2020年高考化学一轮总复习第五章第17讲原子结构化学键学案（含解析）.doc

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1、1第五章 物质结构 元素周期律考纲解读 1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布；掌握原子结构示意图。4.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表的结构(周期、族)及其应用。5.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。6.以第A 和第A 族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。7.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。8.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。9.掌握电子式的表示方法。第 17 讲 原子结构 化学键一、原子的

2、构成1原子的构成粒子2原子中的 4 个数量关系(1)质子数( Z)核电荷数 核外电子数。03 (2)质量数( A) 质子数 中子数。04 05 (3)阳离子的核外电子数 质子数所带电荷数。如 Mg2 的核外电子数是 10。06 07 (4)阴离子的核外电子数 质子数所带电荷数。如 S2 的核外电子数是 18。08 09 3 “三素”元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系2(2)同位素的特征与应用同位素的特征a化学性质 相同，物理性质 不同。16 17 b天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般 固定。18 常见的重要核素及其应用二、原子核外电子排布规律1核外电子排布规律

3、 离核由近到远，电子能量由 低到 高能 量 规 律 01 02 Error!数 量 规 律2原子结构示意图3核外电子排布与元素性质的关系(1)金属元素原子的最外层电子数一般小于 4，较易 失电子，易形成 阳离子，在化10 11 合物中显 正化合价。12 3(2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于 4，较易 得电子，活泼非金属原13 子易形成 阴离子。在化合物中主要显 负化合价。14 15 (3)稀有气体元素的原子最外层为 8 电子(氦为 2 电子)稳定结构， 不易失去或得16 17 18 到电子，通常表现为 0 价。19 三、化学键1化学键(1)概念：使 离子相结合或原子相结合的作用力

4、。01 (2)分类2离子键与共价键的比较3化学键与物质的类别(1)离子化合物与共价化合物4(2)化学键与物质类别的关系4电子式(1)微粒的电子式书写56(2)用电子式表示化合物的形成过程离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“ ”连接，相同的原子或离子不合并。如 NaCl： Na Na 。25 Cl Cl 共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“ ”连接。如 HCl： 。26 H Cl HCl 四、范德华力、氢键1分子间作用力(1)定义： 把分子聚集在一起的作用力，又称 范德华力。01 02 (2)特点分子间作用力比化学键 弱得多，它主要影响

5、物质的 熔点、 沸点等物理性质，而03 04 05 化学键主要影响物质的化学性质。(3)变化规律一般来说，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06 7大，物质的熔、沸点也 越高。例如，熔、沸点：I 2 Br2 Cl2 F2。07 08 09 10 2氢键(1)定义：分子间存在的一种比 分子间作用力稍强的相互作用。11 (2)存在氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H 2O、NH 3、HF 等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点 升高。12 1判断正误，正确的画“” ，错误的画“” ，并指明错因。(1)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质

6、量数均不相同。()错因：_(2)通过化学变化可以实现 16O 与 18O 间的相互转化。()错因：同位素之间的转化不是化学变化，是核反应。(3)所有物质中都存在化学键。()错因：稀有气体中不存在化学键。(4)原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键。()错因：H 与卤素原子结合时形成共价键。(5)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键。()错因：_(6)最外层电子数为 8 的粒子一定是稀有气体元素原子。()错因：Na 等最外层电子数为 8，其不是稀有气体。(7)CaCl2的电子式： Ca2 。()Cl Cl 错因： CaCl2的

7、 电 子 式 为 Cl Ca2 Cl 。(8)次氯酸(HClO)的电子式：H 。()Cl O 错因： HClO的 电 子 式 为 HO Cl 。2教材改编题(据人教必修二 P11 T4)放射性同位素铀 U 的原子核内的中子数与核外电子数之差23592为( )A143 B92 C51 D32答案 C3教材改编题(据人教必修二 P24 T4)下列关于化学键的说法中正确的是( )A构成单质分子的粒子一定含有共价键8B由非金属元素组成的化合物中可能含有离子键C非极性键只存在于双原子单质分子里D不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键答案 B4教材改编题(据人教必修二 P25 T9)有以下 9 种

8、物质：Ne NH 4Cl KNO 3 NaOH Cl 2 SO 2 H 2S Na 2O2 MgCl 2(1)既存在离子键又存在共价键的是_。(2)不存在化学键的是_。(3)属于共价化合物的是_。(4)属于离子化合物的是_。答案 (1) (2) (3) (4)考点 原子结构 核素一典例 1 (2018辽宁锦州期末)氢包括两种稳定核素：H 和 D，氧常见的核素有16O、 17O 和 18O，下列有关说法正确的是( )AH 2和 D2互为同分异构体，其化学性质完全相同BH O、H O、H O 互为同位素，都能与金属钠发生反应162 172 182C 18O2和 18O3互为同素异形体，其密度之比为

