第四章 第一节 原子结构与元素周期表 2026-2027学年高一上学期化学必修一同步讲义（人教版2019）

本讲义聚焦原子结构与元素周期表核心知识，系统梳理原子构成、核外电子能级分布、元素性质递变规律等内容，构建从微观粒子结构到宏观元素周期律的学习支架，涵盖核素、同位素及金属性非金属性比较等关键知识点。 资料通过19类题型分类呈现，结合典例与变式题强化理解，融入碱金属性质实验、卤素置换反应等探究活动，联系考古中同位素应用实例，培养科学思维与探究实践能力，课中辅助教师教学，课后助力学生查漏补缺。

第四章 第一节 原子结构与元素周期表内 容 导 航 题型1 原子构成 题型2 质量数与质子数、中子数之间的相互关系 题型3 原子结构示意图、离子结构示意图 题型4 原子核外电子的能级分布 题型5 原子序数、质子数、核电荷数、核外电子数之间的相互关系 题型6 具有相同结构的多种离子的性质相关分析及判断 题型7 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系 题型8 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 题型9 核素 题型10 同位素及其应用 题型11 金属性强弱对元素性质的影响 题型12 金属性强弱的比较 题型13 金属性强弱的探究实验 题型14 非金属性强弱对元素性质的影响 题型15 碱金属的性质 题型16 碱金属及其化合物的性质实验 题型17 卤素原子结构及其性质的比较 题型18 探究卤素单质间的置换反应 题型19 卤素离子的检验 考 点 演 练 题型1 原子构成 解｜题｜知｜识 1、原子结构发展史： 1）最早是道尔顿的实心球体模型：原子是实心的、不可再分的实心球。 2）汤姆孙的葡萄干布丁模型 3）卢瑟福的行星原子模型 4）现代量子力学模型 2、原子结构： 3、原子组成的表示方法 X 其中：A表示质量数；Z表示核电荷数或质子数。 【典例1】考古研究利用13C了解古代人类的主食结构，利用15N了解古代人类食用肉类的情况。下列说法不正确的是（　　） A．蛋白质含有C、H、O、N等元素 B．原子半径：13C＞15N C．13C和15N含有的中子数的差值为2 D．可用质谱法区分13CO2和12CO2 【答案】C 【解答】解：A．蛋白质是由氨基酸形成的大分子，含有C、H、O、N等元素，故A正确； B．同一周期，从左向右，原子半径逐渐减小，故原子半径：13C＞15N，故B正确； C．13C含有7个中子，15N含有8个中子，中子数差值为1，故C错误； D．13CO2和12CO2的相对分子质量不同，可用质谱法区分，故D正确； 故选：C。 【变式 1】实验证据推动了人类对原子结构认识的不断深化。下列可以较好地解释“钠原子中处于n＝6的状态上的核外电子跃迁到n＝3的状态，会产生多条谱线（如图）”的原子结构模型是（　　） A．“葡萄干布丁”模型 B．卢瑟福核式模型 C．玻尔模型 D．量子力学模型 【答案】D 【解答】解：钠原子中处于n＝6的状态上的核外电子跃迁到n＝3的状态，会产生多条谱线”说明Na原子中同一个电子层上电子能量不相同，根据现代量子力学模型可知，n＝6的电子层上的电子处于不同的能级跃迁到n＝3的电子层的不同能级时，形成的光谱就会出现多条谱线， 故选：D。 【变式 2】下列关于原子的说法不正确的是（　　） A．原子可以直接构成物质 B．原子得失电子后质量几乎不变，化学性质也不变 C．两种原子的质量之比等于它们的相对原子质量之比 D．在化学变化中，原子既不能被消灭也不能被创造 【答案】B 【解答】解：A．原子可以直接构成物质，如金属和稀有气体，故A正确； B．原子得失电子后质量几乎不变，但最外层电子数变化导致化学性质改变，故B错误； C．相对原子质量是原子质量与碳﹣12原子质量的十二分之一的比值，因此原子质量比等于相对原子质量比，故C正确； D．化学变化中原子种类和数目不变，原子既不能被消灭也不能被创造，符合质量守恒定律，故D正确； 故选：B。 题型2 质量数与质子数、中子数之间的相互关系 解｜题｜知｜识 1、概念： 质量数是将原子内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加而得到的数值．由于一个质子和一个中子相对质量取近似整数值时均为1，所以质量数（A）＝质子数（Z）+中子数（N）． 2、质量数与相对原子质量的区别： 同种元素的质子数相同，而中子数可能不同，即不同的核素．同种元素的核素互称同位素． 而质量数指的是核素中质子质量与中子质量的和，相同元素的不同核素的质量数不同． 相对原子质量为各核素的平均相对质量．同种元素的相对原子质量只有一个数值． 近似的相对原子质量也能用质子数+中子数的和来计算，同时也可以看作相对原子质量整数值大小等于质量数整数值的大小． 【典例1】钛（Ti）被称为未来钢铁，我国钛的储量居世界首位。下列关于Ti的说法不正确的是（　　） A．质子数为22 B．质量数为26 C．中子数为26 D．核外电子数为22 【答案】B 【解答】解：Ti的质子数为22，质量数为48，故中子数＝质量数﹣质子数＝48﹣22＝26。 A．质子数为22，故A正确； B．质量数为48，故B错误； C．中子数为＝质量数﹣质子数＝48﹣22＝26，故C正确； D．电子数＝质子数＝22，故D正确； 故选：B。 【变式1】下列有关放射性核素氚（H）的表述不正确的是（　　） A．H原子核外电子数为1 B．H原子核内中子数为3 C．H2与H2化学性质基本相同 D．H2O具有放射性 【答案】B 【解答】解：A．H原子核外电子数＝质子数＝1，故A正确； B．H原子核内中子数＝3﹣1＝2，故B错误； C．氕和氚核外电子数相同，最外层电子数相同，H2与H2化学性质基本相同，故C正确； D．核素氚（H）具有放射性，则H2O也具有放射性，故D正确； 故选：B。 【变式2】中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝。关于Lv的叙述正确的是（　　） A．原子序数为116 B．中子数为293 C．核外电子数为177 D．元素Lv的相对原子质量为293 【答案】A 【解答】解：A．Lv的质子数为116，原子序数为116，故A正确； B．中子数＝质量数﹣质子数＝293﹣116＝177，故B错误； C．质子数为116，核外电子数＝质子数＝116，故C错误； D．Lv的质量数为293，不是相对分子质量，故D错误； 故选：A。 【变式3】我国科研团队成功制备出Mc，其在材料科学领域有潜在应用。Mc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 【解答】解：Mc质量数为288，质子数115，中子数为：288﹣155＝173，则核电荷数和中子数之比为：115：173， 故选：C。 题型3 原子结构示意图、离子结构示意图 解｜题｜知｜识 1.知道原子结构示意图及离子结构示意图的含义 2.知道原子结构示意图、离子结构示意图的画法 【典例1】下列化学用语表示正确的是（　　） A．HCl的电子式为 B．Cl位于元素周期表第三周期第ⅦA族 C．S的结构示意图为 D．Na+的结构示意图： 【答案】B 【解答】解：A．HCl是共价化合物，其电子式为，故A错误； B．Cl为17号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，在元素周期表第三周期第ⅦA族，故B正确； C．S为16号元素，核电荷数为16，原子结构示意图为，故C错误； D．Na+的原子核外有10个电子，离子结构示意图为，故D错误； 故选：B。 【变式1】化学语言是表达化学思想不可缺少的重要工具。下列有关化学用语的说法正确的是（　　） A．钾原子的结构示意图： B．质量数为37的氯原子： C．NaCl溶于水形成的水合钠离子： D．NaHCO3的电离方程式： 【答案】C 【解答】解：A．钾（K）的原子序数为19，核外电子排布为2、8、8、1，其原子结构示意图为：，故A错误； B．氯元素的原子序数为17，质子数为17，质量数为37的氯原子应表示为，故B错误； C．N氯化钠溶于水时，钠离子会与水分子结合形成水合钠离子，Na+会吸引带负电荷的O原子，图中所示结构正确，故C正确； D．碳酸氢钠是强电解质，完全电离为Na+和，是弱酸的酸式酸根，不能拆分为H+和，正确的电离方程式为：，故D错误； 故选：C。 【变式2】下列粒子的结构示意图中，表示氟离子的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：A、质子数是9，核外电子数是9，表示氟原子，故A不符合； B、质子数是9，核外电子数是10，表示氟离子，故B符合； C、质子数是16，核外电子数是16，表示硫原子，故C不符合； D、质子数是16，核外电子数是18，表示硫离子，故D不符合； 故选：B。 题型4 原子核外电子的能级分布 解｜题｜知｜识 1、核外电子的运动特征： （1）质量很小，带负电荷 （2）运动速度高（接近光速） （3）运动空间范围很小（相对于宏观物体而言） 结论：不遵循宏观物质的运动特征． 2、电子云： 电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述，电子在原子核外空间的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为”电子云”． 在这个模型里，某个点附近的密度表示电子在该处出现的机会的大小．密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现的机会多；反之，则表明电子出现的机会少． s轨道 p轨道 d轨道 3、原子轨道：电子云的轮廓图． 电子云 原子轨道 4、四个量子数（描述原子轨道） 1）电子层（能层，主量子数n）： 分层依据：电子的能量差异和主要运动区域离核远近的不同． 电子数目：电子层可容纳最多电子的数量为2n2（如第一层电子数不超过2个），且最外层电子数不超过8个（如果第一层是最外层，那么最外层电子数不超过2个） 电子层序数（n） 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 注意：离核越来越远，能量越来越高 2）电子亚层（能级，角量子数l）： 通过对许多元素的电离能的进一步分析，人们发现，在同一电子层中，电子的能量还稍有差异，电子云的形状也不相同．因此电子层仍可进一步分成一个或n个电子亚层． 1）符号：s，p，d，f 2）意义：（1）确定原子轨道形状： s亚层的电子云是以原子核为中心的球形，p亚层的电子云是纺锤形，d亚层为花瓣形，f亚层的电子云形状比较复杂．（如下图所示） （2）和电子层n共同决定原子中电子的能量大小（确定能级） 同一电子层不同亚层的能量按s、p、d、f序能量逐渐升高． K层只包含一个s亚层；L层包含s和p两个亚层；M层包含s、p、d三个亚层；N层包含s、p、d、f四个亚层．即亚层数目＝电子层数 3）磁量子数（m）： （1）意义：决定原子轨道在空间的伸展方向（轨道的数目）． （2）①s轨道是球形对称的，所以只有1个轨道； ②p轨道在空间上有x、y、z三个伸展方向，所以p轨道包括px、py、pz 3个轨道； ③d轨道有5个伸展方向（5个轨道）；f轨道有7个伸展方向（7个轨道）． 4）自旋量子数（ms）： ms为自旋量子数，取值为±1/2，表明一个轨道上最多只能容纳自旋反向的两个电子． 5、原子核外电子排布原则： 1）泡利不相容原理：每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反配对． 2）能量最低原理：电子尽可能占据能量最低的轨道． 3）Hund规则：简并轨道（能级相同的轨道）只有被电子逐一自旋平行地占据后，才能容纳第二个电子． 另外：等价轨道在全充满、半充满或全空的状态是比较稳定的，亦即下列电子结构是比较稳定的： 全充满﹣﹣﹣p6或d10或f14 半充满﹣﹣﹣﹣p3或d5或f7 全空﹣﹣﹣﹣﹣p0或d0或f0 6、核外电子能级分布（构造原理）： 【典例1】M能层中不存在的能级是（　　） A．3s B．3p C．3d D．3f 【答案】D 【解答】解：M能层包括3s、3p、3d能级，不存在3f能级， 故选：D。 【变式1】下列能级符号正确的是（　　） A．4s B．3f C．2d D．1p 【答案】A 【解答】解：A．第四能层有s、p、d、f四种能级，因此存在能级符号4s，故A正确； B．第三能层只有s、p、d三种能级，不存在f能级，因此不存在能级符号3f，故B错误； C．第二能层有s、p两种能级，因此不存在能级符号2d，故C错误； D．第一能层有s一种能级，因此不存在能级符号1p，故D错误； 故选：A。 【变式2】下列说法不正确的是（　　） A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增多 B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 C．任一原子的p能级电子云轮廓图形状均呈哑铃形 D．任一能层的能级数等于该能层序数 【答案】B 【解答】解：A．电子层数越大，电子的能量越高，所以同一原子中，1s、2s、3s电子能量逐渐增大，故A正确； B．p能级中原子轨道数目为3，则同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相同，均为3，故B错误； C．p电子的原子轨道呈哑铃形，每个P能级都有3个原子轨道，它们相互垂直且能量相同，所以任一原子的p能级电子云轮廓图形状均呈哑铃形，故C正确； D．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，如第一能层含有一个能级、第二能层含有2个能级，故D正确。 故选：B。 题型5 原子序数、质子数、核电荷数、核外电子数之间的相互关系 解｜题｜知｜识 原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数 【命题方向】本考点主要考查原子序数、质子数、核电荷数、核外电子数之间的相互关系， 典例：已知元素的原子序数，可以推断出原子的 ①质子数 ②中子数 ③核外电子数 ④核电荷数 分析：原子中，原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数，利用这一关系式得出正确结果。 解答：原子中，原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数，故根据原子序数可以推断出质子数、核电荷数和核外电子数。 