2019-2020年高三化學二輪專題復習 原子結構 元素周期律和周期表 晶體結構教案.doc
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2019-2020年高三化學二輪專題復習 原子結構 元素周期律和周期表 晶體結構教案一、原子結構1原子的組成2原子核比較三種“相對原子質量”之間的差別,并判斷下列各式分別表示哪種“原子量”?例2某元素構成的雙原子分子有三種,其式量分別為158、160、162。在天然單質中,此三種單質的物質的量之比為111。由此推斷以下結論中,正確的是A此元素有三種同位素B其中一種同位素質量數(shù)為80C其中質量數(shù)為79的同位素原子占原子總數(shù)的1/2D此元素的單質的平均式量為1601)如何確定該元素同位素原子的種類?(兩種)(2)怎樣計算其同位素原子的質量數(shù)?(79 81)(3)怎樣計算各種同位素原子的百分比?50(4)如何確定此元素的單質的平均式量?1603原子核外電子的排布例3 下列敘述中正確的是C、DA兩種微粒,若核外電子排布完全相同,則其化學性質一定相同;B凡單原子形成的離子,一定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布;C兩原子,若核外電子排布相同,則一定屬于同種元素;D不存在兩種質子數(shù)和電子數(shù)均相同的陽離子和陰離子。電子排布的知識。(1)核外電子排布的四條規(guī)律;2)短周期元素各個電子層上電子數(shù)目之間的數(shù)量關系。(3)最外層電子數(shù)與元素化合價的關系;確定元素的最高正價和最低負價(僅非金屬元素),且兩者絕對值之和等于8(H為2)。半徑比較三規(guī)律:非金屬元素的原子半徑其相應的陰離子半徑。金屬元素的原子半徑其相應的陽離子半徑。具有相同電子層結構的陰陽離子,隨著元素原子序數(shù)的遞增,離子半徑逐漸減小。二、元素周期律1寫出120號元素的原子結構示意圖;2觀察并思考:隨著原子序數(shù)的遞增:a原子最外層電子數(shù)有何變化規(guī)律b原子半徑的變化有何規(guī)律c元素的主要化合價有何變化規(guī)律3什么叫元素周期律?元素的性質隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化的規(guī)律三、元素周期表1元素周期表的結構(1)引導學生復習元素周期表的結構:周期的分類及各周期的元素數(shù)目族的分類(2)金屬與非金屬元素的分界線兩邊的元素有哪些?(3)掌握每個主族元素的名稱、符號和序數(shù)。例4 兩種短周期元素組成的化合物中,原子個數(shù)比為12。若兩種元素的原子序數(shù)分別為p和q,則對下列p和q可能的關系概括得最完全的是 Cp+q=15 p=q+5 p=q-5 p+q=22A B C D2元素性質的遞變規(guī)律(1)元素周期表中微粒半徑的遞變規(guī)律【投影】例5 各組微粒的半徑比較,正確的是 AFF-Cl- O2-Mg2+Al3+ Ca2+CaBa S2-Se2-Br-A B C D 微粒半徑比較的規(guī)律(1)同周期元素原子半徑,隨原子序數(shù)的遞增而遞減;(2)同主族元素原子半徑,隨原子序數(shù)的遞增而增大;(3)同主族元素離子半徑,隨原子序數(shù)的遞增也增大;(4)具有相同電子層結構的陰陽離子,其半徑隨原子序數(shù)的遞增而減小。(2)元素周期表中各元素單質性質的遞變規(guī)律周期表中元素單質的性質呈現(xiàn)怎樣的變化規(guī)律?(1)同周期從左到右,隨原子序數(shù)的遞增,元素的金屬性和單質還原性逐漸減弱;元素的非金屬性和單質的氧化性逐漸增強。(2)同主族從上到下,隨原子序數(shù)的遞增,元素的金屬性和單質還原性逐漸增強;元素的非金屬性和單質的氧化性逐漸減弱。(3)位于分界線兩邊的元素一般具有兩性。通過實驗證明:Na、Mg、Al、Fe這四種金屬活動性的相對強弱。問 哪些實驗事實能夠說明:S的非金屬性比Cl要弱?