《新学案》2015年春高中化学苏教版必修二课堂导入+重难点突破+复习检测：专题一 微观结构与物质的多样性（含解析）
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| 名称 | 《新学案》2015年春高中化学苏教版必修二课堂导入+重难点突破+复习检测：专题一 微观结构与物质的多样性（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 617.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2015-03-21 12:34:14 | ||
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文档简介
专题1
微观结构与物质的多样性
第一单元 核外电子排布与周期律
第1课时 原子核外电子的排布
导 学 过 程
课堂引入
案例1 你想过没有: 为什么不同元素会形 ( http: / / www.21cnjy.com )成不同的化合价,元素化合价的形成和什么有关 为什么水的化学式是H2O而不是HO 氧化镁的化学式为MgO,原子比为1∶1,而氯化镁的化学式为MgCl2,原子比为1∶2 Ne、Ar等稀有气体是单原子分子,H2、Cl2却是双原子分子呢 这都与原子核外电子排布有关。今天我们一起来认识和研究一下原子核外电子排布的规律。
案例2 在《化学1》中我们已经学习了原子结 ( http: / / www.21cnjy.com )构的有关内容,我们先来复习什么是原子 原子是由什么微粒构成的 (原子是化学变化中的最小微粒,它是由居于原子中心的带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成。)由于核外电子的运动有如下特点: (1) 电子的质量很小,带负电荷;(2) 电子运动的空间范围小;(3) 电子做高速运动,接近光速。所以核外电子的运动规律与宏观物体不同,它没有确定的轨道,我们不能测定或计算它在某一时刻所在的位置,也不能描绘出它的运动轨道。原子核外的电子运动有没有规律呢 多电子原子核外电子是聚成一堆在离核相同的区域运动,还是分散在离核不同的区域运动 为什么电子会在离核不同的区域运动呢 这就是我们要研究核外电子排布的规律。
知识建构(见学生用书课堂本第1~2页)
多电子原子核外电子的运动
多电子原子核外电子是聚成一堆在离核相同的区域运动,还是分散在离核不同的区域运动 为什么
在多电子原子里,一方面电子和原子核之间因带 ( http: / / www.21cnjy.com )有异性电荷而有吸引力,这个吸引力倾向于把电子尽可能拉得靠近原子核。另一方面,电子和电子之间因带有同性电荷而相互排斥,这个排斥力迫使电子尽可能远离,当吸引力和排斥力达到平衡时,核外电子就分布在离核不同的区域运动,而且分布在不同区域的电子能量不同。电子能量低的,在离核较近的区域运动;电子能量高的,在离核较远的区域运动。
重难点突破
① 电子的运动轨迹是测不准的,不同的电子在不同的区域运动。② 电子的能量不同,离核的距离不同。能量越高,离核越远。
电子层
什么叫电子层 能量不同的电子在原子核的什么区域运动
电子层——科学上根据电子的 ( http: / / www.21cnjy.com )能量差异和通常运动区域离核的远近不同,将能量不同的电子运动区域称为电子层。各电子层的层序数n从里到外依次为1、2、3、4、5、6、7,分别称为K、L、M、N、O、P、Q电子层。电子在原子核外排布时,总是先排在能量最低的电子层里,然后由里向外,依次排布在能量较高的电子层里。即最先排布K层,当K层排满后,再排L层。
重难点突破
① 电子层按照电子能量的 ( http: / / www.21cnjy.com )由低到高,由里向外排列。像建筑上的楼层,按照离地面的远近,可分成第一层、第二层、第三层等。② 电子在原子核外排布时,按能量最低原理排列。
原子核外电子排布的规律
1. 118号原子,它们的原子核外的每一个电子层中,所容纳的电子数最多是多少 与它们所对应的电子层数之间有什么关系呢 能否用通式来概括
1、2、3三个电子层,最多填充的电 ( http: / / www.21cnjy.com )子数分别是2、8、18个,2、8、18三个数字与电子层数1、2、3有一定的关系,每层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数)。
重难点突破
① 补充所有稀有气体 ( http: / / www.21cnjy.com )的结构示意图,知道第三层最多排18个电子。② 18号以后的元素,第4电子层、第5电子层上填充的电子数最多是32个和50个,即2n2。
2. 观察稀有气体,最外层电子数都不超过 8 个(K层不超过 2 个),次外层电子数不超过 18 个,倒数第三层电子数不超过 32 个。
【归纳整理】 在含有多个电子的原子里,原子核外电子排布的规律:
1. 电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布 ;
2. 电子一般总是先排在能量最低的电子层里,即最先排第一层,当第一层排满后,再排第二层等 ;
3. 每层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数) ;
4. 最外层电子数则不超过8个(第一层为最外层时,电子数不超过2个),次外层电子数不超过18个,倒数第三层电子数不超过32个 。
重难点突破
以上几条规律是相互制约的,请大家注意“不超过”的含义。
10电子和18电子的粒子
1. 10电子的分子和原子、阳离子、阴离子
B C N O F Ne Na Mg Al Si P
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
(1) 原子: Ne ;
(2) 离子: F-、O2-、Na+、Mg2+、Al3+、OH-、H3O+、N ;
(3) 分子: HF、H2O、NH3、CH4 。
2. 18电子的分子和原子、阳离子、阴离子
Si P S Cl Ar K Ca
14 15 16 17 18 19 20
(1) 原子: Ar ;
(2) 离子: Cl-、S2-、P3-、K+、Ca2+、HS-、 ;
(3) 分子: HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、F2、N2H4、C2H6、CH3OH等 。
重难点突破
① 将10电子或18电子的原子 ( http: / / www.21cnjy.com )、简单阳离子、简单阴离子与原子序数相联系,就找全单核原子或离子。② 找多核的离子或分子时,先理解氢离子无电子,可任意添加或删除,从而形成复杂离子。③ 18电子可以用加法获得F2(9—F)×2、H2O2(1+8—OH)×2、N2H4(7+1+1—NH2) ×2、C2H6(6+1+1+1—CH3)×2,再相互交叉得甲醇等熟悉物质。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第2页)
1. 钠的原子结构示意图是否正确 若不正确,错在哪里
解析 不正确。K层最多可排2个电子,K层没满,不可以排L层。
2. 某元素(核电荷数小于20)最外层电子数是次外层电子数的a(1A. 2a B. 8a+2
C. 2a+10 D. 2a+2
解析 本题考查核外电子的 ( http: / / www.21cnjy.com )排布规律,答题时按电子层数分析讨论。当该原子核外有三或四个电子层时,则该原子最外层电子数为8a(8a>8),显然不符合核外电子的排布规律;当该原子核外有两个电子层时,则最外层电子数为2a(2a<8),符合核外电子的排布规律,所以该原子的核外电子数为2a+2,即核内的质子数为2a+2。
3. 有A、B两种元素的 ( http: / / www.21cnjy.com )原子,其核内质子数均少于18个,又知B原子的L层电子数恰好为A原子L层电子数的2倍,A原子的M层比B原子的M层少3个电子,则A、B两种原子分别为 (A)
A. C、Al B. N、P
C. Si、Na D. O、Cl
解析 由于B原子的L层电子数为A原子 ( http: / / www.21cnjy.com )L层电子数的2倍,故A原子的L层没排满、M层没有电子;又知A原子的M层比B原子的M层少3个电子,所以B原子的M层上有3个电子、L层上有8个电子;故A原子的L层只有4个电子,M层上无电子。综上所述,A为碳原子、B为铝原子。
4. 今有A、B、C、D四种元素,其中 ( http: / / www.21cnjy.com )A元素是1826年一位法国青年科学家发现的。他在研究海水制盐时,往剩余的副产物苦卤中通入氯气后发现溶液颜色变深,若进一步提取,可得一种红棕色液体,有刺鼻的气味。B、C、D的原子核外电子层均不超过3个。D原子核内的质子数正好等于C原子核内质子数的2倍,而它们最外电子层上的电子数恰好相等。D原子的最内电子层上电子数是B原子核外电子总数的2倍。则:
(1) 四种元素分别为(填符号):
A Br ,B H ,C O ,D S 。
(2) 由上述某元素的单质与另两种元素的化合物反应生成两种酸的化学方程是
Br2+H2OHBr+HBrO 。
解析 本题主要考查根据原子结构特 ( http: / / www.21cnjy.com )征推断元素,答题时注意运用分析讨论,并能正确表达化学用语。由“D原子的最内电子层上电子数是B原子核外电子总数的2倍”,可知B为氢。根据“C、D的原子核外电子层均不超过3个。D原子核内的质子数正好等于C原子核内质子数的2倍,而它们最外电子层上的电子数恰好相等”,可假设D原子的最外电子层的电子数为x,则有下列关系: 2+8+x=2(2+x),x=6。所以C为氧、D为硫。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第1~2页的练习。
第2课时 元素周期表
导 学 过 程
课堂引入
案例 现在请大家来完成一个任务: 将1~ ( http: / / www.21cnjy.com )18号元素排列在一张表格中,这张表格需体现出周期律内容,要能体现出原子最外层电子排布、原子半径、元素的化合价的周期性变化规律。(在学生画出表格后,师生共同评议某些学生画出的表格)你们刚才所做的工作,在100多年前,有一位化学家已经为此辛劳过,他就是俄国化学家——门捷列夫。
知识建构(见学生用书课堂本第2~3页)
元素周期表的框架结构
1. 元素周期表包含几个周期 每个周期有多少种元素 如何将这些周期进行分类
周 期 数 1 2 3 4 5 6 7
电子层数 1 2 3 4 5 6 7
元素种类 2 8 8 18 18 32 满: 32
周期分类 短周期 长周期,第七周期叫不完全周期
7个周期(三短三长一不全)。
2. 元素周期表有多少纵行 多少个族 这些族包含哪些类型 写出这些族从左到右的排列顺序。
主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
最外层电子数 1 2 3 4 5 6 7 8
副族序数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
副族说明 从第4周期开始ⅢB,到ⅡB结束,为过渡元素。
有七个主族、七个副族、一个0族、一个Ⅷ族。
3. 从构成各族的周期看,族的类型与周期的类型有什么关系
主族和零族既包含短周期元素,也包含长周期元素。副族和第Ⅷ族只有长周期元素。
重难点突破
① 过渡元素: 指元素 ( http: / / www.21cnjy.com )周期表中第ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB的元素,共68种元素。镧系元素: 指元素周期表从第6周期57号元素La~71号元素Lu,共15种元素。锕系元素: 指元素周期表从第7周期89号元素Ac~103号元素Lr,共15种元素。② ⅢB族因为有镧系元素和锕系元素,元素种类最多,共有32种元素。③第6周期因为有镧系元素,元素种类最多,共有32种。④第Ⅷ族包括三列,既不是主族也不是副族,不能加A或B。⑤ 主族元素的最外层电子数=价电子数=主族序数=最高正价数(氧、氟除外)。⑥ 负价绝对值=8-主族序数(限ⅣA~ⅦA)。
元素的原子结构与其在周期表中的位置关系
●例1
已知某主族元素原子有三个电子层,最外层有三个电子,能否知道它的原子序数 能否知道它在周期表中的位置 能否知道它是金属还是非金属
答案 原子序数13 位置: 第3周期ⅢA族 金属元素
重难点突破
① 周期序数=原子电子层 ( http: / / www.21cnjy.com )数;主族序数=最外层电子数。② 一般主族元素最外层电子数少于4个的为金属元素,大于4个的为非金属元素。③ 结构决定性质,性质反映出结构。
同主族和同周期元素性质的递变
1. 复习回顾同一周期元素性质的变化规律
同周期元素(除稀有气体元素外) ( http: / / www.21cnjy.com ): 电子层数 相同 ;核电荷数 逐渐增大 ;最外层电子数 逐渐增多 ;原子半径 逐渐减小 ;失电子能力 逐渐减弱 ;得电子能力 逐渐增强 ;金属性 逐渐减弱 ;非金属性 逐渐增强 ;气态氢化物形成的难易程度 逐渐容易 ;气态氢化物的热稳定性 逐渐稳定 ;最高价氧化物对应水化物的碱性 逐渐减弱 ;最高价氧化物对应水化物的酸性 逐渐增强 。
重难点突破
① 金属性与失电子能力、 ( http: / / www.21cnjy.com )最高价氧化物对应水化物的碱性相对应;② 非金属性与得电子能力、最高价氧化物对应水化物的酸性、气态氢化物形成的难易程度、气态氢化物的热稳定性相对应。
2. 信息探究: 同主族元素性质的变化规律
实验录像探究: 根据ⅠA 族锂、钠、钾、铯与水的反应剧烈程度判断同族金属性变化规律。
信息探究: 根据教材第8页表给信息,你认为ⅦA族元素非金属性强弱变化有什么规律
同主族元素: 随着核电荷数增多,原子半径逐 ( http: / / www.21cnjy.com )渐 增大 ,原子核对最外层电子的吸引能力逐渐 减弱 ,原子失电子能力逐渐 增强 ,得电子能力逐渐 减弱 。所以元素的金属性逐渐 增强 ,非金属性逐渐 减弱 。
●例2
利用课本第9页图1-6元素周期表中元素金属性、非金属性的递变规律,完成以下问题:
(1) 在图中4个箭号旁的方框中分别用简要的文字说明元素金属性和非金属性的递变规律。
(2) 在元素周期表中找出金属性最强的元素(放射性元素除外)和非金属性最强的元素。
(3) 图中虚线右上方、左下方区域的元素是金属元素还是非金属元素。
(4) 图中邻近虚线两侧的元素既表现出一定的金属性,又表现出一定的非金属性。这给了我们什么启示
答案 (1) 从左到右,金属性减弱、非金属性增强;从右到左,金属性增强、非金属性减弱。
从下到上,金属性减弱、非金属性增强;从上到下,金属性增强、非金属性减弱。
(2) 金属性最强的元素是铯,非金属性最强的元素是氟。
(3) 右上方为非金属区域,左下方为金属区域。
(4) 在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料。
【归纳总结】 学生自己总结本节课的收获及举例说明元素周期表的用途。
(1) 根据元素在周期表中的位置,推测元素的 结构 ,预测其 主要性质 。
(2) 研究合成新物质。① ( http: / / www.21cnjy.com )在金属和非金属的分界线附近寻找 半导体 材料(如 硅、锗 等);② 在 过渡 元素中寻找各种优良的催化剂及耐高温、耐腐蚀的合金材料。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第3页)
1. 写出有关元素在周期表中的位置:
氮元素 第2周期ⅤA族 ;钠元素 第3周期ⅠA族 。
解析 书写元素在周期表中的位置时应注意周期数的表示、族序数的表示。
2. 周期表中第ⅦA族元素按核电荷数递增的顺序,有关性质发生递增变化的是 (C)
A. 气态氢化物的稳定性
B. 单质的氧化性
C. 阴离子的还原性
D. 原子最外层电子数
解析 同主族元素,最外层电子数相等,D错;从上往下,气态氢化物稳定性降低,单质氧化性减弱,阴离子还原性增强,A错、B错、C对。
3. 甲、乙是周期表中同一主族的两种元素,若甲的原子序数为X,则乙的原子序数不可能是(C)
A. X+2
B. X+10
C. X+14
D. X+18
解析 每周期最多容纳的电子数为2、8、8、18等,所以同主族原子序数相差为2、8、10、16、18、26等。
4. (1) 在如图所示的元素周期表中,全部是金属元素的区域为 B 。
( http: / / www.21cnjy.com )
(2) 现有甲、乙两种短周期元素,甲元 ( http: / / www.21cnjy.com )素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等,乙元素原子最外层电子数与其电子层数相等,且与甲元素原子具有相同的电子层数。
① 用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置。 (如下表)
( http: / / www.21cnjy.com )
② 甲、乙两元素相比较,金属性较强的是 镁 (填名称),可以验证该结论的实验是 BC 。
A. 将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
B. 将这两种元素的单质粉末分别与同浓度的盐酸反应
C. 将这两种元素的单质粉末分别与热水作用,并滴入酚酞试液
D. 比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
解析 (1) 根据元素周期表知,所有副族和Ⅷ族元素全部是金属元素,即B区。
(2) 由题意知甲为Mg,乙为Al,两 ( http: / / www.21cnjy.com )者同周期且Mg在Al左侧,因此Mg金属性强。元素金属性的强弱,可采用与H2O或酸反应置换出氢的难易或对应氢氧化物的碱性强弱以及单质间的置换反应来比较。但放置很久的Mg、Al表面形成氧化膜,难以与水反应,反应前应将氧化膜除去。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第3~4页的练习。
第3课时 元素周期律
导 学 过 程
课堂引入
案例1 1875年,法国化学家布瓦博德朗 ( http: / / www.21cnjy.com )发现了一种新元素——镓,并公布了他所测得的镓的主要性质。不久,他收到了俄国化学家门捷列夫的信,指出镓的比重不应是4.7,而是5.96.0,建议重新测定。当时布瓦博德朗是唯一手里掌握金属镓的人,他不相信有这样的事,回信说不会错。但门捷列夫再次去信,坚持自己的观点。本着科学严谨的态度,布瓦博德朗重新测定了镓的比重,确实是5.94,与门捷列夫的预测惊人地相似!门捷列夫预言的依据是什么
案例2 生活中以钟表记时,从零点到24点为一 ( http: / / www.21cnjy.com )天,再从零点到24点又为一天。这种周而复始、循环往复的现象,我们称为周期性。生活中记时,一天以小时为序排列体现周期性,我们今天要学习的内容是元素周期律,那么,元素以什么为序排列表现出周期性呢 我们在《化学1》中学习过许多元素化合物的性质,它们之间是否有规律 这一规律是否呈周期性变化呢
知识建构(见学生用书课堂本第45页)
作图找规律
(1) 最外层电子数与核电荷数的关系图
( http: / / www.21cnjy.com )
发现规律: 随着原子序数递增,元素原子核外电子排布呈现 周期性 变化。
(2) 原子半径与核电荷数的关系
对照教材第4页表1-2各原子半径数据用描点法完成下图:
( http: / / www.21cnjy.com )
发现规律: 随着原子序数递增,元素原子半径呈现 周期性 变化。
重难点突破
① 半径比较的规律: 原子电子层数相同时,最外层电子数越多,半径越小。② 最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。
(3) 主要化合价与核电荷数的关系图
( http: / / www.21cnjy.com )
发现规律: 随着原子序数递增,元素原子主要化合价呈现 周期性 变化。
重难点突破
① 金属元素无负价(除 ( http: / / www.21cnjy.com )零价外,在化学反应中只显正价);既有正价又有负价的元素一定是非金属元素。②氧和氟没有正价。③ 一般元素的最高正价+|最低负价| = 8。
实验找规律
(1) 探究11~13号元素钠、镁、铝单质的金属性强弱
性 质 Na Mg Al
单质与水(或酸)的反应情况 与冷水剧烈反应 与冷水缓慢反应,与沸水迅速反应,与酸剧烈反应 与酸迅速反应
最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 NaOH强碱 Mg(OH)2中强碱 Al(OH)3两性氢氧化物
根据以上事实小结: 钠、镁、铝的金属性强弱的顺序是 Na>Mg>Al 。
( http: / / www.21cnjy.com )
随着核电荷数的递增,元素的金属性呈现 周期性 的变化。
(扫描二维码,观看“比较镁、铝与酸溶液的反应”)
重难点突破
① 虽然一个钠原子反应时 ( http: / / www.21cnjy.com )失1个电子,镁失2个电子,铝失3个电子,但钠更易失去电子,更易发生氧化反应,钠的还原性更强。所以还原性与得失电子的数目无关,只与得失电子的能力有关。② 这里还原性可以理解为金属性。③ 镁条与水的反应实验,现场打磨并趁热将镁条投入加酚酞的水中,可以看到镁条表面呈红色,加热后现象更明显。
(2) 探究14~17号元素硅、磷、硫、氯元素的非金属性强弱:
阅读第6页表1-4,回答下列问题:
性 质 Si P S Cl