故选：①③④ 点评：本题考查了原子序数与质子数、核电荷数和核外电子数之间的数量关系，属于简单题。 【典例1】与OH﹣具有相同质子数和电子数的微粒是（　　） A．F B．Cl﹣ C． D． 【答案】C 【解答】解：OH﹣中含有9个质子和10个电子； A．F原子中含有9个质子和9个电子，与OH﹣中数目不一致，故A错误； B．Cl﹣中含有17个质子和18个电子，与OH﹣中数目不一致，故B错误； C．中含有9个质子和10个电子，与OH﹣中数目一致，故C正确； D．中含有11个质子和10个电子，与OH﹣中数目不一致，故D错误； 故选：C。 【变式1】铋（Bi）在医药方面有重要应用．下列关于Bi和Bi的说法正确的是（　　） A．Bi和Bi都含有83个中子 B．Bi和Bi互为同位素 C．Bi和Bi的核外电子数不同 D．Bi和Bi分别含有126和127个质子 【答案】B 【解答】解：A、83209Bi中中子数＝209﹣83＝126，83210Bi中中子数＝210﹣83＝127，所以83209Bi、83210Bi中子数分别是126、127，故A错误。 B、质子数相同中子数不同的同一元素互称同位素，83209Bi、83210Bi是质子数相同中子数不同的同一元素，所以是同位素，故B正确。 C、原子中质子数＝核外电子数，所以83209Bi和83210Bi的核外电子数都是83，故C错误。 D、83209Bi和83210Bi的核内质子数都是83，故D错误。 故选：B。 【变式2】下列粒子中，与OH﹣具有相同质子数和电子数的是（　　） A．Cl﹣ B．F﹣ C．Na+ D． 【答案】B 【解答】解：A．Cl﹣中质子数为17，电子数为18，故A错误； B．F﹣中质子数为9，电子数＝9+1＝10，故B正确； C．钠离子中质子数为11，电子数＝11﹣1＝10，故C错误； D．中质子数为11，电子数＝11﹣1＝10，故D错误； 故选：B。 【变式3】下列有关放射性核素P的说法中，不正确的是（　　） A．P原子核外电子数为15 B．P可能用于同位素示踪 C．P原子的质量数为17 D．PH3和PH3的化学性质基本相同 【答案】C 【解答】解：A．P原子核外电子数＝质子数＝15，故A正确； B．放射性核素P是P的同位素，被广泛用于同位素示踪技术，故B正确； C．P原子的质量数为32，故C错误； D．P与P的原子核外电子数均为15，原子的最外层电子数相同，故PH3与PH3化学性质基本相同，故D正确； 故选：C。 题型6 具有相同结构的多种离子的性质相关分析及判断 解｜题｜知｜识 一、“相同结构离子”的定义 指核外电子总数相同、电子层数相同且各层电子数分布相同的离子（即“等电子体离子”）。 例如：O2﹣、F﹣、Na+、Mg2+、Al3+均为10电子离子，电子层结构均为2，8。 二、相同结构离子的共性与递变规律 1.共性： （1）最外层电子数相同（如上述离子最外层均为 8 电子稳定结构）； （2）电子层数相同（如 10 电子离子均有 2 个电子层）。 2.递变规律（核心考点）： （1）离子半径：核电荷数越大，对核外电子的吸引力越强，离子半径越小。 例：O2﹣＞F﹣＞Na+＞Mg2+＞Al3+（核电荷数：O＜F＜Na＜Mg＜Al）。 （2）离子键强弱：离子半径越小，核电荷数越大（或所带电荷越多），离子键越强，对应化合物熔点/沸点越高。 例：熔点：MgO＞NaF（Mg2+半径小于Na+，O2﹣与F﹣电子层结构相同，Mg2+、O2﹣电荷数更高）。 （3）氧化性/还原性： ①阳离子：核电荷数越大，半径越小，得电子能力越强，氧化性越强。 例：氧化性：Al3+＞Mg2+＞Na+。 ②阴离子：核电荷数越小（原子序数越小），半径越大，失电子能力越强，还原性越强。 例：还原性：O2﹣＞F﹣。 【典例1】A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述： ①原子半径A＞B； ②离子半径A＞B； ③A的正价与B的负价绝对值一定相等； ④电负性A＜B； ⑤电离能A＞B 其中正确的组合是（　　） A．①④ B．①②③ C．①④⑤ D．②③⑤ 【答案】A 【解答】解：A元素的阳离子和B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则A元素处于B元素的下一周期，A为金属元素，最外层电子数较少，B为非金属元素，最外层电子数相对较多，且A的原子序数大于B， ①电子层数相同的阴阳离子，阳离子的原子半径大于阴离子的原子半径，故正确； ②电子层数相同的阴阳离子，离子半径随着原子序数的增大而减小，所以离子半径A＜B，故错误； ③A的正价和B的负价的绝对值不一定相等，如Na+和O2﹣，故错误； ④A是金属，B是非金属，B吸引电子的能力大于A，所以电负性A＜B，故正确； ⑤A是金属，B是非金属，所以电离能A＜B，故错误； 故选：A。 【变式 1】已知X+、Y2+、Z﹣、W2﹣四种离子均具有相同的电子层结构．下列关于X、Y、Z、W四种元素的描述，不正确的是（　　） A．原子半径：X＞Y＞W＞Z B．原子序数：Y＞X＞Z＞W C．原子最外层电子数：Y＞X＞Z＞W D．金属性：X＞Y，还原性：W2﹣＞Z﹣ 【答案】C 【解答】解：X+、Y2+、Z﹣、W2﹣四种离子均具有相同的电子层结构，则X、Y处于同一周期，原子序数Y＞X；Z、W处于同一周期，且处于X、Y所在周期上一周期，原子序数Z＞W，所以原子序数Y＞X＞Z＞W； A、Z、W处于同一周期，且处于X、Y所在周期上一周期，原子序数Y＞X＞Z＞W，同周期元素原子序数越大，半径越小，所以原子半径X＞Y，W＞Z，原子核外电子层数越多，半径越大，所以X＞Y＞W＞Z，故A正确； B、X、Y处于同一周期，原子序数Y＞X，Z、W处于同一周期，且处于X、Y所在周期上一周期，原子序数Z＞W，所以原子序数Y＞X＞Z＞W，故B正确； C、X、Y处于同一周期，原子序数Y＞X，则原子最外层电子数Y＞X；Z、W处于同一周期，原子序数Z＞W，则原子最外层电子数Z＞W，X、Y形成阳离子，Z、W形成阴离子，所以最外层电子数Z＞W＞Y＞X，故C错误； D、X、Y处于同一周期，形成阳离子，原子序数Y＞X，所以金属性：X＞Y；Z、W处于同一周期，形成阴离子，原子序数Z＞W，所以非金属性Z＞W，非金属性越强，阴离子还原性越弱，所以还原性：W2﹣＞Z﹣，故D正确。 故选：C 题型7 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系 解｜题｜知｜识 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系： 元素性质 同周期（从左到右） 同主族（从上到下） 最外层电子数 逐渐增多（1e﹣→8e﹣） 相同 原子半径 逐渐减小（稀有气体最大） 逐渐增大 主要化合价 最高正价：+1→+7 最低负价﹣4→﹣1； 最低负价＝主族序数﹣8 最高正价相同 最低负价相同（除F、O外） 最高正价＝主族序数 第一电离能 呈增大的趋势 呈减小趋势 电负性 电负性逐渐增大 电负性逐渐减小 得失电子能力 失电子能力减弱；得电子能力增强。 失电子能力增强；得电子能力减弱。 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。 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱； 酸性逐渐增强。 碱性逐渐增强； 酸性逐渐减弱。 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 【典例1】已知33As、35Br位于同一周期，下列关系正确的是（　　） A．原子半径：As＞Cl＞P B．还原性：AsH3＞H2S＞HCl C．热稳定性：HCl＞AsH3＞HBr D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4 【答案】B 【解答】解：A．原子核外电子层数越大，其原子半径越大，同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，As原子核外有4个电子层，Cl、P原子核外有3个电子层且原子序数Cl＞P，所以半径：As＞P＞Cl，故A错误； B．元素的非金属性越强，其氢化物的还原性越弱，非金属性Cl＞S＞As，所以还原性AsH3＞H2S＞HCl，故B正确； C．元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性Cl＞Br＞As，所以稳定性：HCl＞HBr＞AsH3，故C错误； D．元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性：S＞P＞As，所以酸性：H2SO4＞H3PO4＞H3AsO4，故D错误； 故选：B。 【变式1】在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的是（　　） A．钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大 B．金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点 C．KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低 D．CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高 【答案】D 【解答】解：A、钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大，这是因为它们中的金属键逐渐增强，与化学键的强弱有关，故A正确； B、金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点，这是因为C﹣C键的键长比Si﹣Si键的键长短，C﹣C键的键能比Si﹣Si键的键能大，也与化学键的强弱有关，故B正确； C、KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低，这是因为它们中的离子键的强度逐渐减弱，与化学键的强弱有关，故C正确； D、CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高，这是因为分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，与化学键的强弱无关，故D错误， 故选：D。 题型8 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 解｜题｜知｜识 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系： 元素性质 同周期（从左到右） 同主族（从上到下） 最外层电子数 逐渐增多（1e﹣→8e﹣） 相同 原子半径 逐渐减小（稀有气体最大） 逐渐增大 主要化合价 最高正价：+1→+7 最低负价﹣4→﹣1； 最低负价＝主族序数﹣8 最高正价相同 最低负价相同（除F、O外） 最高正价＝主族序数 第一电离能 呈增大的趋势 呈减小趋势 电负性 电负性逐渐增大 电负性逐渐减小 得失电子能力 失电子能力减弱；得电子能俩增强． 失电子能力增强；得电子能力减弱． 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． 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱； 酸性逐渐增强． 碱性逐渐增强； 酸性逐渐减弱． 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 【典例1】34Se和S均属于ⅥA族元素。下列关于Se及其化合物性质不正确的是（　　） A．第一电离能：Se＞33As B．原子半径：Se＜As C．酸性：H2SO4＞H2SeO4 D．沸点：H2Se＞H2S 【答案】A 【解答】解：A．As的3p能级为半充满的稳定结构，故第一电离能：Se＜33As，故A错误； B．同周期从左往右，元素原子的半径递减，故原子半径：Se＜As，故B正确； C．同主族从上往下，元素非金属性递减，其对应最高价氧化物的水化物的酸性减弱，酸性：H2SO4＞H2SeO4，故C正确； D．H2Se、H2S的结构相似，都属于分子晶体，则分子量大的，范德华力越大，沸点越高，故D正确； 故选：A。 【变式1】我国在“硅﹣石墨烯﹣锗晶体管”技术上获得重大突破。下列关于C、Si、Ge三种元素的说法正确的是（　　） A．它们都是短周期元素 B．它们都是同周期元素 C．它们都是周期表中p区元素 D．C、Si、Ge元素的非金属性依次增强 【答案】C 【解答】解：C、Si、Ge三种元素的最外层电子数均为4，故同处于第IVA族。 A.C位于第二周期，Si位于第三周期，Ge位于第四周期，而前三周期为短周期元素，故A错误； B.C、Si、Ge三种元素的最外层电子数均为4个，同为第IVA族的元素，不是同一周期，故B错误； C.C、Si、Ge三种元素同为第IVA族的元素，而第IVA族位于p区，故C正确； D.C、Si、Ge三种元素同为第IVA族的元素且周期序数逐渐增大，同一主族从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，故D错误。 故选：C。 题型9 核素 解｜题｜知｜识 1、核素： 核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子．很多元素有质子数相同而中子数不同的几种原子．例如，氢有、、3种原子，就是3种核素，它们的原子核中分别有0、1、2个中子．这3种核素互称为同位素．例如，原子核里有6个质子和6个中子的碳原子，质量数是12，称为C﹣12核素，或写成12C核素．原子核里有6个质子和7个中子的碳原子，质量数为13，称13C核素．氧元素有16O，17O，18O三种核素．具有多种核素的元素称多核素元素．核素常用表示，X是元素符号，Z是原子序数，A是质量数，A﹣Z＝N，N是该核素中的中子数． 【命题方向】本考点主要考察核素的概念，属于高中化学的重要概念． 题型：核素概念 典例：我国稀土资源丰富．下列有关稀土元素Sm与Sm的说法正确的是（　　） A． Sm与Sm互为同位素 B． Sm与Sm的质量数相同 C． Sm与Sm是同一种核素 D． Sm与Sm的核外电子数和中子数均为62 分析：A．