳离子
原子
粒子间的作用
离子键
共价键
熔、沸点
较高
一般较低,少部分很高(如SiO2)
导电性
熔融状态或水溶液导电
熔融状态不导电,溶于水有的导电(如硫酸),有的不导电(如蔗糖)
3.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。
4.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。
重难点1:“四同法”比较微粒半径的大小
1.同周期——“序大径小”
(1)规律:同周期主族元素,从左往右,原子半径逐渐减小。
(2)举例:r(Na) >r(Mg) >r(Al) >r(Si) >r(P) >r(S) >r(Cl)。
2.同主族——“序大径大”
(1)规律:同主族元素,从上到下,原子(或离子)半径逐渐增大。
(2)举例:r(Li) <r(Na) <r(K) <r(Rb) <r(Cs),r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。
3.同元素不同微粒半径
(1)同种元素的原子和离子半径比较——“阴大阳小”。
某原子与其离子半径比较,其阴离子半径大于该原子半径,阳离子半径小于该原子半径。如:r(Na+)<r(Na);r(Cl−) >r(Cl)。
(2)同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。
带电荷数越多,粒子半径越小。如:r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe)。
4.同结构——“序大径小”
(1)规律:电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。
(2)举例:r(O2−) >r(F−) >r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
共价化合物(单质)电子式书写的六大错因
①“一看”电子层数:当电子层数不同时,电子层数越多,半径越大。
②“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。
③“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
④所带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。例:比较r(Mg2+)与r(K+)可选r(Na+)为参照,可知r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)。
重难点2:物质变化过程中化学键的变化
1.化学反应过程
(1)化学键的变化
化学反应过程包含反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成,如H2+Cl22HCl。
(2)实质:
两过程不可分割
2.物质的溶解或熔化过程
(1)离子化合物的溶解或熔化的过程
离子化合物电离阴、阳离子
如NaCl在水中或熔化时的电离:NaCl===Na++Cl-。一些特殊的离子化合物,可以和水发生反应,如Na2O2溶于水既有离子键又有共价键被破坏。
(2)共价化合物的溶解或熔化过程
①溶解过程
②熔化过程
(3)单质的熔化或溶解过程
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
金刚石或晶体硅
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等
基础巩固
1.(25-26高一上·北京朝阳·期末)下列物质中,只含有非极性共价键的是
A. B. C. D.NaOH
【答案】A
【解析】A.H2是由两个氢原子通过非极性共价键形成的分子,只含有非极性共价键,A符合题意;
B.CO2中碳原子与氧原子之间形成极性共价键,不含有非极性共价键,B不符合题意;
C.MgCl2是离子化合物,只含有离子键,不含有共价键,C不符合题意;
D.NaOH中Na+与OH-之间为离子键,OH-内部O-H键为极性共价键,不含有非极性共价键,D不符合题意;
故选A。
2.(25-26高一上·北京·期末)下列化学用语不正确的是
A.S的原子结构示意图:
B.CO2的电子式:
C.CH4的分子结构模型:
D.HCl的形成过程:
【答案】D
【解析】
A.硫原子的质子数为16,原子结构示意图为,A正确;
B.二氧化碳分子中C与两个O分别形成两对共用电子,该电子式正确,B正确;
C.甲烷分子为正四面体形,并且碳原子半径大于氢原子半径,图示为甲烷分子的球棍模型,是一种常见的分子结构模型,可以正确表示甲烷的分子结构,C正确;
D.氯化氢是共价化合物,氢原子和氯原子通过形成一对共用电子对而形成共价键,并不是通过得失电子形成离子键,因此其形成过程应为,D错误;
故选D。
3.(25-26高二上·河北保定·期末)科学家通过核反应发现了氚()。下列说法正确的是
A.的质量数为2 B.和互为同素异形体