单质与氢气反应条件 高温下 磷蒸气与氢气能反应 加热时反应 光照或点燃时发生爆炸而化合
氢化物的稳定性 不稳定 不稳定 受热分解 稳定
最高价氧化物对应水化物的化学式 H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4
最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 弱酸 中强酸 强酸 含氧酸中最强酸
根据以上事实小结: Si、P、S、Cl的非金属性的强弱顺序是 Si重难点突破
① 磷、硫、氯元素的最高价 ( http: / / www.21cnjy.com )分别为+5、+6、+7与元素原子最外层电子数相等。② 元素的金属性、非金属性分别对应失电子、得电子的性质。注意与还原性、氧化性的区别。
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(扫描二维码,观看“硅烷的生成与自燃”)
归纳元素周期律
什么是元素周期律 其实质是什么
元素周期律: 元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈现周期性的变化。
元素周期律的实质: 元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。
重难点突破
① 元素周期律是随着 ( http: / / www.21cnjy.com )质子数的递增而呈周期性变化,不是随元素的相对原子质量变化。② 根据结构决定性质,元素性质的周期性是核外电子排布的周期性的必然结果。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第5页)
1. 下列各组性质的比较中,不正确的是(D)
A. 碱性: NaOH>Mg(OH)2
B. 热稳定性: NH3>PH3
C. 金属性: K>Na
D. 原子半径: Cl>S
解析 同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,故原子半径为S>Cl。
2. 单核阳离子的最外层电子(D)
A. 一定满足2电子结构
B. 一定满足8电子结构
C. 一定满足2电子或8电子结构
D. 一般满足2电子或8电子结构
解析 H原子内含有1个电子,失去这个电子形成的H+不再含有电子,最外层电子数为0。
3. 现有两种金属元素M和N,下列陈述能说明M的金属性比N强的是(B)
A. 化学反应中,M失去的电子多
B. M能从水中置换出氢气,而N不能
C. M的最高价氧化物对应水化物是二元碱,而N的最高价氧化物对应水化物是一元碱
D. 单质M的熔点高于单质N
解析 元素的金属性强弱只与失去电子 ( http: / / www.21cnjy.com )的难易有关,A错、B对;最高价氧化物对应水化物的碱性强弱与元数无关,C错;金属单质的熔点与内部的金属键强弱有关,与金属性无关,D错。
( http: / / www.21cnjy.com )
4. 某同学想通过实验探究硫和碳得电子能力的强弱,通过比较它们最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来验证,设计了如图实验,请回答:
(1) 仪器a的名称是 分液漏斗 ,应盛放下列药品中的 A (填字母);
A. 稀硫酸
B. 亚硫酸
C. 氢硫酸
D. 盐酸
(2) 仪器b的名称是 圆底烧瓶 ,应盛放下列药品中的 D (填字母);
A. 碳酸钙
B. 硫酸钠
C. 氯化钠
D. 碳酸钠
(3) 仪器c中应盛放的样品是 澄清石 ( http: / / www.21cnjy.com )灰水 ,如果看到的现象是 澄清石灰水变浑浊 ,证明b中反应产生了 CO2 ,即可证明 H2SO4(或硫酸) 比 H2CO3(或碳酸) 酸性强,得电子能力 S(或硫) 比 C(或碳) 强。
解析 该实验依据的原理是强 ( http: / / www.21cnjy.com )酸(H2SO4)制弱酸(H2CO3),但由于H2SO4和CaCO3反应生成的CaSO4微溶,会阻止反应进一步进行,故只能选择Na2CO3。检验CO2应选择澄清石灰水,CO2与Ca(OH)2反应生成难溶的白色沉淀CaCO3而使澄清石灰水变浑浊。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第5~6页的练习。
第二单元 微粒之间的相互作用力
第1课时 离子键
导 学 过 程
课堂引入
案例1 创设问题: 喜欢唱歌吗 你们知道世界上共有多少首歌曲吗 组成这无数首歌曲的音符有多少个
案例2 20世纪发明了七大 ( http: / / www.21cnjy.com )技术,从人类需要的迫切性排名第一的是化学合成与分离技术。100年间化学家合成和分离出了2285万种新物质、新药物、新材料、新分子,满足了人类生活和高新技术发展的需要,取得了空前辉煌的成就。为什么物质的种类远远多于元素的种类 回顾构成物质的微粒是什么 人在地球上生活而不能自动脱离地球,是因为地球对人有引力作用。同样的,原子之间一定有某种作用存在,才能使原子和原子相互结合成的新的分子或新的物质。本堂课需要讨论的问题: 微粒是怎么构成物质的 这些微粒之间存在怎样的相互作用
知识建构(见学生用书课堂本第6页)
化学反应中物质变化的实质
初中化学中曾经讨论过的化学反应的实质是什么 请以2H2O2H2+O2为例说明。
水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的,氢 ( http: / / www.21cnjy.com )原子和氧原子之间存在着很强的相互作用,要破坏这种相互作用就需要消耗能量,通电正是为了提供使水分解所需要的能量。
【归纳总结】 化学反应的实质: 旧化学键的断裂和新化学键的形成 。
化学键: 分子内或晶体内相邻的两个或多个原子(或离子)间强烈的相互作用力的统称 。
氯化钠的形成
请利用原子结构的相关知识分析钠在氯气中的燃烧。(多媒体演示钠在氯气中燃烧的实验)
从宏观上看,钠和氯气发生了化学反应,生成了新物质氯化钠。若从微观的角度,又应该怎样理解上述反应呢
【探究】 NaCl的形成过程,讨论完成下列表格:
原子结构示意图 通过什么途径达到稳定结构 用原子结构示意图表示NaCl的形成过程
Na 失去最外层1个电子
Cl 得到1个电子,填充在最外层
( http: / / www.21cnjy.com )
Na原子与Cl原子是怎样形成氯化钠的 (多媒体演示NaCl晶体结构)
解析: NaCl中钠原子、氯原子分别形成钠阳 ( http: / / www.21cnjy.com )离子、氯阴离子(两者最外层均达到稳定结构),阴、阳离子靠静电作用(静电引力、斥力;阴、阳离子接近到某一定距离时,吸引和排斥达到平衡)形成化学键。NaCl的微粒不能再叫原子,而应该叫离子。
【归纳总结】 离子键:
(1) 概念: 阴、阳离子 之间的 静电作用 。
(2) 实质: 阴、阳离子之间的静电 吸引 和静电 排斥 。
(3) 成键粒子: 阴、阳离子 。
(4) 成键过程: 得失电子 。
离子化合物: 由 离子键 形成的化合物。
电子式的书写
在元素符号的周围用小黑点(或×)来表示原子 最外层 电子的式子
1. 表示原子: l· · · · H·。
2. 表示简单离子:
阳离子: Na+ Mg2+ Al3+ ;
阴离子: Cl- ]- , O2- ]2- 。
3. 表示离子化合物:
NaF Na+]- , MgO Mg2+]2- 。
【归纳总结】 在元素符号的周围用“·”或“×”表示原子最外层电子的式子,叫 电子式 。
(1) 原子的电子式: 常把其最外层电子数用小黑点“·”或小叉“×”来表示。
(2) 阳离子的电子式: 不要求画出离子最外层电子数,只要在元素符号右上角标出“n+”电荷字样,其实多数情况下就是离子符号。
(3) 阴离子的电子式: 不但要画出最外层电子数,而且还应用中括号“[ ]”括起来,并在右上角标出“n-”电荷字样。
(4) 离子化合物的电子式: 由阴、阳离子的电子式组成,但对相同离子不能合并。
用电子式表示化合物的形成过程
例:
重难点突破
(1) 离子化合物的识别。一般 ( http: / / www.21cnjy.com )含金属元素的化合物和铵盐都是离子化合物(除了AlCl3、BeCl2等)(一般规律)。(2) 离子键只存在于离子化合物中,离子化合物中一定含有离子键。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第6~7页)
1. 下列关于化学键的叙述正确的是(D)
A. 化学键是相邻原子间的相互作用
B. 化学键既存在于相邻原子间,也存在于相邻分子之间
C. 化学键通常是指相邻的两个或多个原子之间强烈的相互吸引作用
D. 化学键通常是指物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈相互作用
解析 化学键通常是指物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈相互作用,包括相互吸引和相互排斥。
2. 下列化合物中不含离子键的是(D)
A. (NH4)2S B. Al2(SO4)3
C. KOH D. HNO3
解析 (NH4)2S和Al ( http: / / www.21cnjy.com )2(SO4)3都是盐,KOH是强碱,它们都是离子化合物,都含离子键。HNO3不是离子化合物,所以HNO3分子中不含离子键。
3. A、B、C、D、E属周期表 ( http: / / www.21cnjy.com )前20号元素。已知它们都不是稀有气体元素,且原子半径依次减小,其中A和E同族,C的最外层电子是次外层的3倍,A与C、B与E元素原子的电子层数都相差2,A、B原子最外层电子数之比为1∶4,A和C能以原子个数比1∶1形成一种化合物。
(1) 写出元素符号: B. Si 、D. F 、E. H 。
(2) 写出A、C以原子个数比1∶1形成的化合物的电子式: K+]2-K+ 。
解析 根据C的最外层电子是次外层的3倍, ( http: / / www.21cnjy.com )说明C为氧。A与C差2个电子层,A一定有4个电子层,又因为A是原子半径最大的,则A为K,而K最外层电子数为1,根据1∶4,B的最外层电子数是4。又因为B比E多两层,B肯定是Si。A与E同主族,而E只有一层电子,说明E为H,D只能是F。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第7~8页的练习。
第2课时 共价键
导 学 过 程
课堂引入
案例1 H2和Cl2在点燃或光照的情况下生成HCl,H2和Cl2分子被破坏成原子,当氢原子和氯原子相遇时是通过什么样的方式结合在一起的呢
案例2 物质世界是丰富多彩的,这些化合 ( http: / / www.21cnjy.com )物的性质各式各样: 有的熔点很高,有的熔点很低;有的很硬,有的很软;有的很稳定、很难分解,有的不太稳定、化学性质很活泼……让我们以大家熟悉的氯元素为例来看吧,氯可以形成哪些物质
知识建构(见学生用书课堂本第7页)
探究氯原子达到稳定结构的可能途径
思考: 氯原子达到稳定结构可能采用哪些方式
氯原子的电离能(10-19J)
第一电离能 第二电离能 第三电离能 第四电离能 第五电离能 第六电离能 第七电离能 第八电离能
20.84 38.1 63.9 85.3 108.5 154.8 183.1 558.3
第一种可能方式: 氯原子从其他 ( http: / / www.21cnjy.com )原子(例如钠原子)那儿夺得一个电子,同时使钠原子也达到稳定结构。氯原子倾向于得电子,钠原子倾向于失电子,它们通过得、失电子结合在一起是很容易理解的。
由表1可以看出,氯原子是很难失去 ( http: / / www.21cnjy.com )7个外层电子的。当氯原子遇到另外一个氯原子时,即遇到得电子能力相同的原子时,不会发生电子得、失而形成阴、阳离子,但可以彼此吸引对方一个最外层电子,这一对电子同时绕着两个氯原子核运动,使两个氯原子都达到稳定结构。(突出说明中间的一对电子同时围绕两个氯原子核运动或用手指在两个氯原子的最外层绕一圈)这一对电子是共用的,称为共用电子对。
总之,原子要达到稳定结构,除了可能发生电子得失外,还可能有第二种方式,即通过共用电子对结合在一起。
思考: 什么是共价键 形成共价键的微粒是什么 哪些元素的原子间通常能形成共价键
【归纳总结】
离 子 键 共 价 键
概念 使阴、阳离子结合成化合物的静电作用 原子间通过共用电子对形成的相互作用
成键微粒 阳离子、阴离子 原子
成键本质 静电作用(包含静电吸引和静电排斥) 共用电子对的作用
成键元素 一般是活泼金属和活泼非金属之间 同种或不同种非金属原子之间
探究共价化合物
已知NaCl中含有离子键,属于离子化合物,HCl中含有共价键,属于共价化合物。
完成下列表格:
成键微粒 化学键类型 化合物类型
CO2 CO2分子 共价键 共价化合物
O2 O2分子 共价键 共价化合物
CaCl2 Ca2+、Cl- 离子键 离子化合物
Na2O Na+、O2- 离子键 离子化合物
【归纳总结】
离子化合物 共价化合物
概 念 由阴、阳离于相互作用而形成的化合物 以共用电子对形成分子的化合物
构成微粒 阴、阳离子 分子
化学键类型 离子键 共价键
熔化是否导电 是 否
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第7~8页)
1. 下列说法中正确的是(AD)
A. 含有离子键的化合物必是离子化合物
B. 含有共价键的物质就是共价化合物
C. 共价化合物中可能含有离子键
D. 离子化合物中可能含有共价键
解析 只要含有离子键,构成物质的微粒 ( http: / / www.21cnjy.com )必为阴、阳离子,必是离子化合物。但除共价化合物中含有共价键外,某些单质、某些离子化合物的复杂离子中也含有共价键。
2. 下列说法中正确的是(AD)
A. HCl气体溶于水,HCl分子中共价键被破坏
B. 含金属元素的离子一定是阳离子
C. 含有共价键的化合物一定是共价化合物
D. 稀有气体原子之间不易形成共价键
3. 在CaCl2、KOH、CO2 ( http: / / www.21cnjy.com )、H2SO4、Na2O2、Na2S中,只含有离子键的是 CaCl2、Na2S ,只含有共价键的是 CO2、H2SO4 ,既含有离子键又含有共价键的是 KOH、Na2O2 。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第9~10页的练习。
第3课时 分子间作用力
导 学 过 程
课堂引入
案例1 以水为例,将水加热到100℃ ( http: / / www.21cnjy.com ),液态水就会变成水蒸气,将水加热到1000℃以上,水分子才分解。为什么水从液态变为气态,吸收的能量少,而水分子分解则需要很大的能量呢
案例2 展示沙雕图片。“沙子松散,无形 ( http: / / www.21cnjy.com )状;沙雕紧凑,有各种各样的样式。把沙子润湿后雕刻成图像,再在表面涂上胶,沙雕就制作完成了。沙雕和沙子之间有何联系呢 ”思考: 冰熔化、气化过程发生了怎样的变化
知识建构(见学生用书课堂本第8页)
分子间作用力
问题1: 干冰气化现象是物理变化还是化学变化 干冰气化过程中有没有破坏其中的化学键 那为什么干冰气化过程仍要吸收能量呢
干冰气化现象是物理变化,干冰气化过程中没有破坏其中的化学键,CO2分子间存在一种作用力,克服这种作用力使分子晶体熔化和气化需要吸收能量。
问题2: 分子间作用力如何影响物质的物理性质
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,克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量,熔、沸点越高。
问题3: 举例比较分子间作用力与化学键的强弱。
在通常情况下,将水加热到 ( http: / / www.21cnjy.com )100℃,水便会沸腾;而要使水分解成氢气和氧气,却需要将水加热至1000℃,这样的高温才会有水部分分解。H—O—H分解需要破坏共价键;使水沸腾需要克服分子间作用力,它们所需的能量不同,说明了分子间作用力比化学键弱。
【归纳总结】
分子间作用力与化学键的比较
化 学 键 分子间作用力
概 念 相邻的原子间强烈的相互作用 物质分子间存在的微弱的相互作用
续 表
化 学 键 分子间作用力
能 量 较大 很弱
性质影响 主要影响物质的化学性质 主要影响物质的物理性质
氢键对物质性质的影响
问题: H2O、H2S、H2Se、H2Te的熔沸点由高到低的顺序是什么
H2O受氢键影响,所以熔沸点最高。其他的主要受分子间作用力影响,相对分子质量越大,熔沸点越高。
【归纳总结】
氢键: 存在于 某些氢化物(NH3、H2O、HF) 之间的较强的分子间作用力。
●例题
请解释为什么NH3极易溶于水 为什么NH3易液化
答案 氨气分子可以与水分子形成氢键,所以氨气极易溶于水。氨气分子之间也可以形成氢键,使得氨气的熔沸点都比较高,所以氨气易液化。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第8~9页)
1. 下列说法正确的是(C)
A. 冰、水和水蒸气中都存在氢键
B. 除稀有气体外的非金属元素都能生成不同价态的含氧酸
C. 若ⅡA族某元素的原子序数为m,则同周期ⅢA族元素的原子序数有可能为m+11
D. 干冰升华时分子内共价键会发生断裂
解析 水蒸气中不存在氢键;非金属 ( http: / / www.21cnjy.com )元素中F和O元素无正价,所以不存在含氧酸;在第四周期和第五周期中,满足C项情况;干冰升华时只破坏分子间作用力。
2. 下列事实,不能用氢键知识解释的是(C)
A. 水和乙醇可以完全互溶
B. 氨容易液化
C. 干冰易升华
D. 液态氟化氢化学式有时写成(HF)n的形式
解析 水和乙醇的分子之 ( http: / / www.21cnjy.com )间可形成氢键,所以可互溶,氨分子间容易形成氢键,液态HF分子之间存在氢键故有时写成(HF)n的形式。只有C中干冰分子之间不存在氢键。
3. W、X、Y、Z为短周期内除稀 ( http: / / www.21cnjy.com )有气体外的4种元素,它们的原子序数依次增大,其中只有Y为金属元素,Y和W的最外层电子数相等。Y、Z两元素原子的质子数之和为W、X两元素质子数之和的3倍。由此可知:
(1) 写出元素符号: W为 H ,X为 O ,Y为 Na ,Z为 S 。
(2) W2Z是由 共价 键组成的分子,其电子式为 H 。
(3) 由Y、X、W组成的物质是 共价 键和 离子 键组成的 离子 化合物。
解析 由只有Y为金属元素,是原 ( http: / / www.21cnjy.com )子序数大于W和X的短周期元素,即可确定Y应该是第3周期的金属元素,Y和W的最外层电子数相等,即可推出W为H,Y为Na。再由Y、Z两元素原子的质子数之和为W、X两元素质子数之和的3倍,可知X为O,Z为S。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第11~12页的练习。
第三单元 从微观结构看物质的多样性
第1课时 同素异形现象 同分异构现象
导 学 过 程
课堂引入
案例1 很久以前人们就已经在自然界 ( http: / / www.21cnjy.com )中发现了金刚石和石墨,也在一直使用,但一直不知道它们的成分。(1) 1772年拉瓦锡证明金刚石可燃,生成CO2,进一步测定后确定金刚石是由碳组成的单质。(2) 1779 年舍勒证明石墨可燃,也生成 CO2,进一步测定后确定石墨是由碳组成的单质。金刚石光彩夺目,价值连城;石墨灰不溜秋,普普通通。它们都由碳组成,为什么性质相差如此之大
案例2 人类已发现的元素仅 ( http: / / www.21cnjy.com )100多种,而这些种类有限的元素却构成数千万种不同的物质,你们知道这是为什么吗 比如: 碳在地壳中的含量只占0.087%,但含碳元素的单质和化合物达到90%以上。其中,分子式为C7H16 的物质共有9种,分子式为C8H18的物质共有18种,而分子式为C20H42的物质你知道有多少种吗 366319种。即使是碳单质,也具有多种形式,正如我们所熟悉的石墨、金刚石。那么为什么组成元素或分子式相同,却是不同的物质呢 那它们之间又有着怎样的联系与区别呢
知识建构(见学生用书课堂本第9~10页)
金刚石和石墨的空间结构与性质
空间结构 性 质
金刚石 每个碳原子与相邻的 4 个碳原子以共价键结合,形成空间网状结构 所有碳原子通过共价键结合成空间网状,碳原子间的共价键作用强,因此金刚石坚硬
石 墨 层状结构,层内每个碳原子与 3 个碳原子通过共价键结合,每 6 个碳原子形成一个平面六边形,展开形成平面层状;层与层之间存在分子间作用力 层间通过分子间作用力结合,作用力弱,因此层与层之间可以滑动,所以石墨质软、润滑
【知识归纳】 (1) 性质是由物质的 结构 决定的。
(2) 像金刚石和石墨一样 ( http: / / www.21cnjy.com ),由同一种元素形成几种不同 单质 的现象,我们把它称作 同素异形现象 。同样,我们把同种元素形成的几种不同单质,互称为该元素的 同素异形体 。
同素异形体之间的相互转换
思考1: 天然的金刚石与石墨的价格差异很大,石墨能否转化为金刚石 嵌有金刚石的玻璃刀价格便宜,这是怎么回事
金刚刀中的金刚石应该是人造的,可以是用石墨生产出来的。
思考2: 石墨能转变成金刚石,这种转变是化学变化还是物理变化
化学变化。旧的键断裂,新的键形成。(微观结构发生了改变)
思考3: 石墨还能转变成其他物质吗 若能,你认为可能转变成什么样的物质
启发: 石墨层间的作用力弱,可以取出一层来,石墨层可以像纸一样卷起来,形成管状物质。