(1)與氧氣反應的難易程度;(2)與水反應的難易程度;(3)與水反應后生成的氫氧化物的堿性的相對強弱;(4)與強酸反應產生氫氣的劇烈程度;(5)四種金屬之間的置換反應;(6)它們形成的強酸鹽溶液的pH的大?。ㄋ獬潭龋?;(7)它們對應的金屬陽離子氧化性的相對強弱;(8)這四種金屬的冶煉方法;(9)在自然界的存在形態(tài)。(3)最高價氧化物對應水化物的酸性或堿性,以及非金屬元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性的遞變規(guī)律例6 已知同周期的X、Y、Z三元素的最高價氧化物的水化物的酸性由強到弱的順序:HZO4H2YO4H3XO4,下列判斷不正確的是B、DA陰離子的還原性按X、Y、Z的順序減弱B單質的氧化性按X、Y、Z的順序減弱C原子半徑按x、Y、Z的順序減小D氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按X、Y、Z的順序減弱四、“位構性”的規(guī)律及應用(1)原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質子數(shù)=核外電子總數(shù);(2)由核外電子總數(shù)可知電子的排布,從而知道電子層數(shù),推知該元素在周期表中的周期數(shù);(3)最外層電子數(shù)決定元素的化學性質;(4)根據(jù)元素在周期表中的位置,可推知元素的化學性質。 “位構性”三者之間的關系:元素“位構性”三者之間的關系小結:例7 下圖是周期表中短周期的一部分,A、B、C三種元素原子核外電子數(shù)之和等于B的質量數(shù)。B原子核內質子數(shù)和中子數(shù)相等。下面敘述中不正確的是AA三種元素的原子半徑的大小順序是BACBA元素最高價氧化物的對應水化物具有強氧化性和不穩(wěn)定性CB元素的氧化物,氫化物的水溶液都呈酸性DC元素的單質是非金屬單質中唯一能跟水激烈反應的單質例8 在周期表主族元素中,甲元素與乙、丙、丁三元素上下或左右緊密相鄰。甲、乙兩元素的原子序數(shù)之和等于丙元素的原子序數(shù)。這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為20。據(jù)此可以判斷:元素甲為_,元素丙為_,元素乙和丁所形成化合物的分子式為_或_。(甲為N,丙為P,乙和丁的化合物為CO或CO2。) 精選題一、選擇題1短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置關系如右圖,其中正確的是 AZ一定是活潑金屬元素BX的最高價氧化物的水化物是一種強酸C 1molY 的單質跟足量水反應時,發(fā)生轉移的電子為2molD由Z單質形成的晶體屬于分子晶體2第二周期的元素與氫元素所形成的常見分子或離子中,電子總數(shù)為10的有 A6種以上 B5種 C4種 D3種3第三周期元素R,它的最外層達到飽和時所需電子數(shù)小于次外層和最內層電子數(shù)之差,并且等于最內層電子數(shù)的正整數(shù)倍,則關于R的正確說法 常溫下能穩(wěn)定存在的R的氧化物都能與NaOH溶液反應;R的最高價氧化物對應水化物都是強酸;R的單質固態(tài)時屬于同一類型的晶體;R 的氣態(tài)氫化物都能受熱分解。A僅 B C D4下面的推斷,錯誤的是 A鈹是一種輕金屬,它的氧化物的水化物可能具有兩性B砹是一種有色固體,HAt很不穩(wěn)定,AgAt是有色難溶于水且感光性很強的固體C硫酸鍶(SrSO4)是難溶于水和鹽酸的白色固體D硒化氫(H2Se)是無色、有毒,比H2S穩(wěn)定的氣體5下列有關物質性質的比較順序中,不正確的是 A熱穩(wěn)定性:HFHClHBrHI B微粒半徑:K+Na+Mg2+Al3+C酸性:HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3 D熔點:LiNaKRb6下列化合物中陽離子半徑與陰離子半徑比值最小的是 ANaF BMgI2 CBaI2 