根据原子符号的含义以及质子数相同中子数不同的同一元素互称同位素； B．根据原子符号的含义来分析； C．根据原子符号的含义以及只有质子数相同中子数相同的核素才是同一核素； D．根据原子符号的含义以及原子中核外电子数＝核内质子数，中子数＝质量数﹣质子数． 解答：A、Sm由与Sm可知，该元素是含有相同质子不同中子的同种元素，所以是同位素，故A正确； B、Sm的质量数为144，Sm的质量数为150，所以这两种核素的质量数不同，故B错误； C、Sm与Sm虽然质子数相同，但中子数不同，所以Sm与Sm是不同核素，故C错误； D、Sm的核外电子数为62，中子数为82，Sm的核外电子数为62，中子数为88，故D错误． 故选A． 点评：本题考查同位素、核素的概念及质量数、质子数、中子数之间的关系，难度不大，明确这几个概念间的区别． 【典例1】下列说法中不正确的是（　　） ①原子核内有18个中子的氯原子： ②23592U和23892U是中子数不同质子数相同的同种核素 ③元素周期表中铋元素的数据如图所示，则Bi元素的质量数是209.0 A．② B．①② C．①③ D．②③ 【答案】D 【解答】解：①根据原子构成，左下角为质子数，左上角为质量数，质量数＝质子数+中子数，即核素的质量数为35，即核素的表示为：，故①正确； ②两种核素的质子数都是92，中子数分别为145、146，235U和238U为不同核素，两核素互为同位素，故②错误； ③209.0表示Bi元素的相对原子质量，故③说法错误； 综上所述，②③错误，故D正确； 故选：D。 【变式1】1911年卢瑟福用α粒子轰击N得到O，由此发现了质子（H）：NHe→OH．下列说法不正确的是（　　） A．的中子数为7 B．该过程涉及4种核素 C．与互为同位素 D．与化学性质基本相同 【答案】C 【解答】解：A．的中子数为14﹣7＝7，故A正确； B．N、He、O、H都是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，都为核素，故B正确； C．与都为分子，不是核素，不是同位素的关系，故C错误； D．与互为同位素，其化学性质基本相同，物理性质有差异，故D正确； 故选：C。 题型10 同位素及其应用 解｜题｜知｜识 1、同位素的概念： 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素． 例如氢有三种同位素，H氕、D氘（又叫重氢）、T氚（又叫超重氢）；碳有多种同位素，例如12C、13C和 14C（有放射性）等．同位素是同一元素的不同原子，其原子具有相同数目的质子，但中子数目却不同（例如氕、氘和氚，它们原子核中都有1个质子，但是它们的原子核中分别有0个中子、1个中子及2个中子，所以它们互为同位素）． 2、同位素的性质： 同位素具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化学性质几乎相同（氕、氘和氚的性质有些微差异），但原子质量或质量数不同，从而其质谱性质、放射性转变和物理性质（主要表现在质量上（如：熔点和沸点）有所差异．同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数（例如碳﹣14，一般用14C来表示）． 3、放射性同位素 放射性同位素具有以下三个特性： 第一，能放出各种不同的射线．有的放出α射线，有的放出β射线，有的放出γ射线或者同时放出其中的两种射线．还有中子射线．其中，α射线是一束α粒子流，带正电荷，β射线就是电子流，带有负电荷． 第二，放出的射线由不同原子核本身决定．例如钴﹣60原子核每次发生衰变时，都要放射出三个粒子：一个β粒子和两个光子，钴﹣60最终变成了稳定的镍﹣60． 第三，具有一定的寿命．人们将开始存在的放射性同位素的原子核数目减少到一半时所需的时间，称为半衰期．例如钴﹣60的半衰期大约是5年． 4、放射性同位素的应用： 放射性同位素放射出的射线碰到各种物质的时候，会产生各种效应，它包括射线对物质的作用和物质对射线的作用两个相互联系的方面．例如，射线能够使照相底片 和核子乳胶感光；使一些物质产生荧光；可穿透一定厚度的物质，在穿透物质的过程 中，能被物质吸收一部分，或者是散射一部分，还可能使一些物质的分子发生电离； 另外，当射线辐照到人、动物和植物体时，会使生物体发生生理变化．射线与物质的相互作用，对核射线来说，它是一种能量传递和能量损耗过程，对受照射物质来说，它是一种对外来能量的物理性反应和吸收过程．其应用： ①射线照相技术，可以把物体内部的情况显示在照片上． ②测定技术方面的应用，古生物年龄的测定，对生产过程中的材料厚度进行监视和控制等． ③用放射性同位素作为示踪剂． ④用放射性同位素的能量，作为航天器、人造心脏能源等． ⑤利用放射性同位素的杀伤力，转恶为善，治疗癌症、灭菌消毒以及进行催化反应等． 【典例1】下列有关化学用语表达正确的是（　　） A．Na2O2的电子式为： B．Na+的结构示意图为： C．、、互为同位素 D．乙烯的结构简式为：CH2＝CH2 【答案】D 【解答】解：A．Na2O2是离子化合物，由Na+和过氧根离子（）构成，电子式为：，故A错误； B．Na+的质子数为11（与钠原子相同），核外电子数为10，离子结构示意图应为，故B错误； C．、、为分子，并非原子，不互为同位素，故C错误； D．乙烯分子中含碳碳双键，结构简式需保留双键，乙烯的结构简式为CH2＝CH2，故D正确； 故选：D。 【变式1】随着科学技术的不断进步，研究物质的手段和途径越来越多，、H3、O4、12C60等已被发现。下列有关说法正确的是（　　） A．中含有36个电子 B．H2和H3互为同位素 C．12C60中含720个中子 D．O2和O4互为同素异形体 【答案】D 【解答】解：A．因中的电子数为7×5﹣1＝34，故A错误； B．H2与H3属于由同种氢元素形成的不同单质，属于同素异形体，不是同位素，故B错误； C．12C60中中子数＝质量数﹣质子数＝（12﹣6）×60＝360，故C错误； D．因质子数相同，中子数不同的原子互称同位素，而O2与O4是由氧元素形成的不同单质，两者是同素异形体，故D正确； 故选：D。 【变式2】矿泉水中碘酸盐的生成反应为KI+3O3＝KIO3+3O2，下列有关该反应的说法错误的是（　　） A．钾和碘属于长周期元素 B．反应中元素全部为主族元素 C．KI中各离子最外层都达到8电子稳定结构 D．O2和O3互为同位素 【答案】D 【解答】A．钾位于第四周期，碘位于第五周期，均属于长周期元素，故A正确； B．反应中涉及K（IA族）、I（ⅦA族）、O（ⅥA族），均为主族元素，故B正确； C．KI中K+的电子层为[Ne]3s23p6（最外层8电子），I⁻的电子层为[Kr]4d105s25p6（最外层8电子），故C正确； D．有相同质子数、不同中子数的原子或同一元素的不同核素互为同位素，O2和O3是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，而非同位素，故D错误； 故选：D。 【变式3】下图是锂的原子结构示意图和它在元素周期表中的信息，下列有关说法错误的是（　　） A．和互为同位素 B．锂在化学反应中容易失去电子 C．锂的相对原子质量为6.941 D．氢氧化锂的化学式为Li（OH）2 【答案】D 【解答】解：A．同位素是质子数相同、中子数不同的原子，和的质子数都为3，质量数分别为7和6，则两种原子互为同位素，故A正确； B．锂原子的最外层只有1个电子，在化学反应中容易失去电子，故B正确； C．图中信息显示，锂的相对原子质量为6.941，故C正确； D．锂原子的最外层只有1个电子，在化学反应中容易失去，表现+1价，则氢氧化锂的化学式为LiOH，故D错误； 故选：D。 题型11 金属性强弱对元素性质的影响 解｜题｜知｜识 金属性指的是金属元素的物理和化学性质，金属性强弱会影响元素的物理和化学性质，从而影响物质的组成和形成反应。 （1）在自然界的存在形态：金属性较强的元素主要以化合态形式存在，金属性较弱的金属主要以游离态形式存在。 （2）金属性强，单质与水或非氧化性酸反应越剧烈。 （3）金属性越强，单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱。 （4）金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强。 【典例1】铬（Cr）是一种重要的金属，其金属性介于锌和铁之间。根据元素周期律的知识，下列关于铬及其化合物的说法错误的是（　　） A．铬与冷水能发生剧烈反应 B．Cr（OH）3的碱性比NaOH的弱 C．高温条件下，Cr2O3能与Al反应置换出Cr D．铬能与稀盐酸发生反应 【答案】A 【解答】解：A.Zn和Fe均不能与冷水发生剧烈反应，Cr的金属性在Zn和Fe之间，由此可知Cr也不能，故A错误； B.Zn（OH）2碱性比NaOH弱，而Cr（OH）3的碱性比Zn（OH）2弱，则Cr（OH）3的碱性比NaOH的弱，故B正确； C.Al的金属性比Zn强，因此也比Cr强，高温条件下，Cr2O3能与Al反应置换出Cr，故C正确； D.Fe能与稀盐酸反应，Cr金属性比Fe强，也能与稀盐酸反应，故D正确； 故选：A。 【变式1】元素金属性越强，对应单质的还原性越强；元素非金属性越强，对应单质的氧化性越强。 　　 （判断对错） 【答案】×。 【解答】解：元素非金属性越强，其单质的氧化性不一定越强，与分子中键能有关，如氮元素非金属性较强，但氮气分子中键能较大，所以其单质氧化性不强，故说法错误， 故答案为：×。 【变式2】某研究性学习小组为了证明铁的金属性比铜强，他们设计了如下几种方案，其中合理的是（　　） A．铁片置于硫酸铜溶液中置换出铜 B．铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2 C．铜片置于FeCl3溶液中，铜片逐渐溶解 D．铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中，铁片上有气泡产生，而铜片无气泡 【答案】AD 【解答】解：A．活泼性强的置换活泼性弱的，铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出，说明铁的金属活动性比铜强，故A正确； B．铁、铜和氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2，不能比较铁、铜的活泼性，故B错误； C．铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解，说明三价铁离子氧化性大于二价铜离子，不能比较铁、铜的活泼性，故C错误； D．铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中，铁片上有气泡产生，而铜片无气泡，说明铁的活泼性大于Cu，则Fe的金属性大于Cu，故D正确； 故选：AD。 题型12 金属性强弱的比较 解｜题｜知｜识 金属性本质：原子越容易失电子，元素的金属性越强。 常用的判断方法有： （1）在金属活动性顺序表中位置越靠前，金属性越强。 （2）单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强。 （3）单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱，金属性越强。 （4）最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。 （5）若溶液中Xn++Y→X+Ym+，则Y的金属性比X强。 【典例1】下列事实能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是（　　） 序号 事实 推论 A 高温下，Na 可置换出 K：Na+KClK↑+NaCl 金属性：Na＜K B 沸点H2O比H2S 高 非金属性：O＞S C SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2 非金属性：S＞C D t℃时，Br2+H2⇌2HBr K＝5.6×107 I2+H2⇌2HCl K＝43 非金属性：Br＞I A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解答】解：A．Na+KClK↑+NaCl反应中，K易挥发，减少K的浓度，平衡正向移动，不是利用金属的活泼性，所以不能根据该反应来推测金属性强弱，故A错误； B．简单氢化物的熔沸点与分子间作用力、氢键有关，与非金属性强弱无关，所以不能根据氢化物熔沸点高低判断非金属性强弱，故B错误； C．SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2，说明H2SO3的酸性大于H2CO3，但H2SO3不是S元素的最高价氧化物的水化物，所以不能据此判断非金属性强弱，故C错误； D．反应的平衡常数K越大，则单质和氢气化合越容易，则元素非金属性越强，得到非金属性Br＞I，故D正确； 故选：D。 题型13 金属性强弱的探究实验 解｜题｜知｜识 金属性强弱的判断方法有： （1）在金属活动性顺序表中位置越靠前，金属性越强。 （2）单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强。 （3）单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱，金属性越强。 （4）最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。 （5）若溶液中Xn++Y→X+Ym+，则Y的金属性比X强。 【典例1】某同字为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下实验。 （1） 将形状相同镁、铝分别投入到相同体积和相同浓度的盐酸中，试预测实验结果：　 　 与盐酸反应更剧烈；从原子结构解释上述现象的原因：　 　 。 （2）向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明非金属性 　　 强于 　　 ，反应的离子方程式为 　 。 【答案】（1）镁；Mg和Al的电子层数相同，但Mg的原子半径大于Al，故镁失电子更容易，和盐酸反应更剧烈； （2）Cl；S；S2﹣+Cl2＝S↓+2Cl﹣。 