C.的质子数与中子数相同 D.核反应属于化学反应
【答案】C
【解析】A.的质量数为4,不是2,A错误;
B.(氚)和 (氘)均为氢的同位素(质子数相同,中子数不同),同素异形体指同元素的不同单质,二者不互为同素异形体,B错误;
C.质子数为3,质量数为6,中子数等于质量数减去质子数即6-3=3,质子数与中子数相同,C正确;
D.核反应涉及原子核变化,化学反应仅涉及电子转移且原子核不变,该过程不属于化学反应,D错误;
故答案选C。
4.(25-26高一上·甘肃兰州·期末)下列关于碱金属元素和卤族元素的说法错误的是
A.由于钠和钾的原子结构极为相似,所以它们对应的碱都是强碱
B.碱金属元素随着原子序数的递增,元素对应的单质与水反应的剧烈程度逐渐降低
C.第ⅦA元素随着原子序数的递增,元素对应的单质的熔沸点逐渐升高
D.通过卤素单质与氢气反应所需要的反应条件难易,可以判断氯的非金属性比溴强
【答案】B
【解析】A.钠和钾都属于碱金属元素,原子结构相似(最外层均有一个电子),对应的氢氧化物NaOH和KOH均为强碱,A正确;
B.碱金属元素从锂到铯,原子序数递增,原子半径增大,金属性增强,单质与水反应的剧烈程度逐渐增强(如锂反应温和,钠剧烈,钾更剧烈),而非降低,B错误;
C.卤族元素(第ⅦA族)从氟到碘,原子序数递增,单质分子间范德华力增强,熔沸点逐渐升高,C正确;
D.卤素单质与氢气反应条件越容易,非金属性越强;氯与氢气在光照下即可反应,而溴需加热,反应条件更难,表明氯的非金属性比溴强,D正确;
故选B。
5.(25-26高一上·辽宁辽阳·期末)中国科学院团队利用中国超重元素研究加速器装置提供的束流轰击靶,通过熔合蒸发反应,合成了新核素。下列说法正确的是
A.与互为同素异形体 B.的相对原子质量为175 g
C.的中子数比质子数多28 D.与合成属于化学变化
【答案】C
【解析】A.同素异形体是指同种元素形成的不同单质,而与均为钙元素的不同核素,二者互称同位素(中子数不同),不涉及单质结构差异,因此不互为同素异形体;A错误;
B.相对原子质量是比值,单位为1(通常省略),的质量数为175,表示原子核中质子与中子总数,但“175 g”错误地赋予了质量单位,B错误;
C.的质子数为91,质量数为210,中子数=210-91=119,中子数比质子数多119-91=28,C正确;
D.该过程为核反应(熔合蒸发反应),涉及原子核的变化(合成新核素),而化学变化仅涉及核外电子和化学键的改变,原子核不发生改变,D错误;
故答案选C。
6.(25-26高一上·青海西宁·期末)我国科研人员利用激光操控方法,从原子束流中直接俘获原子,实现了对的灵敏检测。可应用于地球科学与考古学。的原子核内中子数是
A.20 B.21 C.41 D.61
【答案】B
【解析】由中子数=质量数-质子数= 41-20=21,故选B。
7.(25-26高一上·北京·期末)化学键是高中化学中一个重要概念,与物质变化过程中的能量变化息息相关,下列说法正确的是
①化学键存在相邻原子间强烈的相互作用 ②是离子化合物
③中既存在离子键又存在共价键 ④物理变化也可以有化学键的破坏
⑤吸热反应一定需要加热 ⑥氢键是化学键中的一种,会影响物质的熔沸点
⑦速滑馆“冰丝带”用干冰作为制冷剂,干冰升华过程中破坏了共价键
⑧化学变化中一定有化学键的断裂和形成,所以一定伴随能量的变化
A.①③④⑧ B.③④⑥⑦ C.①②③④ D.③④⑤⑧
【答案】A
【解析】①化学键的本质是相邻原子之间强烈的相互作用,这种作用包括吸引力和排斥力,是维持物质稳定结构的基础,正确。
②中铝与氯原子之间以共价键结合,熔融态不导电,属于共价化合物,而非离子化合物,错误。
③由 和 Cl-构成,与 Cl-之间为离子键,而内部N与H之间为共价键,正确。
④NaCl 固体溶于水,虽为物理变化,但离子键被破坏,形成自由移动的 Na+和 Cl-,因此物理变化中可能破坏化学键,正确。
⑤吸热反应不一定需要加热,如 Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反应在常温下即可进行,且为吸热反应,错误。
⑥氢键属于分子间作用力,不是化学键,虽然它能显著影响物质的熔点、沸点(如水的沸点高于同族氢化物),但其本质不属于化学键,错误。
⑦干冰是固态 CO2,升华是物理变化,仅破坏分子间作用力,CO2分子内部的 C=O 共价键未被破坏,错误。
⑧化学反应的实质是旧键断裂、新键形成,而键的断裂吸收能量、形成释放能量,因此必然伴随能量变化,正确。
综上,正确的说法为:①③④⑧,故选A。
8.(25-26高一上·北京·期末)下列物质中,含非极性共价键的离子化合物是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.Na2O2是离子化合物,其中过氧根离子()含有非极性共价键(O-O键),A正确;
B.NaCl是离子化合物,但只含离子键,不含任何共价键,B不符合题意;
C.NaOH是离子化合物,但氢氧根离子(OH-)中的O-H键是极性共价键,不含非极性共价键,C不符合题意;
D.H2S是共价化合物,不是离子化合物,D不符合题意;