(化学史话: 碳纳米管的发现——1991年,日本科学家饭岛博士对石墨进行电弧蒸发实验,发现单层或多层石墨卷曲的碳纳米管)
可以卷曲成管状,应该还能形成其他形状的物质吧
石墨还可以形成球状,比如C60、C70等。
(化学史话: 富勒烯 C60的发现——198 ( http: / / www.21cnjy.com )5 年,英国科学家克鲁托、美国科学家斯莫里和柯尔发表了他们发现 C60的文章,并且在 1996 年获诺贝尔化学奖)
重难点突破
同素异形体之间的相互转变属于化学变化中非氧化还原反应。
同素异形现象
思考1: 还有哪些物质间属于同素异形现象,它们的性质又有哪些不同
化学式 颜色(气态) 气味 沸点/℃ 溶解度
氧气 O2 无色 无味 -183 0.030
臭氧 O3 淡蓝色 鱼腥味 -112.4 >O2
白 磷 红 磷
化学式 P4 正四面体 Pn 分子结构复杂
色态 白色(淡黄色)蜡状固体 红棕色粉末状固体
着火点 40℃ 240℃
溶解性 不溶于水,易溶于CS2 不溶于水,也不溶于CS2
毒性 剧毒 无毒
保存方法 少量可保存在水里,大量密封保存 密封保存(易发生缓慢氧化,生成易吸水的氧化物)
思考2: 同素异形现象是个别现象还是具有一定的普遍存性呢
(展示元素周期表,显示同素异形现象常见元素)同素异形现象具有一定普遍性。
同分异构现象与同分异构体
思考: 同种元素形成的单质不一定是同一种物质,那么分子式相同的物质一定是同一种物质吗
搭积木游戏: 提供4个碳原子和10个氢原子,还有一些短棍,动手将4个碳原子和10个氢原子连接起来搭成一个分子C4H10。
【知识归纳】 (1) 化合物具有相同的 分子式 ,但具有 不同结构 的现象,称为同分异构现象。
(2) 分子式 相同 而结构 不同 的 化合物 互称为同分异构体。
(3) 同分异构体研究的对象一般是 有机化合物 。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第10页)
1. 下列叙述正确的是(BD)
A. 由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物
B. 金刚石和石墨具有相同的化学组成
C. 石墨转变为金刚石不属于化学变化
D. C60是新发现的一种碳的单质
解析 考查同素异形体的概念以及转化 ( http: / / www.21cnjy.com )关系。由同种元素形成的物质不一定是一种物质,因此,由同种元素形成的物质可能是纯净物,也可能是混合物。由碳元素组成的单质有石墨、金刚石和富勒烯等。若将它们混合在一起,则该物质虽为只含碳元素的单质,但属于混合物,故A项错。石墨和金刚石都是碳元素形成的碳的不同单质,但两者的化学组成相同,都由碳元素组成,所以B对。石墨和金刚石的物理性质不相同而化学性质也不尽相同,因而是两种物质,石墨转化为金刚石是化学变化,故C项错。C60只含有一种元素,故是单质,D对。
2. 将下列物质进行分类:
A. 白磷和红磷 B. 16O与18O
C. O2与O3 D. H2O与D2O
E. 与
F. (乙醚)和
CH3CH2CH2 CH2OH(丁醇)
(1) 互为同位素的是 B 。(填字母编号,下同)
(2) 互为同素异形体的是 AC 。
(3) 互为同分异构体的是 EF 。
解析 白磷和红磷、O2 ( http: / / www.21cnjy.com )与O3是同一种元素组成的不同性质的单质;16O与18O是同种元素的不同原子;E、F中的两种物质分子式相同,但结构不同。
3. 科学家研制得一种新的分子,它具有空心的类似足球状结构,分子式为C60。下列说法正确的是(B)
A. C60是一种新型的化合物
B. C60和石墨都是碳的同素异形体
C. C60中含离子键
D. C60的相对分子质量是60
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第13~14页的练习。
第2课时 不同类型的晶体
导 学 过 程
课堂引入
案例1 我们中国句古话, ( http: / / www.21cnjy.com )叫做“人不可貌相、海水不可斗量”。学完本节课,你就会发现,这句话用在我们化学的晶体结构方面,也是很恰当的。那么,什么是晶体呢 晶体是指具有规则几何外形的固体。用X射线进行研究发现,在晶体内部,构成晶体的微粒在空间呈现有规则的重复排列。晶体规则的几何外形,是其内部构成微粒有规则排列的结果。在日常生活中,我们会遇到许多的晶体,如金刚石、雪花、水晶等。这些晶体不仅外观不同,而且,在物理性质方面也有许多的差别,因为它们是不同类型的晶体。
案例2 (展示不同图案的雪花图片)我 ( http: / / www.21cnjy.com )们发现这些晶莹剔透的雪花都有着规则的几何外形,这是为什么 我们来看一段视频,看看能不能给我们启示——国庆节阅兵方队视频。方队如此整齐,是因为每位士兵步伐稳健、动作整齐。所以雪花拥有规则几何外形的原因是其水分子在空间呈现有规则的重复排列。我们把这种具有规则几何外形的固体叫晶体。
知识建构(见学生用书课堂本第10~11页)
离子晶体
思考1: 研究氯化钠晶体结构,说说其内部结构特点。
构成微粒: 钠离子和氯离子。
微粒间作用: 离子键。
结构: 氯化钠晶体中,1个 Na+周围和6个Cl-形成离子键,同时1个Cl-周围和6个Na+形成离子键,就这样在空间不断的延伸下去。
思考2: 什么是离子晶体 构成离子晶体的微粒是什么
离子化合物中的阴、阳离子按一定的方式有规则的排列形成离子晶体。
构成离子晶体的微粒是离子。
思考3: 离子晶体中微粒之间的作用力是什么 破坏这种作用力所需能量高还是低
离子键 较高
思考4: 离子晶体中是否存在单个小分子 那么化学式NaCl又表示什么意义呢
没有 表示钠离子与氯离子个数比为1∶1
分子晶体
思考1: 研究干冰晶体结构,说说其内部结构特点。
构成微粒: 二氧化碳分子。
微粒间作用: 分子内共价键、分子间分子间作用力。
思考2: 构成分子晶体的微粒是什么
分子
思考3: 分子晶体中微粒之间的作用力是什么 破坏这种作用力所需能量高还是低
分子间作用力 较低
思考4: 分子晶体中是否存在单个小分子
是(化学式为分子式)
重难点突破
1. 分子晶体融化时克服的是分子间作用力,注意氨气、水、氟化氢分子间的氢键。2. 分子晶体的稳定性取决于共价键。
分子晶体与离子晶体的物理性质比较
思考1: 分子晶体与离子晶体融化时分别克服的是什么作用力,哪一个强
分子晶体: 分子间作用力
离子晶体: 离子键
离子键强
思考2: 分子晶体与离子晶体的熔点谁高 硬度谁大
离子晶体都高于分子晶体。
思考3: 离子晶体固体时能导电吗 什么条件下可以导电呢 分子晶体呢
离子晶体: 固体时不导电,熔融状态下导电,水溶液也导电。
分子晶体: 固体、熔融状态时都不导电,水溶液有的导电。
原子晶体
思考1: 分析下列数据,推测石英晶体类型是否为分子晶体。
熔 点/℃ 沸 点/℃
干 冰 -78.4 -56.2
SiO2晶体 1732 2230
因干冰与石英的熔沸点相差较大,石英不是分子晶体。
思考2: 分析SiO2晶体的结构与干冰结构的差别,推测该类型晶体可能的物理性质。
SiO2晶体中1个Si原子同时与4个O ( http: / / www.21cnjy.com )原子形成共价键,1个O原子同时与2个Si原子形成共价键,Si原子与O原子通过共价键连成空间网状结构,这里没有单个小分子,化学式表示Si原子与O原子的个数比是1∶2。
可能的物理性质: 硬度大,熔沸点高,固体和熔融状态时都不导电。
思考3: 结合SiO2晶体的结构,说说原子晶体的结构特点以及物理性质。
构成微粒: 原子 微粒间作用力: 共价键 强
物理性质: 硬度大,熔沸点高,固体和熔融状态时都不导电。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第11页)
1. 支持固体氨是分子晶体的事实是(C)
A. 氮原子不能形成阳离子 B. 氮离子不能单独存在
C. 常温下氨是气态物质 D. 氨极易溶于水
解析 分子晶体之间的结合力为很弱的分子 ( http: / / www.21cnjy.com )间作用力,所以分子晶体的熔沸点都比较低,物质在气体状态下,熔沸点最低,所以常温下氨是气态物质能够说明固体氨是分子晶体。
2. (2010·重庆模拟)共价键、离 ( http: / / www.21cnjy.com )子键和分子间作用力是粒子之间的三种作用。① NaOH、② SiO2、③ 石墨、④ NaCl、⑤ 干冰五种晶体中,含有两种作用力的是(B)
A. ①②③ B. ①③⑤ C. ②④⑤ D. ②③④
解析 NaOH属于离子晶体,其中含有离子键 ( http: / / www.21cnjy.com )和共价键;SiO2属于原子晶体,其中只含有共价键;石墨属于混合型晶体,其中含有共价键和分子间作用力;NaCl属于离子晶体,其中只含有离子键;干冰属于分子晶体,其中含有共价键和分子间作用力。
3. 将下列变化过程中破坏的作用力名称填在下表中:
序号 变化过程 破坏的作用力
① NaOH熔化 离子键
② 干冰升华 分子间作用力
续 表
序号 变化过程 破坏的作用力
③ SiO2熔化 共价键
④ HCl溶于水 共价键
⑤ NaCl溶于水 离子键
⑥ Na熔化 金属阳离子与自由电子间的较强作用(或金属键)
解析 NaOH和NaCl属于 ( http: / / www.21cnjy.com )离子晶体,在熔化或溶解时破坏了离子键;干冰属于分子晶体,在熔化时破坏了分子间作用力,而化学键没有被破坏;SiO2属于原子晶体,在熔化时破坏了共价键;HCl属于分子晶体,溶于水时电离出自由移动的H+ 和Cl-,破坏了化学键;金属钠属于金属晶体,在熔化时破坏了金属阳离子与自由电子间的较强作用,即金属键。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第15~16页的练习。
专题1 复习课
知 识 建 构 (见学生用书课堂本第12~14页)
粒子组成的表示,粒子的结构示意图
1. 粒子组成的表示
各个字母的含义:
Z: 质子数 ;±a: 化合价 ;
A: 质量数 ;a±: 离子所带电荷数 ;
n: 原子个数 。
2. 粒子的结构示意图
原子,如Na: ;离子,如Na+: 。
●例1
C-NMR(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析C表示的碳原子(D)
A. 核外有13个电子,其中6个能参与成键
B. 核内有6个质子,核外有7个电子
C. 质量数为13,原子序数为6,核内有7个质子
D. 质量数为13,原子序数为6,核内有7个中子
解析 质子数为6、质量数为13的碳原子,中子数为7。原子序数等于质子数。
原子核外电子的排布
在含有多个电子的原子中,能量低的电子通常在离核较 近 的区域内运动,能量高的电子通常在离核较 远 的区域内运动。
可以认为: 电子在原子核外距核由 ( http: / / www.21cnjy.com )近 到 远 ,能量是由 低 到 高 的方式进行排布。通常把能量最 低 、离核最 近 的电子层叫第一层,由里往外以此类推。电子层分别用字母表示,每层最多容纳的电子数为 2n2 个,而最外层电子数不得超过 8 个(第一层为最外层时,电子数不超过 2 个),次外层不得超过 18 个,倒数第三层不得超过 32 个。
●例2
(1) M层是代表第 3 层,最多容纳 18 个电子,当其为最外层时,最多容纳 8 个电子。
(2) 元素Y的二价阳离子只有两个电子层,X2+的结构示意图为 ,X为 Mg(或镁) 元素。
解析 (1) 由原子核外电子排布规律可知: M为第三层,最多可容纳18个电子,但最外层电子不超过8个。
(2) 2个电子层,共10个电子,二价阳离子失2个电子后有10个电子,原有12个电子,为Mg原子。
●例3
下列说法中肯定错误的是(B)
A. 某原子K层上只有一个电子
B. 某原子M层上电子数为L层电子数的4倍
C. 某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D. 阳离子的最外层电子数可能为2,也可能为8
解析 L层上有8个电子,原子M层上电子数为L层电子数的4倍,即32个电子,而M层最多容纳18个电子。
元素周期律和元素周期表
元素周期律是元素性质随核外电子排布的周期性变化而呈周期性变化的规律,周期表是周期律的表现形式。
1. 元素周期表的结构
七个周期(七行)
16个族(18列)
2. 原子结构、元素性质及元素在周期表的位置关系
(1) 周期序数=原子电子层数
(2) 主族序数=最外层电子数=元素最高正价数(非金属元素最低负价数=主族序数-8)
(3) 同周期主族元素性质递变规律:
从左到右
(4) 同主族元素性质递变规律:
从上到下
注意: 电子层结构相同的微粒,核电荷数越多,半径越小。如: r(Ca2+)●例4
A和B均为短周期元素,它们的离子和B2+具有相同的核外电子层结构。下面说法正确的是(D)
A. 原子序数: A>B B. 核外电子数: A>B
C. 原子半径: A>B D. 离子半径: A->B2+
解析 A得到1个电子和B失去2个电子后的电子总数相等。A在上一周期的后半部分,B在下一周期的前半部分。
( http: / / www.21cnjy.com )
●例5
右图是周期表中的一部分,A、B、C都属于主族元素,位置如图所示,下列叙述不正确的是(B)
A. 最高价氧化物对应水化物的酸性: AB. 原子半径: A>B>C
C. 三种元素非金属性最强的为B
D. 金属性: B 解析 原子半径A>C>B。
微粒之间的相互作用力
1. 化学键
共 价 键 离 子 键
成键微粒 原子 阴、阳离子
成键本质 原子间共用电子对 阴、阳离子间静电作用
成键元素 相同或不同的非金属元素(通常) 活泼金属元素/铵根离子与活泼非金属元素/非金属离子团
电子式 Na+-
2. 电子式: 在元素符号周围用小黑点(或×)来表示元素的最外层电子,这种式子叫电子式。
结构式: 原子间用一条短线表示一对共用电子对所得到的式子称为结构式。
3. 碳原子的共价键特点: ( http: / / www.21cnjy.com )碳原子可以稳定地形成四个共价键,碳原子之间可以形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键,碳原子之间不仅可以通过共价键彼此结合形成碳链,也可以连接形成碳环。
●例6
指出下列化合物所含化学键类型: NaBr、MgO、H2S、NaOH、CO2 、H2。
属于离子化合物的有 NaBr、NaOH、 M ( http: / / www.21cnjy.com )gO ,属于共价化合物的有 H2S 、CO2 。写出上述各物质的电子式: 略 。
解析 根据构成化合物的元素种类来判断离子化合物和共价化合物,含有活泼金属元素和铵根离子的化合物为离子化合物。
●例7
下列说法正确的是(D)
A. 离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力
B. 所有非金属原子之间都不可能形成离子键
C. 在化合物CaCl2中,两个氯离子之间也存在离子键
D. 钠原子与氯原子结合成氯化钠后体系能量降低
解析 A项,离子键为静电作用,既包括静电 ( http: / / www.21cnjy.com )引力还包括静电斥力。B项,铵根与非金属之间可形成离子键。C项,CaCl2中,两个氯离子不直接相邻,不存在化学键。
4. 分子间作用力
概念: 分子间存在的将分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力,又称为范德华力。
意义: 影响物质的熔沸点和溶解性等物理性质。
不同晶体的结构与性质
晶体类型 微 粒 作 用 熔沸点 物 质
离子晶体 阴,阳离子 离子键 较高 大部分盐,强碱,活泼金属氧化物
分子晶体 分子 分子间作用力 低 绝大多数非金属单质,非金属氧化物,含氧酸,气态氢化物,大部分有机物
原子晶体 原子 共价键 高 金刚石,晶体硅,二氧化硅
●例8
下列变化中,不需要破坏化学键的是(C)
A. 氯化氢溶于水 B. 加热氯酸钾使其分解
C. 碘升华 D. 氯化钠溶于水
解析 C项中破坏分子间作用力。
●例9
下列各组物质的晶体中,化学键类型和晶体类型都相同的是(C)
A. SO2和SiO2 B. NaCl和HCl
C. CO2和H2O D. CCl4和CaCl2
解析 C项中均为共价键、分子晶体。
同素异形和同分异构现象
1. 同素异形体: 同一种元素形成的不同单质。
常见的同素异形体: 碳元素: 金刚石、石墨、C60等;氧元素: O2、O3;磷元素: 红磷、白磷。
2. 同分异构现象: 化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构式的现象。
3. 同位素、同素异形体、同分异构体的比较:
同位素 同素异形体 同分异构体
研究对象 原子 单质 化合物分子
结 构 电子层结构相同,质子数相同,中子数不同 单质的组成和结构不同 不同
物理性质 不同 不同 不同
化学性质 相似 相似 不一定相同
判断规律 质子数相同、中子数不同的原子 同一元素的不同单质 分子式相同、结构不同
举 例 H(氕)、D(氘)、T(氚) O2与O3 正丁烷和异丁烷 乙醇和二甲醚
●例10
有下列五组物质: ① 35Cl 和37Cl ( http: / / www.21cnjy.com );② (CH3)2CHCH(CH3)2和(CH3)2CH(CH2)2CH3;③ 石墨和金刚石;④ C2H4和CH3(CH2)2CH=CH2;⑤液氯和氯气。
其中,(1) 属于同分异构体的是 ② ,(2) 属于同素异形体的是 ③ ,(3) 属于同位素的是 ① 。
●例11
最近科学家研究出一种新的分子,它具有类似足球的空心结构,分子式为12C60,下列有关说法正确的是(B)
A. 12C60是一种新型化合物
B. 12C60和石墨是碳的同素异形体
C. 12C60具有离子键
D. 12C60的摩尔质量是720
解析 12C60是一种单质,12C60内部为共价键,12C60的摩尔质量是720g·mol-1。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第14页)
1. 某元素X的气态氢化物的化学式为H2X,则X的最高价氧化物的水化物的化学式为(D)
A. H2XO3 B. HXO3 C. H3XO4 D. H2XO4
解析 X的气态氢化物的化学式为H2X,则X的最低化合价为-2价,所以最高价为+6价,最高价氧化物的水化物的化学式为H2XO4。
2. 某原子的K层电子数为a,L层电子数为a+b,M层电子数b,则元素为 S 。
解析 K层电子数为2,L层电子数为8=2+6,M层电子数6,S元素。
3. A元素的阴离子、B元素的 ( http: / / www.21cnjy.com )阴离子和C元素的阳离子具有相同的电子层结构。已知A的原子序数大于B的原子序数。则A、B、C三种离子半径大小的顺序是(A)
A. B>A>C B. C>A>B
C. A>B>C D. C>B>A
解析 原子序数C>A>B,电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小。
4. 下列各组顺序的排列不正确的是(A)
A. 原子半径: NaB. 热稳定性: HCl>H2S>PH3
C. 酸性强弱: H2SiO3D. 碱性强弱: Be(OH)2 解析 原子半径应Na>Mg>Cl
5. 下列元素的原子在形成不同物质时,既能形成离子键,又能形成共价键的是 (C)
A. K B. Ca C. Cl D. Ne
解析 金属元素原子一般形成离子键,稀有气体性质稳定。非金属元素原子既可形成离子键又可形成共价键。
6. 共价键、离子键、分子间作用力都是粒子间的作用力,含有以上两种作用力的晶体是(BD)
A. He B. CCl4 C. NaCl D. NaOH
解析 He只有分子间作用力;CCl4内有共价键、分子间作用力;NaOH含离子键、共价键;NaCl只有离子键。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第17~18页的练习。
学生用书练习本(第17~18页)
一、 选择题(1~5题只有一个选项符合题意,6~12题有1~2个选项符合题意)
1. 以下互为同位素的是(D)
A. 金刚石与石墨 B. D2与H2 C. CO与CO2 D. Cl与Cl
[解析] 同位素是指质子数相同而中子数不同的同种元素的不同种原子的互称;同素异形体是指同种元素形成的不同种单质。
2. ① 13Al3+、② 、③ ]-、④ F-四种微粒中,其核外电子数相同的是(C)
A. ①②③ B. ②③④ C. ①②④ D. ①③④
[解析] ③ 核外有18个电子,其余都只有10个电子。
3. 元素性质呈周期性变化的原因是(C)
A. 相对原子质量逐渐增大 B. 核电荷数逐渐增大
C. 核外电子排布呈周期性变化 D. 元素的化合价呈周期性变化
4. 超铀元素的发现是世界重大科技成果之一,它有力地支持了“稳定岛”假说,原子X的中子数与电子数之差为(B)
A. 0 B. 57 C. 118 D. 175
[解析] N=A-Z,原子是呈电中性的,核外电子数等于核内质子数。
5. 下列物质的分子中,不含共价键的是(A)
A. NaCl B. Cl2 C. HCl D. NaOH
[解析] B、C中只有共价键,D中既有共价键又有离子键。
6. 最近医学界通过放射性14C标记C60 ( http: / / www.21cnjy.com ),发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下通过断裂DNA杀死细胞,从而抑制艾滋病,则有关14C的叙述正确的是(B)
A. 与C60中普通碳原子的化学性质不同 B. 与O含有的中子数相同
C. 是C60的同素异形体 D. 与14N互为同位素
