（通用版）2020版高考化学一轮复习第五章第一节原子结构与化学键学案（含解析）.doc

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1、1原子结构与化学键第一节 原子结构与化学键1.了解元素、核素和同位素的含义。了解原子的构成。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。2了解原子核外电子排布规律。掌握原子结构示意图、电子式的表示方法。3.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。4熟记并正确书写常见元素的离子符号。考点(一) 原子结构 【精讲精练快冲关】知能学通1原子的构成(1)原子的构成粒子(2)构成原子或离子的微粒间的数量关系原子中：质子数( Z)核电荷数核外电子数。质量数( A)质子数( Z)中子数( N)。阳离子的核外电子数质子数阳离子所带电荷数。如 Mg2 的核外电子数是 10。阴离

2、子的核外电子数质子数阴离子所带电荷数。如 Cl 的核外电子数是 18。(3)微粒符号周围数字的含义(4)两种相对原子质量原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与 12C 质量的 的比值。112一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。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2均值。如 Ar(Cl) Ar(35Cl)a% Ar(37Cl)b%。2元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的关系(2)同位素的特征同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百

3、分数(丰度)不变。(3)氢元素的三种核素H：名称为氕，不含中子；1H：用字母 D 表示，名称为氘或重氢；21H：用字母 T 表示，名称为氚或超重氢。31(4)几种重要核素的用途核素 U23592 C146 H21 H31 O18用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子题点练通原子的构成 1.(2019扬州模拟)钬(Ho)的某些原子具有放射性，可用于治疗肝癌。下列有关 Ho 的叙述正确的是( )1667A电子数为 166 B质量数为 67C中子数为 99 D核电荷数为 99解析：选 C 元素符号左下角表示质子数或核电荷数，左上角表示质量数；质量数质子数中子数； 对于原子，质子数核外电子数，整

4、个原子不显电性。电子数质子数67，故 A 错误；元素符号左上角为质量数 166，故 B 错误；中子数质量数质子数1666799，故 C 正确；核电荷数质子数67，故 D 错误。2(2019龙凤区模拟)近 20 年来，同位素分析法在植物生理学、生态学和环境科学研究中获得广泛应用。如在陆地生态系统研究中， 2H、 13C、 15N、 18O、 34S 等常用作环境指示物。下列有关说法正确的是( )A 34S 原子核内中子数为 163B 1H O 的摩尔质量为 20 gmol1182C 13C 和 15N 原子核内的质子数相差 2D 2H 的核外电子数为 2解析：选 B 34S 原子核内的中子数为

5、341618，故 A 错误； 1H O 的相对分子质量182为 121820，摩尔质量在数值上等于相对分子质量，则 1H O 的摩尔质量为 20 182gmol1 ，故 B 正确；C 原子的质子数为 6，N 原子的质子数为 7，则 13C 和 15N 原子核内的质子数相差 761，故 C 错误；H 元素的原子核外只有一个电子失去一个电子变为2H ，则其离子的核外电子数为 0，故 D 错误。3某元素原子的质量数为 A，它的阴离子 Xn 核外有 x 个电子， w g 这种原子的原子核内中子数为( )A. B.A A x n NAw w A x n NAAC. D.w A x n NAA w A x

6、 n NAA解析：选 C X 原子的中子数为 A( x n)， w g X 的物质的量为 mol，则中子的物质wA的量为 mol，中子数为 。w A x nA w A x n NAA元素、核素、同位素 4.铁 60 同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法正确的是( )A铁元素的质量数为 60B. Fe 的核内质子数比中子数多 86026C. Fe 与 Fe 的核外电子数相同，属于同一种核素6026 5826D. Fe 与 Fe 的化学性质相似，互为同位素6026 5826解析：选 D Fe 这种铁原子的质量数为 60，而不是铁元素的质量数，A 错误； Fe6026 6026的核内质子

7、数(26)比中子数(34)少 8，B 错误； Fe 与 Fe 的质子数相同但中子数不同，6026 5826是两种不同的核素，C 错误； Fe 与 Fe 是同种元素的不同核素，互为同位素，化学性6026 5826质相似，D 正确。5下列说法正确的是( )A由 H、D、T 与 16O、 17O、 18O 构成的过氧化氢分子的相对分子质量有 36 种BH 2、D 2、T 2互为同素异形体CH 2、D 2、T 2在相同条件下的密度比为 123D氕、氘发生核聚变生成其他元素，属于化学变化解析：选 C H、D、T 组合 H2、D 2、T 2、HD、HT、DT 共 6 种； 16O、 17O、 18O 组合