故答案选A。
9.(25-26高一上·北京·期末)下列物质中,既含有离子键,又含有极性共价键的是
A. B. C.NaOH D.
【答案】C
【分析】离子键通常存在于金属阳离子与非金属阴离子之间,而极性共价键存在于不同种非金属原子之间,即共用电子对发生偏移。
【解析】A.NaCl:由Na+和Cl-构成,仅含离子键,不含共价键,A不符合题意;
B.H2O2:为共价分子,含O-H极性共价键和O-O非极性共价键,但无离子键,B不符合题意;
C.NaOH:Na+与OH-间为离子键,OH-中O与H间为极性共价键,满足条件,C符合题意;
D.Na2O2:Na+与间为离子键,但中O-O键为非极性共价键,不含极性共价键,D不符合题意;
综上,C选项正确。
10.(25-26高一上·北京·期末)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.的结构示意图:
B.的分子结构球棍模型:
C.NaCl的电离方程式:
D.用电子式表示HCl的形成过程:
【答案】D
【解析】
A.钠原子失去最外层1个电子变成钠离子,Na+的结构示意图:,故A正确;
B.水分子是V形分子,H2O的分子结构球棍模型:,故B正确;
C.氯化钠是强电解质,NaCl的电离方程式:,故C正确;
D.氯化氢是共价化合物,用电子式表示HCl的形成过程:,故D错误;
故答案选D。
11.(25-26高一上·湖南长沙·期末)下列化学用语或图示表达正确的是
A.的结构示意图:
B.NaCl溶液中的水合离子:
C.HClO的结构式:H-Cl-O
D.C和O2形成的过程:
【答案】A
【解析】
A.S2-是S原子获得2个电子形成的,离子核外电子排布为2、8、8,故S2-结构示意图为,A正确;
B.水分子中存在O—H极性键,O带部分负电荷、H带部分正电荷。氯离子半径大于钠离子,氯离子带负电荷,钠离子带正电荷,则水合钠离子中钠离子吸引的是水分子中的氧原子端、水合氯离子中氯离子吸引的是水分子中的氢原子端,NaCl溶液中的水合离子:、,B错误;
C.HClO分子中O原子分别与H、Cl原子各形成1对共用电子对,使分子中各个原子都达到稳定结构,故其结构式是H-O-Cl,C错误;
D.二氧化碳是共价化合物,C和O2形成的过程写为:,D错误;
故选A。
12.(23-24高一下·浙江·期末)下列溶液不能使淀粉碘化钾试纸变蓝色的是
A.氯化铁溶液 B.新制氯水 C.食盐水 D.碘酒
【答案】C
【解析】A.氯化铁氧化KI反应生成碘单质,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,故A不符合题意;
B.氯水中氯气能氧化KI生成碘单质,则能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,故B不符合题意;
C.食盐水即氯化钠溶液与KI不反应,不生成碘单质也不存在碘单质,则不能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,故C符合题意;
D.碘酒中有碘单质,淀粉遇碘变蓝,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,故D不符合题意;
故选:C。
13.(22-23高一上·上海静安·期末)已知氯元素有两种同位素分别是35Cl和37Cl,在自然界的丰度分别为75.77%和 24.23%,由此不能得知
A.同位素的中子数 B.同位素的质量数
C.氯元素的相对原子质量 D.氯元素的近似相对原子质量
【答案】C
【解析】A.氯元素有两种同位素分别是35Cl和37Cl,二者的中子数分别是18、20,因此可以确定同位素原子的中子数,A正确;
B.35Cl的质量数是35,37Cl的质量数是37,故可以确定同位素的质量数,B正确;
C.由于未知Cl元素的同位素原子的相对原子质量,因此不能根据同位素的丰度计算氯元素的相对原子质量,C错误;