[解析] 某元素原子的化学性质是由最外层电子数决定的,同位素的对象是原子,而同素异形体的对象是单质。
7. 与氢氧根具有相同质子数和电子数的微粒是(AD)
A. F- B. Cl- C. NH3 D. N
[解析] OH-有9个质子、10个电子,与OH-有相同的质子数和电子数,即要有相同的电荷数。
8. 元素X的原子核外M电子层上有3个电子,元素Y2-的离子核外有18个电子,则这两种元素可形成的化合物为(B)
A. XY2 B. X2Y3 C. X3Y2 D. XY2
[解析] X是Al元素,呈+3价;Y是S元素,呈-2价。
9. 下列各物质中,所有原子都满足最外层为8电子结构的是(CD)
A. H2O B. NH3 C. Cl2 D. NaCl
10. 下列有关晶体的叙述中错误的是(C)
A. 离子晶体中,一定存在离子键 B. 原子晶体中,只存在共价键
C. 金属晶体的熔沸点均很高 D. 稀有气体的原子能形成分子晶体
[解析] 金属晶体的熔沸点差异很大,如W、Cr等很高,而Na、K很低,常温下,Hg呈液态了。
11. 下列各组顺序的排列不正确的是(A)
A. 原子半径: NaH2S>PH3
C. 酸性强弱: H2SiO4Na>CO2
[解析] 某元素气态氢化物的稳定性、其最高价氧化物对应水化物的酸性与该元素的非金属性是一致的。
12. 科学家根据元素周期 ( http: / / www.21cnjy.com )律和原子结构理论预测,原子序数为114的元素属于第7周期ⅣA族, 称为类铅元素。下面关于它的原子结构和性质预测正确的是(AC)
A. 类铅元素原子的最外层电子数为4 B. 其常见价态为+2、+3、+4
C. 它的金属性比铅强 D. 它的原子半径比铅小
[解析] 同主族元素最外层电子数是相同的,从上到下原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强。
二、 非选择题
13. A、B、C、D、E ( http: / / www.21cnjy.com )五种元素,它们的质子数依次递增,但都小于18。A元素原子核外只有1个电子。B元素原子和C元素原子最外层电子数之差为2。B元素原子L层上的电子数为K层电子数的2倍。B、C、D三种元素可以形成化学式为D2BC3的化合物,其焰色反应为黄色。0.5mol E元素的单质与足量的酸反应有9.03×1023个电子发生转移。在E和C的化合物中,E的质量占52.94%,又已知E的原子核中有14个中子。
(1) 写出五种元素的名称:
A 氢 ,B 碳 ,C 氧 ,D 钠 ,E 铝 。
(2) 画出D原子结构示意图、E阳离子结构示意图: 、 。
(3) BC2的电子式为 ,BA4的结构式为 。
(4) 五种元素中原子半径最小的是 H ,金属性最强的是 Na 。(填元素符号)
14. 某元素R的原子最外层有5个电子,6.2g R的单质完全氧化后生成14.2g氧化物,R原子核内质子数比中子数少1个。试推断R元素的名称为 磷 ,元素符号为 P ,原子结构示意图为 。
15. 有2个单位正电荷的微粒X2+,其中A是137,中子数是81。那么该微粒的核电荷数是 56 ,核外电子数是 54 。
16. 下表是元素周期表的一部分,回答下列问题:
族周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1) 写出①、②两种元素的名称: 碳 , 氮 。
(2) 写出⑧、⑨两种元素的符号: Si , P 。
(3) 在这些元素中, Na (用元素符号填写,下同)是最活泼的金属元素, F 是最活泼的非金属元素, Ar 是最不活泼的元素。
(4) 这些元素的最高价氧化物对应的水化物中, HClO4 酸性最强, NaOH 碱性最强;能形成两性氢氧化物的元素是 Al 。
(5) 从⑤到的元素中, Cl 原子半径最小。
(6) 比较⑤与⑥的化学性质, Na 更活泼,试用实验证明。(简述操作、现象和结论)
分别将少量的Na和Mg投入到水中,发现Na能与水剧烈反应,说明Na更加活泼。
专题1测试卷(8开试卷第1~4页)
一、 选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 氮化硅(Si3N4)是一种新型的耐高温耐磨材料,在工业上有广泛的用途,它属于(A)
A. 原子晶体 B. 分子晶体 C. 金属晶体 D. 离子晶体
[解析] 耐高温、耐磨(硬度大)是原子晶体的性质。
( http: / / www.21cnjy.com )
2. 已知某主族元素的原子结构示意图如图,则这两种元素在周期表中的位置分别是(B)
A. 第4周期ⅡA族,第4周期ⅦA族
B. 第4周期ⅠA族,第5周期ⅦA族
C. 第4周期ⅡA族,第5周期ⅥA族
D. 第5周期ⅠA族,第5周期ⅦA族
[解析] 主族元素的周期数等于电子层数,主族序数等于最外层电子数。
3. 下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是(D)
A. 8个中子的碳原子的核素符号: 12C B. HF的电子式: H+]-
C. Cl-的结构示意图: D. CH4分子的比例模型: ( http: / / www.21cnjy.com )
[解析] 含8个中子的碳原子的质量数为6+8=14,其核素符号为C;HF为共价化合物,正确的电子式为;Cl原子核内有17个质子,其正确的离子结构示意图为。
4. 下列说法正确的是(C)
A. SiH4比CH4稳定
B. O2- 半径比F- 的小
C. Na和Cs属于ⅠA族元素,Cs失电子能力比Na的强
D. P和As属于ⅤA族元素,H3PO4酸性比H3AsO4的弱
[解析]
选 项 内容指向·联系分析 结 论
A 非金属性越强,气态氢化物越稳定,碳的非金属性比硅的强,所以CH4比SiH4稳定 错 误
B O2-和F-具有相同的电子层排布,核电荷数越大,原子核对外层电子的吸引力越强,原子半径越小,所以O2-半径比F-的大 错 误
C 同一主族元素,随着核电荷数的增加,电子层数越来越多,原子核对外层电子的吸引力越来越弱,失电子能力越来越强,金属性越来越强 正 确
D 非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,磷的非金属性比砷的强,所以H3PO4酸性比H3AsO4的强 错 误
5. 下列关于元素周期律和周期表的说法正确的是(B)
A. 目前发现的所有元素占据了周期表里全部位置,不可能再有新的元素被发现
B. 元素的性质随着原子序数的增加而呈周期性变化
C. 俄国化学家道尔顿为元素周期表的建立作出了巨大贡献
D. 同一主族的元素从上到下,金属性呈周期性变化
[解析] 在元素周期表中,同一主族的元素从上到下由于原子半径增大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,属于递变性变化而不是周期性变化。
6. 下列叙述中正确的是(C)
A. 除0族元素外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B. 除短周期外,其他周期均有18种元素
C. 副族元素中没有非金属元素
D. 碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
[解析] 本题考查元素周期表的结构。熟练掌握元素周期表的结构是解答本题的关键。
选 项 内容指向·联系分析 结 论
A F无+7价,O无+6价 错 误
B 第4、5周期有18种元素,第6周期有32种元素,第7周期若全部排满也应有32种元素 错 误
C 副族和Ⅷ族元素全部是金属元素,又叫过渡金属 正 确
D ⅠA族的H元素,不属于碱金属元素 错 误
7. X、Y、Z是原子序数依次递增 ( http: / / www.21cnjy.com )的三种短周期元素。X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍,Y和Z可以形成两种以上气态化合物。则下列说法一定正确的是(C)
A. 其中有硫元素 B. 其中有金属元素
C. 这三种元素能够组成盐 D. 这三种元素均位于不同周期
[解析] 根据X原子的电子层数与它的核外 ( http: / / www.21cnjy.com )电子总数相同可推断X为氢元素,根据Z原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍可推断Z为氧元素,根据X、Y、Z原子序数依次递增、Y和Z可以形成两种以上气态化合物,可推断Y、Z同在第2周期,D选项错误;Y应为氮元素,三种元素能够组成硝酸铵(铵盐是唯一的全部由非金属元素组成的盐),C选项正确。
8. 根据元素周期表和元素周期律,判断下列有关描述正确的是(D)
A. 碱金属元素中,金属活泼性最强的是Li
B. 第3周期元素中,原子半径最大的是Cl
C. 短周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是H2SO4
D. 所有元素的气态氢化物中,最稳定的是HF
[解析] 碱金属元素随着原子序数的 ( http: / / www.21cnjy.com )递增,金属性逐渐增强,所以Fr是元素周期表中最活泼的金属;同一周期的元素中,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,所以在第3周期元素中,原子半径最大的是Na;在最高价氧化物对应的水化物中,HClO4的酸性最强;氟元素的非金属性最强,其气态氢化物HF最稳定。
9. 下列各组给定原子序数的元素,不能形成原子数之比为1∶1稳定化合物的是(D)
A. 3和17 B. 1和8 C. 1和6 D. 7和12
[解析] 本题考查原子序数、原子结 ( http: / / www.21cnjy.com )构与物质构成的关系。应先根据已知的原子序数确定对应的元素,然后将具体元素代入后再判断。各选项对应的元素和构成符合要求的化合物依次是:
选 项 A B C D
对应元素 Li和Cl H和O H和C N和Mg
化学式 LiCl H2O2 C6H6、C2H2等 Mg3N2
结 论 不符合 不符合 不符合 符 合
10. 下列关于元素周期表的叙述,不正确的是(B)
A. ⅡA族中无非金属元素 B. Ⅷ族中所含元素种类最多
C. 0族中无金属元素 D. 金属元素的种类比非金属元素多
[解析] ⅢB族包含镧系元素和锕系元素,共32种元素,而Ⅷ族中所含元素只有12种。
( http: / / www.21cnjy.com )
11. 右图中a、b、c、d、e为周期表前4周期的一部分元素,有关叙述正确的是(D)
A. b元素除0价外,只有一种化合价
B. c元素只能形成一种氢化物且很不稳定
C. d元素是五种元素中原子半径最小的一种
D. e元素最高价氧化物的水化物和不同量的氢氧化钠溶液反应,可能生成三种盐
[解析] 本题易误选B,c元 ( http: / / www.21cnjy.com )素为硅,硅形成的化合物与碳相似,除了同学们熟悉的甲硅烷(SiH4)外,还有一系列不稳定的化合物硅烷(SinH2n+2)等。
12. 下列说法中正确的是(A)
A. 离子化合物中可以含有共价键,但共价化合物中一定不含离子键
B. 含有共价键的物质一定是共价化合物
C. 分子中一定含有化学键
D. 含有金属元素的离子一定是阳离子
[解析] 含有离子键的化合物就是 ( http: / / www.21cnjy.com )离子化合物是正确的,而只含共价键的化合物才能是共价化合物,也就是说,共价化合物中一定不含离子键;同样可以理解为,一旦含了离子键就绝不是共价化合物了,所以A正确。多原子的非金属的单质中也有共价键,所以B错误。稀有气体分子中不存在化学键,C错误。有些酸根阴离子中含有金属元素,如Mn,故D错误。
13. 共价键、离子键、金属键、分子间作用力都是微粒间的作用力,含有以上两种作用力的晶体是(B)
A. SiO2 B. CCl4 C. NaCl D. 金刚石
[解析] SiO2只含共价键,NaCl只含离子键,金刚石只含共价键,而CCl4是分子晶体,含共价键和分子间作用力。
14. 已知A、B、C、D的原子序数都不超过18,它们的离子a 、b 、c 、d 均具有相同的电子层结构,则下列叙述正确的是(D)
A. 原子序数: a>b>c>d B. 离子半径: >Bn+>C(n+1)->Dn-
C. 离子还原性: A(n+1)+>Bn+;离子氧化性: C(n+1)->Dn- D. 单质还原性: B>A;单质氧化性: D>C
[解析] A、B、C、D的简单离子具 ( http: / / www.21cnjy.com )有相同的电子层结构,故有如下关系: a-(n+1)=b-n=c+(n+1)=d+n,即a>b>d>c,A项错;原子序数越大,离子半径越小,故离子半径为A(n+1)+A,C、D为非金属,故氧化性D>C。
15. X、 Y都是短周期元素,X原 ( http: / / www.21cnjy.com )子最外层只有一个电子,Y元素的最高正价与最低负价的代数和为6,X和Y两元素形成的化合物为R,则下列关于R的叙述正确的是(C)
A. R 一定是共价化合物 B. R一定是离子化合物
C. R可能是共价化合物,也可能是离子化合物 D. R一定是固态物质
[解析] Y元素的最高正价与最低负 ( http: / / www.21cnjy.com )价的代数和为6,Y为Cl元素,X可能为金属元素也可能是非金属元素,所以R可能是共价化合物也可能是离子化合物。
二、 非选择题(本题包括4个小题,共55分)
16. (13分)元素周期表是学习化学的重要工具,它包含许多信息和规律。下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价:
元素代号 L M X R T
原子半径/nm 0.160 0.143 0.102 0.089 0.074
主要化合价 +2 +3 +6、-2 +2 -2
(1) 用元素代号标出它们在元素周期表中的对应位置:
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(2) 在上面的元素周期表中,用斜线标出通常寻找催化剂材料的区域。
(3) 五种元素中非金属性最强的是 O (填元素符号),T、X形成的化合物为 SO2、SO3 (填化学式)。
(4) 证明L元素与M元素在性质上有明显不同的离子方程式为 2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑ 。
[解析] 化合价相似的元素处于同一主 ( http: / / www.21cnjy.com )族,同一主族的元素的原子半径从上到下逐渐增大,同一周期的元素的原子半径从左到右逐渐减小,据此可以判断出它们分别属于什么元素,即可获得答案。
(1) L和R都属于ⅡA族元素,M ( http: / / www.21cnjy.com )g的原子半径比Be的大,所以L为Mg,R为Be;X和T都属于ⅥA族元素,S的原子半径比O的大,所以X为S,T为O;M属于ⅢA族元素,可能为B或Al,又因为Al的原子半径比X(S)的大,而B的原子半径比X(S)的小,所以M应该为Al。 (2) 通常在元素周期表中过渡元素中寻找催化剂材料。 (3) 元素周期表右上角的元素非金属性最强,所以这五种元素中,O元素的非金属性最强。它与硫元素可以形成SO2、SO3两种化合物。 (4) Mg和Al都是活泼的金属元素,都能够和非氧化性酸反应生成氢气,但是Al还能够和强碱溶液反应生成氢气。
17. (12分)实验室通过简单的“试管实验”,即可探索元素的金属性、非金属性的强弱,请你选用下列试剂,根据实验要求完成下表。
试剂: 镁条、铝条、氯水、AlCl3溶液、MgCl2溶液、NaBr溶液、氢硫酸、水、NaOH溶液。
实验方案(只要求填写选用试剂) ① ②
AlCl3溶液、MgCl2溶液、NaOH溶液 氢硫酸、氯水(或NaBr溶液、氯水)
实验现象 一支试管中有白色沉淀,另一支试管中先生成白色沉淀,后白色沉淀消失 有黄色沉淀生成(或溶液由浅黄色变成黄色)
续 表
有关反应的离子方程式 Al3++3OH-Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-Al+2H2O(或Al3++4OH-Al+2H2O)Mg2++2OH-Mg(OH)2↓ H2S+Cl2S↓+2Cl-+2H+(或2Br-+Cl2Br2+2Cl-)
结论 金属性: Mg>Al 非金属性: Cl>S(或Cl>Br)
[解析] 判断元素金属性强弱的依据: ① 金属与水(或酸)反应的难易程度;② 金属单质间的置换反应;③ 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。判断元素非金属性强弱的依据: ① 非金属单质与氢气化合的难易程度及氢化物的稳定性;② 非金属单质间的置换反应;③ 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。Mg(OH)2不能溶于NaOH溶液而Al(OH)3能溶于NaOH溶液,说明Mg(OH)2的碱性比Al(OH)3的强,所以金属性: Mg>Al。氧化性强的非金属能够把氧化性弱的非金属从它们的某些化合物中置换出来,因为反应H2S+Cl22HCl+S↓、Cl2+2NaBr2NaCl+Br2能够发生,所以非金属性: Cl>S、Cl>Br。
18. (20分)下表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑧号元素,完成下列有关问题。
主族周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③
3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
(1) 在这些元素中,化学性质最不活泼的原子的原子结构示意图为 。
(2) ③⑤⑦元素原子形成简单离子的离子半径由大到小的顺序是 Cl->F->Al3+ (填离子符号)。
(3) 某元素二价阳离子的核外有10个电子,该元素是 镁 (填元素名称)。
(4) 在这些元素形成的氧化物中,不溶于水,但既能与强酸反应又能与强碱溶液反应的是 Al2O3 (填化学式)。
(5) 这些元素形成的单质中,可用于制造晶体管、集成电路等电子元件的是 Si (填元素符号);它的氧化物可与焦炭反应生成它的单质的化学方程式为 SiO2+2CSi+2CO↑ 。
(6) ④的单质与水反应的化学方程式是 (并标出电子转移的方向与数目)。
(7) ⑦元素的单质常温下的颜色是 黄绿色 ,用电子式表示⑦元素的氢化物形成过程: H× 。
(8) 已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素①与⑤的氢氧化物有相似的性质,写出元素①的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式: Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O 。
[解析] 首先判断每个数字所代表的元素,将元素符号填入下表,然后再根据题目要求做答。
主族周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 Be N F
3 Na Al Si Cl Ar
(1) 化学性质最不活泼的原子是Ar。
(2) Cl- 和F- ( http: / / www.21cnjy.com )是同一主族元素形成的离子,原子序数越大,半径越大;Al3+ 和F- 具有相同的电子层排布,原子序数越大,半径越小。所以离子半径由大到小的顺序是Cl->F->Al3+。
(3) 二价阳离子的核外有10个电子,说明失去2个电子后剩余10个电子,所以该原子有12个电子,该元素是镁元素。
(4) Al2O3是两性氧化物,既能与强酸反应又能与强碱溶液反应。
(5) 单质硅是一种优良的半导体材料,可用于制造晶体管、集成电路等电子元件;工业上制粗硅的反应为SiO2+2CSi+2CO↑。
(8) 类比Al(OH)3与NaOH溶液的反应Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O,所以Be(OH)2与NaOH溶液反应的化学方程式为Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O。
19. (10分)已知X、 ( http: / / www.21cnjy.com ) Y、 Z、 W四种元素位于周期表中三个不同周期,且均为短周期元素,原子序数依次增大。X、 W同主族,Y、 Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、 Z原子最外层电子数之和。Y元素的氢化物分子中有3个共价键。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。试推断:
(1) X、 Y、 Z、 W四种元素的符号: X. H 、Y. N 、 Z. O 、 W. Na 。
(2) 由以上元素中的两种元素组成的能溶于水且水溶液显碱性的化合物的电子式为 H 。
(3) 由X、 Y、 Z所形成的离子化合物是 NH4NO3 ,它与W的最高价氧化物的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式是 N+OH-NH3↑+H2O 。
[解析] 本题考查考生对核外电子排布规律及元素周期表的理解。(1) 分析题干时,了解到X、Y、Z、W在元素周期表中的关系及它们的结构特点,因此,Y、Z的原子结构特点是解题的切入点。根据Z的核外电子排布和Y的氢化物成键特点,就可以推出Y、Z是什么元素,从而推出X、W,得出结论。根据Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,可知Z的原子结构为,则Z为O。Y元素的氢化物分子中有3个共价键,即化学式为YH3,Y的负价为-3价,Y为ⅤA族元素,Y与Z同周期且相邻,所以Y是N。因为W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和,所以W的质子数为5+6=11,即W是Na。因W、X同主族且X原子序数小于Y,又因X、Y、Z、W位于三个不同周期,则X位于第1周期,所以X是H。
