第3讲三基本理论

三、基本理论物质结构元素周期律一、原子的构成1．在6Li、7Li、23Na、24Mg、14C、14N6种微粒中，包含5种元素，6种核素，其中互为同位素的是6Li、7Li，中子数相等的核素是23Na、24Mg。3．原子最外层电子数是次外层电子数2倍、3倍的元素分别是C和O。二、元素周期表结构及应用1．用实线画出元素周期表的边界、非金属与金属的分界线，在边界的上方、左方分别注明族和周期，并填写Na、Fe、Se、Ne、Si、Br的位置。答案2．根据上述六种元素，回答下列问题。(1)属于短周期元素的是Na、Ne、Si，属于长周期元素的是Fe、Se、Br。(2)属于主族元素的是Na、Se、Si、Br，属于过渡元素的是Fe。(3)Na的原子序数比同主族下一周期元素的原子序数小8；Br的原子序数比同主族上一周期元素的原子序数大18。(4)能作半导体材料的是Si。3．对角线规则Li与Mg，Be与Al，B与Si这三对元素在周期表中处于对角线位置，性质相似。4．几种特殊原子序数关系(1)三角相邻关系：7N＋8O＝15P；1H＋11Na＝12Mg。(2)同主族2倍关系：16O＝2×8O；1H＋23Na＝8O＋16S。三、元素性质的递变规律1．同主族元素性质的递变规律(1)对于元素Na、K。金属性：NaK；单质与水反应的剧烈程度：NaK；最高价氧化物对应水化物的碱性：NaOHKOH。(2)对于元素Cl、Br。非金属性：ClBr；氢化物稳定性：HClHBr；最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4HBrO4。(3)试比较沸点高低。H2OH2SPH3＜NH3HFHClCH4SiH42．同周期元素性质的递变规律现有元素：Na、Mg、Al、S、Cl。(1)五种元素的原子半径由大到小的顺序为NaMgAlSCl，其简单离子的半径由大到小的顺序为S2－Cl－Na＋Mg2＋Al3＋。(2)Na、Mg、Al单质置换水或酸中的氢，由易到难的顺序为Na、Mg、Al；最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOHMg(OH)2Al(OH)3。(3)S、Cl2与氢气化合时，由易到难的顺序为Cl2、S，气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HClH2S，最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HClO4H2SO4。3．(1)下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子强的是________________。①HCl的溶解度比H2S大②HCl的酸性比H2S强③HCl的稳定性比H2S大④HCl的还原性比H2S弱⑤HClO4的酸性比H2SO4强⑥Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS⑦Cl2能与H2S反应生成S⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧⑨还原性：Cl－＜S2－(2)有三种金属元素A、B、C，在相同条件下，B的最高价氧化物的水化物的碱性比A的最高价氧化物的水化物的碱性强；若将A、C相连后投入稀硫酸中，发现C表面有明显气泡产生。则这三种金属元素的原子失电子能力由强到弱的顺序是___________。③④⑤⑥⑦⑧⑨B＞A＞C四、化学键1．对于下列物质：①NaOH、②Na2O2、③Cl2、④NaCl、⑤C2H6、⑥H2O、⑦H2O2、⑧AlCl3、⑨Ar、⑩NH4Cl、⑪Cu、⑫CO2。(1)只含离子键的有④。(2)只含共价键的有③⑤⑥⑦⑧⑫。(3)既含离子键又含共价键的有①②⑩。(4)不含化学键的有⑨。(5)含有金属键的有⑪。(6)属于离子化合物的是①②④⑩。(7)属于共价化合物的是⑤⑥⑦⑧⑫。AB原子结构部分1．原子都是由质子、中子和电子组成()2．电子云就是电子运动的轨迹()3．最外电子层容纳的电子数最多一定为8个()4．同位素的不同核素所构成的单质及其化合物物理性质不同，而化学性质几乎完全相同()5．在天然存在的各种元素中，无论是游离态还是化合态，各种核素所占的原子百分比一般是不变的()答案1.×2.×3.×4.√5.√6．H2和D3互为同素异形体()7．H2、D2和T2互为同位素()8．在电子云示意图中，小黑点密集区表示电子在核外空间单位体积内电子出现的机会多()9．14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等()10．13C与C60互为同素异形体()11．质子数和电子数相等的粒子一定是原子()12．通过化学变化可以实现16O与18O的相互转化()13．标准状况下，1.12L16O2和1.12L18O2含有相同数目的氧原子()答案6.×7.×8.√9.√10.×11.×12.×13.√14．D216O中，质量数之和为质子数之和的二倍()15．同温、同压、同体积的12C18O和14N2，质子数相等，质量不等()16．若两种微粒的质子数和核外电子数均相同，则它们可能是两种不同元素的原子和离子()17．凡是单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布()18．两种原子，若核外电子排布相同，则一定属于同种元素()19．不存在两种质子数和电子数完全相同的阳离子和阴离子()20．在化学变化中，质子不会发生变化()答案14.√15．√16.×17.×18.√19.√20.√元素周期律和元素周期表部分1．最外层为1个或2个电子的原子对应元素肯定在ⅠA族或ⅡA族()2．元素的最高化合价等于最外层电子数()3．最外层有5个电子的原子对应的元素肯定是非金属元素()4．元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化()5．主族序数＝最外层电子数()6．元素金属性越强，对应单质的还原性越强；元素非金属性越强，对应单质的氧化性越强()答案1.×2.×3.×4.√5.√6.×7．最外层电子数大于或等于3的元素一定是主族元素()8．碱金属元素是指IA族的所有元素()9．副族元素中没有非金属元素()10．HF，HCl，HBr，HI的热稳定性和还原性依次增强()11．第三周期元素的最高化合价等于它所在的主族序数()12．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性()13．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构()答案7.