9、 23D电解一定量的 D O 时，阴、阳两极所得气体的质量之比约为 29182解析 本题以科技知识为背景，重点考查同位素、同素异形体等概念。同分异构体的分子式相同，结构不同，H 2和 D2结构相同，A 错误； 16O、 17O、 18O 互为同位素，H O、H O、H O 既不互为同位素，也不是同素异形体，B 错误； 18O2和 18O3互为同素异162 172 182形体，但只有在同温同压下，它们的密度之比才为 23，C 错误；电解一定量的 D O 时，182阴、阳两极会收集到物质的量之比为 21 的 D2和 18O2，其质量之比约为 29，D 正确。答案 D名师精讲1正确理解微粒的组成和结

10、构(1)有质子的原子不一定有中子，有质子的微粒不一定有电子。如 H 只有一个质子和1一个电子，不含中子；H 只有一个质子，既没有中子也没有电子。(2)质子数相同的粒子不一定属于同种元素，如 Ne 和 H2O。(3)任何微粒中，质量数质子数中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中。(4)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如 Al3 和 Na 、F 等，NH 与 4OH 等。(5)一个信息丰富的符号92正确理解元素、核素、同位素的概念(1)元素、核素、同位素之间的关系(2)不同核素可能具有相同的质子数，如 H、 H；也可能具有相同的中子数，如 C、21 31 146O；也可能具有

11、相同的质量数，如 C、 N。168 146 147(3)同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。(4)同位素是指同一元素的不同“原子”间的关系，同素异形体是指同一元素的不同“单质”间的关系。(5)同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢分子有六种：H2、D 2、T 2、HD、HT、DT。同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H 2O(普通的水)、D 2O(重水)、T 2O(超重水)等。H、D、T 与 16O、 17O、 18O 可形成 3618 种水分子。它们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。3两种相对原子质量(1)原子(即核素)的相对原子质量一个

12、原子(即核素)的质量与 12C 质量的 的比值。一种元素有几种同位素，就有几种112不同核素的相对原子质量。(2)元素的相对原子质量是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如： Ar(Cl) Ar(35Cl)a% Ar(37Cl)b%。101(2018邯郸模拟)下列说法不正确的是( )质子数相同的粒子一定是同一元素 质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子 电子数相同的粒子不一定是同种元素 一种元素不能形成不同单质 某元素的相对原子质量取整数值就是质量数A B C D答案 B解析 H 2O、NH 3、Ne 等微粒的质子数相同，不是同一种元素，所以不正确

13、，分析选项，选 B(巧答)。2已知阴离子 R2 的原子核内有 n 个中子，R 原子的质量数为 m，则 w g R 原子完全转化为 R2 时，含有电子的物质的量是( )A. mol B. molm n 2wm wm nnC. mol D. molw m n 2m w m n 2m答案 D解析 R 原子的质子数为 m n，其核外电子数也为 m n，所以 R2 的核外电子数为m n2，而 w g R 原子的物质的量为 mol，所以形成的 R2 含有的电子的物质的量为wmmol，故选 D。w m n 2m考点 核外电子排布规律及应用二典例 2 (2018西安中学月考)X、Y、Z、W、Q 都是短周期元素

14、，其中 X 原子的最外层电子数是内层电子数的 3 倍；X 与 Z 同族，Y 与 Z 同周期，Q 原子的电子总数等于其电子层数的 3 倍，W 与 X、Y 既不同族也不同周期且 W 不为稀有气体元素；X、Y、Z 三种元素的族序数之和为 16。下列说法正确的是( )AQ 与 W 不能形成 10 电子、14 电子、18 电子分子BY 的最高价氧化物对应水化物的化学式只能表示为 H4YO4CY、Z、Q 的单质分别与 X 的单质化合，只能形成 AB2型化合物DX、Z、W 中的两种或三种元素形成的钠盐溶液可能显酸性、碱性、中性解析 X、Y、Z、W、Q 都是短周期元素，X 原子的最外层电子数是内层电子数的 3

15、 倍，则 X 为 O；X 与 Z 同族，则 Z 为 S；Q 原子的电子总数等于其电子层数的 3 倍，则 Q 为 C；W与 X、Y 既不同族也不同周期且 W 不为稀有气体元素，因此 W 为 H；X、Y、Z 三种元素的族序数之和为 16，Y 与 Z 同周期，则 Y 为 Si。C 和 H 能形成 10 电子分子 CH4、14 电子分子C2H2、18 电子分子 C2H6，A 项错误；Si 的最高价氧化物对应水化物的化学式还能表示为H2SiO3，B 项错误；C 与 O2化合还能形成 CO，C 项错误，NaHSO 4溶液呈酸性，Na 2SO3溶液呈碱性，Na 2SO4溶液呈中性，D 项正确。答案 D名师精