DKBr7在F、P、Si、Fe這四種元素中,每種元素都有某些方面區(qū)別于其它三種元素,若從中選出氟元素,選擇的理由正確的是 A最高價氧化物對應水化物酸性最強B單質與冷水反應最劇烈C單質固態(tài)時為分子晶體,熔、沸點較低D在氧化物:OF6,P2O5,SiO2,F(xiàn)e2O3中,OF6最穩(wěn)定8已知aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-均是具有相同電子層結構的短周期元素形成的簡單離子,下列敘述正確的是A原子半徑CDAB B原子序數(shù)bacdC離子半徑DCAB D單質的還原性ABCD9下列分子中所有原子都滿足最外層8電子結構的是 A六氟化氙(XeF6) B次氯酸(HClO) C氯化硫(S2Cl2) D三氟化硼(BF3)10在元素周期表短周期中的X和Y兩種元素可組成化合物XY3,下列說法正確的是 AXY3晶體一定是離子晶體B若Y的原子序數(shù)為m,X的原子序數(shù)一定是m4CX和Y可屬同一周期,也可屬于兩個不同周期DXY3一定不屬于同一主族二、非選擇題11a、b、c、d、e、f、g為七種由短周期元素構成的微粒,它們都有10個電子,其結構特點如下:其中b的離子半徑大于e的離子半徑;d是由極性鍵構成的四原子極性分子;c與f可形成共價型g分子。試寫出:(1)a微粒的結構示意圖_;(2)b與e相應元素的最高價氧化物對應水化物的堿性強弱比較為(用化學式表示)_;(3) d溶于水的電離方程式_;(4)g微粒所構成的晶體類型是_;(5)c微粒是_,f微粒是_(用化學式表示)。12A、B、C、D是4種短周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大,其中A、C及D、B分別是同主族元素,又知B、D兩元素的原子核中質子數(shù)之和是A、C兩元素原子中質子數(shù)和的2倍,這4種元素的單質中有2種氣體,2種固體。(1)寫出元素符號:A_,C_。(2)寫出2種均含A、B、C、D四種元素的化合物相互反應逸出氣體的化學方程式_。(3)用A元素的單質和B元素的單質可以制成電池,電池中裝有濃KOH溶液,用多種的惰性電極浸入KOH中,兩極均有特制的防止氣體透過隔膜,在一極通入A的單質,另一極通人B的單質,通入B單質的一極電極反應方程式是:_。答 案一、選擇題1C 2A 3C 4A、D 5A、D 6B 7B 8B、C 9C 10C二、非選擇題11 (2)NaOHMg(OH)2(4)分子晶體 (5)OH- H3O+12(1)H,Na (2)NaHSO4+NaHSO3=Na2SO4+SO2+H2O(3)O2+4e+2H2O4OH-晶體結構一、離子晶體:代表物:NaCl、CsCl在NaCl晶體中,存在可重復的最小單元,我們稱之為晶胞?!爸貜汀钡暮x:通過上、下、左、右、前、后的平移能與下一個最小單元(即晶胞)完全重合?!締枴空堄^察所給出的NaCl的晶體模型分析氯化鈉的化學式用“NaCl”來表示,原因何在?能否把“NaCl”稱之為分子式?【問】觀察NaCl的晶體模型,分析在NaCl晶體的每個晶胞中,Na+占據(jù)的位置有_種?每種位置各有_個?Cl-占據(jù)的位置有_種?每種位置各有_個?兩種8個位于晶胞的頂點,6個位于晶胞的面心;Cl-的位置有兩種:12個位于晶胞的棱邊,1個位于晶胞的體心?!締枴亢暧^的NaCl晶體是由無數(shù)個晶胞相互延伸構成的。位于頂點、面心、棱邊、體心上的微粒實際提供給每個晶胞的比例是多少?頂點提供給每個晶胞只是它的1/8;面心是1/2;棱邊是1/4;體心是1?!締枴吭贜aCl晶體中:每個Na+周圍與之等距離且最近的Na+有個;每個Cl-周圍與之等距離且最近的Cl-有_個?每個Na+周圍與之等距離且最近的Na+有12個;每個Cl-周圍與之等距離且最近的Cl-有12個。【問】觀察CsCl的晶胞,想象CsCl晶體結構,試從兩個不同角度分析“CsCl”化學式的由來?【問】在CsCl晶體中:每個Cs+周圍與之等距離且最近的Cs+有_個?每個Cl-周圍與之等距離且最近的Cl-有_個?