高三化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題攻略 之物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律（下）二、 重難突破（含解析）

專題攻略 之物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律（下）二、 重難突破 一. 同一元素的“位”、“構(gòu)”、“性”關(guān)系可表示如下： 1．性質(zhì)與位置的互推 (1) 根據(jù)元素的性質(zhì)可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金屬性逐漸增強(qiáng)，則可知A、B、C在同周期中按C、B、A的順序從左向右排列。 (2) 根據(jù)元素在周期表中的位置關(guān)系，可以推斷元素的性質(zhì)，如A、B、C三元素在同一主族中從上往下排列，則A、B、C的單質(zhì)氧化性依次減弱或還原性依次增強(qiáng)。 2．結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的互推 (1) 若元素的最外層電子數(shù)小于4，則該元素容易失電子；若最外層電子數(shù)大于4，則該元素容易得電子。 (2) 若某元素容易得電子，則可推知該元素的最外層電子數(shù)大于4；若某元素容易失電子，則可推知該元素的最外層電子數(shù)小于4。 3．結(jié)構(gòu)與位置的互推 只要記住了稀有氣體元素的原子序數(shù)(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86)，就可確定主族元素的位置。 (1) 若比相應(yīng)的稀有氣體元素多1或2，則應(yīng)處在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族，如88號元素：88－86＝2，則應(yīng)在第七周期第ⅡA族； (2) 若比相應(yīng)的稀有氣體元素少1～5時(shí)，則應(yīng)處在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族，如84號元素應(yīng)在第六周期第ⅥA族； (3) 若預(yù)測新元素，可與未發(fā)現(xiàn)的稀有氣體元素(118號)比較，按上述方法推測知：114號元素應(yīng)為第七周期第ⅣA族。 二. “10電子”、“18電子”的微粒小結(jié) “10電子”的微粒 分子 離子 一核10電子的 Ne N3?、O2?、F?、Na+、Mg2+、Al3+ 二核10電子的 HF OH? 三核10電子的 H2O NH2? 四核10電子的 NH3 H3O+ 五核10電子的 CH4 NH4+ “18電子”的微粒 一核18電子的 Ar K+、Ca2+、Cl￣、S2? 二核18電子的 F2、HCl HS? 三核18電子的 H2S 　 四核18電子的 PH3、H2O2 　 五核18電子的 SiH4、CH3F，NH2OH 　 六核18電子的 N2H4、CH3OH 　 注：其它如C2H6、N2H5+、N2H62+等亦為18電子的微粒。 【名師點(diǎn)撥】 1. 首先確定10電子和18電子的中性原子Ne和Ar，然后找出比它們多或少電子的原子轉(zhuǎn)化成陰、陽離子或氫化物分子。 (1) 具有10電子的原子是Ne原子. (2) 其它10電子微粒一般是Ne原子前后的元素通過得失或共用電子對來達(dá)到10個(gè)電子的.如: ① Ne原子前面元素的氫化物.有CH4,NH3,H2O,HF. ② 上述氫化物去氫以后形成的陰離子,如:NH2-,N3-,,O2-,F-等. ③ 上述氫化物加H+后形成的陽離子.如:NH3+H+=NH4+ , H2O+H+=H3O+ ④ Ne原子后金屬元素的陽離子.如:Na+,Mg2+,Al3+等. 2. 基團(tuán)：-F、-OH、-NH2、-CH3（均含9個(gè)電子），兩個(gè)自身合并或兩兩之間交換組合均可得到含18電子的微粒。 典例1．（2016課標(biāo)Ⅱ）a、b、c、d為短周期元素，a的原子中只有1個(gè)電子，b2-和C+離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，d與b同族。下列敘述錯(cuò)誤的是 A．a(chǎn)與其他三種元素形成的二元化合物中其化合價(jià)均為+1 B．b與其他三種元素均可形成至少兩種二元化合物 C．c的原子半徑是這些元素中最大的 D．d和a形成的化合物的溶液呈弱酸性 典例2. A＋、B＋、C-、D、E代表5種微粒（分子或離子），它們分別含10個(gè)電子，已知它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：A＋＋C- ===D＋E，B＋＋C- ===2 D ① A＋的電子式為 ；E分子的空間構(gòu)型為 。 ② C-、D、E這三種微粒結(jié)合質(zhì)子（H＋）的能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ㄓ梦⒘５幕瘜W(xué)式表示） ；其理由 是（用兩個(gè)離子方程式表示） ， 。 典例3. 用A+、B－、C2－、D、E、F、G和H分別表示含有18個(gè)電子的八種微粒（離子或分子），請回答： （1）A元素是 、B元素是 、C元素是 （用元素符號表示）。 （2）D是由兩種元素組成的雙原子分子，其分子式是 。 （3）E是所有含18個(gè)電子的微粒中氧化能力最強(qiáng)的分子，其分子式是 。 （4）F是由兩種元素組成的三原子分子，其分子式是 。 （5）G分子中含有4個(gè)原子，其分子式是 。 （6）H分子中含有8個(gè)原子，其分子式是 。 典例1. 【答案】A 【解析】a的原子中只有1個(gè)電子，則a為氫元素，a、b、c、d為短周期元素，b2-和c+離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，則b為氧元素，c為Na元素，d與b同族，則d為硫元素，據(jù)此解答。A． H分別與O、S形成化合物可以為H2O和H2S，氫元素的化合價(jià)為+1，而NaH中氫元素的化合價(jià)為-1價(jià)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．氧元素與其他三種元素能形成H2O、H2O2、SO2、SO3、Na2O、Na2O2 ，B項(xiàng)正確；C．同周期主族元素，從左到右原子半徑逐漸減小，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，原子半徑：Na>S>O>H，C項(xiàng)正確；D．d和a形成的化合物為H2S，硫化氫的溶液呈弱酸性，D項(xiàng)正確；答案選A。 典例2．【答案】① 三角錐形 ② OH?、NH3、H2O NH4＋＋OH- ====== NH3+H2O NH3+H2O NH4＋＋OH- 【解析】A＋、B＋、C-、D、E代表5種微粒（分子或離子），它們分別含10個(gè)電子，根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系：A＋＋C- ===D＋E，B＋＋C- ===2 D，則A是NH4+，B是H3O+，C是OH?，D是H2O，E是NH3。 典例3. 【答案】（1）K C1 S （2）HC1 （3）F2 （4）H2S （5）H2O2（答PH3同樣給分） （6）C2H6 【解析】用A+、B－、C2－、D、E、F、G和H分別表示含有18個(gè)電子的八種微粒（離子或分子），則（1）A、B、C、分別是K 、C1 、S ；（2）D是由兩種元素組成的雙原子分子，其分子式HC1；（3）E是所有含18個(gè)電子的微粒中氧化能力最強(qiáng)的分子，其分子式是F2；（4）F是由兩種元素組成的三原子分子，其分子式是H2S；（5）G分子中含有4個(gè)原子，其分子式是H2O2（答PH3同樣給分）；（6）H分子中含有8個(gè)原子，其分子式是C2H6。 1. 下列化合物中陽離子半徑與陰離子半徑之比最小的是（　?。? A. NaF B. MgI2 C. BaI2 D. KBr 2. a元素的陰離子、b元素的陰離子與c元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)．已知a的原子序數(shù)大于b的原子序數(shù)，則a、b、c三種離子半徑大小順序（　?。? A. a＞b＞c B. b＞a＞c C. c＞a＞b D. c＞b＞a 3. . 下列微粒半徑大小的比較正確的是（　　） A. Na+＜Mg2+＜Al3+＜O2- B. S2-＜Cl-＜Na+＜Al3+ C. Na＜Mg＜Al＜S D. Cs＞Rb＞K＞Na 4. 下列各組微粒按半徑遞增順序排列，且兩微粒電子數(shù)相同的是（　?。? A. K+、Ca2+ B. S2-、Cl- C. Na+、F- D. Al3+、S2- 5. A+、B+、C2+、D-四種簡單離子，離子半徑大小是：D-＞B+，B+＞A+，B+＞C2+，則四種元素的原子序數(shù)關(guān)系不可能是（　　） A. C＞B＞D＞A B. B＞D＞A＞C C. D＞B＞C＞A D. D＞C＞A＞B 6. A、B、C、D、E分別代表5種微粒，每種微粒中都含有18個(gè)電子。其中A和C都是由單原子形成的陰離子，B、D和E都是分子；又知在水溶液中A跟B反應(yīng)可生成C和D；E具有強(qiáng)氧化性。請回答： ⑴ 用化學(xué)符號表示上述5種微粒： A 、B 、C 、D 、E 。 ⑵ 在水溶液中A跟B反應(yīng)的離子方程式是 __________ 。 7. a、b、c、d、e、f、g為七種由短周期元素構(gòu)成的粒子，它們都具有10個(gè) 電子，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下： 粒子代碼 a b c d e f g 原子核數(shù) 單核 單核 雙核 多核 單核 多核 多核 電荷數(shù) （單位電荷） 0 1＋ 1- 0 2＋ 1＋ 0 其中b的離子半徑大于e的離子半徑；d是由極性鍵構(gòu)成的四原子極性分子；c與f可形成兩個(gè)共價(jià)型g分子。 