专题5 微观结构与物质的多样性 本专题知识体系构建与核心素养提升

本专题知识体系构建与核心素养提升

1.元素周期表
2.微观结构与物质的多样性
本专题从原子结构的角度认识元素及物质性质与变化规律，从微观角度认识物质的多样性。提升了学生宏观辨识与微观探析的化学核心素养。“位—构—性”关系的应用，微粒半径大小比较等一系列知识，体现了证据推理与模型认知的化学核心素养，利用实验探究元素或物质的性质，培养了学生的科学探究与创新意识。

例1　短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大，a的最外层电子数是电子层数的2倍，b的最外层电子数是电子层数的3倍，a、c的最外层电子数之和为6，d的核外电子数等于b的核外电子数加8。下列叙述错误的是(　　)
A．a和b可形成气态化合物
B．c的原子半径小于d的原子半径
C．b和c可以形成化合物
D．a和d最高价氧化物的水化物均呈酸性
答案　B
解析　由题意可知a为碳，b为氧，c为镁，d为硫。C、O可以形成气态化合物CO、CO2等，A项正确；Mg、S同周期，原子半径：Mg＞S，B项错误；MgO为化合物，C项正确；C、S的最高价氧化物对应的水化物分别为H2CO3、H2SO4，均呈酸性，D项正确。
考点　元素“位—构—性”关系推断
题点　由原子结构推断元素性质
例2　短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是(　　)

A．原子半径：X＜Y＜Z
B．气态氢化物的稳定性：X＞Z
C．Z、W均可与Mg形成化合物
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞W
答案　C
解析　由题意可知，X为硅，Y为氮，Z为氧，W为氯。Si为第三周期元素，N、O为第二周期元素，原子半径：r(Si)＞r(N)＞r(O)，A项错误；非金属性：O＞Si，则气态氢化物的稳定性：H2O＞SiH4，B项错误；O、Cl可与Mg形成MgO、MgCl2，均为化合物，C项正确；N、Cl最高价氧化物对应的水化物分别为HNO3和HClO4，酸性：HClO4＞HNO3，D项错误。
考点　元素“位—构—性”关系推断
题点　由位置推断性质
例3　已知同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4＞H2YO4＞H3XO4，下列判断正确的是(　　)
A．原子半径按X、Y、Z的顺序逐渐减小
B．单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱
C．三种元素阴离子的还原性按X、Y、Z的顺序增强
D．气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱
答案　A
解析　同周期X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是HZO4＞H2YO4＞H3XO4，可知X、Y、Z的原子序数为X＜Y＜Z。同周期元素从左到右单质的氧化性逐渐增强，阴离子的还原性逐渐减弱，原子半径逐渐减小，气态氢化物的稳定性逐渐增强，可知正确选项为A。
考点　元素周期律的应用
题点　元素周期律的应用
例4　现有部分短周期元素的性质或结构如下表：
X
与Mg同周期，最外层电子数是最内层电子数的3倍
Y
常温下单质为双原子分子，为黄绿色有毒气体
Z
单质紫黑色，遇淀粉溶液显蓝色

(1)X的原子结构示意图____________。
(2)Z在元素周期表中的位置______________。
(3)判断非金属性：X________Y(填“＞”“＜”或“＝”，下同)。
(4)判断非金属性：Y________Z，写出结构上的原因：___________________________。
答案　(1)
(2)第五周期ⅦA族
(3)＜
(4)＞　二者最外层电子数相同，但I的电子层数多，原子半径大，得电子能力弱
解析　由表中信息推断出X为S，Y为Cl，Z为I，则根据元素非金属性强弱判断的依据和同主族元素非金属性的递变规律可解答本题。
考点　元素“位—构—性”关系推断
题点　元素“位—构—性”关系综合推断

通过构建“位—构—性”关系认知模型，发展对元素化合物化学性质的认知模型；从“物质类别——一般性质——氧化性和还原性”二维模型发展到“物质类别——一般性质——氧化性和还原性——相似性和递变性”三维模型。
例5　某化学课外兴趣小组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(夹持仪器已略去，气密性已检验)。

实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)盛放浓盐酸的仪器名称为____________________。
(2)在烧瓶内发生反应时，体现浓盐酸的性质为__________________________________。
(3)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是______________________________________。
(4)B中溶液发生反应的离子方程式是__________________________________________。
(5)浸有NaOH溶液的棉花的作用为____________________________________________。
(6)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作步骤和现象是________________________。
(7)过程Ⅲ实验的目的是______________________________________________________。
答案　(1)分液漏斗　(2)还原性和酸性　(3)湿润的淀粉?KI试纸变蓝　(4)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－　(5)吸收挥发出来的Cl2，防止污染空气　(6)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静置后CCl4层变为紫红色　(7)确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
解析　盛放浓盐酸的仪器名称为分液漏斗，A中滴加浓盐酸后，发生反应：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，体现浓盐酸的还原性和酸性，生成黄绿色气体Cl2，Cl2与KI反应生成I2和KCl，I2使试纸变蓝色；在B、C中均发生反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2在D中发生反应：Br2＋2KI===2KBr＋I2。实验过程Ⅲ，当B中黄色溶液继续通入过量Cl2时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰，其中浸有NaOH溶液的棉花用于吸收挥发出来的Cl2，防止污染空气。
考点　卤族元素性质变化规律
题点　卤素单质氧化性强弱实验探究