每個Cl-周圍與之等距離且最近的Cl-有6個。如何計算立方晶體中的微粒個數(shù)比?要點如下:(1)找到晶體的晶胞;(2)分析晶胞中各微粒的位置:位于晶胞頂點的微粒,實際提供給晶胞的只有_個;位于晶胞棱邊的微粒,實際提供給晶胞的只有_個;位于晶胞面心的微粒,實際提供給晶胞的只有_個;位于晶胞中心的微粒,實際提供給晶胞的只有_個。(3)數(shù)清晶胞中各微粒的個數(shù):二、原子晶體 代表物:金剛石、晶體硅、石英【問】觀察金剛石結構,思考其鍵角是多少度?構成最小碳環(huán)所需碳原子數(shù)為多少?【信息給予】請運用元素周期律的知識想象并描述晶體硅結構?!締枴勘容^晶體硅與金剛石的不同之處,它將影響晶體硅的哪些不同于金剛石的性質?【問】根據(jù)石英的平面結構圖分析石英晶體化學式的由來?能否稱之為分子式?【問】根據(jù)石英晶體的平面結構圖分析:在石英晶體中,每個Si原子獨有多少個SiO鍵?由此分析nmolSiO2晶體中約含多少摩SiO鍵?【信息給予】我們也可以將SiO2的晶體結構想象為:在晶體硅的SiSi鍵之間插入O原子。請想象SiO2的空間結構。想象SiO2的空間結構。SiO2晶體結構圖?!締枴坑^察SiO2晶體結構,思考構成一個最小的環(huán)需多少個原子?以Si原子為中心的SiO鍵之間的鍵角為多少度?(需12個原子。鍵角:10928)。三、分子晶體 代表物:干冰【問】觀察干冰的晶胞結構,計算每個晶胞中含有CO2分子的個數(shù)?4個?!締枴吭诟杀w結構中,每個CO2分子周圍與之最近且等距離CO2分子的個數(shù)?干冰的晶胞結構與我們見過的哪種結構相似?12【小結】在研究各類晶體代表物的結構時,我們展開了空間想象,解決了“化學式的由來、求與之最近且等距離的微粒個數(shù)、鍵角、最小圓環(huán)”等問題;同時運用分析推理能力,計算出每個微粒為幾個這樣的單元所共有,解決了“晶體中微粒的個數(shù)比、化學鍵的數(shù)目”等問題。從而提高了我們的觀察、想象和分析問題的綜合能力。例1 C60是碳單質家族中的新成員,已知每個碳原子與其它三個碳原子相連。請根據(jù)碳的成鍵方式計算C60分子中存在_條CC單鍵;_條C=C雙鍵?60 30例2 某離子晶體晶胞如圖所示,X位于立方體的頂點,Y位于立方體的中心,試分析:(1)晶體中每個Y同時吸引著多少個X?每個X同時吸引著多少個Y?該晶體的化學式為_?XY2。(2)晶體中在每個X周圍與它最接近且距離相等的X共有多少個?12(3)晶體中距離最近的2個X與1個Y形成的夾角XYX角度為多少?10928(4)該晶體的摩爾質量為Mgmol-1,晶體密度為gcm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則晶體中兩個距離最近的X中心間的距離為多少?例3(1)將NaCl的晶胞向三維空間延伸就可得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體的結構與NaCl相同,Ni2+與最鄰近O2-的核間距離為a10-8cm,計算NiO晶體的密度(已知NiO的摩爾質量為74.7gmol-1)。(2)天然的和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷,例如在某種NiO晶體中就存在如右圖所示的缺陷:一個Ni2+空缺,另有兩個Ni2+被兩個Ni3+所取代。其結果晶體仍呈電中性但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni0.97O,試計算該晶體中Ni3+與Ni2+的離子數(shù)之比。6:91精選題一、選擇題1根據(jù)下表給出的幾種物質的熔點、沸點數(shù)據(jù)判斷說法中錯誤的是 ASiCl4是分子晶體BMgCl2中鍵的強度比NaCl中鍵的強度小C單質R是原子晶體DAlCl3為離子晶體2經研究發(fā)現(xiàn),有一種磷分子具有鏈狀結構。結構如圖所示。