专题5 整 合 提 升 学案（含解析） 2023-2024学年高一化学苏教版（2020）必修第一册

专题5 整 合 提 升
【知识整合】
主题一　元素金属性、非金属性的强弱判断
例1　下列可以说明硫元素的非金属性比氯元素的非金属性弱的是(　　)。
①HCl的溶解度比H2S的大　②HClO的氧化性比H2SO4的强　③HClO4的酸性比H2SO4的强　④HCl比H2S稳定　⑤氯原子最外层有7个电子,硫原子最外层有6个电子　⑥Cl2能与铁反应生成FeCl3,硫与铁反应生成FeS　⑦Cl2可以从H2S溶液中置换出S　⑧同浓度的HCl和H2S的水溶液,前者酸性强　⑨HCl(或Cl-)还原性比H2S(或S2-)弱
　　A.③④⑤⑥⑦⑨ B.③④⑥⑦⑧ C.①②⑤⑥⑦⑨ D.③④⑥⑦⑨
【答案】D
【解析】①溶解度与元素的非金属性没有直接关系;②应该用最高价氧化物对应水化物的酸性来比较元素非金属性的强弱;⑤元素原子得电子能力的强弱不仅与原子最外层电子数有关,还与电子层数等有关,最外层电子数少的原子得电子能力不一定比最外层电子数多的原子弱;⑧不能根据无氧酸的酸性强弱比较元素非金属性的强弱。判断依据:最高价氧化物对应水化物的酸性强弱、气态氢化物的稳定性、非金属单质的氧化性或其对应阴离子的还原性能说明元素非金属性的强弱;不同非金属单质与同一种变价金属反应后金属价态越高,非金属元素原子得电子能力越强,元素的非金属性越强。
思维模型
从元素单质及其化合物的性质比较元素的金属性和非金属性
趁热打铁1　下列事实与推论相符的是(　　)。
选项 实验事实 推论
A H2O的沸点比H2S的沸点高 非金属性:O>S
B 盐酸的酸性比H2SO3的酸性强 非金属性:Cl>S
C 钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈 金属性:Na>K
D HF的热稳定性比HCl的强 非金属性:F>Cl
　　【答案】D
【解析】常温下H2O是液体,H2S是气体,沸点:H2O>H2S,但沸点高低是物理性质,与元素的非金属性强弱无关,A项错误;盐酸是无氧酸,H2SO3不是最高价含氧酸,即两者都不属于最高价氧化物对应的水化物,虽然盐酸比H2SO3酸性强,但是也不能证明非金属性:Cl>S,B项错误;元素的金属性越强,其单质与水或酸发生反应产生氢气就越容易,钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈,则金属性:K>Na,C项错误;元素的非金属性越强,其相应氢化物的热稳定性越强,热稳定性:HF>HCl,则非金属性:F>Cl,D项正确。
主题二　“位、构、性”的关系
例2　部分短周期元素的原子半径及主要化合价如下,根据表中信息,判断以下叙述正确的是(　　)。
元素代号 L M Q R T
原子半径/nm 0.160 0.143 0.112 0.104 0.066
主要化合价 +2 +3 +2 +6、-2 -2
　　A.气态氢化物的稳定性为H2TB.单质与稀盐酸反应的剧烈程度为LC.M3+是所在周期中半径最小的离子
D.L2+与R2-的核外电子数相等
【答案】C
【解析】短周期元素,T、R都有-2价,处于ⅥA族,T只有-2价,则T为O元素,R为S元素。L、Q都有+2价,处于ⅡA族,原子半径:L>Q,则L为Mg元素,Q为Be元素。M有+3价,处于ⅢA族,M的原子半径介于L、R之间,则M为Al元素;L2+为Mg2+,R2-为S2-,据此分析核外电子数。金属性越强,则其单质与酸反应越快;非金属性:O>S,元素的非金属性越强,对应的气态氢化物越稳定,即H2T>H2R,A项错误;金属性:Mg>Be,则Mg与稀盐酸反应比Be剧烈,B项错误;电子层数相同时,核电荷数越大,简单离子半径越小,则Al3+是所在周期中半径最小的离子,C项正确;L2+的核外电子数为12-2=10,R2-的核外电子数为16-(-2)=18,二者核外电子数不相等,D项错误。
思维模型
灵活应用元素的“位、构、性”关系答题
元素的“位、构、性”即元素的位置、原子结构、元素的性质。三个“量”中知一可推其二。
趁热打铁2　X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素。Y、Z同周期且相邻,X、W同主族且与Y处于不同周期,Y、Z原子的电子数总和与X、W原子的电子数总和之比为5∶4。下列说法正确的是(　　)。
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.Y的气态氢化物的热稳定性比Z的强
C.由X、Z组成的化合物与由Z、W组成的化合物只能发生化合反应