(2) 以上元素中的两种元素组成的能溶于水且水溶液呈碱性的化合物是NH3,其电子式为H。
(3) X、Y、Z所形成的离子化合物是NH4NO3,W的最高价氧化物的水化物是NaOH,NH4NO3与NaOH反应的离子方程式为N+OH-NH3↑+H2O。
微观结构与物质的多样性
第一单元 核外电子排布与周期律
第1课时 原子核外电子的排布
导 学 过 程
课堂引入
案例1 你想过没有: 为什么不同元素会形 ( http: / / www.21cnjy.com )成不同的化合价,元素化合价的形成和什么有关 为什么水的化学式是H2O而不是HO 氧化镁的化学式为MgO,原子比为1∶1,而氯化镁的化学式为MgCl2,原子比为1∶2 Ne、Ar等稀有气体是单原子分子,H2、Cl2却是双原子分子呢 这都与原子核外电子排布有关。今天我们一起来认识和研究一下原子核外电子排布的规律。
案例2 在《化学1》中我们已经学习了原子结 ( http: / / www.21cnjy.com )构的有关内容,我们先来复习什么是原子 原子是由什么微粒构成的 (原子是化学变化中的最小微粒,它是由居于原子中心的带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成。)由于核外电子的运动有如下特点: (1) 电子的质量很小,带负电荷;(2) 电子运动的空间范围小;(3) 电子做高速运动,接近光速。所以核外电子的运动规律与宏观物体不同,它没有确定的轨道,我们不能测定或计算它在某一时刻所在的位置,也不能描绘出它的运动轨道。原子核外的电子运动有没有规律呢 多电子原子核外电子是聚成一堆在离核相同的区域运动,还是分散在离核不同的区域运动 为什么电子会在离核不同的区域运动呢 这就是我们要研究核外电子排布的规律。
知识建构(见学生用书课堂本第1~2页)
多电子原子核外电子的运动
多电子原子核外电子是聚成一堆在离核相同的区域运动,还是分散在离核不同的区域运动 为什么
在多电子原子里,一方面电子和原子核之间因带 ( http: / / www.21cnjy.com )有异性电荷而有吸引力,这个吸引力倾向于把电子尽可能拉得靠近原子核。另一方面,电子和电子之间因带有同性电荷而相互排斥,这个排斥力迫使电子尽可能远离,当吸引力和排斥力达到平衡时,核外电子就分布在离核不同的区域运动,而且分布在不同区域的电子能量不同。电子能量低的,在离核较近的区域运动;电子能量高的,在离核较远的区域运动。
重难点突破
① 电子的运动轨迹是测不准的,不同的电子在不同的区域运动。② 电子的能量不同,离核的距离不同。能量越高,离核越远。
电子层
什么叫电子层 能量不同的电子在原子核的什么区域运动
电子层——科学上根据电子的 ( http: / / www.21cnjy.com )能量差异和通常运动区域离核的远近不同,将能量不同的电子运动区域称为电子层。各电子层的层序数n从里到外依次为1、2、3、4、5、6、7,分别称为K、L、M、N、O、P、Q电子层。电子在原子核外排布时,总是先排在能量最低的电子层里,然后由里向外,依次排布在能量较高的电子层里。即最先排布K层,当K层排满后,再排L层。
重难点突破
① 电子层按照电子能量的 ( http: / / www.21cnjy.com )由低到高,由里向外排列。像建筑上的楼层,按照离地面的远近,可分成第一层、第二层、第三层等。② 电子在原子核外排布时,按能量最低原理排列。
原子核外电子排布的规律
1. 118号原子,它们的原子核外的每一个电子层中,所容纳的电子数最多是多少 与它们所对应的电子层数之间有什么关系呢 能否用通式来概括
1、2、3三个电子层,最多填充的电 ( http: / / www.21cnjy.com )子数分别是2、8、18个,2、8、18三个数字与电子层数1、2、3有一定的关系,每层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数)。
重难点突破
① 补充所有稀有气体 ( http: / / www.21cnjy.com )的结构示意图,知道第三层最多排18个电子。② 18号以后的元素,第4电子层、第5电子层上填充的电子数最多是32个和50个,即2n2。
2. 观察稀有气体,最外层电子数都不超过 8 个(K层不超过 2 个),次外层电子数不超过 18 个,倒数第三层电子数不超过 32 个。
【归纳整理】 在含有多个电子的原子里,原子核外电子排布的规律:
1. 电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布 ;
2. 电子一般总是先排在能量最低的电子层里,即最先排第一层,当第一层排满后,再排第二层等 ;
3. 每层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数) ;
4. 最外层电子数则不超过8个(第一层为最外层时,电子数不超过2个),次外层电子数不超过18个,倒数第三层电子数不超过32个 。
重难点突破
以上几条规律是相互制约的,请大家注意“不超过”的含义。
10电子和18电子的粒子
1. 10电子的分子和原子、阳离子、阴离子
B C N O F Ne Na Mg Al Si P
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
(1) 原子: Ne ;
(2) 离子: F-、O2-、Na+、Mg2+、Al3+、OH-、H3O+、N ;
(3) 分子: HF、H2O、NH3、CH4 。
2. 18电子的分子和原子、阳离子、阴离子
Si P S Cl Ar K Ca
14 15 16 17 18 19 20
(1) 原子: Ar ;
(2) 离子: Cl-、S2-、P3-、K+、Ca2+、HS-、 ;
(3) 分子: HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、F2、N2H4、C2H6、CH3OH等 。
重难点突破
① 将10电子或18电子的原子 ( http: / / www.21cnjy.com )、简单阳离子、简单阴离子与原子序数相联系,就找全单核原子或离子。② 找多核的离子或分子时,先理解氢离子无电子,可任意添加或删除,从而形成复杂离子。③ 18电子可以用加法获得F2(9—F)×2、H2O2(1+8—OH)×2、N2H4(7+1+1—NH2) ×2、C2H6(6+1+1+1—CH3)×2,再相互交叉得甲醇等熟悉物质。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第2页)
1. 钠的原子结构示意图是否正确 若不正确,错在哪里
解析 不正确。K层最多可排2个电子,K层没满,不可以排L层。
2. 某元素(核电荷数小于20)最外层电子数是次外层电子数的a(1
C. 2a+10 D. 2a+2
解析 本题考查核外电子的 ( http: / / www.21cnjy.com )排布规律,答题时按电子层数分析讨论。当该原子核外有三或四个电子层时,则该原子最外层电子数为8a(8a>8),显然不符合核外电子的排布规律;当该原子核外有两个电子层时,则最外层电子数为2a(2a<8),符合核外电子的排布规律,所以该原子的核外电子数为2a+2,即核内的质子数为2a+2。
3. 有A、B两种元素的 ( http: / / www.21cnjy.com )原子,其核内质子数均少于18个,又知B原子的L层电子数恰好为A原子L层电子数的2倍,A原子的M层比B原子的M层少3个电子,则A、B两种原子分别为 (A)
A. C、Al B. N、P
C. Si、Na D. O、Cl
解析 由于B原子的L层电子数为A原子 ( http: / / www.21cnjy.com )L层电子数的2倍,故A原子的L层没排满、M层没有电子;又知A原子的M层比B原子的M层少3个电子,所以B原子的M层上有3个电子、L层上有8个电子;故A原子的L层只有4个电子,M层上无电子。综上所述,A为碳原子、B为铝原子。
4. 今有A、B、C、D四种元素,其中 ( http: / / www.21cnjy.com )A元素是1826年一位法国青年科学家发现的。他在研究海水制盐时,往剩余的副产物苦卤中通入氯气后发现溶液颜色变深,若进一步提取,可得一种红棕色液体,有刺鼻的气味。B、C、D的原子核外电子层均不超过3个。D原子核内的质子数正好等于C原子核内质子数的2倍,而它们最外电子层上的电子数恰好相等。D原子的最内电子层上电子数是B原子核外电子总数的2倍。则:
(1) 四种元素分别为(填符号):
A Br ,B H ,C O ,D S 。
(2) 由上述某元素的单质与另两种元素的化合物反应生成两种酸的化学方程是
Br2+H2OHBr+HBrO 。
解析 本题主要考查根据原子结构特 ( http: / / www.21cnjy.com )征推断元素,答题时注意运用分析讨论,并能正确表达化学用语。由“D原子的最内电子层上电子数是B原子核外电子总数的2倍”,可知B为氢。根据“C、D的原子核外电子层均不超过3个。D原子核内的质子数正好等于C原子核内质子数的2倍,而它们最外电子层上的电子数恰好相等”,可假设D原子的最外电子层的电子数为x,则有下列关系: 2+8+x=2(2+x),x=6。所以C为氧、D为硫。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第1~2页的练习。
第2课时 元素周期表
导 学 过 程
课堂引入
案例 现在请大家来完成一个任务: 将1~ ( http: / / www.21cnjy.com )18号元素排列在一张表格中,这张表格需体现出周期律内容,要能体现出原子最外层电子排布、原子半径、元素的化合价的周期性变化规律。(在学生画出表格后,师生共同评议某些学生画出的表格)你们刚才所做的工作,在100多年前,有一位化学家已经为此辛劳过,他就是俄国化学家——门捷列夫。
知识建构(见学生用书课堂本第2~3页)
元素周期表的框架结构
1. 元素周期表包含几个周期 每个周期有多少种元素 如何将这些周期进行分类
周 期 数 1 2 3 4 5 6 7
电子层数 1 2 3 4 5 6 7
元素种类 2 8 8 18 18 32 满: 32
周期分类 短周期 长周期,第七周期叫不完全周期
7个周期(三短三长一不全)。
2. 元素周期表有多少纵行 多少个族 这些族包含哪些类型 写出这些族从左到右的排列顺序。
主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
最外层电子数 1 2 3 4 5 6 7 8
副族序数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
副族说明 从第4周期开始ⅢB,到ⅡB结束,为过渡元素。
有七个主族、七个副族、一个0族、一个Ⅷ族。
3. 从构成各族的周期看,族的类型与周期的类型有什么关系
主族和零族既包含短周期元素,也包含长周期元素。副族和第Ⅷ族只有长周期元素。
重难点突破
① 过渡元素: 指元素 ( http: / / www.21cnjy.com )周期表中第ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB的元素,共68种元素。镧系元素: 指元素周期表从第6周期57号元素La~71号元素Lu,共15种元素。锕系元素: 指元素周期表从第7周期89号元素Ac~103号元素Lr,共15种元素。② ⅢB族因为有镧系元素和锕系元素,元素种类最多,共有32种元素。③第6周期因为有镧系元素,元素种类最多,共有32种。④第Ⅷ族包括三列,既不是主族也不是副族,不能加A或B。⑤ 主族元素的最外层电子数=价电子数=主族序数=最高正价数(氧、氟除外)。⑥ 负价绝对值=8-主族序数(限ⅣA~ⅦA)。
元素的原子结构与其在周期表中的位置关系
●例1
已知某主族元素原子有三个电子层,最外层有三个电子,能否知道它的原子序数 能否知道它在周期表中的位置 能否知道它是金属还是非金属
答案 原子序数13 位置: 第3周期ⅢA族 金属元素
重难点突破
① 周期序数=原子电子层 ( http: / / www.21cnjy.com )数;主族序数=最外层电子数。② 一般主族元素最外层电子数少于4个的为金属元素,大于4个的为非金属元素。③ 结构决定性质,性质反映出结构。
同主族和同周期元素性质的递变
1. 复习回顾同一周期元素性质的变化规律
同周期元素(除稀有气体元素外) ( http: / / www.21cnjy.com ): 电子层数 相同 ;核电荷数 逐渐增大 ;最外层电子数 逐渐增多 ;原子半径 逐渐减小 ;失电子能力 逐渐减弱 ;得电子能力 逐渐增强 ;金属性 逐渐减弱 ;非金属性 逐渐增强 ;气态氢化物形成的难易程度 逐渐容易 ;气态氢化物的热稳定性 逐渐稳定 ;最高价氧化物对应水化物的碱性 逐渐减弱 ;最高价氧化物对应水化物的酸性 逐渐增强 。
重难点突破
① 金属性与失电子能力、 ( http: / / www.21cnjy.com )最高价氧化物对应水化物的碱性相对应;② 非金属性与得电子能力、最高价氧化物对应水化物的酸性、气态氢化物形成的难易程度、气态氢化物的热稳定性相对应。
2. 信息探究: 同主族元素性质的变化规律
实验录像探究: 根据ⅠA 族锂、钠、钾、铯与水的反应剧烈程度判断同族金属性变化规律。
信息探究: 根据教材第8页表给信息,你认为ⅦA族元素非金属性强弱变化有什么规律
同主族元素: 随着核电荷数增多,原子半径逐 ( http: / / www.21cnjy.com )渐 增大 ,原子核对最外层电子的吸引能力逐渐 减弱 ,原子失电子能力逐渐 增强 ,得电子能力逐渐 减弱 。所以元素的金属性逐渐 增强 ,非金属性逐渐 减弱 。
●例2
利用课本第9页图1-6元素周期表中元素金属性、非金属性的递变规律,完成以下问题:
(1) 在图中4个箭号旁的方框中分别用简要的文字说明元素金属性和非金属性的递变规律。
(2) 在元素周期表中找出金属性最强的元素(放射性元素除外)和非金属性最强的元素。
(3) 图中虚线右上方、左下方区域的元素是金属元素还是非金属元素。
(4) 图中邻近虚线两侧的元素既表现出一定的金属性,又表现出一定的非金属性。这给了我们什么启示
答案 (1) 从左到右,金属性减弱、非金属性增强;从右到左,金属性增强、非金属性减弱。
从下到上,金属性减弱、非金属性增强;从上到下,金属性增强、非金属性减弱。
(2) 金属性最强的元素是铯,非金属性最强的元素是氟。
(3) 右上方为非金属区域,左下方为金属区域。
(4) 在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料。
【归纳总结】 学生自己总结本节课的收获及举例说明元素周期表的用途。
(1) 根据元素在周期表中的位置,推测元素的 结构 ,预测其 主要性质 。
(2) 研究合成新物质。① ( http: / / www.21cnjy.com )在金属和非金属的分界线附近寻找 半导体 材料(如 硅、锗 等);② 在 过渡 元素中寻找各种优良的催化剂及耐高温、耐腐蚀的合金材料。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第3页)
1. 写出有关元素在周期表中的位置:
氮元素 第2周期ⅤA族 ;钠元素 第3周期ⅠA族 。
解析 书写元素在周期表中的位置时应注意周期数的表示、族序数的表示。
2. 周期表中第ⅦA族元素按核电荷数递增的顺序,有关性质发生递增变化的是 (C)
A. 气态氢化物的稳定性
B. 单质的氧化性
C. 阴离子的还原性
D. 原子最外层电子数
解析 同主族元素,最外层电子数相等,D错;从上往下,气态氢化物稳定性降低,单质氧化性减弱,阴离子还原性增强,A错、B错、C对。
3. 甲、乙是周期表中同一主族的两种元素,若甲的原子序数为X,则乙的原子序数不可能是(C)
A. X+2
B. X+10
C. X+14
D. X+18
解析 每周期最多容纳的电子数为2、8、8、18等,所以同主族原子序数相差为2、8、10、16、18、26等。
4. (1) 在如图所示的元素周期表中,全部是金属元素的区域为 B 。
( http: / / www.21cnjy.com )
(2) 现有甲、乙两种短周期元素,甲元 ( http: / / www.21cnjy.com )素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等,乙元素原子最外层电子数与其电子层数相等,且与甲元素原子具有相同的电子层数。
① 用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置。 (如下表)
( http: / / www.21cnjy.com )
② 甲、乙两元素相比较,金属性较强的是 镁 (填名称),可以验证该结论的实验是 BC 。
A. 将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
B. 将这两种元素的单质粉末分别与同浓度的盐酸反应
C. 将这两种元素的单质粉末分别与热水作用,并滴入酚酞试液
D. 比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
解析 (1) 根据元素周期表知,所有副族和Ⅷ族元素全部是金属元素,即B区。
(2) 由题意知甲为Mg,乙为Al,两 ( http: / / www.21cnjy.com )者同周期且Mg在Al左侧,因此Mg金属性强。元素金属性的强弱,可采用与H2O或酸反应置换出氢的难易或对应氢氧化物的碱性强弱以及单质间的置换反应来比较。但放置很久的Mg、Al表面形成氧化膜,难以与水反应,反应前应将氧化膜除去。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第3~4页的练习。
第3课时 元素周期律
导 学 过 程
课堂引入
案例1 1875年,法国化学家布瓦博德朗 ( http: / / www.21cnjy.com )发现了一种新元素——镓,并公布了他所测得的镓的主要性质。不久,他收到了俄国化学家门捷列夫的信,指出镓的比重不应是4.7,而是5.96.0,建议重新测定。当时布瓦博德朗是唯一手里掌握金属镓的人,他不相信有这样的事,回信说不会错。但门捷列夫再次去信,坚持自己的观点。本着科学严谨的态度,布瓦博德朗重新测定了镓的比重,确实是5.94,与门捷列夫的预测惊人地相似!门捷列夫预言的依据是什么
案例2 生活中以钟表记时,从零点到24点为一 ( http: / / www.21cnjy.com )天,再从零点到24点又为一天。这种周而复始、循环往复的现象,我们称为周期性。生活中记时,一天以小时为序排列体现周期性,我们今天要学习的内容是元素周期律,那么,元素以什么为序排列表现出周期性呢 我们在《化学1》中学习过许多元素化合物的性质,它们之间是否有规律 这一规律是否呈周期性变化呢
知识建构(见学生用书课堂本第45页)
作图找规律
(1) 最外层电子数与核电荷数的关系图
( http: / / www.21cnjy.com )
发现规律: 随着原子序数递增,元素原子核外电子排布呈现 周期性 变化。
(2) 原子半径与核电荷数的关系
对照教材第4页表1-2各原子半径数据用描点法完成下图:
( http: / / www.21cnjy.com )
发现规律: 随着原子序数递增,元素原子半径呈现 周期性 变化。
重难点突破
① 半径比较的规律: 原子电子层数相同时,最外层电子数越多,半径越小。② 最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。
(3) 主要化合价与核电荷数的关系图
( http: / / www.21cnjy.com )
发现规律: 随着原子序数递增,元素原子主要化合价呈现 周期性 变化。
重难点突破
① 金属元素无负价(除 ( http: / / www.21cnjy.com )零价外,在化学反应中只显正价);既有正价又有负价的元素一定是非金属元素。②氧和氟没有正价。③ 一般元素的最高正价+|最低负价| = 8。
实验找规律
(1) 探究11~13号元素钠、镁、铝单质的金属性强弱
性 质 Na Mg Al
单质与水(或酸)的反应情况 与冷水剧烈反应 与冷水缓慢反应,与沸水迅速反应,与酸剧烈反应 与酸迅速反应
最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 NaOH强碱 Mg(OH)2中强碱 Al(OH)3两性氢氧化物
根据以上事实小结: 钠、镁、铝的金属性强弱的顺序是 Na>Mg>Al 。
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随着核电荷数的递增,元素的金属性呈现 周期性 的变化。
(扫描二维码,观看“比较镁、铝与酸溶液的反应”)
重难点突破
① 虽然一个钠原子反应时 ( http: / / www.21cnjy.com )失1个电子,镁失2个电子,铝失3个电子,但钠更易失去电子,更易发生氧化反应,钠的还原性更强。所以还原性与得失电子的数目无关,只与得失电子的能力有关。② 这里还原性可以理解为金属性。③ 镁条与水的反应实验,现场打磨并趁热将镁条投入加酚酞的水中,可以看到镁条表面呈红色,加热后现象更明显。
(2) 探究14~17号元素硅、磷、硫、氯元素的非金属性强弱:
阅读第6页表1-4,回答下列问题:
性 质 Si P S Cl
单质与氢气反应条件 高温下 磷蒸气与氢气能反应 加热时反应 光照或点燃时发生爆炸而化合
氢化物的稳定性 不稳定 不稳定 受热分解 稳定