×8．×9.√10.×11.√12.×13.×14．同一主族的元素，原子半径越大，其单质的熔点一定越高()15．同一周期元素的原子，半径越小越容易失去电子()16．同一主族元素的氢化物，相对分子质量越大，沸点一定越高()17．稀有气体元素原子序数越大，其单质的沸点一定越高()18．ⅠA族元素的金属性一定比ⅡA族元素的强()19．按照元素周期表的排布规律，非金属元素最多有23种()答案14.×15．×16.×17.√18.×19.√20．元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素全部都是金属元素()21．原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数()22．所有主族元素的原子，都能形成单原子离子()23．同一短周期元素的离子半径从左到右一定增大()24．同一主族的两种元素原子序数之差可能为16()25．金属元素的最外层电子数不一定小于4()26．元素性质呈周期性变化的原因是核外电子排布呈周期性变化()27．所含元素超过18种的周期是第六周期和第七周期()答案20.√21.×22.×23.×24.√25.√26.√27.√分子结构部分1．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力()2．C60固态时为原子晶体()3．离子化合物的熔点一定比共价化合物的高()4．同一主族不同元素的最高价氧化物，晶体结构一定相同()5．离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中可能含有离子键()6．由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物()答案1.×2.×3.×4.×5.×6.×7．由金属元素和非金属元素组成的化合物一定是离子化合物()8．以共价键形成的单质中只存在非极性键，以共价键形成的化合物中只存在极性键()9．含有离子键的化合物一定是离子化合物，含有共价键的化合物必定是共价化合物()10．氢键是一种特殊的化学键()11．含有极性键的分子一定是极性分子，含有非极性键的分子一定是非极性分子()答案7.×8．×9.×10.×11.×12．极性分子一定含有极性键()13．非极性分子一定含有非极性键()14．结构和组成相似的分子，相对分子质量越大，熔、沸点一定越高()15．共价化合物中一定没有离子键()16．所有分子都含共价键()17．单质中一定含有非极性键()18．两种原子形成的共价键一定是极性共价键()答案12.×13.×14.×15．√16.×17.×18.×19．稀有气体形成的晶体无化学键，只有分子间的作用力()20．非极性键只存在于双原子单质分子中()21．非金属性越强，对应氢化物的酸性越强()答案19.√20.×21.×反应热与电化学一、吸热反应和放热反应有下列变化：①H2在Cl2中燃烧②碳酸钙分解③铝热反应④酸碱中和反应⑤缓慢氧化⑥Na2CO3水解⑦NaOH固体溶于水⑧铁和稀H2SO4反应⑨Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应⑩工业合成氨1．属于放热反应的有：①③④⑤⑧⑩，这些反应的进行，实现了化学能向热能的转变。2．属于吸热反应的有：②⑥⑨，这些反应的进行，实现了热能向化学能的转变。二、反应热下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质H2(g)O2(g)H2O(g)能量4364969261.反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)是放热(填“吸热”或“放热”)反应，这说明2molH2(g)和1molO2(g)具有的能量比2molH2O(g)具有的能量高(填“高”或“低”)。断裂反应物中化学键吸收的能量小于(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键放出的能量。2．请用图示表示出2molH2(g)与1molO2(g)生成2molH2O(g)的反应过程。答案3．根据表中数据，写出H2(g)与O2(g)完全反应生成H2O(g)的热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－484kJ·mol－1。4．若已知：H2O(g)===H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1，则表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1。三、反应热的计算1．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题：(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应________(填“需要”或“不需要”)加热，该反应的ΔH＝________(用含E1、E2的代数式表示)。(2)已知热化学方程式：H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1，该反应的活化能为167.2kJ·mol－1，则其逆反应的活化能为____________。解析(1)据图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为ΔH＝－(E1－E2)；由于反应物的总能量低于活化分子的最低能量，因此反应需要加热。(2)由题图可知，在反应H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1中，活化分子的最高能量比反应物分子的能量高167.2kJ·mol－1，该反应是放热反应，反应物分子的能量又比生成物分子的能量高241.8kJ·mol－1，因此逆反应的活化能为(241.8＋167.2)kJ·mol－1＝409.0kJ·mol－1。答案(1)放热需要－(E1－E2)(2)409.0kJ·mol－12．已知：A．CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1B．H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式___________________________________________。答案CH3OH(g)＋32O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－280.9