【解答】解：（1）决定反应速率的主要因素是反应物本身的性质，由于Mg和Al的电子层数相同，但Mg的原子半径大于Al，故镁失电子更容易，和盐酸反应更剧烈， 故答案为：镁；Mg和Al的电子层数相同，但Mg的原子半径大于Al，故镁失电子更容易，和盐酸反应更剧烈； （2）向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，即氯气能置换出S单质，离子方程式为S2﹣+Cl2＝S↓+2Cl﹣，可知氧化性Cl2＞S，单质的氧化性越强，则元素的非金属性越强，故Cl元素的非金属性强于S， 故答案为：Cl；S；S2﹣+Cl2＝S↓+2Cl﹣。 题型14 非金属性强弱对元素性质的影响 解｜题｜知｜识 非金属性指的是非金属元素的物理和化学性质，非金属性强弱会影响元素的物理和化学性质，从而影响物质的组成和形成反应。 （1）非金属性强，单质与氢气化合越容易，气态氢化物的稳定性越好。 （3）非金属性越强，一般单质氧化性越强或简单阴离子还原性性越弱。 （4）非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强。 【典例1】根据下列装置完成系列实验（加热装置省略），下列说法不正确的是（　　） A．NaOH溶液可以吸收尾气，防污染 B．BaCl2溶液中会出现白色沉淀BaSO3 C．H2S溶液中会出现黄色沉淀，体现了SO2的氧化性 D．为验证碳、硅非金属性的强弱，A中的试剂可以是酸性KMnO4溶液 【答案】B 【解答】解：A．Cu与浓硫酸反应后，产生二氧化硫，属于酸性氧化物，NaOH溶液可以吸收尾气，防污染，故A正确； B．氯化钡与二氧化硫不反应，可能会因为氧化产生BaSO4沉淀，不可能为BaSO3，故B错误； C．H2S反应的离子方程式为2H2S+SO2═3S↓+2H2O，体现了SO2的氧化性，故C正确； D．二氧化硫与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，酸性高锰酸钾溶液可除去二氧化硫，二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸，可验证碳、硅非金属性的强弱，故D正确； 故选：B。 【变式1】下列叙述错误的是（　　） ①热稳定性：H2O＞HF＞H2S ②熔点：Al＞Na＞K ③ⅠA、ⅡA族元素的阳离子与同周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布 ④元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素 ⑤多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高 ⑥盐酸可以碳酸钠溶液反应生成CO2气体，说明盐酸比碳酸强，Cl 比S的非金属性强 ⑦SiCl4、PCl3分子中各原子最外层均达到8电子稳定结构． A．①③⑤⑥ B．②④⑥ C．②③④⑦ D．①⑤⑥ 【答案】A 【解答】解：①原子的得电子能力F＞O＞S，氢化物的热稳定性HF＞H2O＞H2S，故错误； ②碱金属元素单质的熔点逐渐降低，即Na＞K，铝是高熔点的金属，所以熔点：Al＞Na＞K，故正确； ③ⅠA、ⅡA族元素的阳离子比同周期稀有气体元素的原子少一个电子层，核外电子排布不一样，故错误； ④从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是过渡元素，都是金属元素，故正确； ⑤核外电子中，离核较近的区域内运动的电子能量较低，离核较远的区域内运动的电子能量较高，故错误； ⑥Cl、S元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性：高氯酸强于硫酸，所以元素的非金属性Cl＞S，故错误； ⑦SiCl4、PCl3分子中各原子，|化合物中该元素的化合价|+最外层电子数＝8，则各个原子最外层即达到8电子稳定结构，故正确。 故选：A。 题型15 碱金属的性质 解｜题｜知｜识 1、物理性质：碱金属都是银白色的金属（铯略带金色光泽），密度小，熔点和沸点都比较低，质地软，可以用刀切开，露出银白色的切面．碱金属物理性质的递变性： 碱金属中的特殊性： 1）Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蜡密封； 2）碱金属元素只有Li与O2反应的产物为Li2O一种，其他元素与O2反应的产物至少2种，生成过氧化物、超氧化物等； 3）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强碱；碱金属的盐一般都易溶于水，但Li2CO3微溶； 4）碱金属元素从Li到Cs，密度逐渐增大，但K的密度小于Na； 5）通常的合金多呈固态，而钾钠合金却是液态． 2、化学性质：由于碱金属化学性质都很活泼，和空气中的氧气反应，切面很快便失去光泽，一般将它们放在矿物油中或封在稀有气体中保存，以防止与空气或水发生反应．在自然界中，碱金属只在盐中发现，从不以单质形式存在．碱金属都能和水发生激烈的反应，生成强碱性的氢氧化物，并随相对原子质量增大反应能力越强． 1）与氧气反应；2）与水反应；3）与氯气、硫等非金属单质反应． 3、焰色反应： （1）有些金属或它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现出特色的颜色的想象． （2）操作： ①洗：用盐酸洗去铂丝表面的杂质 ②烧：将铂丝在酒精灯火焰上灼烧至与酒精灯颜色一致 ③蘸：蘸取试样 ④烧：在火焰上灼烧 ⑤观：观察火焰颜色（若检验钾要透过钴玻璃观察） （3）常见的颜色反应 Li Na K Ca Sr Ba Cu 紫红 黄 紫（透过蓝色钴玻璃片） 砖红 洋红 黄绿 绿 ①焰色反应为物理变化过程． ②焰色现象与金属元素的存在有关，与物质组成无关．如：钠元素的焰色为黄色，包括钠单质以及钠的所有化合物． 【典例1】下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是（　　） A．氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强 B．铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气 C．Cs的还原性比Na强，故Na+的氧化性大于Cs+ D．Cs与氧气反应只能生成Cs2O 【答案】D 【解答】解：A．Cs的金属性比K强，CsOH的碱性比KOH强，故A正确； B．铯与Na性质相似，与水或酸反应更剧烈，都生成H2，故B正确； C．Cs的还原性比Na强，所以Na+的得电子能力比Cs+强，Na+的氧化性大于Cs+，故C正确； D．因为Cs的金属性强于Na，碱金属元素只有Li与O2反应的产物为Li2O一种，其他与O2反应的产物至少有两种，故D错误； 故选：D。 【变式1】工业上在熔融条件下制钾，反应为KCl+Na⇌NaCl+K↑，相关物质的熔、沸点如表。 物质 Na K NaCl KCl 熔点/℃ 97.8 63.7 801 ____ 沸点/℃ 883 774 ＞1400 ＞1400 下列说法正确的是（　　） A．推测KCl的熔点高于801℃ B．该反应宜在加压条件下进行 C．反应温度不应高于883℃ D．该反应能发生是由于金属性：K＞Na 【答案】C 【解答】解：A．氯化钠、氯化钾都是结构相似的离子晶体，离子键越强熔沸点越高，钠离子半径小于钾离子，氯化钠离子键强于氯化钾，所以氯化钾熔点低于氯化钠，故A错误； B．KCl+Na⇌NaCl+K↑，反应中K以气体形式挥发，低压有利于平衡正向移动，所以该反应宜在低压条件下进行，故B错误； C．钠的沸点为883度，如果超过此温度，钠会气化，所以反应温度不应高于883℃，故C正确； D．该反应能发生是由于钾的沸点低于钠，易气化，使得平衡正向移动，故D错误； 故选：C。 【变式2】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．通过钠与钾分别与水反应的剧烈程度可知，碱金属元素原子半径越大，失电子能力越强 C．碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物 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】C 【解答】解：A．钠和钾原子最外层都只有1个电子，容易失去最外层电子达到稳定结构，都是活泼性非常强的金属，所以它们对应的碱都是强碱，故A正确； B．碱金属元素原子半径越大，原子核对核外电子的吸引力越强，越易失去最外层电子，故B正确； C．金属Li在O2中燃烧生成Li2O，故C错误； D．元素的非金属性越强，越易与氢气反应，通过卤素单质与氢气反应所需要的条件难易，可以判断氯的非金属性比溴强，故D正确； 故选：C。 【变式3】工业上在熔融条件下制钾，反应为KCl+Na⇌NaCl+K↑，相关物质的熔、沸点如表。 物质 Na K NaCl KCl 熔点/℃ 97.8 63.7 801 ﹣ 沸点/℃ 883 774 ＞1400 ＞1400 下列说法正确的是（　　） A．该反应宜在加压条件下进行 B．推测反应温度不应高于883℃ C．推测KCl的熔点与NaCl熔点相差极大 D．该反应能发生是由于金属性：K＞Na 【答案】B 【解答】解：A．KCl+Na⇌NaCl+K↑，反应中K以气体形式挥发，低压有利于平衡正向移动，所以该反应宜在低压条件下进行，故A错误； B．钠的沸点为883度，如果超过此温度，钠会气化，所以反应温度不应高于883℃，故B正确； C．氯化钠、氯化钾都是结构相似的离子晶体，离子键越强熔沸点越高，钠离子半径小于钾离子，氯化钠离子键强于氯化钾，所以KCl的熔点与NaCl熔点相差不大，故C错误； D．该反应能发生是由于钾的沸点低于钠，易气化，使得平衡正向移动，故D错误； 故选：B。 题型16 碱金属及其化合物的性质实验 解｜题｜知｜识 碱金属及其化合物的性质实验 实验目的：通过亲自做钠及化合物性质的实验，加强对碱金属及其化合物的性质的认识． 实验器材：试管、试管夹、烧杯、胶头滴管、铁架台、酒精灯、药匙、滤纸、粗玻璃管，带导管的橡皮塞、铂丝、蓝色钴玻璃、水槽、镊子、蒸发皿、火柴、小刀 实验药品：钠、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、CuSO4溶液、KCl溶液、稀盐酸、酚酞试液、澄清的石灰水． 实验步骤： 1、钠的性质 实验项目 实验操作 实验现象 结论 钠与水反应 用镊子从煤油中取出一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切出黄豆粒般大小，然后把它放入盛有蒸馏水的烧杯中，往烧杯中滴加一滴酚酞溶液，观察现象． 金属钠的切面呈银白色金属光泽，放入烧杯中，钠浮在水上面，熔成球状，发出“滋滋”响声，并在水中游动，水溶液逐渐变红． 2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑ 钠在空气中燃烧 用镊子从煤油中取出一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切出黄豆粒般大小，然后把他放在石棉网上，用酒精灯加热，观察现象． 金属钠在空气中然后剧烈，火焰呈黄色，钠在燃烧过程中熔成球状，反应后生成淡黄色物质． 2Na+O2＝Na2O2 2、过氧化钠的性质 实验项目 实验操作 实验现象 结论 Na2O2与水的反应 取少量Na2O2于试管中，往试管中滴加少量水，用带火星的木头放在试管口，观察现象． 水滴到Na2O2中，反应激烈，产生能使带火星的木头复燃的气体． 2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ 3、Na2CO3与NaHCO3的性质 实验项目 实验操作 实验现象 结论 NaHCO3的不稳定性 取适量NaHCO3固体于大号试管中，用带导管的橡皮塞塞紧试管口，用酒精灯加入，将导气管与盛有澄清石灰水的试管中，观察现象． 加热一段时间后，试管内壁出现水珠，澄清石灰水变混浊． 2NaHCO3＝Na2CO3+2CO2↑+H2O Na2CO3、NaHCO3与酸的反应 分别取适量Na2CO3、NaHCO3固体，配成溶液，然后取等量的溶液与试管中，分别忘两支试管中滴加一滴盐酸溶液，观察现象． 盐酸滴加到Na2CO3溶液中，产生气泡的速度没有盐酸滴加到NaHCO3溶液中产生气泡的速度快． 对于Na2CO3，发生的反应为CO32﹣+H+＝HCO3﹣ HCO3﹣+H+＝H2O+CO2↑ 而对于NaHCO3发生的反应为 HCO3﹣+H+＝H2O+CO2↑ 4、用焰色反应检验Na+、K+、Cu2+ 实验项目 实验操作 实验现象 结论 Na+、K+、Cu2+的焰色反应 将铂丝蘸浓盐酸在无色火焰上灼烧至无色；蘸取试样在无色火焰上灼烧，观察火焰颜色（若检验钾要透过钴玻璃观察）将铂丝再蘸浓盐酸灼烧至无色 观察到Na+的火焰呈黄色，K+的火焰透过蓝色钴玻璃呈紫色，Cu2+的火焰呈绿色． 焰色反应不是化学反应，是物理过程． 实验讨论： 1、在NaHCO3加热分解的实验时，为什么要先将导管移出烧杯，然后再熄灭酒精灯？ 答：这样做主要是防止倒流． 2、做好焰色反应的关键是什么？ 答：关键是将铂丝灼烧至无色． [注意事项]： 1、不要用手直接接触金属钠 2、实验中所取钠块不得超过黄豆粒大小． 【典例1】探究Na2O2与水的反应，实验如图（实验中加入的溶液均过量）： 已知： ⅰ．③中发生反应：H2O2+BaCl2＝BaO2↓+2HCl ⅱ．②中发生反应：2KMnO4+5H2O2+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O 下列分析不正确的是（　　） A．①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃 B．①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应 C．②、⑤中KMnO4与MnO2的作用不同，产生气体的量相同 D．④中产生的白色沉淀为BaSO4 【答案】C 【解答】解：A．试管①、⑤中生成的气体都是能使带火星的木条复燃的氧气，故A正确； B．由分析可知，试管①中过氧化钠与水生成氧气的反应为氧化还原反应，生成过氧化氢的反应为复分解反应，试管④中过氧化钡与稀硫酸生成过氧化氢的反应为复分解反应，H2O2分解生成氧气的反应为氧化还原反应，所以①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应两种反应类型，故B正确； C．