2019-2020学年高中化学 专题1 微观结构与物质的多样性 第一单元 原子核外电子排布与元素周期

专题1微观结构与物质的多样性利用“位—构—性”关系推断元素第一步：明确关系专题1微观结构与物质的多样性第二步：确定思路根据原子结构及已知条件，可推断原子序数，判断元素在元素周期表中的位置等，基本思路如下：第三步：熟悉应用(1)比较同主族元素的金属性、非金属性、最高价氧化物对应的水化物的酸碱性及氢化物的稳定性等；(2)比较同周期元素及其化合物的性质；(3)比较不同周期、不同主族元素的性质时，要找出参照物；(4)推断一些相对陌生的元素的某些性质第四步：做出判断根据上述情况综合分析，做出正确判断1．依据原子结构和元素性质推断元素在周期表中的位置，进而确定其性质。(1)电子层数＝周期序数。(2)主族元素的最外层电子数＝主族序数。(3)主族元素的最高正价＝主族序数＝8－最低负价的绝对值(O、F除外)。2．依据元素的原子序数及稀有气体元素的原子序数推断元素在周期表中的位置，进而确定其性质，记住不同周期排列的元素种数。周期1234567元素种数28818183232(全满时)3．依据元素在周期表中的位置特征推断出属何种元素，进而确定其在周期表中的位置及性质。(1)族序数等于周期数(即电子层数)的元素：H、Be、Al。(2)最外层电子数与次外层电子数的差等于周期数的元素：C。(3)周期数是族序数2倍的元素：Li。(4)周期数是族序数3倍的元素：Na。(5)族序数等于周期数2倍的元素：C、S。(6)族序数等于周期数3倍的元素：O。(7)最高正价不等于族序数的元素：O、F。(8)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。(9)最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si。(10)电子层数是最外层电子数一半的短周期元素：C、S、He。(11)最外层电子数等于次外层电子数一半的元素：Li、Si。4．依据元素性质、存在、用途等方面的特殊性质推断其是何种元素，进而确定其位置和性质。(1)形成化合物种类最多的元素，或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。(2)地壳中含量最多的元素，或氢化物在常温下成液态的元素：O。(3)空气中含量最多的元素，或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。(4)地壳中含量最多的金属元素：Al。(5)最活泼的非金属元素或无正价的元素：F。(6)最活泼的金属元素：Cs(不包含放射性元素)。(7)焰色反应呈黄色、紫色(透过蓝色钴玻璃)的元素：Na、K。(8)常温下呈液态单质的组成元素：Br、Hg。常温下呈液态非金属单质的组成元素：Br。(9)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Be、Al、Zn。(10)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起化合反应的元素：N。(11)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起氧化还原反应的元素：S。(12)元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素：S。A、B、C、D四种元素的核电荷数依次增大，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半。请回答下列问题：(1)四种元素的元素符号依次是A________，B____________，C________，D________。它们的原子半径由大到小的顺序是________________(填元素符号)。(2)试写出四种元素的简单离子以及其结构示意图：A______________________，B____________________，C______________________，D____________________。它们的离子半径由大到小的顺序是_________________(填离子符号)。(3)它们最高价氧化物对应的水化物的化学式分别是______________________________，比较它们酸性和碱性的强弱：____________________________。(4)写出能够生成气态氢化物的化学式：___________________，其稳定性顺序是_______________，理由是________________。[解析]A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2×8＝16，A为S。D原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半，所以D原子的核电荷数为(2＋8)×2＝20，D为Ca。根据核电荷数依次增大，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出B为Cl，C为K。S、Cl分别位于第3周期ⅥA族、ⅦA族，K、Ca分别位于第4周期ⅠA族、ⅡA族，故r(K)r(Ca)r(S)r(Cl)。其简单离子的核外电子排布相同，根[审题指导]审读题干信息→寻找突破口→确定各种元素→验证各种判断→解答相关问题。据“序小径大”可知，r(S2－)r(Cl－)r(K＋)r(Ca2＋)。根据元素周期律可比较其最高价氧化物对应的水化物的酸碱性强弱及气态氢化物的稳定性。