D.氯元素的近似相对原子质量=35×75.77%+37×24.23%=35.48,故可以计算氯元素的近似相对原子质量,D正确;
故合理选项是C。
14.(25-26高一上·黑龙江牡丹江·期末)下列相关说法正确的是
A.和属于同位素 B.金刚石、石墨、石墨烯是同素异形体
C.、是同素异形体 D.、、是同素异形体
【答案】B
【解析】A.同位素是指同一元素的不同核素(质子数相同,中子数不同),而 和 分别是氧气和臭氧分子,属于氧元素的不同单质形式,因此属于同素异形体而非同位素,A错误;
B.金刚石、石墨、石墨烯都是由碳元素形成的不同单质,具有不同的结构和性质,属于同素异形体,B正确;
C. 和 都 是水分子(化合物),分别由氘和氚同位素组成,但同素异形体仅指同种元素组成的不同单质,C错误;
D.、、 都是氢气分子(单质),但结构相同,仅氢的同位素组成不同,属于同种物质而非同素异形体,D错误;
故选B。
15.(25-26高一上·北京通州·期末)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验),实验过程:
①打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
②当乙和丙中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
③当乙中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a.
④打开活塞b,将少量丙中溶液滴入丁中,关闭活塞b,取下丁振荡、静置后CCl4层溶液变为紫红色。
下列说法不正确的是
A.甲中反应利用了浓盐酸的酸性和还原性
B.丙中盛放NaBr溶液的浓度应大于或等于乙中NaBr溶液的浓度
C.由上述实验可以确定氧化性:Cl2>Br2>I2
D.过程③的实验目的是验证氧化性:Cl2>Br2
【答案】D
【分析】甲中用高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气,氯气会将碘化钾氧化生成碘单质,淀粉-KI试纸变蓝,紧接着氯气将乙中溴离子氧化为棕红色溴气,关闭活塞a,打开活塞b,让丙中溶液(含Br2)进入丁,Br2将丁中KI氧化生成碘单质。
【解析】A.酸与高锰酸钾发生反应:,利用了浓盐酸的酸性和还原性,A正确;
B.若丙中溶液浓度小于乙,可能会无法完全吸收过量氯气,导致氯气也氧化碘化钾,干扰实验结论,B正确;
C.实验可得出氧化性:Cl2>Br2,Br2>I2,故可以确定氧化性:,C正确;
D.过程③的目的是防止过量氯气进入丁干扰实验,D错误;
故答案选D。
16.(多选)(23-24高一上·上海·期末)下列微粒中,具有相同的电子层数与最外层电子数的是
A.He与Li B.与 C.与 D.与Ar
【答案】BC
【解析】A.He与Li核外电子层数分别为:1、2,最外层电子数分别为:2、1,A不符合题意;
B.与核外都是10个电子,具有相同的电子层数与最外层电子数,B符合题意;
C.与核外都是18个电子,具有相同的电子层数与最外层电子数,C符合题意;
D.与Ar的核外电子层数分别为2、3,最外层电子数分别为8和8,D不符合题意;
故答案为:BC。
提升专练
1.(25-26高一上·甘肃庆阳·期末)我国科研团队成功制备出,其在材料科学领域有潜在应用。的核电荷数和中子数之比为
A.115:288 B.288:115 C.115:173 D.115:58
【答案】C
【分析】核素中,A表示质量数,Z表示质子数,原子中,质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数,据此分析解答。
【解析】的核电荷数为115,质量数为288,所以中子数为288-115=173,所以核电荷数和中子数之比为115:173,C项符合题意;
故选C。
2.(25-26高二上·北京·期末)下列物质中,既含有离子键又含有共价键的是
A.NaOH B.NaCl C. D.