结合分析可知，试管②中KMnO4是反应的氧化剂，试管⑤中MnO2是反应的催化剂，所以②、⑤中KMnO4与二氧化锰的作用不同，产生气体的量也不同，故C错误； D．由分析可知，白色沉淀为硫酸钡，故D正确； 故选：C。 题型17 卤素原子结构及其性质的比较 解｜题｜知｜识 1、卤素的物理性质： （1）颜色/状态/密度/熔沸点： 单质 F2 Cl2 Br2 I2 颜色 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 状态 气体 气体 液体 固体 密度 增大 熔沸点 升高 （2）单质的溶解性： 除氟外（与水剧烈反应）在水中溶解度都较小，且由大小，都易溶于有机溶剂，下表是Cl2、Br2、I2在不同溶剂中的颜色 水 CCl4 汽油（苯） Cl2 黄绿色 黄绿色 黄绿色 Br2 橙色 橙红色 橙红色 I2 棕黄色 紫色 紫红色 2、卤素的化学性质： （1）都能与金属反应： 2Fe+3Cl2＝2FeCl3 Cu+I2＝CuI2 Fe+I2＝FeI2 2Cu+I2＝2CuI Fe+S＝FeS 2Cu+S＝Cu2S （2）都能跟氢气反应，生成卤化氢 H2+F2＝2HF 冷暗处就能爆炸化合，HF很稳定 H2+Cl2＝2HCl 强光照射爆炸化合，HCl较稳定 H2+Br2＝2HBr 500度，较慢地化合，HBr较不稳定 H2+I2＝2HI 持续加热，缓慢化合，HI同时分解 递变性：反应能力渐弱，稳定性渐弱 （3）卤素单质与水的反应 X2+H2O＝HX+HXO（X＝Cl、Br、I） 溴跟水反应比氯气跟水的反应更弱一些，碘只跟水有很微弱的反应 （4）与碱的反应 X2+2NaOH＝NaX+NaXO+H2O 3X2+6NaOH＝5NaX+NaXO3+3H2O（X＝Cl、Br、I） 例如：Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca（OH）2＝CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O 3Br2+6NaOH（浓热）＝5NaBr+NaBrO3+3H2O （5）相互间的置换 Cl2+2Br﹣＝Br2+2Cl﹣ 3、卤化氢性质的递变性： 共性：无色，有刺激性气味气体，易溶于水，其水溶液呈酸性； 递变性：热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI 酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI 还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI 熔沸点：HF（氢键）＞HI＞HBr＞HCl 制法：HF和HCl可以由浓H2SO4与金属卤化物制取，HBr和HI不能用浓硫酸，常用浓H3PO4，原因是浓H2SO4能将HBr、HI氧化． 4、卤素单质的特性： （1）F2的特性： ①F2是氧化性最强的非金属，F﹣不能被氧化，F2只能通过电解法制取． ②F元素的化合价只有负价，无正价； ③常温下F2与H2O剧烈反应，反应方程式为：2F2+2H2O＝4HF+O2↑；这一特点与其它卤素不同（产物不同，原理不同），故F2不能从其它卤化物的溶液中置换出其它卤素． ④CaF2难溶，其他卤化钙易容； ⑤F2可与某些稀有气体（如Kr、Xe）作用，生成KrF4、XeF2等，它们都是白色固体． （2）Br2的特性： ①溴在常温下是深红棕色液体，极易挥发产生红棕色有毒蒸气，实验室通常密封保存在阴冷处，不能用橡皮塞（Br2的氧化性会腐蚀橡皮塞），盛液溴的试剂瓶常加少量的水，作用是减少溴的挥发． （3）I2的特性： ①碘是紫黑色的固体，具有金属光泽； ②碘易升华，分离碘和氯化钠可用加热法； ③碘单质与淀粉变蓝，此方法可用于淀粉和碘单质的互相检验； ④碘的氧化性较其它卤素弱，如碘与变价金属Fe反应只能生成FeI2． （4）HF的特殊性质： ①不直接由H2和F2化合，常用CaF2+浓H2SO4制备； ②弱酸性，属中强酸； ③熔沸点较高（因为存在氢键）； ④F﹣不能被MnO2氧化，仅用电解法制F2； ⑤氢氟酸有剧毒，能腐蚀玻璃，反应方程式为4HF+SiO2＝SiF4+2H2O，该原理可用于蚀花，故氢氟酸应该保存在塑料瓶中，制HF不能用玻璃容器，而在铅制容器中． ⑥F﹣易形成化合物，如SiF62﹣，SiF62﹣，FeF63﹣，等 5、溶液中卤素离子的检验： Cl﹣：取样，用硝酸酸化后加硝酸银溶液有白色沉淀； Br﹣：取样，用硝酸酸化后加硝酸银溶液有浅黄色沉淀； 取样，加氯水和四氯化碳振荡，静置，四氯化碳层呈红棕色； I﹣：取样，用硝酸酸化后加硝酸银溶液有黄色沉淀； 取样，加氯水和四氯化碳振荡，静置，四氯化碳层呈紫红色； 取样，加氯水振荡后加淀粉溶液，溶液变蓝． 【典例1】下列关于F、Cl、Br、I的比较不正确的是（　　） A．单质的颜色随核电荷数的增加而加深 B．单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱 C．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强 D．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 【答案】C 【解答】解：A卤素单质的颜色随着核电荷数的增加而加深，氟气为浅黄绿色、氯气为黄绿色、溴为橙色、碘为紫色，所以从F到I其颜色加深，故D正确； B．元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，从F到I，其非金属性减弱，所以其单质的氧化性减弱，故B正确； C．元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，从F到I其非金属性减弱，则其氢化物的稳定性逐渐减弱，故C错误； D．同一主族元素，随着原子序数增大其核外电子层数增多，所以从F到I，其原子核外电子层数随着核电荷数增加而增多，故D确； 故选：C。 【变式1】探究卤族元素单质及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是（　　） 实验方案 现象 结论 A 往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液，振荡 分层，下层由紫红色变为浅粉红色，上层呈棕黄色 碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力 B 用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸上 试纸变白 次氯酸钠溶液呈中性 C 向2mL0.1mol•L﹣1AgNO3溶液中先滴加4滴0.1mol•L﹣1KCl溶液，再滴加4滴0.1mol•L﹣1KI溶液 先产生白色沉淀，再产生黄色沉淀 AgCl转化为AgI，AgI溶解度小于AgCl溶解度 D 取两份新制氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液 前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色 氯气与水的反应存在限度 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解答】解：A．往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液，振荡，静置，分层，下层由紫红色变为浅粉红色，上层呈棕黄色，说明溶液中发生反应：I﹣+I2⇌，呈棕黄色，证明碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力，故A正确； B．次氯酸钠溶液具有漂白性将pH试纸漂白，应选pH计测定其pH，故B错误； C．硝酸银过量，均为沉淀生成，由操作和现象不能说明AgCl转化为AgI，不能比较AgI和AgCl的溶解度，故C错误； D．Cl2和HClO均能氧化KI生成碘单质，溶液变蓝色，故无法证明上述反应存在限度，故D错误； 故选：A。 题型18 探究卤素单质间的置换反应 解｜题｜知｜识 实验目的 探究卤素单质间的置换反应 实验仪器 试管 实验药品 氯水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳、溴水 实验步骤 1．将少量氯水分别加入盛有溴化钠溶液和碘化钾溶液的试管中，用力振荡后加入四氯化碳，振荡、静置．盛溴化钠溶液的试管内液体分层，下层显橙色，上层接近无色；盛碘化钾溶液的试管内液体分层，下层显紫色，上层接近无色． 2．将少量溴水加入到盛有碘化钾溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置．液体分层，上层接近无色，下层显紫色． 实验结论 Cl2与Br﹣、Cl2与I﹣、Br2与I﹣均可发生置换反应，氯、溴、碘单质的氧化性强弱顺序为Cl2＞Br2＞I2．（在溶液中） 【典例1】如图是实验室制备氯气，并进行氯、溴、碘三种非金属性强弱比较的实验装置（夹持设备已略）。下列说法错误的是（　　） A．装置B具有除杂和贮存气体的作用 B．实验开始时，先将A装置分液漏斗下面的活塞拧开，再将上口的玻璃塞打开 C．实验过程中，需要控制通入装置C中氯气的量 D．实验结束后，振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色 【答案】B 【解答】解：A．装置B是除去氯气中的氯化氢气体杂质，兼起储存气体作用，故A正确； B．分液漏斗的使用方法将上口的玻璃塞打开，再将下面的活塞拧开，故B错误； C．实验过程中，需要控制通入装置C中氯气的量，防止过量的氯气干扰后续实验验证，故C正确； D．苯的密度小于水，碘单质易溶解在苯中，实验结束后，振荡D会观察到液体分层，且上层呈紫红色，故D正确； 故选：B。 题型19 卤素离子的检验 【典例1】甲、乙、丙三种溶液中各有一种X﹣（X﹣为Cl﹣、Br﹣、I﹣ ）离子，向甲中加入淀粉溶液和氯水，溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙依次含有（　　） A．Br﹣、I﹣、Cl﹣ B．Br﹣、Cl﹣、I﹣ C．I﹣、Br﹣、Cl﹣ D．Cl﹣、I﹣、Br﹣ 【答案】A 【解答】解：卤族元素中，其单质的氧化性随着原子序数增大而减弱，其简单阴离子的还原性随着原子序数增大而增强，所以卤族元素中原子序数小的单质能置换出原子序数大的单质， 甲、乙、丙三种溶液中各有一种X﹣（X﹣为Cl﹣、Br﹣、I﹣ ）离子，向甲中加入淀粉溶液和氯水，溶液变为橙色，二者发生置换反应，说明甲中含有Br﹣，再加丙溶液，颜色无明显变化，说明加入的物质和溴不反应，则为Cl﹣，则乙是I﹣， 故选：A。 过 关 验 收 1．40K是钾元素的一种较稳定的核素，其衰变后产生40Ar。40K的半衰期（放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间）长达13亿年，故常用于古老岩石的年代测定。下列说法不正确的是（　　） A．40K的原子核内有21个中子 B．39K和40K均易失去一个电子 C．可通过质谱法区分39K和40K D．40K衰变为40Ar的过程属于化学变化 【答案】D 【解答】解：A．K为19号元素，40K的原子核内中子数＝质量数﹣质子数＝40﹣19＝21，故A正确； B．39K和40K最外层均有一个电子，均易失去一个电子，故B正确； C．质谱法测定物质的相对分子质量，因此可通过质谱法区分39K和40K，故C正确； D．40K衰变为40Ar的过程属于核反应，不属于化学变化，故D错误； 故选：D。 2．嫦娥五号带回的月壤中含有大量安全无污染的核聚变原料He﹣3（如图所示）。下列关于He﹣3的说法正确的是（　　） A．He﹣3是一种新元素 B．He﹣3原子中含有1个质子，2个电子 C．He﹣3原子中含有3个质子，没有中子 D．He﹣3原子中含有2个质子，1个中子，2个电子 【答案】D 【解答】解：A．He﹣3属于氦元素，不属于新元素，故A错误； B．在原子中，质子数＝核外电子数，He﹣3原子中含有2个质子，2个电子，故B错误； C．He﹣3原子中含有2个质子，中子为3﹣2＝1，故C错误； D．He﹣3原子中含有2个质子，1个中子，2个电子，故D正确； 故选：D。 3．下列各组物质的相互关系描述正确的是（　　） A．H2、D2和T2互为同位素 B．金刚石、C60、石墨互为同素异形体 C．正丁烷和异丁烷互为同系物 D．淀粉和纤维素互为同分异构体 【答案】B 【解答】解：A．H2、D2、T2是氢元素不同同位素原子形成的单质分子，它们不互为同位素，故A错误； B．金刚石、C60、石墨均为碳元素形成的不同结构单质，它们互为同素异形体，故B正确； C．正丁烷和异丁烷分子式均为C4H10，二者属于同分异构体而不是互为同系物，同系物是结构相似，分子式相差一个或若干个CH2原子团的有机物，故C错误； D．淀粉和纤维素的聚合度n不同，二者的分子式不同，因此它们不互为同分异构体，故D错误； 故选：B。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章 第一节 原子结构与元素周期表内 容 导 航 题型1 原子构成 题型2 质量数与质子数、中子数之间的相互关系 题型3 原子结构示意图、离子结构示意图 题型4 原子核外电子的能级分布 题型5 原子序数、质子数、核电荷数、核外电子数之间的相互关系 题型6 具有相同结构的多种离子的性质相关分析及判断 题型7 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系 题型8 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 题型9 核素 题型10 同位素及其应用 题型11 金属性强弱对元素性质的影响 题型12 金属性强弱的比较 题型13 金属性强弱的探究实验 题型14 非金属性强弱对元素性质的影响 题型15 碱金属的性质 题型16 碱金属及其化合物的性质实验 题型17 卤素原子结构及其性质的比较 题型18 探究卤素单质间的置换反应 题型19 卤素离子的检验 考 点 演 练 题型1 原子构成 解｜题｜知｜识 1、原子结构发展史： 1）最早是道尔顿的实心球体模型：原子是实心的、不可再分的实心球。 