最高价氧化物对应水化物的化学式 H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4
最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 弱酸 中强酸 强酸 含氧酸中最强酸
根据以上事实小结: Si、P、S、Cl的非金属性的强弱顺序是 Si
① 磷、硫、氯元素的最高价 ( http: / / www.21cnjy.com )分别为+5、+6、+7与元素原子最外层电子数相等。② 元素的金属性、非金属性分别对应失电子、得电子的性质。注意与还原性、氧化性的区别。
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(扫描二维码,观看“硅烷的生成与自燃”)
归纳元素周期律
什么是元素周期律 其实质是什么
元素周期律: 元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈现周期性的变化。
元素周期律的实质: 元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。
重难点突破
① 元素周期律是随着 ( http: / / www.21cnjy.com )质子数的递增而呈周期性变化,不是随元素的相对原子质量变化。② 根据结构决定性质,元素性质的周期性是核外电子排布的周期性的必然结果。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第5页)
1. 下列各组性质的比较中,不正确的是(D)
A. 碱性: NaOH>Mg(OH)2
B. 热稳定性: NH3>PH3
C. 金属性: K>Na
D. 原子半径: Cl>S
解析 同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,故原子半径为S>Cl。
2. 单核阳离子的最外层电子(D)
A. 一定满足2电子结构
B. 一定满足8电子结构
C. 一定满足2电子或8电子结构
D. 一般满足2电子或8电子结构
解析 H原子内含有1个电子,失去这个电子形成的H+不再含有电子,最外层电子数为0。
3. 现有两种金属元素M和N,下列陈述能说明M的金属性比N强的是(B)
A. 化学反应中,M失去的电子多
B. M能从水中置换出氢气,而N不能
C. M的最高价氧化物对应水化物是二元碱,而N的最高价氧化物对应水化物是一元碱
D. 单质M的熔点高于单质N
解析 元素的金属性强弱只与失去电子 ( http: / / www.21cnjy.com )的难易有关,A错、B对;最高价氧化物对应水化物的碱性强弱与元数无关,C错;金属单质的熔点与内部的金属键强弱有关,与金属性无关,D错。
( http: / / www.21cnjy.com )
4. 某同学想通过实验探究硫和碳得电子能力的强弱,通过比较它们最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来验证,设计了如图实验,请回答:
(1) 仪器a的名称是 分液漏斗 ,应盛放下列药品中的 A (填字母);
A. 稀硫酸
B. 亚硫酸
C. 氢硫酸
D. 盐酸
(2) 仪器b的名称是 圆底烧瓶 ,应盛放下列药品中的 D (填字母);
A. 碳酸钙
B. 硫酸钠
C. 氯化钠
D. 碳酸钠
(3) 仪器c中应盛放的样品是 澄清石 ( http: / / www.21cnjy.com )灰水 ,如果看到的现象是 澄清石灰水变浑浊 ,证明b中反应产生了 CO2 ,即可证明 H2SO4(或硫酸) 比 H2CO3(或碳酸) 酸性强,得电子能力 S(或硫) 比 C(或碳) 强。
解析 该实验依据的原理是强 ( http: / / www.21cnjy.com )酸(H2SO4)制弱酸(H2CO3),但由于H2SO4和CaCO3反应生成的CaSO4微溶,会阻止反应进一步进行,故只能选择Na2CO3。检验CO2应选择澄清石灰水,CO2与Ca(OH)2反应生成难溶的白色沉淀CaCO3而使澄清石灰水变浑浊。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第5~6页的练习。
第二单元 微粒之间的相互作用力
第1课时 离子键
导 学 过 程
课堂引入
案例1 创设问题: 喜欢唱歌吗 你们知道世界上共有多少首歌曲吗 组成这无数首歌曲的音符有多少个
案例2 20世纪发明了七大 ( http: / / www.21cnjy.com )技术,从人类需要的迫切性排名第一的是化学合成与分离技术。100年间化学家合成和分离出了2285万种新物质、新药物、新材料、新分子,满足了人类生活和高新技术发展的需要,取得了空前辉煌的成就。为什么物质的种类远远多于元素的种类 回顾构成物质的微粒是什么 人在地球上生活而不能自动脱离地球,是因为地球对人有引力作用。同样的,原子之间一定有某种作用存在,才能使原子和原子相互结合成的新的分子或新的物质。本堂课需要讨论的问题: 微粒是怎么构成物质的 这些微粒之间存在怎样的相互作用
知识建构(见学生用书课堂本第6页)
化学反应中物质变化的实质
初中化学中曾经讨论过的化学反应的实质是什么 请以2H2O2H2+O2为例说明。
水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的,氢 ( http: / / www.21cnjy.com )原子和氧原子之间存在着很强的相互作用,要破坏这种相互作用就需要消耗能量,通电正是为了提供使水分解所需要的能量。
【归纳总结】 化学反应的实质: 旧化学键的断裂和新化学键的形成 。
化学键: 分子内或晶体内相邻的两个或多个原子(或离子)间强烈的相互作用力的统称 。
氯化钠的形成
请利用原子结构的相关知识分析钠在氯气中的燃烧。(多媒体演示钠在氯气中燃烧的实验)
从宏观上看,钠和氯气发生了化学反应,生成了新物质氯化钠。若从微观的角度,又应该怎样理解上述反应呢
【探究】 NaCl的形成过程,讨论完成下列表格:
原子结构示意图 通过什么途径达到稳定结构 用原子结构示意图表示NaCl的形成过程
Na 失去最外层1个电子
Cl 得到1个电子,填充在最外层
( http: / / www.21cnjy.com )
Na原子与Cl原子是怎样形成氯化钠的 (多媒体演示NaCl晶体结构)
解析: NaCl中钠原子、氯原子分别形成钠阳 ( http: / / www.21cnjy.com )离子、氯阴离子(两者最外层均达到稳定结构),阴、阳离子靠静电作用(静电引力、斥力;阴、阳离子接近到某一定距离时,吸引和排斥达到平衡)形成化学键。NaCl的微粒不能再叫原子,而应该叫离子。
【归纳总结】 离子键:
(1) 概念: 阴、阳离子 之间的 静电作用 。
(2) 实质: 阴、阳离子之间的静电 吸引 和静电 排斥 。
(3) 成键粒子: 阴、阳离子 。
(4) 成键过程: 得失电子 。
离子化合物: 由 离子键 形成的化合物。
电子式的书写
在元素符号的周围用小黑点(或×)来表示原子 最外层 电子的式子
1. 表示原子: l· · · · H·。
2. 表示简单离子:
阳离子: Na+ Mg2+ Al3+ ;
阴离子: Cl- ]- , O2- ]2- 。
3. 表示离子化合物:
NaF Na+]- , MgO Mg2+]2- 。
【归纳总结】 在元素符号的周围用“·”或“×”表示原子最外层电子的式子,叫 电子式 。
(1) 原子的电子式: 常把其最外层电子数用小黑点“·”或小叉“×”来表示。
(2) 阳离子的电子式: 不要求画出离子最外层电子数,只要在元素符号右上角标出“n+”电荷字样,其实多数情况下就是离子符号。
(3) 阴离子的电子式: 不但要画出最外层电子数,而且还应用中括号“[ ]”括起来,并在右上角标出“n-”电荷字样。
(4) 离子化合物的电子式: 由阴、阳离子的电子式组成,但对相同离子不能合并。
用电子式表示化合物的形成过程
例:
重难点突破
(1) 离子化合物的识别。一般 ( http: / / www.21cnjy.com )含金属元素的化合物和铵盐都是离子化合物(除了AlCl3、BeCl2等)(一般规律)。(2) 离子键只存在于离子化合物中,离子化合物中一定含有离子键。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第6~7页)
1. 下列关于化学键的叙述正确的是(D)
A. 化学键是相邻原子间的相互作用
B. 化学键既存在于相邻原子间,也存在于相邻分子之间
C. 化学键通常是指相邻的两个或多个原子之间强烈的相互吸引作用
D. 化学键通常是指物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈相互作用
解析 化学键通常是指物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈相互作用,包括相互吸引和相互排斥。
2. 下列化合物中不含离子键的是(D)
A. (NH4)2S B. Al2(SO4)3
C. KOH D. HNO3
解析 (NH4)2S和Al ( http: / / www.21cnjy.com )2(SO4)3都是盐,KOH是强碱,它们都是离子化合物,都含离子键。HNO3不是离子化合物,所以HNO3分子中不含离子键。
3. A、B、C、D、E属周期表 ( http: / / www.21cnjy.com )前20号元素。已知它们都不是稀有气体元素,且原子半径依次减小,其中A和E同族,C的最外层电子是次外层的3倍,A与C、B与E元素原子的电子层数都相差2,A、B原子最外层电子数之比为1∶4,A和C能以原子个数比1∶1形成一种化合物。
(1) 写出元素符号: B. Si 、D. F 、E. H 。
(2) 写出A、C以原子个数比1∶1形成的化合物的电子式: K+]2-K+ 。
解析 根据C的最外层电子是次外层的3倍, ( http: / / www.21cnjy.com )说明C为氧。A与C差2个电子层,A一定有4个电子层,又因为A是原子半径最大的,则A为K,而K最外层电子数为1,根据1∶4,B的最外层电子数是4。又因为B比E多两层,B肯定是Si。A与E同主族,而E只有一层电子,说明E为H,D只能是F。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第7~8页的练习。
第2课时 共价键
导 学 过 程
课堂引入
案例1 H2和Cl2在点燃或光照的情况下生成HCl,H2和Cl2分子被破坏成原子,当氢原子和氯原子相遇时是通过什么样的方式结合在一起的呢
案例2 物质世界是丰富多彩的,这些化合 ( http: / / www.21cnjy.com )物的性质各式各样: 有的熔点很高,有的熔点很低;有的很硬,有的很软;有的很稳定、很难分解,有的不太稳定、化学性质很活泼……让我们以大家熟悉的氯元素为例来看吧,氯可以形成哪些物质
知识建构(见学生用书课堂本第7页)
探究氯原子达到稳定结构的可能途径
思考: 氯原子达到稳定结构可能采用哪些方式
氯原子的电离能(10-19J)
第一电离能 第二电离能 第三电离能 第四电离能 第五电离能 第六电离能 第七电离能 第八电离能
20.84 38.1 63.9 85.3 108.5 154.8 183.1 558.3
第一种可能方式: 氯原子从其他 ( http: / / www.21cnjy.com )原子(例如钠原子)那儿夺得一个电子,同时使钠原子也达到稳定结构。氯原子倾向于得电子,钠原子倾向于失电子,它们通过得、失电子结合在一起是很容易理解的。
由表1可以看出,氯原子是很难失去 ( http: / / www.21cnjy.com )7个外层电子的。当氯原子遇到另外一个氯原子时,即遇到得电子能力相同的原子时,不会发生电子得、失而形成阴、阳离子,但可以彼此吸引对方一个最外层电子,这一对电子同时绕着两个氯原子核运动,使两个氯原子都达到稳定结构。(突出说明中间的一对电子同时围绕两个氯原子核运动或用手指在两个氯原子的最外层绕一圈)这一对电子是共用的,称为共用电子对。
总之,原子要达到稳定结构,除了可能发生电子得失外,还可能有第二种方式,即通过共用电子对结合在一起。
思考: 什么是共价键 形成共价键的微粒是什么 哪些元素的原子间通常能形成共价键
【归纳总结】
离 子 键 共 价 键
概念 使阴、阳离子结合成化合物的静电作用 原子间通过共用电子对形成的相互作用
成键微粒 阳离子、阴离子 原子
成键本质 静电作用(包含静电吸引和静电排斥) 共用电子对的作用
成键元素 一般是活泼金属和活泼非金属之间 同种或不同种非金属原子之间
探究共价化合物
已知NaCl中含有离子键,属于离子化合物,HCl中含有共价键,属于共价化合物。
完成下列表格:
成键微粒 化学键类型 化合物类型
CO2 CO2分子 共价键 共价化合物
O2 O2分子 共价键 共价化合物
CaCl2 Ca2+、Cl- 离子键 离子化合物
Na2O Na+、O2- 离子键 离子化合物
【归纳总结】
离子化合物 共价化合物
概 念 由阴、阳离于相互作用而形成的化合物 以共用电子对形成分子的化合物
构成微粒 阴、阳离子 分子
化学键类型 离子键 共价键
熔化是否导电 是 否
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第7~8页)
1. 下列说法中正确的是(AD)
A. 含有离子键的化合物必是离子化合物
B. 含有共价键的物质就是共价化合物
C. 共价化合物中可能含有离子键
D. 离子化合物中可能含有共价键
解析 只要含有离子键,构成物质的微粒 ( http: / / www.21cnjy.com )必为阴、阳离子,必是离子化合物。但除共价化合物中含有共价键外,某些单质、某些离子化合物的复杂离子中也含有共价键。
2. 下列说法中正确的是(AD)
A. HCl气体溶于水,HCl分子中共价键被破坏
B. 含金属元素的离子一定是阳离子
C. 含有共价键的化合物一定是共价化合物
D. 稀有气体原子之间不易形成共价键
3. 在CaCl2、KOH、CO2 ( http: / / www.21cnjy.com )、H2SO4、Na2O2、Na2S中,只含有离子键的是 CaCl2、Na2S ,只含有共价键的是 CO2、H2SO4 ,既含有离子键又含有共价键的是 KOH、Na2O2 。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第9~10页的练习。
第3课时 分子间作用力
导 学 过 程
课堂引入
案例1 以水为例,将水加热到100℃ ( http: / / www.21cnjy.com ),液态水就会变成水蒸气,将水加热到1000℃以上,水分子才分解。为什么水从液态变为气态,吸收的能量少,而水分子分解则需要很大的能量呢
案例2 展示沙雕图片。“沙子松散,无形 ( http: / / www.21cnjy.com )状;沙雕紧凑,有各种各样的样式。把沙子润湿后雕刻成图像,再在表面涂上胶,沙雕就制作完成了。沙雕和沙子之间有何联系呢 ”思考: 冰熔化、气化过程发生了怎样的变化
知识建构(见学生用书课堂本第8页)
分子间作用力
问题1: 干冰气化现象是物理变化还是化学变化 干冰气化过程中有没有破坏其中的化学键 那为什么干冰气化过程仍要吸收能量呢
干冰气化现象是物理变化,干冰气化过程中没有破坏其中的化学键,CO2分子间存在一种作用力,克服这种作用力使分子晶体熔化和气化需要吸收能量。
问题2: 分子间作用力如何影响物质的物理性质
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,克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量,熔、沸点越高。
问题3: 举例比较分子间作用力与化学键的强弱。
在通常情况下,将水加热到 ( http: / / www.21cnjy.com )100℃,水便会沸腾;而要使水分解成氢气和氧气,却需要将水加热至1000℃,这样的高温才会有水部分分解。H—O—H分解需要破坏共价键;使水沸腾需要克服分子间作用力,它们所需的能量不同,说明了分子间作用力比化学键弱。
【归纳总结】
分子间作用力与化学键的比较
化 学 键 分子间作用力
概 念 相邻的原子间强烈的相互作用 物质分子间存在的微弱的相互作用
续 表
化 学 键 分子间作用力
能 量 较大 很弱
性质影响 主要影响物质的化学性质 主要影响物质的物理性质
氢键对物质性质的影响
问题: H2O、H2S、H2Se、H2Te的熔沸点由高到低的顺序是什么
H2O受氢键影响,所以熔沸点最高。其他的主要受分子间作用力影响,相对分子质量越大,熔沸点越高。
【归纳总结】
氢键: 存在于 某些氢化物(NH3、H2O、HF) 之间的较强的分子间作用力。
●例题
请解释为什么NH3极易溶于水 为什么NH3易液化
答案 氨气分子可以与水分子形成氢键,所以氨气极易溶于水。氨气分子之间也可以形成氢键,使得氨气的熔沸点都比较高,所以氨气易液化。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第8~9页)
1. 下列说法正确的是(C)
A. 冰、水和水蒸气中都存在氢键
B. 除稀有气体外的非金属元素都能生成不同价态的含氧酸
C. 若ⅡA族某元素的原子序数为m,则同周期ⅢA族元素的原子序数有可能为m+11
D. 干冰升华时分子内共价键会发生断裂
解析 水蒸气中不存在氢键;非金属 ( http: / / www.21cnjy.com )元素中F和O元素无正价,所以不存在含氧酸;在第四周期和第五周期中,满足C项情况;干冰升华时只破坏分子间作用力。
2. 下列事实,不能用氢键知识解释的是(C)
A. 水和乙醇可以完全互溶
B. 氨容易液化
C. 干冰易升华
D. 液态氟化氢化学式有时写成(HF)n的形式
解析 水和乙醇的分子之 ( http: / / www.21cnjy.com )间可形成氢键,所以可互溶,氨分子间容易形成氢键,液态HF分子之间存在氢键故有时写成(HF)n的形式。只有C中干冰分子之间不存在氢键。
3. W、X、Y、Z为短周期内除稀 ( http: / / www.21cnjy.com )有气体外的4种元素,它们的原子序数依次增大,其中只有Y为金属元素,Y和W的最外层电子数相等。Y、Z两元素原子的质子数之和为W、X两元素质子数之和的3倍。由此可知:
(1) 写出元素符号: W为 H ,X为 O ,Y为 Na ,Z为 S 。
(2) W2Z是由 共价 键组成的分子,其电子式为 H 。
(3) 由Y、X、W组成的物质是 共价 键和 离子 键组成的 离子 化合物。
解析 由只有Y为金属元素,是原 ( http: / / www.21cnjy.com )子序数大于W和X的短周期元素,即可确定Y应该是第3周期的金属元素,Y和W的最外层电子数相等,即可推出W为H,Y为Na。再由Y、Z两元素原子的质子数之和为W、X两元素质子数之和的3倍,可知X为O,Z为S。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第11~12页的练习。
第三单元 从微观结构看物质的多样性
第1课时 同素异形现象 同分异构现象
导 学 过 程
课堂引入
案例1 很久以前人们就已经在自然界 ( http: / / www.21cnjy.com )中发现了金刚石和石墨,也在一直使用,但一直不知道它们的成分。(1) 1772年拉瓦锡证明金刚石可燃,生成CO2,进一步测定后确定金刚石是由碳组成的单质。(2) 1779 年舍勒证明石墨可燃,也生成 CO2,进一步测定后确定石墨是由碳组成的单质。金刚石光彩夺目,价值连城;石墨灰不溜秋,普普通通。它们都由碳组成,为什么性质相差如此之大
案例2 人类已发现的元素仅 ( http: / / www.21cnjy.com )100多种,而这些种类有限的元素却构成数千万种不同的物质,你们知道这是为什么吗 比如: 碳在地壳中的含量只占0.087%,但含碳元素的单质和化合物达到90%以上。其中,分子式为C7H16 的物质共有9种,分子式为C8H18的物质共有18种,而分子式为C20H42的物质你知道有多少种吗 366319种。即使是碳单质,也具有多种形式,正如我们所熟悉的石墨、金刚石。那么为什么组成元素或分子式相同,却是不同的物质呢 那它们之间又有着怎样的联系与区别呢
知识建构(见学生用书课堂本第9~10页)
金刚石和石墨的空间结构与性质
空间结构 性 质
金刚石 每个碳原子与相邻的 4 个碳原子以共价键结合,形成空间网状结构 所有碳原子通过共价键结合成空间网状,碳原子间的共价键作用强,因此金刚石坚硬
石 墨 层状结构,层内每个碳原子与 3 个碳原子通过共价键结合,每 6 个碳原子形成一个平面六边形,展开形成平面层状;层与层之间存在分子间作用力 层间通过分子间作用力结合,作用力弱,因此层与层之间可以滑动,所以石墨质软、润滑
【知识归纳】 (1) 性质是由物质的 结构 决定的。
(2) 像金刚石和石墨一样 ( http: / / www.21cnjy.com ),由同一种元素形成几种不同 单质 的现象,我们把它称作 同素异形现象 。同样,我们把同种元素形成的几种不同单质,互称为该元素的 同素异形体 。
同素异形体之间的相互转换
思考1: 天然的金刚石与石墨的价格差异很大,石墨能否转化为金刚石 嵌有金刚石的玻璃刀价格便宜,这是怎么回事
金刚刀中的金刚石应该是人造的,可以是用石墨生产出来的。
思考2: 石墨能转变成金刚石,这种转变是化学变化还是物理变化
化学变化。旧的键断裂,新的键形成。(微观结构发生了改变)
思考3: 石墨还能转变成其他物质吗 若能,你认为可能转变成什么样的物质
启发: 石墨层间的作用力弱,可以取出一层来,石墨层可以像纸一样卷起来,形成管状物质。
(化学史话: 碳纳米管的发现——1991年,日本科学家饭岛博士对石墨进行电弧蒸发实验,发现单层或多层石墨卷曲的碳纳米管)