【答案】A
【解析】A.由和通过离子键结合,而内部的O和H之间是共价键,因此既含离子键又含共价键,A正确;
B .仅由和通过离子键结合,只含离子键,B错误;
C .仅由和通过离子键结合,只含离子键,C错误;
D .仅由和通过离子键结合,只含离子键,D错误;
故答案选A。
3.(25-26高一上·北京·期末)Se是人体必需的微量元素。下列关于和的说法中不正确的是
A.和都含有34个质子 B.和互为同位素
C.和含有相同的中子数 D.和含有相同的电子数
【答案】C
【解析】A. 和 的质子数均由原子序数34决定,因此都含有34个质子,A正确;
B.同位素是指质子数相同、中子数不同的原子,两者质子数相同(均为34),质量数不同,故互为同位素,B正确;
C.中子数=质量数-质子数, 的中子数为78-34=44, 的中子数为80-34=46,两者不相同,C错误;
D.原子中电子数等于质子数(电中性),两者质子数相同,故电子数均为34,D正确;
故选C。
4.(25-26高一上·北京·期末)下面各组粒子中,具有相同的质子数和电子数的是
A.、、 B.、、
C.、、 D.HCl、、
【答案】D
【解析】A.的质子数为9、电子数为10;H2O的质子数为10、电子数为10;的质子数为9、电子数为10,A不符合题意;
B.NH3的质子数为10、电子数为10;的质子数为11、电子数为10;的质子数为9、电子数为10,即质子数不同,B不符合题意;
C.H3O+的质子数为11、电子数为10;的质子数为11、电子数为10;CH4的质子数为10、电子数为10,C不符合题意;
D.HCl的质子数为18、电子数为18;F2的质子数为18、电子数为18;H2S的质子数为18、电子数为18,质子数和电子数均相同,D符合题意;
故选D。
5.(25-26高一上·黑龙江·期末)下列说法错误的是
A.溶于水破坏了和之间的离子键
B.NaOH固体中既含有离子键又含有极性共价键
C.水分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构
D.根据的酸性比强,可以判断C的非金属性比Si强
【答案】C
【解析】A.是离子化合物,溶于水时离子键被破坏,释放出和离子,A正确;
B.NaOH固体中与之间为离子键,中O与H之间为极性共价键,B正确;
C.水分子(H2O)中氧原子最外层达到8电子稳定结构,但氢原子最外层只能容纳2电子(达到类似氦的稳定结构),并非8电子,C错误;
D.的酸性强于,最高价含氧酸酸性越强,对应的非金属性越强,可推断C的非金属性强于Si,D正确;
故答案选C。
6.(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)化学用语是一种国际性的科技语言,也是学习化学的工具。下列化学用语表达错误的是
A.的电离方程式:
B.的电子式:
C.的结构式:
D.用电子式表示的形成过程:
【答案】B
【解析】A.属于强电解质,电离方程式为,A项正确;
B.为离子化合物,电子式为,B项错误;
C.的结构式为,C项正确;
D.是共价化合物,形成过程用电子式表示为,D项正确;
故选B。
7.(22-23高一下·上海浦东新·期中)下列关于碱金属的叙述中,正确的是
A.碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大
B.碱金属随着原子序数增大,与水反应越剧烈
C.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越弱
D.碱金属单质的化学性质活泼,易从盐溶液中置换其它金属
【答案】B
【解析】A.碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大,Na,K反常,故A错误;
B.碱金属随着原子序数增大,越易失电子,与水反应越剧烈,故B正确;
C.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越强,故C错误;
D.Na,K性质活泼,先和水反应,而不是与盐溶液发生置换反应,故D错误;
故答案选B。
8.(23-24高一上·辽宁·期末)铯(Cs)是制造真空器件、光电管、原子钟等的重要材料,金属铯的密度为,熔点为。下列说法正确的是
A.的原子序数为87 B.碱性:
C.铯与水反应时,铯浮在水面上,反应剧烈,发生爆炸 D.铯的熔点大于钠
【答案】B
【解析】A.Cs位于第六周期第IA族,原子序数为55,A错误;
B.同主族元素从上到下金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,碱性:CsOH>RbOH,B正确;
C.金属铯的密度为,铯的密度大于水,铯与水反应时,铯沉在水底,反应剧烈,发生爆炸,C错误;
D.碱金属中金属的密度随着原子序数增大而增大,熔点随着原子序数增大而减小,铯的熔点小于钠,D错误;
故选B。
9.(25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·期末)根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,其中推测合理的是
A.与形成离子键,与形成离子键,推测与也形成离子键
B.与水反应缓慢,与水反应较快,推测(第六周期第IIA族)与水反应会更快
C.与加热到一定温度才反应,与点燃发生反应,推测与需要在高温下才能反应
D.在1500℃时分解,在500℃时分解,推测的分解温度介于二者之间
【答案】B
【解析】A.Na、Li是活泼金属元素,Cl是活泼非金属元素,Na、Li与Cl形成离子键;而H是非金属元素,H与Cl通过共用电子对形成共价键,并非离子键,因此推测不合理,A不符合题意;
B.碱土金属从上到下(),金属性增强,与水反应剧烈程度增加;Mg反应缓慢,Ca反应较快,Ba金属性更强,与水反应应更快,符合元素周期律,该推测合理,B符合题意;
C.均位于第族,同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,单质与氢气化合的能力逐渐减弱。的氧化性强于和,与氢气在暗处就能剧烈反应甚至爆炸,而不是需要在高温下才能反应,所以该推测不合理,C不符合题意;
D.的非金属性逐渐减弱,则氢卤酸稳定性:,分解温度依次降低,所以该推测不合理,D不符合题意;
故选B。
10.(25-26高一上·四川凉山·期末)下列有关化学用语书写不正确的是
A.的结构式:
B.用电子式表示的形成过程为:
C.NaCl溶液中的水合钠离子:
D.HClO的电子式:
【答案】B
【解析】A.二氧化碳分子中含有2个碳氧双键,结构式为:,A正确;
B.氯化镁是典型的离子化合物,表示化合物形成过程的电子式为:,B错误;
C.水分子中氧原子带负电荷,氢原子带正电荷,所以水合钠离子中氧原子一端靠近钠离子,示意图为:,C正确;
D.次氯酸的结构式为:H-O-Cl,电子式为:,D正确;
故选B。
11.(25-26高一上·黑龙江大庆·期末)雷雨天闪电时空气中有生成,下列说法中,正确的是
A.和互为同位素
B.等质量和含有相同数目的质子
C.和之间的相互转化是物理变化
D.在相同的温度和压强下,气体体积相等的和含有相同数目的原子
【答案】B
【解析】A.和是分子,而同位素是指质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子,因此不互为同位素,A错误;
B.和均由氧元素构成,等质量的和含有相同质量的氧元素,因此含有相同数目的氧原子,则质子总数相同,B正确;
C.和是不同物质,相互转化涉及化学键断裂与形成,属于化学变化,而非物理变化,C错误;
D.在相同温度和压强下,气体体积相等的和分子数相同,即物质的量相同,但分子含2个原子,分子含3个原子,故原子数不同,D错误;
故答案选B。
12.(25-26高一上·辽宁·期末)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,用如图所示装置进行实验。实验过程如下:
①打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
②当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
③当B中溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a。
④打开活塞b,放出少量溶液后关闭活塞b,振荡D并静置,D中下层液体呈紫红色。
已知:的溶液呈紫红色。
下列说法不正确的是