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物可以是酸、碱或盐
【答案】D
【解析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,X、W同主族且与Y处于不同周期,则X为ⅠA族元素,X为H元素。W是第三周期元素,为Na元素;Y、Z同周期且相邻,且不与X、W同周期,则二者位于第二周期,Y、Z原子的电子数总和与X、W原子的电子数总和之比为5∶4,则Y为N元素,Z为O元素。电子层越多,原子半径越大,电子层相同时,核电荷数越大,原子半径越小,则原子半径大小为r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X),A项错误;Y为N,Z为O元素,N的非金属性弱于O,则气态氢化物的稳定性:NH3主题三　元素推断题的突破口
例3　短周期的三种元素X、Y、Z,原子序数依次减小,原子核外电子层数之和是5。X原子最外电子层上的电子数是Y和Z两原子最外电子层上的电子数的总和;Y原子的最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍,X和Z可以形成化合物XZ3。请回答下列问题:
(1)写出下列元素的名称:X　　　　,Y　　　　,Z　　　　。
(2)XZ3的分子式是　　　　。
(3)分别写出X、Y最高价含氧酸的分子式:　　　　。
【答案】(1)氮　碳　氢　(2)NH3　(3)HNO3、H2CO3
【解析】由Y入手进行推断,Y原子的最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍,可推断Y为C,不可能是S(S为3个电子层,若为S,另外两种元素只可能为H,与题意不符)。从“X原子最外层上的电子数是Y和Z两原子最外层上的电子数的总和”以及“X和Z可以形成化合物XZ3”,可以确定X是氮元素,Z是氢元素。
思维模型
1.以微粒的结构特征为突破口
元素原子结构方面的特殊性(短周期元素):
1 原子核中没有中子的原子 H
2 原子的最外层电子数与核外电子层数相同 H、Be、Al
3 各电子层上的电子数均满足2n2 He、Ne
4 电子总数是最外层电子数的2倍 Be
5 最外层电子数与最内层电子数相等 Be、Mg
6 最外层电子数与次外层电子数相等 Be、Ar
7 最外层电子数是次外层电子数的2倍 C
8 最外层电子数是次外层电子数的一半 Li、Si
2.以元素的位置特征为突破口
短周期元素位置方面的特殊性:
1 主族序数等于周期数 H、Be、Al
2 主族序数等于周期数的2倍 C、S
3 主族序数等于周期数的3倍 O
4 周期数等于主族序数的2倍 Li
5 周期数等于主族序数的3倍 Na
6 最高正化合价与最低负化合价之和为0 H、C、Si
7 原子半径最大的短周期元素 Na
8 原子半径最小的元素 H
　　趁热打铁3　A、B、D、E、F为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B单质在D单质中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E+与D2-具有相同的电子数。A单质在F单质中燃烧,产物溶于水得到一种强酸。用相应的化学用语回答下列问题:
(1)F在周期表中的位置是　　　　　　　　,E2D2的电子式为　　　　。
(2)AFD的结构式为　　　　,BD2的电子式为　　　　。
(3)元素D、E、F形成的简单离子的半径由大到小的顺序为　　　　(用离子符号表示)。
(4)写出E与D形成的既含离子键又含共价键的化合物与水反应的化学方程式:　。
【答案】(1)第三周期ⅦA族
Na+]2-Na+
(2)H—O—Cl
(3)Cl->O2->Na+
(4)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
【解析】若A位于第一周期,则A为氢,若A位于第二周期,则A为铍,与A是非金属元素冲突,若A位于第三周期,则A为铝,也与A是非金属元素冲突,因此A只能是氢;若B处于第二周期,B为碳,若B处于第三周期,B为硫,但若B为硫,后面几种元素不可能都位于短周期,因此B只能为碳;结合D的描述,D为氧,BD2为CO2;E为钠元素;F和氢的反应产物溶于水是一种强酸,则F只能是氯,与氢的反应产物是HCl。
(1)F是氯,氯位于第三周期ⅦA族;E2D2即过氧化钠,电子式为Na+]2-Na+。
(2)AFD即次氯酸,次氯酸的结构式为H—O—Cl,BD2即CO2,CO2的电子式为。
(3)Cl-有三层电子,而Na+、O2-只有两层电子,因此Cl-半径最大,Na+和O2-结构相同,简单离子结构相同时,原子序数越小的离子半径越大,因此半径:Cl->O2->Na+。