2）汤姆孙的葡萄干布丁模型 3）卢瑟福的行星原子模型 4）现代量子力学模型 2、原子结构： 3、原子组成的表示方法 X 其中：A表示质量数；Z表示核电荷数或质子数。 【典例1】考古研究利用13C了解古代人类的主食结构，利用15N了解古代人类食用肉类的情况。下列说法不正确的是（　　） A．蛋白质含有C、H、O、N等元素 B．原子半径：13C＞15N C．13C和15N含有的中子数的差值为2 D．可用质谱法区分13CO2和12CO2 【变式 1】实验证据推动了人类对原子结构认识的不断深化。下列可以较好地解释“钠原子中处于n＝6的状态上的核外电子跃迁到n＝3的状态，会产生多条谱线（如图）”的原子结构模型是（　　） A．“葡萄干布丁”模型 B．卢瑟福核式模型 C．玻尔模型 D．量子力学模型 【变式 2】下列关于原子的说法不正确的是（　　） A．原子可以直接构成物质 B．原子得失电子后质量几乎不变，化学性质也不变 C．两种原子的质量之比等于它们的相对原子质量之比 D．在化学变化中，原子既不能被消灭也不能被创造 题型2 质量数与质子数、中子数之间的相互关系 解｜题｜知｜识 1、概念： 质量数是将原子内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加而得到的数值．由于一个质子和一个中子相对质量取近似整数值时均为1，所以质量数（A）＝质子数（Z）+中子数（N）． 2、质量数与相对原子质量的区别： 同种元素的质子数相同，而中子数可能不同，即不同的核素．同种元素的核素互称同位素． 而质量数指的是核素中质子质量与中子质量的和，相同元素的不同核素的质量数不同． 相对原子质量为各核素的平均相对质量．同种元素的相对原子质量只有一个数值． 近似的相对原子质量也能用质子数+中子数的和来计算，同时也可以看作相对原子质量整数值大小等于质量数整数值的大小． 【典例1】钛（Ti）被称为未来钢铁，我国钛的储量居世界首位。下列关于Ti的说法不正确的是（　　） A．质子数为22 B．质量数为26 C．中子数为26 D．核外电子数为22 【变式1】下列有关放射性核素氚（H）的表述不正确的是（　　） A．H原子核外电子数为1 B．H原子核内中子数为3 C．H2与H2化学性质基本相同 D．H2O具有放射性 【变式2】中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝。关于Lv的叙述正确的是（　　） A．原子序数为116 B．中子数为293 C．核外电子数为177 D．元素Lv的相对原子质量为293 【变式3】我国科研团队成功制备出Mc，其在材料科学领域有潜在应用。Mc的核电荷数和中子数之比为（　　） A．115：288 B．288：115 C．115：173 D．115：58 题型3 原子结构示意图、离子结构示意图 解｜题｜知｜识 1.知道原子结构示意图及离子结构示意图的含义 2.知道原子结构示意图、离子结构示意图的画法 【典例1】下列化学用语表示正确的是（　　） A．HCl的电子式为 B．Cl位于元素周期表第三周期第ⅦA族 C．S的结构示意图为 D．Na+的结构示意图： 【变式1】化学语言是表达化学思想不可缺少的重要工具。下列有关化学用语的说法正确的是（　　） A．钾原子的结构示意图： B．质量数为37的氯原子： C．NaCl溶于水形成的水合钠离子： D．NaHCO3的电离方程式： 【变式2】下列粒子的结构示意图中，表示氟离子的是（　　） A． B． C． D． 题型4 原子核外电子的能级分布 解｜题｜知｜识 1、核外电子的运动特征： （1）质量很小，带负电荷 （2）运动速度高（接近光速） （3）运动空间范围很小（相对于宏观物体而言） 结论：不遵循宏观物质的运动特征． 2、电子云： 电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述，电子在原子核外空间的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为”电子云”． 在这个模型里，某个点附近的密度表示电子在该处出现的机会的大小．密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现的机会多；反之，则表明电子出现的机会少． s轨道 p轨道 d轨道 3、原子轨道：电子云的轮廓图． 电子云 原子轨道 4、四个量子数（描述原子轨道） 1）电子层（能层，主量子数n）： 分层依据：电子的能量差异和主要运动区域离核远近的不同． 电子数目：电子层可容纳最多电子的数量为2n2（如第一层电子数不超过2个），且最外层电子数不超过8个（如果第一层是最外层，那么最外层电子数不超过2个） 电子层序数（n） 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 注意：离核越来越远，能量越来越高 2）电子亚层（能级，角量子数l）： 通过对许多元素的电离能的进一步分析，人们发现，在同一电子层中，电子的能量还稍有差异，电子云的形状也不相同．因此电子层仍可进一步分成一个或n个电子亚层． 1）符号：s，p，d，f 2）意义：（1）确定原子轨道形状： s亚层的电子云是以原子核为中心的球形，p亚层的电子云是纺锤形，d亚层为花瓣形，f亚层的电子云形状比较复杂．（如下图所示） （2）和电子层n共同决定原子中电子的能量大小（确定能级） 同一电子层不同亚层的能量按s、p、d、f序能量逐渐升高． K层只包含一个s亚层；L层包含s和p两个亚层；M层包含s、p、d三个亚层；N层包含s、p、d、f四个亚层．即亚层数目＝电子层数 3）磁量子数（m）： （1）意义：决定原子轨道在空间的伸展方向（轨道的数目）． （2）①s轨道是球形对称的，所以只有1个轨道； ②p轨道在空间上有x、y、z三个伸展方向，所以p轨道包括px、py、pz 3个轨道； ③d轨道有5个伸展方向（5个轨道）；f轨道有7个伸展方向（7个轨道）． 4）自旋量子数（ms）： ms为自旋量子数，取值为±1/2，表明一个轨道上最多只能容纳自旋反向的两个电子． 5、原子核外电子排布原则： 1）泡利不相容原理：每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反配对． 2）能量最低原理：电子尽可能占据能量最低的轨道． 3）Hund规则：简并轨道（能级相同的轨道）只有被电子逐一自旋平行地占据后，才能容纳第二个电子． 另外：等价轨道在全充满、半充满或全空的状态是比较稳定的，亦即下列电子结构是比较稳定的： 全充满﹣﹣﹣p6或d10或f14 半充满﹣﹣﹣﹣p3或d5或f7 全空﹣﹣﹣﹣﹣p0或d0或f0 6、核外电子能级分布（构造原理）： 【典例1】M能层中不存在的能级是（　　） A．3s B．3p C．3d D．3f 【变式1】下列能级符号正确的是（　　） A．4s B．3f C．2d D．1p 【变式2】下列说法不正确的是（　　） A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增多 B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 C．任一原子的p能级电子云轮廓图形状均呈哑铃形 D．任一能层的能级数等于该能层序数 题型5 原子序数、质子数、核电荷数、核外电子数之间的相互关系 解｜题｜知｜识 原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数 【命题方向】本考点主要考查原子序数、质子数、核电荷数、核外电子数之间的相互关系， 典例：已知元素的原子序数，可以推断出原子的 ①质子数 ②中子数 ③核外电子数 ④核电荷数 分析：原子中，原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数，利用这一关系式得出正确结果。 解答：原子中，原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数，故根据原子序数可以推断出质子数、核电荷数和核外电子数。 故选：①③④ 点评：本题考查了原子序数与质子数、核电荷数和核外电子数之间的数量关系，属于简单题。 【典例1】与OH﹣具有相同质子数和电子数的微粒是（　　） A．F B．Cl﹣ C． D． 【变式1】铋（Bi）在医药方面有重要应用．下列关于Bi和Bi的说法正确的是（　　） A．Bi和Bi都含有83个中子 B．Bi和Bi互为同位素 C．Bi和Bi的核外电子数不同 D．Bi和Bi分别含有126和127个质子 【变式2】下列粒子中，与OH﹣具有相同质子数和电子数的是（　　） A．Cl﹣ B．F﹣ C．Na+ D． 【变式3】下列有关放射性核素P的说法中，不正确的是（　　） A．P原子核外电子数为15 B．P可能用于同位素示踪 C．P原子的质量数为17 D．PH3和PH3的化学性质基本相同 题型6 具有相同结构的多种离子的性质相关分析及判断 解｜题｜知｜识 一、“相同结构离子”的定义 指核外电子总数相同、电子层数相同且各层电子数分布相同的离子（即“等电子体离子”）。 例如：O2﹣、F﹣、Na+、Mg2+、Al3+均为10电子离子，电子层结构均为2，8。 二、相同结构离子的共性与递变规律 1.共性： （1）最外层电子数相同（如上述离子最外层均为 8 电子稳定结构）； （2）电子层数相同（如 10 电子离子均有 2 个电子层）。 2.递变规律（核心考点）： （1）离子半径：核电荷数越大，对核外电子的吸引力越强，离子半径越小。 例：O2﹣＞F﹣＞Na+＞Mg2+＞Al3+（核电荷数：O＜F＜Na＜Mg＜Al）。 （2）离子键强弱：离子半径越小，核电荷数越大（或所带电荷越多），离子键越强，对应化合物熔点/沸点越高。 例：熔点：MgO＞NaF（Mg2+半径小于Na+，O2﹣与F﹣电子层结构相同，Mg2+、O2﹣电荷数更高）。 （3）氧化性/还原性： ①阳离子：核电荷数越大，半径越小，得电子能力越强，氧化性越强。 例：氧化性：Al3+＞Mg2+＞Na+。 ②阴离子：核电荷数越小（原子序数越小），半径越大，失电子能力越强，还原性越强。 例：还原性：O2﹣＞F﹣。 【典例1】A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述： ①原子半径A＞B； ②离子半径A＞B； ③A的正价与B的负价绝对值一定相等； ④电负性A＜B； ⑤电离能A＞B 其中正确的组合是（　　） A．①④ B．①②③ C．①④⑤ D．②③⑤ 【变式 1】已知X+、Y2+、Z﹣、W2﹣四种离子均具有相同的电子层结构．下列关于X、Y、Z、W四种元素的描述，不正确的是（　　） A．原子半径：X＞Y＞W＞Z B．原子序数：Y＞X＞Z＞W C．原子最外层电子数：Y＞X＞Z＞W D．金属性：X＞Y，还原性：W2﹣＞Z﹣ 题型7 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系 解｜题｜知｜识 同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系： 元素性质 同周期（从左到右） 同主族（从上到下） 最外层电子数 逐渐增多（1e﹣→8e﹣） 相同 原子半径 逐渐减小（稀有气体最大） 逐渐增大 主要化合价 最高正价：+1→+7 最低负价﹣4→﹣1； 最低负价＝主族序数﹣8 最高正价相同 最低负价相同（除F、O外） 最高正价＝主族序数 第一电离能 呈增大的趋势 呈减小趋势 电负性 电负性逐渐增大 电负性逐渐减小 得失电子能力 失电子能力减弱；得电子能力增强。 失电子能力增强；得电子能力减弱。 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。 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱； 酸性逐渐增强。 碱性逐渐增强； 酸性逐渐减弱。 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 【典例1】已知33As、35Br位于同一周期，下列关系正确的是（　　） A．原子半径：As＞Cl＞P B．还原性：AsH3＞H2S＞HCl C．热稳定性：HCl＞AsH3＞HBr D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4 【变式1】在解释下列物质的变化规律与物质结构间的因果关系时，与化学键的强弱无关的是（　　） A．钠、镁、铝的熔点和沸点逐渐升高，硬度逐渐增大 B．金刚石的硬度大于晶体硅的硬度，其熔点也高于晶体硅的熔点 C．KF、KCl、KBr、KI的熔点依次降低 D．CF4、SiF4、GeF4、SnF4的熔点和沸点逐渐升高 题型8 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 解｜题｜知｜识 同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系： 元素性质 同周期（从左到右） 同主族（从上到下） 最外层电子数 逐渐增多（1e﹣→8e﹣） 相同 原子半径 逐渐减小（稀有气体最大） 逐渐增大 主要化合价 最高正价：+1→+7 最低负价﹣4→﹣1； 最低负价＝主族序数﹣8 最高正价相同 最低负价相同（除F、O外） 最高正价＝主族序数 第一电离能 呈增大的趋势 呈减小趋势 电负性 电负性逐渐增大 电负性逐渐减小 得失电子能力 失电子能力减弱；得电子能俩增强． 失电子能力增强；得电子能力减弱． 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． 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱； 酸性逐渐增强． 碱性逐渐增强； 酸性逐渐减弱． 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 【典例1】34Se和S均属于ⅥA族元素。下列关于Se及其化合物性质不正确的是（　　） A．第一电离能：Se＞33As B．原子半径：Se＜As C．酸性：H2SO4＞H2SeO4 D．沸点：H2Se＞H2S 【变式1】我国在“硅﹣石墨烯﹣锗晶体管”技术上获得重大突破。下列关于C、Si、Ge三种元素的说法正确的是（　　） A．它们都是短周期元素 B．它们都是同周期元素 C．