8、16O2、 17O2、 18O2、 16O17O、 16O18O、 17O18O 共 6 种，所以构成的过氧化氢分子共有 6636 种，4但其中有相对分子质量相同的分子，故构成的过氧化氢分子的相对分子质量种数小于 36 种，故 A 错误；H 2、D 2、T 2均为氢气单质，属于一种物质，故 B 错误；H 2、D 2、T 2在相同条件下的密度比等于气体相对分子质量之比为 246123，故 C 正确；氕、氘发生核聚变生成其他元素，属于核反应，不是化学变化，故 D 错误。易错提醒元素、核素、同位素、同素异形体的易错点(1)现行元素周期表已发现的元素有 118 种，由于同位素的存在，故核素的种数远大于

9、118 种。(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 21 31C、 O；也可能具有相同的质量数，如 C、 N。146 168 116 117(3)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素。(4)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。(5)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。(6)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、

10、T 与 16O、 17O、 18O 可形成 3618 种水分子，相对分子质量不同。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。考点(二) 核外电子排布 【精讲精练快冲关】知能学通1核外电子排布规律2原子结构示意图如 Mg2 结构示意图为 ，Cl 结构示意图为 。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，较易失去电子，形成阳离子，表现出还5原性，在化合物中显正化合价。(2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于 4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。(3)稀有气体元素的原子最外层为 8 电子(氦为 2 电子)稳

11、定结构，不易失去或得到电子，通常表现为 0 价。4短周期常见原子的核外电子排布规律(1)原子核中无中子的原子： H。1(2)最外层有 1 个电子的元素：H、Li、Na。(3)最外层有 2 个电子的元素：Be、Mg、He。(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。(5)最外层电子数是次外层电子数 2 倍的元素： ；是次外层电子数 3 倍的元素： ；是C O次外层电子数 4 倍的元素： 。Ne(6)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。(7)电子总数为最外层电子数 2 倍的元素： 。Be(8)次外层电子数是最外层电子数 2 倍的元素：Li、Si。(9)内层电子总数是最外层电

12、子数 2 倍的元素：Li、P。5常见的“10 电子” “18 电子”微粒(1)常见的“10 电子”微粒(2)常见的“18 电子”微粒题点练通核外电子排布规律1.在元素周期表的前 18 号元素中，最外层电子数是其电子层数的 2 倍的元素共有( )A1 种 B2 种 C3 种 D4 种解析：选 C He、C、S 符合题意。2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6X 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解析：选 D 由 X 原子的最外层电子

13、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。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。“10 电子” “18 电子”微粒的应用3.已知 A、B、C、D 是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如图中转化关系。(1)如果 A、B、C、D 均是 10 电子的微粒，请写出：A 的化学式：_；D 的化学式：_。(2)如果 A 和 C 是 18 电子的微粒，B 和 D 是 10 电子的微粒，请写出

14、 A 与 B 在溶液中反应的离子方程式： _。解析：(1)如果 A、B、C、D 均是 10 电子的微粒，结合 10 电子微粒的结构性质特征判断：A 为 NH ，B 为 OH ，C 为 NH3，D 为 H2O。(2)如果 A 和 C 是 18 电子的微粒， B 和 D 4是 10 电子的微粒，观察框图，容易想到 H2SOH =HS H 2O 或 HS OH =S2 H 2O，则 A 为 H2S 或 HS ，B 为 OH ，C 为 HS 或 S2 ，D 为 H2O。答案：(1)NH H 2O (2)H 2SOH =HS H 2O(或 HS OH =S2 H 2O) 44用 A 、B 、C 2 、D

15、、E、F、G 和 H 分别表示含有 18 个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：(1)A 元素是_、B 元素是_、C 元素是_(用元素符号表示)。(2)D 是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_，含有的化学键是_。(3)E 是所有含 18 个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是_，其与水反应的化学方程式为_。(4)F 是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_，其电子式和电离方程式为_、_。(5)G 分子中含有 4 个原子，其分子式是_。(6)H 分子中含有 8 个原子，其分子式是_。7答案：(1)K Cl S (2)HCl 共价键(3)F2 2F 22H 2O=4HFO

16、2(4)H2S H HS H2SH HS ，HS H S 2(5)H2O2(或 PH3) (6)C 2H6考点(三) 化学键与分子间作用力 氢键 【精讲精练快冲关】知能学通1化学键(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。(2)分类2离子键、共价键的比较共价键离子键非极性键 极性键概念阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键原子间通过共用电子对(电子云重叠)而形成的化学键成键粒子阴、阳离子 原子成键实质阴、阳离子的静电作用共用电子对不偏向任何一方共用电子对偏向一方原子形成条件活泼金属元素与活泼非金属元素经电子得失，形成离子键同种元素原子之间成键不同种元素原子之间成键形成的物质离子化合物非金属单