試寫出： （1）a粒子的符號為 。 （2）b與e相應(yīng)元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱比較為： ﹥ （用化學(xué)式表示）。 （3）d溶于水的電離方程式 。 （4）g粒子所構(gòu)成的晶體類型屬 。 （5）c粒子是 ，f粒子是 （用化學(xué)式表示）。 8．某學(xué)生做同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。請你幫助該學(xué)生整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲___________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)用品：儀器：①________；②________(請?zhí)顚憙煞N主要玻璃儀器)。 藥品：氯水、溴水、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液、四氯化碳。 (3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(在下列空格內(nèi)填寫相關(guān)內(nèi)容) 序號 實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ① ② (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：__________________________________________。 (5)問題和討論： ①請用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論簡單說明得出上述結(jié)論的原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②由于F2過于活潑，很難設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其氧化性的強(qiáng)弱。試列舉兩個(gè)事實(shí)說明F的非金屬性比Cl強(qiáng)：______________________________________________。 9．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證元素周期律。 Ⅰ. 探究堿金屬元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 (1) 實(shí)驗(yàn)用品：玻璃管(直徑6～10 mm，長100 mm)、試管夾、小刀、鑷子、濾紙、鈉、玻璃棒、酒精燈、火柴。 (2) 實(shí)驗(yàn)時(shí)，加熱至鈉(鉀)熔化后，立即用洗耳球向玻璃管內(nèi)鼓入空氣，可以觀察到玻璃管內(nèi)的鈉(鉀)粒燃燒，且________比________的燃燒更劇烈。 (3) 寫出探究鈉、鉀與空氣中的氧氣反應(yīng)的其他實(shí)驗(yàn)方法 ________________________________________________________________________。 (4) 從該實(shí)驗(yàn)中獲得的結(jié)論是____________________________________。 Ⅱ. 探究同周期元素金屬性的強(qiáng)弱規(guī)律 (5) 甲同學(xué)想驗(yàn)證同周期元素金屬性強(qiáng)弱規(guī)律，最好選用第________周期的________三種元素。請?jiān)O(shè)計(jì)最簡單的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，并說明分別觀察到的現(xiàn)象： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； 其理論解釋是_______________________________________________。 這三種元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的堿性強(qiáng)弱順序?yàn)開_______________(填化學(xué)式)。 Ⅲ. 探究同周期元素非金屬性的強(qiáng)弱規(guī)律 乙同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證同周期元素的非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性就越強(qiáng)。他設(shè)計(jì)了如圖所示裝置以驗(yàn)證氮、碳、硅元素的非金屬性強(qiáng)弱。