可以卷曲成管状,应该还能形成其他形状的物质吧
石墨还可以形成球状,比如C60、C70等。
(化学史话: 富勒烯 C60的发现——198 ( http: / / www.21cnjy.com )5 年,英国科学家克鲁托、美国科学家斯莫里和柯尔发表了他们发现 C60的文章,并且在 1996 年获诺贝尔化学奖)
重难点突破
同素异形体之间的相互转变属于化学变化中非氧化还原反应。
同素异形现象
思考1: 还有哪些物质间属于同素异形现象,它们的性质又有哪些不同
化学式 颜色(气态) 气味 沸点/℃ 溶解度
氧气 O2 无色 无味 -183 0.030
臭氧 O3 淡蓝色 鱼腥味 -112.4 >O2
白 磷 红 磷
化学式 P4 正四面体 Pn 分子结构复杂
色态 白色(淡黄色)蜡状固体 红棕色粉末状固体
着火点 40℃ 240℃
溶解性 不溶于水,易溶于CS2 不溶于水,也不溶于CS2
毒性 剧毒 无毒
保存方法 少量可保存在水里,大量密封保存 密封保存(易发生缓慢氧化,生成易吸水的氧化物)
思考2: 同素异形现象是个别现象还是具有一定的普遍存性呢
(展示元素周期表,显示同素异形现象常见元素)同素异形现象具有一定普遍性。
同分异构现象与同分异构体
思考: 同种元素形成的单质不一定是同一种物质,那么分子式相同的物质一定是同一种物质吗
搭积木游戏: 提供4个碳原子和10个氢原子,还有一些短棍,动手将4个碳原子和10个氢原子连接起来搭成一个分子C4H10。
【知识归纳】 (1) 化合物具有相同的 分子式 ,但具有 不同结构 的现象,称为同分异构现象。
(2) 分子式 相同 而结构 不同 的 化合物 互称为同分异构体。
(3) 同分异构体研究的对象一般是 有机化合物 。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第10页)
1. 下列叙述正确的是(BD)
A. 由碳元素的单质组成的物质一定是纯净物
B. 金刚石和石墨具有相同的化学组成
C. 石墨转变为金刚石不属于化学变化
D. C60是新发现的一种碳的单质
解析 考查同素异形体的概念以及转化 ( http: / / www.21cnjy.com )关系。由同种元素形成的物质不一定是一种物质,因此,由同种元素形成的物质可能是纯净物,也可能是混合物。由碳元素组成的单质有石墨、金刚石和富勒烯等。若将它们混合在一起,则该物质虽为只含碳元素的单质,但属于混合物,故A项错。石墨和金刚石都是碳元素形成的碳的不同单质,但两者的化学组成相同,都由碳元素组成,所以B对。石墨和金刚石的物理性质不相同而化学性质也不尽相同,因而是两种物质,石墨转化为金刚石是化学变化,故C项错。C60只含有一种元素,故是单质,D对。
2. 将下列物质进行分类:
A. 白磷和红磷 B. 16O与18O
C. O2与O3 D. H2O与D2O
E. 与
F. (乙醚)和
CH3CH2CH2 CH2OH(丁醇)
(1) 互为同位素的是 B 。(填字母编号,下同)
(2) 互为同素异形体的是 AC 。
(3) 互为同分异构体的是 EF 。
解析 白磷和红磷、O2 ( http: / / www.21cnjy.com )与O3是同一种元素组成的不同性质的单质;16O与18O是同种元素的不同原子;E、F中的两种物质分子式相同,但结构不同。
3. 科学家研制得一种新的分子,它具有空心的类似足球状结构,分子式为C60。下列说法正确的是(B)
A. C60是一种新型的化合物
B. C60和石墨都是碳的同素异形体
C. C60中含离子键
D. C60的相对分子质量是60
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第13~14页的练习。
第2课时 不同类型的晶体
导 学 过 程
课堂引入
案例1 我们中国句古话, ( http: / / www.21cnjy.com )叫做“人不可貌相、海水不可斗量”。学完本节课,你就会发现,这句话用在我们化学的晶体结构方面,也是很恰当的。那么,什么是晶体呢 晶体是指具有规则几何外形的固体。用X射线进行研究发现,在晶体内部,构成晶体的微粒在空间呈现有规则的重复排列。晶体规则的几何外形,是其内部构成微粒有规则排列的结果。在日常生活中,我们会遇到许多的晶体,如金刚石、雪花、水晶等。这些晶体不仅外观不同,而且,在物理性质方面也有许多的差别,因为它们是不同类型的晶体。
案例2 (展示不同图案的雪花图片)我 ( http: / / www.21cnjy.com )们发现这些晶莹剔透的雪花都有着规则的几何外形,这是为什么 我们来看一段视频,看看能不能给我们启示——国庆节阅兵方队视频。方队如此整齐,是因为每位士兵步伐稳健、动作整齐。所以雪花拥有规则几何外形的原因是其水分子在空间呈现有规则的重复排列。我们把这种具有规则几何外形的固体叫晶体。
知识建构(见学生用书课堂本第10~11页)
离子晶体
思考1: 研究氯化钠晶体结构,说说其内部结构特点。
构成微粒: 钠离子和氯离子。
微粒间作用: 离子键。
结构: 氯化钠晶体中,1个 Na+周围和6个Cl-形成离子键,同时1个Cl-周围和6个Na+形成离子键,就这样在空间不断的延伸下去。
思考2: 什么是离子晶体 构成离子晶体的微粒是什么
离子化合物中的阴、阳离子按一定的方式有规则的排列形成离子晶体。
构成离子晶体的微粒是离子。
思考3: 离子晶体中微粒之间的作用力是什么 破坏这种作用力所需能量高还是低
离子键 较高
思考4: 离子晶体中是否存在单个小分子 那么化学式NaCl又表示什么意义呢
没有 表示钠离子与氯离子个数比为1∶1
分子晶体
思考1: 研究干冰晶体结构,说说其内部结构特点。
构成微粒: 二氧化碳分子。
微粒间作用: 分子内共价键、分子间分子间作用力。
思考2: 构成分子晶体的微粒是什么
分子
思考3: 分子晶体中微粒之间的作用力是什么 破坏这种作用力所需能量高还是低
分子间作用力 较低
思考4: 分子晶体中是否存在单个小分子
是(化学式为分子式)
重难点突破
1. 分子晶体融化时克服的是分子间作用力,注意氨气、水、氟化氢分子间的氢键。2. 分子晶体的稳定性取决于共价键。
分子晶体与离子晶体的物理性质比较
思考1: 分子晶体与离子晶体融化时分别克服的是什么作用力,哪一个强
分子晶体: 分子间作用力
离子晶体: 离子键
离子键强
思考2: 分子晶体与离子晶体的熔点谁高 硬度谁大
离子晶体都高于分子晶体。
思考3: 离子晶体固体时能导电吗 什么条件下可以导电呢 分子晶体呢
离子晶体: 固体时不导电,熔融状态下导电,水溶液也导电。
分子晶体: 固体、熔融状态时都不导电,水溶液有的导电。
原子晶体
思考1: 分析下列数据,推测石英晶体类型是否为分子晶体。
熔 点/℃ 沸 点/℃
干 冰 -78.4 -56.2
SiO2晶体 1732 2230
因干冰与石英的熔沸点相差较大,石英不是分子晶体。
思考2: 分析SiO2晶体的结构与干冰结构的差别,推测该类型晶体可能的物理性质。
SiO2晶体中1个Si原子同时与4个O ( http: / / www.21cnjy.com )原子形成共价键,1个O原子同时与2个Si原子形成共价键,Si原子与O原子通过共价键连成空间网状结构,这里没有单个小分子,化学式表示Si原子与O原子的个数比是1∶2。
可能的物理性质: 硬度大,熔沸点高,固体和熔融状态时都不导电。
思考3: 结合SiO2晶体的结构,说说原子晶体的结构特点以及物理性质。
构成微粒: 原子 微粒间作用力: 共价键 强
物理性质: 硬度大,熔沸点高,固体和熔融状态时都不导电。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第11页)
1. 支持固体氨是分子晶体的事实是(C)
A. 氮原子不能形成阳离子 B. 氮离子不能单独存在
C. 常温下氨是气态物质 D. 氨极易溶于水
解析 分子晶体之间的结合力为很弱的分子 ( http: / / www.21cnjy.com )间作用力,所以分子晶体的熔沸点都比较低,物质在气体状态下,熔沸点最低,所以常温下氨是气态物质能够说明固体氨是分子晶体。
2. (2010·重庆模拟)共价键、离 ( http: / / www.21cnjy.com )子键和分子间作用力是粒子之间的三种作用。① NaOH、② SiO2、③ 石墨、④ NaCl、⑤ 干冰五种晶体中,含有两种作用力的是(B)
A. ①②③ B. ①③⑤ C. ②④⑤ D. ②③④
解析 NaOH属于离子晶体,其中含有离子键 ( http: / / www.21cnjy.com )和共价键;SiO2属于原子晶体,其中只含有共价键;石墨属于混合型晶体,其中含有共价键和分子间作用力;NaCl属于离子晶体,其中只含有离子键;干冰属于分子晶体,其中含有共价键和分子间作用力。
3. 将下列变化过程中破坏的作用力名称填在下表中:
序号 变化过程 破坏的作用力
① NaOH熔化 离子键
② 干冰升华 分子间作用力
续 表
序号 变化过程 破坏的作用力
③ SiO2熔化 共价键
④ HCl溶于水 共价键
⑤ NaCl溶于水 离子键
⑥ Na熔化 金属阳离子与自由电子间的较强作用(或金属键)
解析 NaOH和NaCl属于 ( http: / / www.21cnjy.com )离子晶体,在熔化或溶解时破坏了离子键;干冰属于分子晶体,在熔化时破坏了分子间作用力,而化学键没有被破坏;SiO2属于原子晶体,在熔化时破坏了共价键;HCl属于分子晶体,溶于水时电离出自由移动的H+ 和Cl-,破坏了化学键;金属钠属于金属晶体,在熔化时破坏了金属阳离子与自由电子间的较强作用,即金属键。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第15~16页的练习。
专题1 复习课
知 识 建 构 (见学生用书课堂本第12~14页)
粒子组成的表示,粒子的结构示意图
1. 粒子组成的表示
各个字母的含义:
Z: 质子数 ;±a: 化合价 ;
A: 质量数 ;a±: 离子所带电荷数 ;
n: 原子个数 。
2. 粒子的结构示意图
原子,如Na: ;离子,如Na+: 。
●例1
C-NMR(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析C表示的碳原子(D)
A. 核外有13个电子,其中6个能参与成键
B. 核内有6个质子,核外有7个电子
C. 质量数为13,原子序数为6,核内有7个质子
D. 质量数为13,原子序数为6,核内有7个中子
解析 质子数为6、质量数为13的碳原子,中子数为7。原子序数等于质子数。
原子核外电子的排布
在含有多个电子的原子中,能量低的电子通常在离核较 近 的区域内运动,能量高的电子通常在离核较 远 的区域内运动。
可以认为: 电子在原子核外距核由 ( http: / / www.21cnjy.com )近 到 远 ,能量是由 低 到 高 的方式进行排布。通常把能量最 低 、离核最 近 的电子层叫第一层,由里往外以此类推。电子层分别用字母表示,每层最多容纳的电子数为 2n2 个,而最外层电子数不得超过 8 个(第一层为最外层时,电子数不超过 2 个),次外层不得超过 18 个,倒数第三层不得超过 32 个。
●例2
(1) M层是代表第 3 层,最多容纳 18 个电子,当其为最外层时,最多容纳 8 个电子。
(2) 元素Y的二价阳离子只有两个电子层,X2+的结构示意图为 ,X为 Mg(或镁) 元素。
解析 (1) 由原子核外电子排布规律可知: M为第三层,最多可容纳18个电子,但最外层电子不超过8个。
(2) 2个电子层,共10个电子,二价阳离子失2个电子后有10个电子,原有12个电子,为Mg原子。
●例3
下列说法中肯定错误的是(B)
A. 某原子K层上只有一个电子
B. 某原子M层上电子数为L层电子数的4倍
C. 某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D. 阳离子的最外层电子数可能为2,也可能为8
解析 L层上有8个电子,原子M层上电子数为L层电子数的4倍,即32个电子,而M层最多容纳18个电子。
元素周期律和元素周期表
元素周期律是元素性质随核外电子排布的周期性变化而呈周期性变化的规律,周期表是周期律的表现形式。
1. 元素周期表的结构
七个周期(七行)
16个族(18列)
2. 原子结构、元素性质及元素在周期表的位置关系
(1) 周期序数=原子电子层数
(2) 主族序数=最外层电子数=元素最高正价数(非金属元素最低负价数=主族序数-8)
(3) 同周期主族元素性质递变规律:
从左到右
(4) 同主族元素性质递变规律:
从上到下
注意: 电子层结构相同的微粒,核电荷数越多,半径越小。如: r(Ca2+)
A和B均为短周期元素,它们的离子和B2+具有相同的核外电子层结构。下面说法正确的是(D)
A. 原子序数: A>B B. 核外电子数: A>B
C. 原子半径: A>B D. 离子半径: A->B2+
解析 A得到1个电子和B失去2个电子后的电子总数相等。A在上一周期的后半部分,B在下一周期的前半部分。
( http: / / www.21cnjy.com )
●例5
右图是周期表中的一部分,A、B、C都属于主族元素,位置如图所示,下列叙述不正确的是(B)
A. 最高价氧化物对应水化物的酸性: A
C. 三种元素非金属性最强的为B
D. 金属性: B
微粒之间的相互作用力
1. 化学键
共 价 键 离 子 键
成键微粒 原子 阴、阳离子
成键本质 原子间共用电子对 阴、阳离子间静电作用
成键元素 相同或不同的非金属元素(通常) 活泼金属元素/铵根离子与活泼非金属元素/非金属离子团
电子式 Na+-
2. 电子式: 在元素符号周围用小黑点(或×)来表示元素的最外层电子,这种式子叫电子式。
结构式: 原子间用一条短线表示一对共用电子对所得到的式子称为结构式。
3. 碳原子的共价键特点: ( http: / / www.21cnjy.com )碳原子可以稳定地形成四个共价键,碳原子之间可以形成碳碳单键、碳碳双键、碳碳三键,碳原子之间不仅可以通过共价键彼此结合形成碳链,也可以连接形成碳环。
●例6
指出下列化合物所含化学键类型: NaBr、MgO、H2S、NaOH、CO2 、H2。
属于离子化合物的有 NaBr、NaOH、 M ( http: / / www.21cnjy.com )gO ,属于共价化合物的有 H2S 、CO2 。写出上述各物质的电子式: 略 。
解析 根据构成化合物的元素种类来判断离子化合物和共价化合物,含有活泼金属元素和铵根离子的化合物为离子化合物。
●例7
下列说法正确的是(D)
A. 离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力
B. 所有非金属原子之间都不可能形成离子键
C. 在化合物CaCl2中,两个氯离子之间也存在离子键
D. 钠原子与氯原子结合成氯化钠后体系能量降低
解析 A项,离子键为静电作用,既包括静电 ( http: / / www.21cnjy.com )引力还包括静电斥力。B项,铵根与非金属之间可形成离子键。C项,CaCl2中,两个氯离子不直接相邻,不存在化学键。
4. 分子间作用力
概念: 分子间存在的将分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力,又称为范德华力。
意义: 影响物质的熔沸点和溶解性等物理性质。
不同晶体的结构与性质
晶体类型 微 粒 作 用 熔沸点 物 质
离子晶体 阴,阳离子 离子键 较高 大部分盐,强碱,活泼金属氧化物
分子晶体 分子 分子间作用力 低 绝大多数非金属单质,非金属氧化物,含氧酸,气态氢化物,大部分有机物
原子晶体 原子 共价键 高 金刚石,晶体硅,二氧化硅
●例8
下列变化中,不需要破坏化学键的是(C)
A. 氯化氢溶于水 B. 加热氯酸钾使其分解
C. 碘升华 D. 氯化钠溶于水
解析 C项中破坏分子间作用力。
●例9
下列各组物质的晶体中,化学键类型和晶体类型都相同的是(C)
A. SO2和SiO2 B. NaCl和HCl
C. CO2和H2O D. CCl4和CaCl2
解析 C项中均为共价键、分子晶体。
同素异形和同分异构现象
1. 同素异形体: 同一种元素形成的不同单质。
常见的同素异形体: 碳元素: 金刚石、石墨、C60等;氧元素: O2、O3;磷元素: 红磷、白磷。
2. 同分异构现象: 化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构式的现象。
3. 同位素、同素异形体、同分异构体的比较:
同位素 同素异形体 同分异构体
研究对象 原子 单质 化合物分子
结 构 电子层结构相同,质子数相同,中子数不同 单质的组成和结构不同 不同
物理性质 不同 不同 不同
化学性质 相似 相似 不一定相同
判断规律 质子数相同、中子数不同的原子 同一元素的不同单质 分子式相同、结构不同
举 例 H(氕)、D(氘)、T(氚) O2与O3 正丁烷和异丁烷 乙醇和二甲醚
●例10
有下列五组物质: ① 35Cl 和37Cl ( http: / / www.21cnjy.com );② (CH3)2CHCH(CH3)2和(CH3)2CH(CH2)2CH3;③ 石墨和金刚石;④ C2H4和CH3(CH2)2CH=CH2;⑤液氯和氯气。
其中,(1) 属于同分异构体的是 ② ,(2) 属于同素异形体的是 ③ ,(3) 属于同位素的是 ① 。
●例11
最近科学家研究出一种新的分子,它具有类似足球的空心结构,分子式为12C60,下列有关说法正确的是(B)
A. 12C60是一种新型化合物
B. 12C60和石墨是碳的同素异形体
C. 12C60具有离子键
D. 12C60的摩尔质量是720
解析 12C60是一种单质,12C60内部为共价键,12C60的摩尔质量是720g·mol-1。
学 以 致 用 (见学生用书课堂本第14页)
1. 某元素X的气态氢化物的化学式为H2X,则X的最高价氧化物的水化物的化学式为(D)
A. H2XO3 B. HXO3 C. H3XO4 D. H2XO4
解析 X的气态氢化物的化学式为H2X,则X的最低化合价为-2价,所以最高价为+6价,最高价氧化物的水化物的化学式为H2XO4。
2. 某原子的K层电子数为a,L层电子数为a+b,M层电子数b,则元素为 S 。
解析 K层电子数为2,L层电子数为8=2+6,M层电子数6,S元素。
3. A元素的阴离子、B元素的 ( http: / / www.21cnjy.com )阴离子和C元素的阳离子具有相同的电子层结构。已知A的原子序数大于B的原子序数。则A、B、C三种离子半径大小的顺序是(A)
A. B>A>C B. C>A>B
C. A>B>C D. C>B>A
解析 原子序数C>A>B,电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小。
4. 下列各组顺序的排列不正确的是(A)
A. 原子半径: Na
C. 酸性强弱: H2SiO3
5. 下列元素的原子在形成不同物质时,既能形成离子键,又能形成共价键的是 (C)
A. K B. Ca C. Cl D. Ne
解析 金属元素原子一般形成离子键,稀有气体性质稳定。非金属元素原子既可形成离子键又可形成共价键。
6. 共价键、离子键、分子间作用力都是粒子间的作用力,含有以上两种作用力的晶体是(BD)
A. He B. CCl4 C. NaCl D. NaOH
解析 He只有分子间作用力;CCl4内有共价键、分子间作用力;NaOH含离子键、共价键;NaCl只有离子键。
趁热打铁,事半功倍,请同学们及时完成学生用书练习本第17~18页的练习。
学生用书练习本(第17~18页)
一、 选择题(1~5题只有一个选项符合题意,6~12题有1~2个选项符合题意)
1. 以下互为同位素的是(D)
A. 金刚石与石墨 B. D2与H2 C. CO与CO2 D. Cl与Cl
[解析] 同位素是指质子数相同而中子数不同的同种元素的不同种原子的互称;同素异形体是指同种元素形成的不同种单质。
2. ① 13Al3+、② 、③ ]-、④ F-四种微粒中,其核外电子数相同的是(C)
A. ①②③ B. ②③④ C. ①②④ D. ①③④
[解析] ③ 核外有18个电子,其余都只有10个电子。
3. 元素性质呈周期性变化的原因是(C)
A. 相对原子质量逐渐增大 B. 核电荷数逐渐增大
C. 核外电子排布呈周期性变化 D. 元素的化合价呈周期性变化
4. 超铀元素的发现是世界重大科技成果之一,它有力地支持了“稳定岛”假说,原子X的中子数与电子数之差为(B)
A. 0 B. 57 C. 118 D. 175
[解析] N=A-Z,原子是呈电中性的,核外电子数等于核内质子数。
5. 下列物质的分子中,不含共价键的是(A)
A. NaCl B. Cl2 C. HCl D. NaOH
[解析] B、C中只有共价键,D中既有共价键又有离子键。
6. 最近医学界通过放射性14C标记C60 ( http: / / www.21cnjy.com ),发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下通过断裂DNA杀死细胞,从而抑制艾滋病,则有关14C的叙述正确的是(B)
A. 与C60中普通碳原子的化学性质不同 B. 与O含有的中子数相同
C. 是C60的同素异形体 D. 与14N互为同位素
[解析] 某元素原子的化学性质是由最外层电子数决定的,同位素的对象是原子,而同素异形体的对象是单质。
7. 与氢氧根具有相同质子数和电子数的微粒是(AD)
A. F- B. Cl- C. NH3 D. N
[解析] OH-有9个质子、10个电子,与OH-有相同的质子数和电子数,即要有相同的电荷数。
8. 元素X的原子核外M电子层上有3个电子,元素Y2-的离子核外有18个电子,则这两种元素可形成的化合物为(B)
A. XY2 B. X2Y3 C. X3Y2 D. XY2
[解析] X是Al元素,呈+3价;Y是S元素,呈-2价。
9. 下列各物质中,所有原子都满足最外层为8电子结构的是(CD)