它们都是周期表中p区元素 D．C、Si、Ge元素的非金属性依次增强 题型9 核素 解｜题｜知｜识 1、核素： 核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子．很多元素有质子数相同而中子数不同的几种原子．例如，氢有、、3种原子，就是3种核素，它们的原子核中分别有0、1、2个中子．这3种核素互称为同位素．例如，原子核里有6个质子和6个中子的碳原子，质量数是12，称为C﹣12核素，或写成12C核素．原子核里有6个质子和7个中子的碳原子，质量数为13，称13C核素．氧元素有16O，17O，18O三种核素．具有多种核素的元素称多核素元素．核素常用表示，X是元素符号，Z是原子序数，A是质量数，A﹣Z＝N，N是该核素中的中子数． 【命题方向】本考点主要考察核素的概念，属于高中化学的重要概念． 题型：核素概念 典例：我国稀土资源丰富．下列有关稀土元素Sm与Sm的说法正确的是（　　） A． Sm与Sm互为同位素 B． Sm与Sm的质量数相同 C． Sm与Sm是同一种核素 D． Sm与Sm的核外电子数和中子数均为62 分析：A．根据原子符号的含义以及质子数相同中子数不同的同一元素互称同位素； B．根据原子符号的含义来分析； C．根据原子符号的含义以及只有质子数相同中子数相同的核素才是同一核素； D．根据原子符号的含义以及原子中核外电子数＝核内质子数，中子数＝质量数﹣质子数． 解答：A、Sm由与Sm可知，该元素是含有相同质子不同中子的同种元素，所以是同位素，故A正确； B、Sm的质量数为144，Sm的质量数为150，所以这两种核素的质量数不同，故B错误； C、Sm与Sm虽然质子数相同，但中子数不同，所以Sm与Sm是不同核素，故C错误； D、Sm的核外电子数为62，中子数为82，Sm的核外电子数为62，中子数为88，故D错误． 故选A． 点评：本题考查同位素、核素的概念及质量数、质子数、中子数之间的关系，难度不大，明确这几个概念间的区别． 【典例1】下列说法中不正确的是（　　） ①原子核内有18个中子的氯原子： ②23592U和23892U是中子数不同质子数相同的同种核素 ③元素周期表中铋元素的数据如图所示，则Bi元素的质量数是209.0 A．② B．①② C．①③ D．②③ 【变式1】1911年卢瑟福用α粒子轰击N得到O，由此发现了质子（H）：NHe→OH．下列说法不正确的是（　　） A．的中子数为7 B．该过程涉及4种核素 C．与互为同位素 D．与化学性质基本相同 题型10 同位素及其应用 解｜题｜知｜识 1、同位素的概念： 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素． 例如氢有三种同位素，H氕、D氘（又叫重氢）、T氚（又叫超重氢）；碳有多种同位素，例如12C、13C和 14C（有放射性）等．同位素是同一元素的不同原子，其原子具有相同数目的质子，但中子数目却不同（例如氕、氘和氚，它们原子核中都有1个质子，但是它们的原子核中分别有0个中子、1个中子及2个中子，所以它们互为同位素）． 2、同位素的性质： 同位素具有相同原子序数的同一化学元素的两种或多种原子之一，在元素周期表上占有同一位置，化学性质几乎相同（氕、氘和氚的性质有些微差异），但原子质量或质量数不同，从而其质谱性质、放射性转变和物理性质（主要表现在质量上（如：熔点和沸点）有所差异．同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数（例如碳﹣14，一般用14C来表示）． 3、放射性同位素 放射性同位素具有以下三个特性： 第一，能放出各种不同的射线．有的放出α射线，有的放出β射线，有的放出γ射线或者同时放出其中的两种射线．还有中子射线．其中，α射线是一束α粒子流，带正电荷，β射线就是电子流，带有负电荷． 第二，放出的射线由不同原子核本身决定．例如钴﹣60原子核每次发生衰变时，都要放射出三个粒子：一个β粒子和两个光子，钴﹣60最终变成了稳定的镍﹣60． 第三，具有一定的寿命．人们将开始存在的放射性同位素的原子核数目减少到一半时所需的时间，称为半衰期．例如钴﹣60的半衰期大约是5年． 4、放射性同位素的应用： 放射性同位素放射出的射线碰到各种物质的时候，会产生各种效应，它包括射线对物质的作用和物质对射线的作用两个相互联系的方面．例如，射线能够使照相底片 和核子乳胶感光；使一些物质产生荧光；可穿透一定厚度的物质，在穿透物质的过程 中，能被物质吸收一部分，或者是散射一部分，还可能使一些物质的分子发生电离； 另外，当射线辐照到人、动物和植物体时，会使生物体发生生理变化．射线与物质的相互作用，对核射线来说，它是一种能量传递和能量损耗过程，对受照射物质来说，它是一种对外来能量的物理性反应和吸收过程．其应用： ①射线照相技术，可以把物体内部的情况显示在照片上． ②测定技术方面的应用，古生物年龄的测定，对生产过程中的材料厚度进行监视和控制等． ③用放射性同位素作为示踪剂． ④用放射性同位素的能量，作为航天器、人造心脏能源等． ⑤利用放射性同位素的杀伤力，转恶为善，治疗癌症、灭菌消毒以及进行催化反应等． 【典例1】下列有关化学用语表达正确的是（　　） A．Na2O2的电子式为： B．Na+的结构示意图为： C．、、互为同位素 D．乙烯的结构简式为：CH2＝CH2 【变式1】随着科学技术的不断进步，研究物质的手段和途径越来越多，、H3、O4、12C60等已被发现。下列有关说法正确的是（　　） A．中含有36个电子 B．H2和H3互为同位素 C．12C60中含720个中子 D．O2和O4互为同素异形体 【变式2】矿泉水中碘酸盐的生成反应为KI+3O3＝KIO3+3O2，下列有关该反应的说法错误的是（　　） A．钾和碘属于长周期元素 B．反应中元素全部为主族元素 C．KI中各离子最外层都达到8电子稳定结构 D．O2和O3互为同位素 【变式3】下图是锂的原子结构示意图和它在元素周期表中的信息，下列有关说法错误的是（　　） A．和互为同位素 B．锂在化学反应中容易失去电子 C．锂的相对原子质量为6.941 D．氢氧化锂的化学式为Li（OH）2 题型11 金属性强弱对元素性质的影响 解｜题｜知｜识 金属性指的是金属元素的物理和化学性质，金属性强弱会影响元素的物理和化学性质，从而影响物质的组成和形成反应。 （1）在自然界的存在形态：金属性较强的元素主要以化合态形式存在，金属性较弱的金属主要以游离态形式存在。 （2）金属性强，单质与水或非氧化性酸反应越剧烈。 （3）金属性越强，单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱。 （4）金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强。 【典例1】铬（Cr）是一种重要的金属，其金属性介于锌和铁之间。根据元素周期律的知识，下列关于铬及其化合物的说法错误的是（　　） A．铬与冷水能发生剧烈反应 B．Cr（OH）3的碱性比NaOH的弱 C．高温条件下，Cr2O3能与Al反应置换出Cr D．铬能与稀盐酸发生反应 【变式1】元素金属性越强，对应单质的还原性越强；元素非金属性越强，对应单质的氧化性越强。 　　 （判断对错） 【变式2】某研究性学习小组为了证明铁的金属性比铜强，他们设计了如下几种方案，其中合理的是（　　） A．铁片置于硫酸铜溶液中置换出铜 B．铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2 C．铜片置于FeCl3溶液中，铜片逐渐溶解 D．铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中，铁片上有气泡产生，而铜片无气泡 题型12 金属性强弱的比较 解｜题｜知｜识 金属性本质：原子越容易失电子，元素的金属性越强。 常用的判断方法有： （1）在金属活动性顺序表中位置越靠前，金属性越强。 （2）单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强。 （3）单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱，金属性越强。 （4）最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。 （5）若溶液中Xn++Y→X+Ym+，则Y的金属性比X强。 【典例1】下列事实能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是（　　） 序号 事实 推论 A 高温下，Na 可置换出 K：Na+KClK↑+NaCl 金属性：Na＜K B 沸点H2O比H2S 高 非金属性：O＞S C SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2 非金属性：S＞C D t℃时，Br2+H2⇌2HBr K＝5.6×107 I2+H2⇌2HCl K＝43 非金属性：Br＞I A．A B．B C．C D．D 题型13 金属性强弱的探究实验 解｜题｜知｜识 金属性强弱的判断方法有： （1）在金属活动性顺序表中位置越靠前，金属性越强。 （2）单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强。 （3）单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱，金属性越强。 （4）最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。 （5）若溶液中Xn++Y→X+Ym+，则Y的金属性比X强。 【典例1】某同字为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下实验。 （1） 将形状相同镁、铝分别投入到相同体积和相同浓度的盐酸中，试预测实验结果：　 　 与盐酸反应更剧烈；从原子结构解释上述现象的原因：　 　 。 （2）向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明非金属性 　　 强于 　　 ，反应的离子方程式为 　 。 题型14 非金属性强弱对元素性质的影响 解｜题｜知｜识 非金属性指的是非金属元素的物理和化学性质，非金属性强弱会影响元素的物理和化学性质，从而影响物质的组成和形成反应。 （1）非金属性强，单质与氢气化合越容易，气态氢化物的稳定性越好。 （3）非金属性越强，一般单质氧化性越强或简单阴离子还原性性越弱。 （4）非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强。 【典例1】根据下列装置完成系列实验（加热装置省略），下列说法不正确的是（　　） A．NaOH溶液可以吸收尾气，防污染 B．BaCl2溶液中会出现白色沉淀BaSO3 C．H2S溶液中会出现黄色沉淀，体现了SO2的氧化性 D．为验证碳、硅非金属性的强弱，A中的试剂可以是酸性KMnO4溶液 【变式1】下列叙述错误的是（　　） ①热稳定性：H2O＞HF＞H2S ②熔点：Al＞Na＞K ③ⅠA、ⅡA族元素的阳离子与同周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布 ④元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素 ⑤多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高 ⑥盐酸可以碳酸钠溶液反应生成CO2气体，说明盐酸比碳酸强，Cl 比S的非金属性强 ⑦SiCl4、PCl3分子中各原子最外层均达到8电子稳定结构． A．①③⑤⑥ B．②④⑥ C．②③④⑦ D．①⑤⑥ 题型15 碱金属的性质 解｜题｜知｜识 1、物理性质：碱金属都是银白色的金属（铯略带金色光泽），密度小，熔点和沸点都比较低，质地软，可以用刀切开，露出银白色的切面．碱金属物理性质的递变性： 碱金属中的特殊性： 1）Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蜡密封； 2）碱金属元素只有Li与O2反应的产物为Li2O一种，其他元素与O2反应的产物至少2种，生成过氧化物、超氧化物等； 3）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强碱；碱金属的盐一般都易溶于水，但Li2CO3微溶； 4）碱金属元素从Li到Cs，密度逐渐增大，但K的密度小于Na； 5）通常的合金多呈固态，而钾钠合金却是液态． 2、化学性质：由于碱金属化学性质都很活泼，和空气中的氧气反应，切面很快便失去光泽，一般将它们放在矿物油中或封在稀有气体中保存，以防止与空气或水发生反应．在自然界中，碱金属只在盐中发现，从不以单质形式存在．碱金属都能和水发生激烈的反应，生成强碱性的氢氧化物，并随相对原子质量增大反应能力越强． 1）与氧气反应；2）与水反应；3）与氯气、硫等非金属单质反应． 3、焰色反应： （1）有些金属或它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现出特色的颜色的想象． （2）操作： ①洗：用盐酸洗去铂丝表面的杂质 ②烧：将铂丝在酒精灯火焰上灼烧至与酒精灯颜色一致 ③蘸：蘸取试样 ④烧：在火焰上灼烧 ⑤观：观察火焰颜色（若检验钾要透过钴玻璃观察） （3）常见的颜色反应 Li Na K Ca Sr Ba Cu 紫红 黄 紫（透过蓝色钴玻璃片） 砖红 洋红 黄绿 绿 ①焰色反应为物理变化过程． ②焰色现象与金属元素的存在有关，与物质组成无关．如：钠元素的焰色为黄色，包括钠单质以及钠的所有化合物． 【典例1】下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是（　　） A．氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强 B．铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气 C．Cs的还原性比Na强，故Na+的氧化性大于Cs+ D．Cs与氧气反应只能生成Cs2O 【变式1】工业上在熔融条件下制钾，反应为KCl+Na⇌NaCl+K↑，相关物质的熔、沸点如表。 物质 Na K NaCl KCl 熔点/℃ 97.8 63.7 801 ____ 沸点/℃ 883 774 ＞1400 ＞1400 下列说法正确的是（　　） A．