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可直接證明三種酸的酸性強(qiáng)弱，已知A是強(qiáng)酸，常溫下可與銅反應(yīng)；B是塊狀固體；打開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到有白色沉淀生成。 (6) 寫出所選用物質(zhì)的化學(xué)式： A________，B________，C________。 (7) 寫出燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_________________________________。 Ⅳ.根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)和相應(yīng)規(guī)律，下列判斷不正確的是________。 A．H2SiO3、H3PO4、H2SO4、HClO3的酸性逐漸增強(qiáng) B．HCl、PH3、H2S的穩(wěn)定性逐漸減弱 C．向H2S溶液中通入Cl2可觀察到有淡黃色沉淀生成 D．Na、K、Rb的原子半徑逐漸增大 1. 【答案】B 【解析】陽離子半徑與陰離子半徑比值最小的應(yīng)該是陽離子半徑較小的和陰離子半徑較大的離子構(gòu)成的化合物，同一周期的離子電荷數(shù)大的半徑小，同一族的原子序數(shù)大的半徑大，在選項(xiàng)的四個(gè)陽離子中，Mg2+是陽離子半徑最小的，在陰離子中，I-是陰離子半徑最大的，所以B的比值最小．故選B． 2. 【答案】B 【解析】a元素的陰離子、b元素的陰離子和c元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)．a(chǎn)元素、b元素形成陰離子，則a、b兩元素處于同一周期．c元素形成陽離子，則c元素位于a、b元素所在周期的相鄰下一周期．所以c元素的核電荷數(shù)最大，a的原子序數(shù)大于b的原子序數(shù)，所以核電荷數(shù)c＞a＞b， 核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，所以離子半徑：b＞a＞c． 故選：B． 3. 【答案】D 4. 【答案】C 【解析】A、K+和Ca2+核外電子排布相同，兩微粒電子數(shù)相同，K+核電荷數(shù)是19，Ca2+核電荷數(shù)是20，所以離子半徑K+＞Ca2+，故A錯(cuò)誤； B、S2-和Cl-核外電子排布相同，兩微粒電子數(shù)相同，S2-核電荷數(shù)是16，Cl-核電荷數(shù)是17，所以離子半徑S2-＞Cl-，故B錯(cuò)誤； C、Na+和F-核外電子排布相同，兩微粒電子數(shù)相同，Na+核電荷數(shù)是11，F(xiàn)-核電荷數(shù)是9，所以離子半徑Na+＜F-，故C正確； D、Al3+和S2-最外層電子數(shù)相同，Al3+有2個(gè)電子層，S2-有3個(gè)電子層，所以離子半徑Al3+＜S2-，電子數(shù)不相同，故D錯(cuò)誤．故選：C。 5. 【答案】D 【解析】以主族元素為例進(jìn)行分析，根據(jù)化合價(jià)可知A、B為同周期元素處于ⅠA族，C處于ⅡA族，D處于ⅦA族，B+＞A+，則原子序數(shù)B＞A；B+＞C2+，若B與C為同周期元素，原子序數(shù)B＜C；若B的周期數(shù)大于C的周期數(shù)，原子序數(shù)B＞C；D-＞B+，若D-與B+核外電子排布相同，原子序數(shù)D＜B；若最外層電子數(shù)相同，原子序數(shù)D＞B；由于B+＞A+，原子序數(shù)B＞A，兩種情況下原子序數(shù)D＞A，若A+半徑大于C2+半徑，當(dāng)A與C為同周期元素，原子序數(shù)A＜C；當(dāng)A的周期數(shù)大于C的周期數(shù)，原子序數(shù)A＞C； 若A+半徑小于C2+半徑，原子序數(shù)A＜C．故ABC都有可能，原子序數(shù)B＞A，故D不可能．故選：D。 7. 【答案】（1）A： S2-、B：HCl、C: Cl- 、D：H2S E：F2 （2）S2-＋2H+ ===== H2S 【解析】A和C都是由單原子形成的陰離子， 在水溶液中A跟B反應(yīng)可生成C和D，說明B的酸性比D強(qiáng)，故A是S2-、B是HCl 、C是Cl- 、D 是H2S；E有18個(gè)電子，具有強(qiáng)氧化性，E是F2。 8. 【答案】 （1）Ne （2）NaOH Mg（OH）2 （3）NH3+H2O NH3H2O NH4＋＋OH- （4）分子晶體 （5）OH- H3O＋ 【解析】根據(jù)10電子微粒特征解答：a是Ne 、b是Na+、c是OH-、d是NH3、e是Mg2+、f是NH4＋、 G是H2O。 9. 【答案】(1) 探究同一主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 (2) ① 試管　② 膠頭滴管 序號 實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ① 將少量氯水滴入盛有少量NaBr溶液的試管中，振蕩；再滴入少量四氯化碳，振蕩 加入氯水后，溶液由無色變?yōu)槌壬稳胨穆然己?