(4)E和D形成的既含离子键又含共价键的化合物为Na2O2,Na2O2和水反应的化学方程式:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。
主题四　物质变化过程中化学键的变化
例4　试分析下列各种情况下粒子间作用力的变化情况(填“离子键”、“共价键”或“分子间作用力”)。
(1)NaCl溶于水时破坏　　　　。
(2)HCl溶于水时破坏　　　　。
(3)SO2溶于水时破坏　　　　。
(4)酒精溶于水时破坏　　　　。
(5)NaOH和HCl反应时形成　　　　和　　　　。
(6)反应2H2+O22H2O中,被破坏的是　　　　,形成的是　　　　。
　　(7)CaCl2和Na2CO3反应时,被破坏的化学键有　　　　;形成的化学键有　　　　。
(8)Na2O熔化时被破坏的是　　　　。
【答案】(1)离子键　(2)共价键　(3)共价键　(4)分子间作用力　(5)离子键　共价键　(6)共价键　共价键
(7)离子键　离子键　(8)离子键
【解析】NaCl、HCl、SO2中分别含有离子键、共价键、共价键,溶于水时相应的化学键被破坏;酒精溶于水时只破坏分子间作用力;可解决(1)(2)(3)(4);而(5)(6)(7),根据各物质中的化学键类型判断即可;(8)中Na2O是离子化合物,熔化时破坏离子键。
思维模型
物质变化过程中的化学键变化
(1)物质发生化学变化必然有化学键的变化,物质状态发生变化可能有化学键变化,也可能有分子间作用力的变化。如NaCl熔化时离子键被破坏,冰融化时分子间作用力被破坏。
(2)分子间作用力只存在于由分子构成的物质中,离子化合物中无分子间作用力。
(3)稀有气体中无化学键,只存在分子间作用力。
(4)物质发生化学变化时,一定有反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。
(5)由分子构成的物质发生三态变化时,克服的是分子间作用力,无化学键被破坏。
(6)离子晶体熔化时破坏离子键;共价晶体熔化时破坏共价键;分子晶体熔化时破坏分子间作用力。
趁热打铁4　下列每组物质发生转化所克服的粒子间的相互作用属于同种类型的是(　　)。
A.碘和干冰升华
B.氯化钠的熔化与冰的融化
C.氯化氢和酒精溶于水
D.CO2气体通入澄清石灰水
【答案】A
【解析】碘和干冰升华时克服的作用力都是分子间作用力,A项正确;NaCl熔化时克服的作用力是离子键,冰融化时克服的作用力是分子间作用力,B项错误;氯化氢溶于水克服的作用力是共价键,酒精溶于水克服的作用力是分子间作用力,C项错误;CO2气体通入澄清石灰水,CO2克服的作用力是共价键,Ca(OH)2克服的作用力是离子键,D项错误。
　　主题五　晶体熔、沸点的比较
例5　SiCl4的分子结构与CCl4类似,对其做出如下推测,其中错误的是(　　)。
A.SiCl4晶体是分子晶体
B.常温常压下SiCl4是气体
C.SiCl4分子内原子以共价键结合
D.SiCl4熔点高于CCl4
【答案】B
【解析】SiCl4与CCl4结构相似,CCl4属于分子晶体,则SiCl4晶体是分子晶体,A项正确;SiCl4与CCl4结构相似,都可以形成分子晶体,前者相对分子质量较大,故其分子间作用力较大,常温常压下CCl4是液体,故SiCl4是液体,B项错误;每个SiCl4分子由1个Si原子和4个Cl原子以共价键结合而成,C项正确;分子晶体的相对分子质量越大,熔点越高,则SiCl4熔点高于CCl4,D项正确。
思维模型
(1)四种晶体的熔、沸点高低的比较:共价晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体熔点差别较大。
(2)分子晶体:物质的稳定性与物质的熔、沸点无关,因为物质的稳定性与化学键有关,而物质的熔、沸点与微粒间作用力有关。
(3)共价晶体熔、沸点与化学键有关。
趁热打铁5　下列物质的熔、沸点高低顺序中,排列正确的是(　　)。
A.金刚石>晶体硅>二氧化硅>碳化硅
B.CI4>CBr4>CCl4>CF4
C.MgO>O2>N2>H2O
D.金刚石>生铁>纯铁>钠
【答案】B
【解析】A项中同属共价晶体,熔沸点高低主要看共价键强弱,显然晶体硅<碳化硅,A项错误;B项中都是组成结构相似的分子晶体,熔、沸点高低取决于相对分子质量的大小,B项正确;C项中水在常温下是液体,很明显H2O>O2>N2,C项错误;D项中生铁为铁合金,熔点低于纯铁,D项错误。
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