推测KCl的熔点高于801℃ B．该反应宜在加压条件下进行 C．反应温度不应高于883℃ D．该反应能发生是由于金属性：K＞Na 【变式2】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．通过钠与钾分别与水反应的剧烈程度可知，碱金属元素原子半径越大，失电子能力越强 C．碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物 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 【变式3】工业上在熔融条件下制钾，反应为KCl+Na⇌NaCl+K↑，相关物质的熔、沸点如表。 物质 Na K NaCl KCl 熔点/℃ 97.8 63.7 801 ﹣ 沸点/℃ 883 774 ＞1400 ＞1400 下列说法正确的是（　　） A．该反应宜在加压条件下进行 B．推测反应温度不应高于883℃ C．推测KCl的熔点与NaCl熔点相差极大 D．该反应能发生是由于金属性：K＞Na 题型16 碱金属及其化合物的性质实验 解｜题｜知｜识 碱金属及其化合物的性质实验 实验目的：通过亲自做钠及化合物性质的实验，加强对碱金属及其化合物的性质的认识． 实验器材：试管、试管夹、烧杯、胶头滴管、铁架台、酒精灯、药匙、滤纸、粗玻璃管，带导管的橡皮塞、铂丝、蓝色钴玻璃、水槽、镊子、蒸发皿、火柴、小刀 实验药品：钠、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、CuSO4溶液、KCl溶液、稀盐酸、酚酞试液、澄清的石灰水． 实验步骤： 1、钠的性质 实验项目 实验操作 实验现象 结论 钠与水反应 用镊子从煤油中取出一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切出黄豆粒般大小，然后把它放入盛有蒸馏水的烧杯中，往烧杯中滴加一滴酚酞溶液，观察现象． 金属钠的切面呈银白色金属光泽，放入烧杯中，钠浮在水上面，熔成球状，发出“滋滋”响声，并在水中游动，水溶液逐渐变红． 2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑ 钠在空气中燃烧 用镊子从煤油中取出一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切出黄豆粒般大小，然后把他放在石棉网上，用酒精灯加热，观察现象． 金属钠在空气中然后剧烈，火焰呈黄色，钠在燃烧过程中熔成球状，反应后生成淡黄色物质． 2Na+O2＝Na2O2 2、过氧化钠的性质 实验项目 实验操作 实验现象 结论 Na2O2与水的反应 取少量Na2O2于试管中，往试管中滴加少量水，用带火星的木头放在试管口，观察现象． 水滴到Na2O2中，反应激烈，产生能使带火星的木头复燃的气体． 2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ 3、Na2CO3与NaHCO3的性质 实验项目 实验操作 实验现象 结论 NaHCO3的不稳定性 取适量NaHCO3固体于大号试管中，用带导管的橡皮塞塞紧试管口，用酒精灯加入，将导气管与盛有澄清石灰水的试管中，观察现象． 加热一段时间后，试管内壁出现水珠，澄清石灰水变混浊． 2NaHCO3＝Na2CO3+2CO2↑+H2O Na2CO3、NaHCO3与酸的反应 分别取适量Na2CO3、NaHCO3固体，配成溶液，然后取等量的溶液与试管中，分别忘两支试管中滴加一滴盐酸溶液，观察现象． 盐酸滴加到Na2CO3溶液中，产生气泡的速度没有盐酸滴加到NaHCO3溶液中产生气泡的速度快． 对于Na2CO3，发生的反应为CO32﹣+H+＝HCO3﹣ HCO3﹣+H+＝H2O+CO2↑ 而对于NaHCO3发生的反应为 HCO3﹣+H+＝H2O+CO2↑ 4、用焰色反应检验Na+、K+、Cu2+ 实验项目 实验操作 实验现象 结论 Na+、K+、Cu2+的焰色反应 将铂丝蘸浓盐酸在无色火焰上灼烧至无色；蘸取试样在无色火焰上灼烧，观察火焰颜色（若检验钾要透过钴玻璃观察）将铂丝再蘸浓盐酸灼烧至无色 观察到Na+的火焰呈黄色，K+的火焰透过蓝色钴玻璃呈紫色，Cu2+的火焰呈绿色． 焰色反应不是化学反应，是物理过程． 实验讨论： 1、在NaHCO3加热分解的实验时，为什么要先将导管移出烧杯，然后再熄灭酒精灯？ 答：这样做主要是防止倒流． 2、做好焰色反应的关键是什么？ 答：关键是将铂丝灼烧至无色． [注意事项]： 1、不要用手直接接触金属钠 2、实验中所取钠块不得超过黄豆粒大小． 【典例1】探究Na2O2与水的反应，实验如图（实验中加入的溶液均过量）： 已知： ⅰ．③中发生反应：H2O2+BaCl2＝BaO2↓+2HCl ⅱ．②中发生反应：2KMnO4+5H2O2+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O 下列分析不正确的是（　　） A．①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃 B．①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应 C．②、⑤中KMnO4与MnO2的作用不同，产生气体的量相同 D．④中产生的白色沉淀为BaSO4 题型17 卤素原子结构及其性质的比较 解｜题｜知｜识 1、卤素的物理性质： （1）颜色/状态/密度/熔沸点： 单质 F2 Cl2 Br2 I2 颜色 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 状态 气体 气体 液体 固体 密度 增大 熔沸点 升高 （2）单质的溶解性： 除氟外（与水剧烈反应）在水中溶解度都较小，且由大小，都易溶于有机溶剂，下表是Cl2、Br2、I2在不同溶剂中的颜色 水 CCl4 汽油（苯） Cl2 黄绿色 黄绿色 黄绿色 Br2 橙色 橙红色 橙红色 I2 棕黄色 紫色 紫红色 2、卤素的化学性质： （1）都能与金属反应： 2Fe+3Cl2＝2FeCl3 Cu+I2＝CuI2 Fe+I2＝FeI2 2Cu+I2＝2CuI Fe+S＝FeS 2Cu+S＝Cu2S （2）都能跟氢气反应，生成卤化氢 H2+F2＝2HF 冷暗处就能爆炸化合，HF很稳定 H2+Cl2＝2HCl 强光照射爆炸化合，HCl较稳定 H2+Br2＝2HBr 500度，较慢地化合，HBr较不稳定 H2+I2＝2HI 持续加热，缓慢化合，HI同时分解 递变性：反应能力渐弱，稳定性渐弱 （3）卤素单质与水的反应 X2+H2O＝HX+HXO（X＝Cl、Br、I） 溴跟水反应比氯气跟水的反应更弱一些，碘只跟水有很微弱的反应 （4）与碱的反应 X2+2NaOH＝NaX+NaXO+H2O 3X2+6NaOH＝5NaX+NaXO3+3H2O（X＝Cl、Br、I） 例如：Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca（OH）2＝CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O 3Br2+6NaOH（浓热）＝5NaBr+NaBrO3+3H2O （5）相互间的置换 Cl2+2Br﹣＝Br2+2Cl﹣ 3、卤化氢性质的递变性： 共性：无色，有刺激性气味气体，易溶于水，其水溶液呈酸性； 递变性：热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI 酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI 还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI 熔沸点：HF（氢键）＞HI＞HBr＞HCl 制法：HF和HCl可以由浓H2SO4与金属卤化物制取，HBr和HI不能用浓硫酸，常用浓H3PO4，原因是浓H2SO4能将HBr、HI氧化． 4、卤素单质的特性： （1）F2的特性： ①F2是氧化性最强的非金属，F﹣不能被氧化，F2只能通过电解法制取． ②F元素的化合价只有负价，无正价； ③常温下F2与H2O剧烈反应，反应方程式为：2F2+2H2O＝4HF+O2↑；这一特点与其它卤素不同（产物不同，原理不同），故F2不能从其它卤化物的溶液中置换出其它卤素． ④CaF2难溶，其他卤化钙易容； ⑤F2可与某些稀有气体（如Kr、Xe）作用，生成KrF4、XeF2等，它们都是白色固体． （2）Br2的特性： ①溴在常温下是深红棕色液体，极易挥发产生红棕色有毒蒸气，实验室通常密封保存在阴冷处，不能用橡皮塞（Br2的氧化性会腐蚀橡皮塞），盛液溴的试剂瓶常加少量的水，作用是减少溴的挥发． （3）I2的特性： ①碘是紫黑色的固体，具有金属光泽； ②碘易升华，分离碘和氯化钠可用加热法； ③碘单质与淀粉变蓝，此方法可用于淀粉和碘单质的互相检验； ④碘的氧化性较其它卤素弱，如碘与变价金属Fe反应只能生成FeI2． （4）HF的特殊性质： ①不直接由H2和F2化合，常用CaF2+浓H2SO4制备； ②弱酸性，属中强酸； ③熔沸点较高（因为存在氢键）； ④F﹣不能被MnO2氧化，仅用电解法制F2； ⑤氢氟酸有剧毒，能腐蚀玻璃，反应方程式为4HF+SiO2＝SiF4+2H2O，该原理可用于蚀花，故氢氟酸应该保存在塑料瓶中，制HF不能用玻璃容器，而在铅制容器中． ⑥F﹣易形成化合物，如SiF62﹣，SiF62﹣，FeF63﹣，等 5、溶液中卤素离子的检验： Cl﹣：取样，用硝酸酸化后加硝酸银溶液有白色沉淀； Br﹣：取样，用硝酸酸化后加硝酸银溶液有浅黄色沉淀； 取样，加氯水和四氯化碳振荡，静置，四氯化碳层呈红棕色； I﹣：取样，用硝酸酸化后加硝酸银溶液有黄色沉淀； 取样，加氯水和四氯化碳振荡，静置，四氯化碳层呈紫红色； 取样，加氯水振荡后加淀粉溶液，溶液变蓝． 【典例1】下列关于F、Cl、Br、I的比较不正确的是（　　） A．单质的颜色随核电荷数的增加而加深 B．单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱 C．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强 D．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 【变式1】探究卤族元素单质及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是（　　） 实验方案 现象 结论 A 往碘的CCl4溶液中加入等体积浓KI溶液，振荡 分层，下层由紫红色变为浅粉红色，上层呈棕黄色 碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力 B 用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸上 试纸变白 次氯酸钠溶液呈中性 C 向2mL0.1mol•L﹣1AgNO3溶液中先滴加4滴0.1mol•L﹣1KCl溶液，再滴加4滴0.1mol•L﹣1KI溶液 先产生白色沉淀，再产生黄色沉淀 AgCl转化为AgI，AgI溶解度小于AgCl溶解度 D 取两份新制氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液 前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色 氯气与水的反应存在限度 A．A B．B C．C D．D 题型18 探究卤素单质间的置换反应 解｜题｜知｜识 实验目的 探究卤素单质间的置换反应 实验仪器 试管 实验药品 氯水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳、溴水 实验步骤 1．将少量氯水分别加入盛有溴化钠溶液和碘化钾溶液的试管中，用力振荡后加入四氯化碳，振荡、静置．盛溴化钠溶液的试管内液体分层，下层显橙色，上层接近无色；盛碘化钾溶液的试管内液体分层，下层显紫色，上层接近无色． 2．将少量溴水加入到盛有碘化钾溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置．液体分层，上层接近无色，下层显紫色． 实验结论 Cl2与Br﹣、Cl2与I﹣、Br2与I﹣均可发生置换反应，氯、溴、碘单质的氧化性强弱顺序为Cl2＞Br2＞I2．（在溶液中） 【典例1】如图是实验室制备氯气，并进行氯、溴、碘三种非金属性强弱比较的实验装置（夹持设备已略）。下列说法错误的是（　　） A．装置B具有除杂和贮存气体的作用 B．实验开始时，先将A装置分液漏斗下面的活塞拧开，再将上口的玻璃塞打开 C．实验过程中，需要控制通入装置C中氯气的量 D．实验结束后，振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色 题型19 卤素离子的检验 【典例1】甲、乙、丙三种溶液中各有一种X﹣（X﹣为Cl﹣、Br﹣、I﹣ ）离子，向甲中加入淀粉溶液和氯水，溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙依次含有（　　） A．Br﹣、I﹣、Cl﹣ B．Br﹣、Cl﹣、I﹣ C．I﹣、Br﹣、Cl﹣ D．Cl﹣、I﹣、Br﹣ 过 关 验 收 1．40K是钾元素的一种较稳定的核素，其衰变后产生40Ar。40K的半衰期（放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间）长达13亿年，故常用于古老岩石的年代测定。下列说法不正确的是（　　） A．40K的原子核内有21个中子 B．39K和40K均易失去一个电子 C．可通过质谱法区分39K和40K D．40K衰变为40Ar的过程属于化学变化 2．嫦娥五号带回的月壤中含有大量安全无污染的核聚变原料He﹣3（如图所示）。下列关于He﹣3的说法正确的是（　　） A．He﹣3是一种新元素 B．He﹣3原子中含有1个质子，2个电子 C．He﹣3原子中含有3个质子，没有中子 D．He﹣3原子中含有2个质子，1个中子，2个电子 3．下列各组物质的相互关系描述正确的是（　　） A．H2、D2和T2互为同位素 B．金刚石、C60、石墨互为同素异形体 C．正丁烷和异丁烷互为同系物 D．淀粉和纤维素互为同分异构体 学科网（北京）股份有限公司 $