，水層顏色變淺，四氯化碳層(下層)變?yōu)槌燃t色 ② 將少量溴水滴入盛有少量KI溶液的試管中，振蕩；再滴入少量四氯化碳，振蕩 加入溴水后，溶液由無色變?yōu)楹稚?，滴入四氯化碳后，水層顏色變淺，四氯化碳層(下層)變?yōu)樽霞t色 (4) 同一主族元素，自上而下，元素的非金屬性依次減弱 (5) ① 同一主族元素，自上而下，元素原子的電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱 ② F2在冷暗處就可以與H2劇烈反應(yīng)而爆炸，而Cl2與H2只有在光照或點(diǎn)燃的條件下才能反應(yīng)；HF比HCl穩(wěn)定；F2能與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成O2，而Cl2不能(任寫兩個(gè)事實(shí)) 【解析】(1) 元素周期律包括同一周期與同一主族性質(zhì)的變化規(guī)律。根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)藥品不難看出，該學(xué)生想以同一主族元素為例，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證同一主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。 (2) 本實(shí)驗(yàn)屬于試管實(shí)驗(yàn)，主要使用試管和膠頭滴管。 (3) 根據(jù)提供的藥品，顯然是用Cl2、Br2、I2之間的置換反應(yīng)來證明它們的氧化性強(qiáng)弱，用四氯化碳將置換出來的Br2或I2萃取出來，以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和說服力。 (4) 該小題具有一定的開放性，比如：Cl2、Br2、I2的氧化性依次減弱或非金屬性依次減弱都可以，但最好與該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康南鄬?yīng)：即同一主族元素，自上而下，元素的非金屬性依次減弱。 (5) ① 該題應(yīng)該主要從原子核對最外層電子的吸引力大小來回答。②一般來說，置換反應(yīng)能直接說明兩種單質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱，但F2過于活潑，不好直接置換Cl2，只能用間接的證據(jù)。 如可從它們與氫氣反應(yīng)的難易程度，與水反應(yīng)的難易程度，它們的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等方面證明。 10.【答案】Ⅰ.(2) K　Na　(3) 在坩堝內(nèi)進(jìn)行加熱鈉(鉀)的實(shí)驗(yàn)(其他合理答案也可)　(4) 鉀的金屬活動(dòng)性大于鈉的 Ⅱ.(5) 三　鈉、鎂、鋁 ① 取大小相同的三小粒金屬分別投入蒸餾水中，鈉劇烈反應(yīng)，而鎂、鋁無明顯現(xiàn)象 ② 取大小相同的鎂塊和鋁塊投入相同濃度的稀鹽酸中，鎂反應(yīng)較劇烈，產(chǎn)生大量氣泡；鋁反應(yīng)比鎂緩慢，有較多的氣泡產(chǎn)生 同周期從左到右，元素的原子半徑逐漸減小，核電荷數(shù)逐漸增多，原子核吸引最外層電子的能力逐漸增強(qiáng)，失電子能力逐漸減弱，故金屬性逐漸減弱　NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 Ⅲ.(6)HNO3　CaCO3　Na2SiO3(或K2SiO3) (7)CO2＋SiO＋H2O===H2SiO3↓＋CO或2CO2＋SiO＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO Ⅳ.A CO2，說明HNO3的酸性大于H2CO3的，生成的CO2通入Na2SiO3溶液中生成H2SiO3白色膠狀沉淀，說明H2CO3的酸性大于H2SiO3的。Ⅳ.A項(xiàng)，HClO3不是氯的最高價(jià)含氧酸，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，P、S、Cl同周期，原子半徑逐漸減小，得電子能力逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸增強(qiáng)，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，正確；C項(xiàng)，由于Cl2的氧化性大于S的，H2S能與Cl2反應(yīng)生成難溶于水的淡黃色S，正確；D項(xiàng)，Na、K、Rb同主族，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑依次增大，正確。