16、讲1120 号元素的特殊的电子层结构(1)最外层有 1 个电子的元素：H、Li、Na、K。11(2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。(3)最外层电子数是次外层电子数 2 倍的元素：C。(4)最外层电子数是次外层电子数 3 倍的元素：O。(5)最外层电子数是内层电子数总数一半的元素：Li、P。(6)最外层电子数是次外层电子数 4 倍的元素：Ne。(7)次外层电子数是最外层电子数 2 倍的元素：Li、Si。(8)次外层电子数是其他各层电子总数 2 倍的元素：Li、Mg。(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S。(10)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al

17、。2寻找“10 电子”粒子和“18 电子”粒子的方法(1)“10 电子”粒子(2)“18 电子”粒子3质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系(1)可以是两种原子，如同位素原子。(2)可以是两种分子，如 CH4、NH 3等。(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如 NH 、H 3O 。 4(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如 OH 、F 。3A 、B 、C 、D、E 五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有 10 个电子，已知：A C =DE；B C =2D。请回答：(1)C 的电子式是_。12(2)分别写出 A 和 D 反应、B 和 E 反应的离子方程式：_、_。(3)除 D、E 外，请再

18、写出两种含 10 个电子的分子的分子式_。答案 (1) HO (2)NH H 2ONH 3H2OH H 3O NH 3=NH H 2O 4 4(3)CH4、Ne解析 因 A 、C 、D、E 均为 10 电子微粒，且 A C =DE，则 A 为 NH ，C 4为 OH ，E 为 NH3，D 为 H2O，进而推知 B 为 H3O 。4某元素 X，其原子的电子层数为( n1)，最外层电子数为(2 n1)。下列有关元素X 的说法中正确的是( )AX 可能是金属元素B由 X 形成的含氧酸均为强酸CX 不能形成化学式为 KXO4的含氧酸盐D元素 X 的气态氢化物一定极易溶于水答案 D解析 由 X 原子的最

19、外层电子数为(2 n1)可以推知 n4，则 X 的电子层数3，X 为短周期元素。当 n4 时，X 为 Cl 元素；当 n3 时，X 为 N 元素；当 n2 时，不符合题意，A 错误；HNO 2和 HClO 均为弱酸，B 错误；Cl 元素能形成 KClO4，C 错误；NH 3和 HCl 均极易溶于水，D 正确。考点 化学键 物质构成三典例 3 城市为保持街道整洁、湿润，在路面或广场上喷洒含化学式为 XY2的溶液做保湿剂。X 原子的结构示意图为 ，X 的阳离子与 Y 的阴离子的电子层结构相同。元素 Z、W 均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是电子层数的 2 倍，Z 与 Y相邻且 Z、W 能形

20、成一种 WZ2型分子。(1)m_，该保湿剂的化学式为_。(2)Z、W 元素的名称为_、_。(3)下列说法正确的是_。AXY 2和 WZ2都为离子化合物BXY 2中仅含离子键，WZ 2中仅含共价键CH 2Z 比 HY 的稳定性强DX 的阳离子比 Y 的阴离子半径大(4)下列化学用语表达正确的是_。AXY 2的电子式：X 2 2Y Y BWZ 2的结构式：Z= =W=ZCY 元素的单质与 H2Z 水溶液反应的离子方程式为 Y2Z 2 =2Y Z13D用电子式表示 XY2的形成过程为解析 根据题意，可以推断 X 为 Ca、Y 为 Cl、Z 为 S、W 为 C。(3)CS2为共价化合物，A 错误；非金

21、属性越强，气态氢化物越稳定，故稳定性HClH2S，C 错误；核外电子总数相同的简单粒子，质子数越大，半径越小，所以 r(Ca2 )r(S2 )，D 错误。(4)CaCl2的电子式为 Ca2 ，A 错误；Cl 2与 H2S 反应的离子Cl Cl 方程式中 H2S 为弱酸不拆，应写为：Cl 2H 2S=S2H 2Cl ，C 错误。答案 (1)20 CaCl 2 (2)硫 碳 (3)B (4)BD名师精讲1化学键类型的判断方法(1)从物质构成角度判断(2)从物质类别角度判断142.化合物类型的判断3化合物类型与化学键类型的关系(1)存在离子键的化合物一定是离子化合物。(2)离子化合物中一定存在离子键