A. H2O B. NH3 C. Cl2 D. NaCl
10. 下列有关晶体的叙述中错误的是(C)
A. 离子晶体中,一定存在离子键 B. 原子晶体中,只存在共价键
C. 金属晶体的熔沸点均很高 D. 稀有气体的原子能形成分子晶体
[解析] 金属晶体的熔沸点差异很大,如W、Cr等很高,而Na、K很低,常温下,Hg呈液态了。
11. 下列各组顺序的排列不正确的是(A)
A. 原子半径: Na
C. 酸性强弱: H2SiO4
[解析] 某元素气态氢化物的稳定性、其最高价氧化物对应水化物的酸性与该元素的非金属性是一致的。
12. 科学家根据元素周期 ( http: / / www.21cnjy.com )律和原子结构理论预测,原子序数为114的元素属于第7周期ⅣA族, 称为类铅元素。下面关于它的原子结构和性质预测正确的是(AC)
A. 类铅元素原子的最外层电子数为4 B. 其常见价态为+2、+3、+4
C. 它的金属性比铅强 D. 它的原子半径比铅小
[解析] 同主族元素最外层电子数是相同的,从上到下原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强。
二、 非选择题
13. A、B、C、D、E ( http: / / www.21cnjy.com )五种元素,它们的质子数依次递增,但都小于18。A元素原子核外只有1个电子。B元素原子和C元素原子最外层电子数之差为2。B元素原子L层上的电子数为K层电子数的2倍。B、C、D三种元素可以形成化学式为D2BC3的化合物,其焰色反应为黄色。0.5mol E元素的单质与足量的酸反应有9.03×1023个电子发生转移。在E和C的化合物中,E的质量占52.94%,又已知E的原子核中有14个中子。
(1) 写出五种元素的名称:
A 氢 ,B 碳 ,C 氧 ,D 钠 ,E 铝 。
(2) 画出D原子结构示意图、E阳离子结构示意图: 、 。
(3) BC2的电子式为 ,BA4的结构式为 。
(4) 五种元素中原子半径最小的是 H ,金属性最强的是 Na 。(填元素符号)
14. 某元素R的原子最外层有5个电子,6.2g R的单质完全氧化后生成14.2g氧化物,R原子核内质子数比中子数少1个。试推断R元素的名称为 磷 ,元素符号为 P ,原子结构示意图为 。
15. 有2个单位正电荷的微粒X2+,其中A是137,中子数是81。那么该微粒的核电荷数是 56 ,核外电子数是 54 。
16. 下表是元素周期表的一部分,回答下列问题:
族周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1) 写出①、②两种元素的名称: 碳 , 氮 。
(2) 写出⑧、⑨两种元素的符号: Si , P 。
(3) 在这些元素中, Na (用元素符号填写,下同)是最活泼的金属元素, F 是最活泼的非金属元素, Ar 是最不活泼的元素。
(4) 这些元素的最高价氧化物对应的水化物中, HClO4 酸性最强, NaOH 碱性最强;能形成两性氢氧化物的元素是 Al 。
(5) 从⑤到的元素中, Cl 原子半径最小。
(6) 比较⑤与⑥的化学性质, Na 更活泼,试用实验证明。(简述操作、现象和结论)
分别将少量的Na和Mg投入到水中,发现Na能与水剧烈反应,说明Na更加活泼。
专题1测试卷(8开试卷第1~4页)
一、 选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 氮化硅(Si3N4)是一种新型的耐高温耐磨材料,在工业上有广泛的用途,它属于(A)
A. 原子晶体 B. 分子晶体 C. 金属晶体 D. 离子晶体
[解析] 耐高温、耐磨(硬度大)是原子晶体的性质。
( http: / / www.21cnjy.com )
2. 已知某主族元素的原子结构示意图如图,则这两种元素在周期表中的位置分别是(B)
A. 第4周期ⅡA族,第4周期ⅦA族
B. 第4周期ⅠA族,第5周期ⅦA族
C. 第4周期ⅡA族,第5周期ⅥA族
D. 第5周期ⅠA族,第5周期ⅦA族
[解析] 主族元素的周期数等于电子层数,主族序数等于最外层电子数。
3. 下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是(D)
A. 8个中子的碳原子的核素符号: 12C B. HF的电子式: H+]-
C. Cl-的结构示意图: D. CH4分子的比例模型: ( http: / / www.21cnjy.com )
[解析] 含8个中子的碳原子的质量数为6+8=14,其核素符号为C;HF为共价化合物,正确的电子式为;Cl原子核内有17个质子,其正确的离子结构示意图为。
4. 下列说法正确的是(C)
A. SiH4比CH4稳定
B. O2- 半径比F- 的小
C. Na和Cs属于ⅠA族元素,Cs失电子能力比Na的强
D. P和As属于ⅤA族元素,H3PO4酸性比H3AsO4的弱
[解析]
选 项 内容指向·联系分析 结 论
A 非金属性越强,气态氢化物越稳定,碳的非金属性比硅的强,所以CH4比SiH4稳定 错 误
B O2-和F-具有相同的电子层排布,核电荷数越大,原子核对外层电子的吸引力越强,原子半径越小,所以O2-半径比F-的大 错 误
C 同一主族元素,随着核电荷数的增加,电子层数越来越多,原子核对外层电子的吸引力越来越弱,失电子能力越来越强,金属性越来越强 正 确
D 非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,磷的非金属性比砷的强,所以H3PO4酸性比H3AsO4的强 错 误
5. 下列关于元素周期律和周期表的说法正确的是(B)
A. 目前发现的所有元素占据了周期表里全部位置,不可能再有新的元素被发现
B. 元素的性质随着原子序数的增加而呈周期性变化
C. 俄国化学家道尔顿为元素周期表的建立作出了巨大贡献
D. 同一主族的元素从上到下,金属性呈周期性变化
[解析] 在元素周期表中,同一主族的元素从上到下由于原子半径增大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,属于递变性变化而不是周期性变化。
6. 下列叙述中正确的是(C)
A. 除0族元素外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B. 除短周期外,其他周期均有18种元素
C. 副族元素中没有非金属元素
D. 碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
[解析] 本题考查元素周期表的结构。熟练掌握元素周期表的结构是解答本题的关键。
选 项 内容指向·联系分析 结 论
A F无+7价,O无+6价 错 误
B 第4、5周期有18种元素,第6周期有32种元素,第7周期若全部排满也应有32种元素 错 误
C 副族和Ⅷ族元素全部是金属元素,又叫过渡金属 正 确
D ⅠA族的H元素,不属于碱金属元素 错 误
7. X、Y、Z是原子序数依次递增 ( http: / / www.21cnjy.com )的三种短周期元素。X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍,Y和Z可以形成两种以上气态化合物。则下列说法一定正确的是(C)
A. 其中有硫元素 B. 其中有金属元素
C. 这三种元素能够组成盐 D. 这三种元素均位于不同周期
[解析] 根据X原子的电子层数与它的核外 ( http: / / www.21cnjy.com )电子总数相同可推断X为氢元素,根据Z原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍可推断Z为氧元素,根据X、Y、Z原子序数依次递增、Y和Z可以形成两种以上气态化合物,可推断Y、Z同在第2周期,D选项错误;Y应为氮元素,三种元素能够组成硝酸铵(铵盐是唯一的全部由非金属元素组成的盐),C选项正确。
8. 根据元素周期表和元素周期律,判断下列有关描述正确的是(D)
A. 碱金属元素中,金属活泼性最强的是Li
B. 第3周期元素中,原子半径最大的是Cl
C. 短周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是H2SO4
D. 所有元素的气态氢化物中,最稳定的是HF
[解析] 碱金属元素随着原子序数的 ( http: / / www.21cnjy.com )递增,金属性逐渐增强,所以Fr是元素周期表中最活泼的金属;同一周期的元素中,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,所以在第3周期元素中,原子半径最大的是Na;在最高价氧化物对应的水化物中,HClO4的酸性最强;氟元素的非金属性最强,其气态氢化物HF最稳定。
9. 下列各组给定原子序数的元素,不能形成原子数之比为1∶1稳定化合物的是(D)
A. 3和17 B. 1和8 C. 1和6 D. 7和12
[解析] 本题考查原子序数、原子结 ( http: / / www.21cnjy.com )构与物质构成的关系。应先根据已知的原子序数确定对应的元素,然后将具体元素代入后再判断。各选项对应的元素和构成符合要求的化合物依次是:
选 项 A B C D
对应元素 Li和Cl H和O H和C N和Mg
化学式 LiCl H2O2 C6H6、C2H2等 Mg3N2
结 论 不符合 不符合 不符合 符 合
10. 下列关于元素周期表的叙述,不正确的是(B)
A. ⅡA族中无非金属元素 B. Ⅷ族中所含元素种类最多
C. 0族中无金属元素 D. 金属元素的种类比非金属元素多
[解析] ⅢB族包含镧系元素和锕系元素,共32种元素,而Ⅷ族中所含元素只有12种。
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11. 右图中a、b、c、d、e为周期表前4周期的一部分元素,有关叙述正确的是(D)
A. b元素除0价外,只有一种化合价
B. c元素只能形成一种氢化物且很不稳定
C. d元素是五种元素中原子半径最小的一种
D. e元素最高价氧化物的水化物和不同量的氢氧化钠溶液反应,可能生成三种盐
[解析] 本题易误选B,c元 ( http: / / www.21cnjy.com )素为硅,硅形成的化合物与碳相似,除了同学们熟悉的甲硅烷(SiH4)外,还有一系列不稳定的化合物硅烷(SinH2n+2)等。
12. 下列说法中正确的是(A)
A. 离子化合物中可以含有共价键,但共价化合物中一定不含离子键
B. 含有共价键的物质一定是共价化合物
C. 分子中一定含有化学键
D. 含有金属元素的离子一定是阳离子
[解析] 含有离子键的化合物就是 ( http: / / www.21cnjy.com )离子化合物是正确的,而只含共价键的化合物才能是共价化合物,也就是说,共价化合物中一定不含离子键;同样可以理解为,一旦含了离子键就绝不是共价化合物了,所以A正确。多原子的非金属的单质中也有共价键,所以B错误。稀有气体分子中不存在化学键,C错误。有些酸根阴离子中含有金属元素,如Mn,故D错误。
13. 共价键、离子键、金属键、分子间作用力都是微粒间的作用力,含有以上两种作用力的晶体是(B)
A. SiO2 B. CCl4 C. NaCl D. 金刚石
[解析] SiO2只含共价键,NaCl只含离子键,金刚石只含共价键,而CCl4是分子晶体,含共价键和分子间作用力。
14. 已知A、B、C、D的原子序数都不超过18,它们的离子a 、b 、c 、d 均具有相同的电子层结构,则下列叙述正确的是(D)
A. 原子序数: a>b>c>d B. 离子半径: >Bn+>C(n+1)->Dn-
C. 离子还原性: A(n+1)+>Bn+;离子氧化性: C(n+1)->Dn- D. 单质还原性: B>A;单质氧化性: D>C
[解析] A、B、C、D的简单离子具 ( http: / / www.21cnjy.com )有相同的电子层结构,故有如下关系: a-(n+1)=b-n=c+(n+1)=d+n,即a>b>d>c,A项错;原子序数越大,离子半径越小,故离子半径为A(n+1)+
15. X、 Y都是短周期元素,X原 ( http: / / www.21cnjy.com )子最外层只有一个电子,Y元素的最高正价与最低负价的代数和为6,X和Y两元素形成的化合物为R,则下列关于R的叙述正确的是(C)
A. R 一定是共价化合物 B. R一定是离子化合物
C. R可能是共价化合物,也可能是离子化合物 D. R一定是固态物质
[解析] Y元素的最高正价与最低负 ( http: / / www.21cnjy.com )价的代数和为6,Y为Cl元素,X可能为金属元素也可能是非金属元素,所以R可能是共价化合物也可能是离子化合物。
二、 非选择题(本题包括4个小题,共55分)
16. (13分)元素周期表是学习化学的重要工具,它包含许多信息和规律。下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价:
元素代号 L M X R T
原子半径/nm 0.160 0.143 0.102 0.089 0.074
主要化合价 +2 +3 +6、-2 +2 -2
(1) 用元素代号标出它们在元素周期表中的对应位置:
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
(2) 在上面的元素周期表中,用斜线标出通常寻找催化剂材料的区域。
(3) 五种元素中非金属性最强的是 O (填元素符号),T、X形成的化合物为 SO2、SO3 (填化学式)。
(4) 证明L元素与M元素在性质上有明显不同的离子方程式为 2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑ 。
[解析] 化合价相似的元素处于同一主 ( http: / / www.21cnjy.com )族,同一主族的元素的原子半径从上到下逐渐增大,同一周期的元素的原子半径从左到右逐渐减小,据此可以判断出它们分别属于什么元素,即可获得答案。
(1) L和R都属于ⅡA族元素,M ( http: / / www.21cnjy.com )g的原子半径比Be的大,所以L为Mg,R为Be;X和T都属于ⅥA族元素,S的原子半径比O的大,所以X为S,T为O;M属于ⅢA族元素,可能为B或Al,又因为Al的原子半径比X(S)的大,而B的原子半径比X(S)的小,所以M应该为Al。 (2) 通常在元素周期表中过渡元素中寻找催化剂材料。 (3) 元素周期表右上角的元素非金属性最强,所以这五种元素中,O元素的非金属性最强。它与硫元素可以形成SO2、SO3两种化合物。 (4) Mg和Al都是活泼的金属元素,都能够和非氧化性酸反应生成氢气,但是Al还能够和强碱溶液反应生成氢气。
17. (12分)实验室通过简单的“试管实验”,即可探索元素的金属性、非金属性的强弱,请你选用下列试剂,根据实验要求完成下表。
试剂: 镁条、铝条、氯水、AlCl3溶液、MgCl2溶液、NaBr溶液、氢硫酸、水、NaOH溶液。
实验方案(只要求填写选用试剂) ① ②
AlCl3溶液、MgCl2溶液、NaOH溶液 氢硫酸、氯水(或NaBr溶液、氯水)
实验现象 一支试管中有白色沉淀,另一支试管中先生成白色沉淀,后白色沉淀消失 有黄色沉淀生成(或溶液由浅黄色变成黄色)
续 表
有关反应的离子方程式 Al3++3OH-Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-Al+2H2O(或Al3++4OH-Al+2H2O)Mg2++2OH-Mg(OH)2↓ H2S+Cl2S↓+2Cl-+2H+(或2Br-+Cl2Br2+2Cl-)
结论 金属性: Mg>Al 非金属性: Cl>S(或Cl>Br)
[解析] 判断元素金属性强弱的依据: ① 金属与水(或酸)反应的难易程度;② 金属单质间的置换反应;③ 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。判断元素非金属性强弱的依据: ① 非金属单质与氢气化合的难易程度及氢化物的稳定性;② 非金属单质间的置换反应;③ 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。Mg(OH)2不能溶于NaOH溶液而Al(OH)3能溶于NaOH溶液,说明Mg(OH)2的碱性比Al(OH)3的强,所以金属性: Mg>Al。氧化性强的非金属能够把氧化性弱的非金属从它们的某些化合物中置换出来,因为反应H2S+Cl22HCl+S↓、Cl2+2NaBr2NaCl+Br2能够发生,所以非金属性: Cl>S、Cl>Br。
18. (20分)下表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑧号元素,完成下列有关问题。
主族周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③
3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
(1) 在这些元素中,化学性质最不活泼的原子的原子结构示意图为 。
(2) ③⑤⑦元素原子形成简单离子的离子半径由大到小的顺序是 Cl->F->Al3+ (填离子符号)。
(3) 某元素二价阳离子的核外有10个电子,该元素是 镁 (填元素名称)。
(4) 在这些元素形成的氧化物中,不溶于水,但既能与强酸反应又能与强碱溶液反应的是 Al2O3 (填化学式)。
(5) 这些元素形成的单质中,可用于制造晶体管、集成电路等电子元件的是 Si (填元素符号);它的氧化物可与焦炭反应生成它的单质的化学方程式为 SiO2+2CSi+2CO↑ 。
(6) ④的单质与水反应的化学方程式是 (并标出电子转移的方向与数目)。
(7) ⑦元素的单质常温下的颜色是 黄绿色 ,用电子式表示⑦元素的氢化物形成过程: H× 。
(8) 已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素①与⑤的氢氧化物有相似的性质,写出元素①的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式: Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O 。
[解析] 首先判断每个数字所代表的元素,将元素符号填入下表,然后再根据题目要求做答。
主族周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 Be N F
3 Na Al Si Cl Ar
(1) 化学性质最不活泼的原子是Ar。
(2) Cl- 和F- ( http: / / www.21cnjy.com )是同一主族元素形成的离子,原子序数越大,半径越大;Al3+ 和F- 具有相同的电子层排布,原子序数越大,半径越小。所以离子半径由大到小的顺序是Cl->F->Al3+。
(3) 二价阳离子的核外有10个电子,说明失去2个电子后剩余10个电子,所以该原子有12个电子,该元素是镁元素。
(4) Al2O3是两性氧化物,既能与强酸反应又能与强碱溶液反应。
(5) 单质硅是一种优良的半导体材料,可用于制造晶体管、集成电路等电子元件;工业上制粗硅的反应为SiO2+2CSi+2CO↑。
(8) 类比Al(OH)3与NaOH溶液的反应Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O,所以Be(OH)2与NaOH溶液反应的化学方程式为Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O。
19. (10分)已知X、 ( http: / / www.21cnjy.com ) Y、 Z、 W四种元素位于周期表中三个不同周期,且均为短周期元素,原子序数依次增大。X、 W同主族,Y、 Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、 Z原子最外层电子数之和。Y元素的氢化物分子中有3个共价键。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。试推断:
(1) X、 Y、 Z、 W四种元素的符号: X. H 、Y. N 、 Z. O 、 W. Na 。
(2) 由以上元素中的两种元素组成的能溶于水且水溶液显碱性的化合物的电子式为 H 。
(3) 由X、 Y、 Z所形成的离子化合物是 NH4NO3 ,它与W的最高价氧化物的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式是 N+OH-NH3↑+H2O 。
[解析] 本题考查考生对核外电子排布规律及元素周期表的理解。(1) 分析题干时,了解到X、Y、Z、W在元素周期表中的关系及它们的结构特点,因此,Y、Z的原子结构特点是解题的切入点。根据Z的核外电子排布和Y的氢化物成键特点,就可以推出Y、Z是什么元素,从而推出X、W,得出结论。根据Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,可知Z的原子结构为,则Z为O。Y元素的氢化物分子中有3个共价键,即化学式为YH3,Y的负价为-3价,Y为ⅤA族元素,Y与Z同周期且相邻,所以Y是N。因为W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和,所以W的质子数为5+6=11,即W是Na。因W、X同主族且X原子序数小于Y,又因X、Y、Z、W位于三个不同周期,则X位于第1周期,所以X是H。
(2) 以上元素中的两种元素组成的能溶于水且水溶液呈碱性的化合物是NH3,其电子式为H。
(3) X、Y、Z所形成的离子化合物是NH4NO3,W的最高价氧化物的水化物是NaOH,NH4NO3与NaOH反应的离子方程式为N+OH-NH3↑+H2O。