A.可证明氧化性的实验现象:A中湿润的淀粉试纸变蓝
B.过程③的目的是确保C的黄色溶液中无,排除氯气对溴置换碘实验的干扰
C.C中盛放NaBr溶液的浓度应等于或大于B中的NaBr溶液
D.挥发的HCl气体会干扰本实验结果和结论的得出,应改进装置
【答案】D
【分析】比较卤素单质氧化性的相对强弱,采用置换反应进行分析,利用氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性;装置A为氯气发生装置,并用湿润的淀粉试纸验证Cl2和I2氧化性强弱;装置B验证Cl2和Br2氧化性强弱,装置C中分液漏斗作用是制备溴单质,试管D中验证Br2和I2氧化性强弱,据此作答;
【解析】A.装置A中湿润的淀粉试纸发生反应:,淀粉遇碘变蓝,由此可验证氧化性:,A正确;
B.为验证溴的氧化性强于碘,实验时应避免氯气的干扰,过程③装置B中的溶液能从黄色变为棕色,说明继续被氧化为Br2,而装置C中溶液只是黄色,说明溶液中一定存在未被氧化(B、C中NaBr初始浓度相同),即溶液中不存在Cl2,能排除Cl2氧化对实验的干扰,B正确;
C.为验证溴和碘氧化性强弱的准确性,装置C中NaBr溶液与Cl2反应时,氯气不能过量,因此装置C中NaBr溶液浓度应大于等于装置B,保证过量,C正确;
D.浓盐酸挥发的HCl气体并不会参与卤素单质之间的置换反应,即不会干扰实验中得出的卤素单质氧化性强弱的结论,无需改进实验装置,D错误;
故答案选D。
13.(25-26高一上·北京·期末)阅读下面一段材料并回答问题。
简牍(简即竹简,牍即木牍)是纸张发明普及前古人书写文字的主要材料。刚出土的简牍,从饱水缺氧状态进入有氧状态,易被氧化发黑,使用化学物质修复简牍是重要的方法。
I.清洗脱色
简牍中含有木质素(一种有机化合物),木质素被氧化使其变色发黑。同时,也可与木质素发生反应,生成深黑色的物质。由此造成简牍颜色加深,难以辨别字迹。针对这些问题,可采用连二亚硫酸钠()使被氧化的有机基团还原,也可以使用维生素将还原为,使黑色的简牍恢复至浅褐色。
II.脱水保护
针对腐朽严重、机械强度较小的饱水竹木简牍,醇-醚连浸法是常用的脱水保护方法。该方法使用高浓度乙醇浸泡,使简牍中的水分脱除,再用挥发能力更强的乙醚浸泡,简牍便会干燥定型。
(1)通过测定简牍中有机物的可以推断其年代。与互称 ;以下选项中,与的原子含有相同的 (填字母)。
A.质子数 B.中子数 C.质量数 D.最外层电子数
(2)连二亚硫酸钠(,其中O为-2价)中S元素的化合价为 。
(3)清洗脱色过程中,连二亚硫酸钠和维生素C均表现出的化学性质是 。
(4)将维生素还原的离子方程式补充完整: 。
(5)乙醇()的部分结构与水类似,在下图中将乙醇的电子式补充完整: 。
(6)推测沸点:乙醚 乙醇(填“>”或“<”)。
【答案】(1)同位素 AD
(2)+3
(3)还原性
(4)
(5)
(6)<
【解析】(1)①与的中子数不同,质子数相同,互称同位素,故答案为:同位素;
②同位素具有相同的质子数和最外层的电子数,中子数和质量数不同,因此选AD。
(2)连二亚硫酸钠(,其中O为-2价)中,钠元素化合价+1价,计算得到S元素的化合价为+3价,故答案为:+3;
(3)清洗脱色的过程中,可采用连二亚硫酸钠()使被氧化的有机基团还原,也可以采用维生素C将还原为,使黑色的简牍恢复至浅褐色,连二亚硫酸钠和维生素C均表现出的化学性质是还原性,故答案为:还原性;
(4)维生素C还原的离子方程式为:,故答案为:2;2;;
(5)
乙醇的结构式为,O原子还含有2对孤电子对,其电子式为:,故答案为:;
(6)乙醚不能形成分子间氢键,乙醇能形成分子间氢键,熔沸点升高,所以乙醚的沸点低于乙醇,故答案为:<;
14.(25-26高一上·辽宁沈阳·期末)某校研究性学习小组拟用下图装置制取纯净、干燥的氯气,并利用氯气与碘反应制备一氯化碘(ICl)。
已知:①ICl是红棕色液体,熔点为13.9℃,沸点为97.4℃,易挥发,易与水反应,溶于乙醇、乙醚等;②氯气与碘的反应为放热反应。
(1)上述装置,按气流方向连接的顺序为A→ →D(装置可重复使用);
(2)A装置中发生反应的离子方程式为 。
(3)仪器a名称是 ,E装置的作用是 。
(4)B装置烧瓶需采用 (填“热水浴”“冷水浴”或“热油浴”),其目的是: 。