17、质；某些共价化合物或离子化合物共价化合物或离子化合物注意 化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，只有化学键的断裂，不一定是化学变化，如熔融 NaCl。物质中不一定都存在化学键，如 He 等稀有气体分子。非金属元素的两个原子之间能形成共价键，但多个非金属元素原子间也可能形成离子键，如 NH4Cl。3电子式(1)概念：在元素符号周围用“”或“”来代表原子的最外层电子的式子。8(2)书写方法(3)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： 。共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的

18、电子式，中间用“ ”连接。如 HCl： 。4分子间作用力和氢键(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；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

19、 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、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题点练通9化学键与物质变化1.下列关于化学键的叙述正确的是( )A非金属元素组成的化合物中只含共价键BC、N、O、H 四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键C不同元素的原子构成的分子只含极性共价键DCH 4中所有的最外层电子都参与形成共价键解析：选 D A 项，在铵盐中含有离子键，错误；B 项，C、N、O、H 形成的氨基酸只含共价键，错误；C 项，C 2H6、C 2H4等烃中除极性键外，还含有非极性键，错误。2下列物质中所有原子均满

20、足最外层 8 电子稳定结构的化合物是( )APCl 5 BP 4 CCCl 4 DNH 3解析：选 C 判断原子满足最外层 8 电子结构的方法为最外层电子数所成价键数8。3(2019腾冲模拟)下列说法正确的是( )A冰融化时，分子中 HO 键发生断裂B随着电子层数的增加，卤化物 CX4分子间作用力逐渐增大，所以它们相应的熔沸点也逐渐升高C由于 HO 键比 HS 键牢固，所以水的熔沸点比 H2S 高D在由分子所构成的物质中，分子间作用力越大，该物质越稳定解析：选 B 冰融化时发生物理变化，只破坏范德华力而不破坏化学键，故 A 错误；结构相同的分子晶体中，物质的熔沸点与其相对分子质量成正比，所以随

21、着电子层数的增加，卤化物 CX4分子间作用力逐渐增大，所以它们相应的熔沸点也逐渐升高，故 B 正确；物质的熔沸点与化学键无关，水的熔沸点比 H2S 高是因为水中存在氢键，故 C 错误；物质的稳定性与化学键有关，与范德华力无关，故 D 错误。电子式的书写与判断4.(2018江苏高考)用化学用语表示 NH3HCl= =NH4Cl 中的相关微粒，其中正确的是( )A中子数为 8 的氮原子： N87BHCl 的电子式：CNH 3的结构式：DCl 的结构示意图：解析：选 C 中子数为 8 的氮原子为 N，A 项错误；HCl 是共价化合物，电子式为15710 ，B 项错误；Cl 的结构示意图为 ，D 项错

22、误。5书写下列粒子或物质的电子式：(1)Mg_，S_。(2)Na _，Cl _，NH _，H 3O _， 4OH _，OH_，CHO_，NH 2_。(3)Cl2_，H 2_，N2_，O 2_。(4)MgF2_，Na 2S_，Na2O2_，NH 4Cl_，NaH_。(5)H2O_，NH 3_，CCl4_，C 2H4_，HClO_，C 2H5OH_。(6)(2018天津高考)Mg(OH) 2的电子式：_。(2018海南高考)CO 2的电子式：_。(2018北京高考)由 Na 和 Cl 形成离子键的过程：_。(2017天津高考)NaOH 的电子式为_。(2017海南高考)PH 3的电子式为_。(20

23、16全国卷)联氨(N 2H4)分子的电子式为_。(2016浙江高考)硫化氢的电子式为_。(2015全国卷)硼氢化钠(NaBH 4)的电子式为_。(2015浙江高考)H 2O2的电子式为_。(2015海南高考)甲硅烷(SiH 4)的电子式为_。(2014全国卷 )光气的化学组成为 COCl2，每个原子均达到 8 电子稳定结构，其电子式为11_。答案：(1) Mg 易错提醒12电子式书写常见的 6 大误区内容 实例误区 1漏写未参与成键的电子N2误写为 NN，应写为误区 2化合物类型不清楚，漏写或多写 及错写电荷数NaCl 误写为Na ，应写为Cl Na ，HF 误写为Cl H ，应写为 H F