下列說法正確的是 A它是一種高分子化合物 B它是一種極性分子,易溶于水C分子量是白磷的8倍 D與白磷互為同素異形體二、非選擇題3現(xiàn)有甲、乙、丙、丁四種晶胞(如圖2-8所示),可推知:甲晶體中A與B的離子個數(shù)比為;乙晶體的化學式為;丙晶體的化學式為_;丁晶體的化學式為_。4鈣-鈦礦晶胞結構如圖2-9所示。觀察鈣-鈦礦晶胞結構,求該晶體中,鈣、鈦、氧的微粒個數(shù)比為多少?5晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成的正二十面體,其中含有20個等邊三角形的面和一定數(shù)目的頂角,每個頂角各有一個硼原子,如圖2-10所示,回答:(1)鍵角_;(2)晶體硼中的硼原子數(shù)_個;BB鍵_條?6在碳單質的成員中還有一種混合型晶體石墨,如圖2-11所示。它是層狀結構,層與層之間依靠作用力相結合。每層內部碳原子與碳原子之間靠作用力相結合,其鍵角。分析圖中每個六邊形含有個碳原子。7C70分子是形如橢球狀的多面體,該結構的建立基于以下考慮:(1)C70分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵;(2)C70分子中只含有五邊形和六邊形;(3)多面體的頂點數(shù)、面數(shù)和棱邊數(shù)的關系遵循歐拉定理:頂點數(shù)+面數(shù)-棱邊數(shù)=2。根據(jù)以上所述確定:(1)C70分子中所含的單鍵數(shù)和雙鍵數(shù);(2)C70分子中的五邊形和六邊形各有多少?8晶體具有規(guī)則的幾何外形,晶體中最基本的重復單位稱為晶胞。NaCl晶胞結構如圖2-12所示。已知FexO晶體的晶胞結構為NaCl型,由于晶體缺陷,x的值小于1。測知FexO晶體密度為5.719cm-3,晶胞邊長為4.2810-10m(鐵原子量為55.9,氧原子量為16)。求:(1)FexO中x的值(精確至 0.01)。(2)晶體中的 Fe分別為Fe2+和Fe3+,在Fe2+和Fe3+的總數(shù)中,F(xiàn)e2+所占分數(shù)為多少?(精確至0.001)。(3)寫出此晶體的化學式。(4)描述Fe在此晶體中占據(jù)空隙的幾何形狀(即與O2-距離最近且等距離的鐵離子圍成的空間形狀)。(5)在晶體中,鐵元素的離子間最短距離為多少?答 案一、選擇題1D提示:一般來說晶體的熔沸點有如下規(guī)律:原子晶體離子晶體分子晶體,金屬晶體有的高有的低。對于同種類型晶體的熔沸點則取決于微粒間的作用力。2D、E二、非選擇題311 C2D EF XY3Z4113 5(1)60度(2)12(3)306范德華力(或分子間作用力);非極性共價鍵;120度;2。7(1)單鍵數(shù):70;雙鍵數(shù):35。(2)設C70分子中五邊形數(shù)為x個,六邊形數(shù)為y個。依題意可得方程組:1/2(5x+6y)=1/2(370)(鍵數(shù),即棱邊數(shù))70+(x+y)-1/2(370)=2(歐拉定理)解得五邊形數(shù)x=12,六邊形數(shù)y=25。8(1)0.92(2)0.826 (4)正八面體(5)3.0310-10m。提示:(1)由NaCl晶胞結構可知,1molNaCl晶胞中含有4mol NaCl,故在FexO晶體中1mol FexO晶胞中含有4mol FexO。設FexO的摩爾質量為Mg mol-1,晶胞的體積為V。則有:4M=VN0,代入數(shù)據(jù)解得M=67.4gmol-1,則x=0.92。(2)設Fe2+為y個,F(xiàn)e3+則為(0.92-y)個,由正負化合價代數(shù)和為零可得:2x+3(0.92-y)=2,則y=0.76。Fe2+所占的分數(shù)為:0.76/0.92=0.826。(3)由于Fe2+為0.76,則Fe3+為(0.92-0.76)=0.16,故化學式為(4)與O2-距離最近且等距離的鐵離子有6個,這6個鐵離子所圍成的幾何形狀如圖2-13所示,由圖可知Fe在晶體中占據(jù)空隙的幾何形狀為正八面體。- 配套講稿:
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