(5)C装置可以用F装置代替,F装置的作用是除去中的, (答出两点即可)。
(6)ICl是一种卤素互化物,其性质与卤素单质相似,如:ICl+H2O=HCl+HIO。以下判断正确的是_______。
A.的沸点介于和之间
B.能与反应生成
C.ICl与水的反应属于氧化还原反应
D.ICl与冷的溶液反应的离子方程式为
【答案】(1)C→E→B→E
(2)
(3)分液漏斗 对氯气进行干燥,且避免有水蒸气从氢氧化钠溶液进入B中
(4)冷水浴 防止ICl挥发
(5)平衡压强,防止装置堵塞,防止倒吸
(6)AB
【分析】A中反应生成氯气,通过C除去挥发出来的氯化氢,通过E对氯气进行干燥,然后氯气进入B中和碘单质反应生成一氯化碘,D为尾气吸收装置,由于一氯化碘能与水反应,装置B和D之间加装一个装置E,避免有水蒸气从氢氧化钠溶液进入B中。
【解析】(1)由分析,按照制备氯气→除杂→干燥→制备ICl→干燥→尾气吸收的顺序连接各装置,则顺序为A→C→E→B→E→D;
(2)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:;
(3)仪器a名称是分液漏斗,E装置的作用是对氯气进行干燥,且避免有水蒸气从氢氧化钠溶液进入B中;
(4)已知信息中提到:碘与氯气的反应为放热反应,ICl是一种红棕色液体,沸点97.4℃;为防止ICl挥发,B装置烧瓶需采用冷水浴;
(5)F装置中的长颈漏斗与大气相通,则F装置的作用是除去中的,还可以平衡压强,防止装置堵塞,防止倒吸;
(6)A.的相对分子质量介于和之间,则的沸点介于和之间,正确;
B.由已知反应ICl+H2O=HCl+HIO,中碘为+1价,其能与发生归中反应生成,正确;
C.ICl与水的反应过程中元素的化合价均不发生变化,不属于氧化还原反应,错误;
D.由已知反应ICl+H2O=HCl+HIO,ICl与稀NaOH溶液可发生非氧化还原反应生成氯化钠、次碘酸钠和水,离子方程式为,错误;
故选AB。
15.(25-26高一上·湖北武汉·月考)月壤的构成与地球土壤类似。土壤中含有的W、X、Y、Z 、R为1~18号元素中的五种,且原子序数依次增大,最外层电子数之和为22,其中W的最外层电子数是内层电子总数的3倍,X、Y、Z原子序数是连续的。
(1)W元素可形成多种氢化物,其中含18电子的氢化物的化学式为 ,它与酸性溶液反应的离子方程式为 。
(2)R元素的单质为淡黄绿色的气体,该单质与水反应的化学方程式为 。
(3)X原子核外电子所占据的电子层中,能量最高的是 层(填符号)。
(4)Y单质既可与HCl溶液反应,又可与NaOH溶液反应,Y与NaOH溶液反应的化学方程式为 。与Y元素的简单离子结构具有相同电子数的四核微粒的化学式 (写一个即可)。
(5)Z元素在自然界中有三种稳定的同位素,相关信息如下:
核素符号
相对原子质量
27.977
28.976
29.974
丰度(%)
x
y
3.10
Z元素的平均相对原子质量
28.086
表格中x、y和3.10%分别代表Z中对应核素的丰度,则x= % (计算结果保留两位小数)。
【答案】(1)
(2)
(3)M
(4)
(5)92.19
【分析】W的最外层电子数是内层电子总数的3倍,则W为O(内层2个电子,最外层6个);R单质为淡黄绿色气体,R为Cl;X、Y、Z原子序数连续,结合原子序数递增、最外层电子数之和为22(O最外层6、Cl最外层7,剩余X+Y+Z最外层电子数=22-6-7=9),推得X为Mg(最外层2)、Y为Al(最外层3)、Z为Si(最外层4),因此W为O、X为Mg、Y为Al、Z为Si、R为Cl。
【解析】(1)O的18电子氢化物是;与酸性反应,被氧化为,被还原为,离子方程式为:,故答案为:;;
(2)R(Cl)的单质是,与水反应的化学方程式:;
(3)X为Mg,核外有3层电子,能量最高的电子层是M层(第三层),故答案为:M;
(4)Y为Al,与NaOH溶液反应的化学方程式:;Al的简单离子是,核外10个电子,具有相同电子数的四核微粒,即含4个原子、10个电子的粒子,如,故答案为:;;
(5)Z为Si,平均相对原子质量=各核素相对原子质量×丰度,设的丰度为x%。根据题意可列出方程:。解得,故答案为:92.19。
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