[答案](1)SClKCar(K)r(Ca)r(S)r(Cl)(3)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2酸性：HClO4H2SO4，碱性：KOHCa(OH)2(4)H2S、HClHClH2S非金属性：SCl【突破训练】1．短周期元素Q、W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示，其中只有Z为金属元素。则下列说法正确的是()A．W、X两种元素在自然界中都存在相应的单质B．Q、W相比，后者更易与氢气发生反应C．Y、Z分别形成的简单离子中，前者的半径较大D．X、Z的最高价氧化物对应的水化物之间容易相互发生反应解析：选C。由短周期元素Q、W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置及只有Z为金属元素，可以确定Q、W、X、Y、Z分别为Cl、Si、C、O、Al。自然界中存在碳单质，但没有硅单质，A错；Cl的非金属性强于Si，因此更易与氢气反应，B错；O、Al形成的简单离子O2－、Al3＋具有相同的电子层排布，但O的核电荷数小，因此离子半径大，C对；X、Z的最高价氧化物对应的水化物分别为碳酸、氢氧化铝，二者不能反应，D错。2.如图是从元素周期表中截取下来的一部分，A、B、C为短周期主族元素，下列说法中正确的是()A．D一定是金属元素，其金属性比C强B．C的最高价氧化物对应水化物显强酸性C．E的原子序数一定是A的5倍，且原子半径比A大D．B的氢化物以分子形式存在解析：选D。D不一定是金属元素，如A为N，B为F，C为S，则D为As，A项错误；C的最高价氧化物对应的水化物不一定显强酸性，如A为B，B为N，则C为Si，Si的最高价氧化物对应的水化物是H2SiO3，H2SiO3是弱酸，不显强酸性，B项错误；E的原子序数不一定是A的5倍，如A为C，B为O，C为P，D为Ge，E为Se，Se的原子序数(34)不是C的原子序数(6)的5倍，C项错误；根据元素周期表的结构可知，B是第2周期的元素，B为N、O或F，这些元素的氢化物以分子形式存在，D项正确。3.短周期元素W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一周期主族元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。请回答下列问题：(1)W和X的最高价氧化物对应水化物可以相互反应，该反应的离子方程式为_____________________________________。(2)Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为______________________________________________。(3)W、X、Y、Z四种元素简单离子的半径由大到小的顺序是________________________________(用离子符号表示)。(4)Z的最高价氧化物为无色液体，该物质与水可发生反应，写出该反应的化学方程式：_______________________________。解析：(1)W和X的最高价氧化物对应的水化物可以相互反应，则W是Na，X是Al，反应的离子方程式为OH－＋Al(OH)3===AlO－2＋2H2O。(2)Y的低价氧化物可与Z单质的水溶液反应，则Y是S，Z是Cl，二氧化硫通入Z单质的水溶液中，二氧化硫被氯气氧化为硫酸，则发生反应的化学方程式为SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl。(3)离子的核外电子层数越多，离子半径越大，在核外电子排布相同时，离子半径随原子序数的增大而减小，因此W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是S2－Cl－Na＋Al3＋。(4)Z的最高价氧化物为无色液体，该物质与水可发生反应生成高氯酸，该反应的化学方程式为Cl2O7＋H2O===2HClO4。答案：(1)OH－＋Al(OH)3===AlO－2＋2H2O(2)SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl(3)S2－Cl－Na＋Al3＋(4)Cl2O7＋H2O===2HClO44.短周期主族元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如图所示，其中A为地壳中含量最高的金属元素。请用化学用语回答下列问题：(1)E元素在周期表中的位置：________。(2)A、D、E元素简单离子半径由大到小的顺序为________________________(填微粒符号)。(3)F与D同主族且相邻，二者简单气态氢化物稳定性的强弱关系为________________(填微粒符号)。解析：短周期主族元素中，A为地壳中含量最高的金属元素，则A为Al元素，由元素在周期表中的相对位置，可知B为C元素，C为N元素，D为O元素，E为Cl元素。(1)E为Cl元素，原子核外有3个电子层，最外层电子数为7，处于周期表中第3周期第ⅦA族。(2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，离子的电子层越多离子半径越大，故离子半径：Cl－O2－Al3＋。(3)F与D同主族且相邻，则F为S元素，同主族自上而下非金属性减弱，简单气态氢化物稳定性减弱，故氢化物稳定性：H2OH2S。答案：(1)第3周期第ⅦA族(2)Cl－O2－Al3＋(3)H2OH2S本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放