22、，可能存在共价键，如 NaOH、Na 2O2、(NH 4)2SO4等。(3)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。(4)含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如 NH4Cl、NaOH、Na 2O2等。(5)全部由非金属元素组成的化合物也可能是离子化合物，如 NH4Cl、NH 4NO3等铵盐，铵根离子和酸根离子之间以离子键结合。由金属元素和非金属元素形成的化合物也可能是15共价化合物，如 AlCl3。4电子式书写易错总结(1)漏写孤电子对如 N2的电子式应为 NN ，易误写成 NN。 如 NH3的电子式应为 H N , H，易误写成 H N H。H H (2)混淆电子式与化学式的书写如 Na2

23、S 的电子式应为 Na 2 Na ，易误写成 Na 2 。S 2S (3)共用电子对数目写错如 CO2的电子式应为 C ，易误写成 C 。O O O O (4)根、基电子式混淆不清如 OH 的电子式应为 H ，OH 的电子式应为 H，易误写成O O O H。(5)原子结合顺序写错如 HClO 的电子式应为 H，易误写成 H 。Cl O Cl O (6)错误使用括号如 HCl 的电子式应为 H ，易误写成 H 。Cl Cl (7)误将电荷数标成化合价如 Na2O 的电子式应为 Na 2 Na ，易误写成 Na 2 Na 。O O (8)复杂阳离子与简单阳离子混淆不清如 Na 的电子式应为 Na

24、，易误写成 。Na 如 NH 的电子式应为H N , H ，易误写成 NH 。 4 H H 4(9)“ ”与“= =”表示意义不清如用电子式表示 MgCl2的形成过程应为 Mg2 ，Cl Cl 易误写成 = Mg2 。Cl Cl 5物质熔化、溶解时化学键的变化(1)离子化合物的溶解或熔化过程离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。(2)共价化合物的溶解过程有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如 CO2和 SO2等。有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、16阳离子，其分子内的共价键被破坏，如 HCl、H 2SO4

25、等。某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C 12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。(3)单质的溶解过程某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F 2等。6氢键对物质物理性质的影响分子间氢键使物质的熔、沸点升高，如 HF、H 2O、NH 3的沸点都反常的高，又如乙醇的沸点也比乙烷的沸点高出很多。此外，如 NH3、C 2H5OH、CH 3COOH，由于它们能与水形成氢键，使得它们在水中的溶解度很大。5(2018大同高三月考)化学反应的本质是反应物化学键断裂和生成物化学键形成的过程，下列关于化学反应 2Na2O22CO 2=2Na2CO

26、3O 2的叙述正确的是( )A反应过程中只涉及离子键和极性共价键的断裂B反应过程中只涉及离子键和非极性共价键的形成C反应过程中既涉及离子键和极性共价键的断裂，又涉及离子键和非极性共价键的形成D反应过程中既涉及离子键、极性和非极性共价键的断裂，又涉及离子键、极性和非极性共价键的形成答案 D解析 Na 2O2中存在离子键和非极性共价键，CO 2中存在极性共价键，Na 2CO3中存在离子键和极性共价键，O 2中存在非极性共价键，D 项符合题意。6(2018西安质检)在我国南方遭遇的冰雪灾害中，使用了一种融雪剂，其主要成分的化学式为 XY2，X、Y 为周期表前 20 号元素，其阳离子和阴离子的电子层结

27、构相同，且 1 mol XY2含有 54 mol 电子。(1)该融雪剂的化学式是_；X 与氢元素形成的化合物的电子式是_。(2)元素 D、E 原子的最外层电子数是其电子层数的 2 倍，D 与 Y 相邻，则 D 的离子结构示意图是_；D 与 E 能形成一种非极性分子，该分子的结构式为_；D所在族元素的氢化物中，沸点最低的是_。(3)元素 W 与 Y 同周期，其单质是原子晶体；元素 Z 的单质分子 Z2中有 3 个共价键；W与 Z 能形成一种新型无机非金属材料，其化学式是_。(4)元素 R 与 Y 同主族，其氢化物能用于刻蚀玻璃，R 2与 NaOH 溶液反应的产物之一是OR2，该反应的离子方程式为_。17答案 (1)CaCl 2 H Ca2 H (2) S= =C=S H 2S (3) Si3N4 (4)2F 22OH =2F OF2H 2O解析 X、Y 组成的化学式为 XY2，且为离子化合物，所以 X 为2 价，Y 为1 价，设Y 的电子数为 a，则 X 为 a3，所以 2a a354， a17，Y 为 Cl，X 为 Ca。D 与 Cl 相邻，D、E 的最外层电子数是其电子层数的 2 倍，所以 D 为 S，E 为 C。W 与 Cl 同周期，其单质是原子晶体，所以 W 为 Si，元素 Z 的单质 Z2有 3 个共价键，Si 与 Z 能形成一种新型无机非金属材料，所以 Z 为 N。18