24、F 误区 3书写不规范，错写共用电子对N2的电子式不能写成NN ，更不能写成 或 N N N N 误区 4不考虑原子间的结合顺序HClO 的电子式为 H ，O Cl 而不是误区 5不考虑原子最外层有几个电子，均写成 8 电子结构CH 的电子式为 ，而 3不是误区 6不考虑 AB2型离子化合物中 2 个 B 是分开写还是一起写CaBr2、CaC 2的电子式分别为考点(四) 化学键与物质类别的关系 【精讲精练快冲关】知能学通1化学键与化学反应的关系注意 断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量。13有化学键变化的不一定是化学变化。如 NaCl 晶体从溶液中析出只有化学键的形成，没有化学键的断裂，HC

25、l 溶于水电离成 H 和 Cl 等，只有旧化学键的断裂没有新化学键的形成，二者都没有发生化学变化。2化学键与物质类别的关系除稀有气体中没有化学键外，其他物质都存在化学键。化学键与物质的类别之间的关系可概括为(1)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH 4等。(2)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如 Cl2、P 4、金刚石等。(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如 H2O2、C 2H4等。(4)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl 2、NaCl 等。(5)

26、既有离子键又有极性共价键的物质，如 NaOH、K 2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如 Na2O2等。(6)仅由非金属元素形成的离子化合物，如 NH4Cl、NH 4NO3等。(7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如 AlCl3等。3化学键对物质性质的影响(1)对物理性质的影响金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl 等部分离子化合物中也有很强的离子键，故其熔点也较高。(2)对化学性质的影响N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N 2很稳定，H 2S、HI 等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。题点练通

27、1在下列变化过程中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是( )A将 SO2通入水中 B烧碱溶于水C将 HCl 通入水中 D硫酸氢钠溶于水14解析：选 D SO 2、HCl 不含有离子键，所以通入水中不会有离子键的破坏，A、C 错误；烧碱在水溶液中电离产生 Na 和 OH ，没有共价键的破坏，B 错误；硫酸氢钠既含有离子键又含有共价键，溶于水时电离出 Na 、H 和 SO ，既有离子键被破坏，也有共价键被24破坏。2下列关于离子键、共价键的叙述中正确的是( )A在离子化合物里，只存在离子键，没有共价键B非极性键只存在于双原子的单质分子(如 Cl2)中C在共价化合物分子内，一定不存在离子键D由多种

28、元素组成的多原子分子里，一定只存在极性键解析：选 C A 项，NH 4Cl 中存在共价键；B 项，如 H2O2、CH 3CH3等分子中存在非极性键；C 项，共价化合物一定不含离子键；D 项，H 2O2、C 2H6等分子中存在非极性键。3下列说法正确的是( )A共价化合物中可能含有离子键B区别离子化合物和共价化合物的方法是看其水溶液是否能够导电C离子化合物中只含有离子键D离子化合物熔融状态能电离出自由移动的离子，而共价化合物不能解析：选 D A 项，共价化合物中只含有共价键；B 项，区别离子化合物和共价化合物的方法是看其熔融状态能否导电，而不能根据其溶于水是否导电来判断；C 项，离子化合物熔融状

29、态下能电离，共价化合物在熔融状态下不电离。4(2019连云港模拟)已知 X、Y、Z 三种元素的原子序数依次递增，X 原子的电子层数与它的核外电子总数相等，而 Z 原子的最外层电子数是次外层的 3 倍，Y 和 Z 可以形成两种以上气态化合物，则下列说法错误的是( )AY 和 Z 可以组成一种 Y 和 Z 的质量比为 78 的共价化合物BX、Y、Z 能组成既含离子键又含共价键的离子化合物CX 和 Z 可以组成原子个数比分别为 11 和 21，常温下为液态的两种化合物D由 X、Y、Z 三种元素中的任意两种组成的具有 10 电子的微粒仅有 2 种解析：选 D 由 X 原子的电子层数与它的核外电子总数相等知 X 为氢元素；Z 原子的最外层电子数是次外层的 3 倍，故 Z 为氧元素；与氧元素形成两种以上气态化合物的 Y 为氮元素。5现有以下物质： NaCl Na 2O Na 2O2 NaOH H 2SO4 H 2ON 2 (NH 4)2CO3 CO 2 H 2O2 Ne C2H4(1)只含离子键的物质有_，只含共价键的物质有_，不含化学键的有_。15(2)属于离子化合物的有_；其中含有非极性键的是_，其中含有极性键的是_。(3)属于共价化合物的有_；其中含有非极性键的是_。答案：(1) (2) (3) 方 法 规 律 离子化合物、共价化合物的判断方法16