2019-2020年新人教版化學選修3高中《原子結構與元素的性質(zhì)》word學案三.DOC

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2019-2020年新人教版化學選修3高中《原子結構與元素的性質(zhì)》word學案三 第二節(jié)　原子結構與元素的性質(zhì) 學案3　本節(jié)知識歸納 1.在下列空格中，填上適當?shù)脑胤枺? (1)在第三周期中，第一電離能最小的元素是 ________________________________________________________________________， 第一電離能最大的元素是 ________________________________________________________________________。 (2)在元素周期表中，電負性最大的元素是 ________________________________________________________________________， 電負性最小的元素是 ________________________________________________________________________。 (3)最活潑的金屬元素是 ________________________________________________________________________。 (4)最活潑的氣態(tài)非金屬原子是 ________________________________________________________________________。 (5)第二、三、四周期原子中p軌道半充滿的元素是 ________________________________________________________________________。 (1) 電負性相差最大的兩種元素是 ________________________________________________________________________。 答案　(1)Na　Ar　(2)F　Cs　(3)Cs　(4)F (5)N、P、As　(6)F、Cs 解析　同周期中從左到右，元素的第一電離能(除ⅢA族、ⅥA族反常外)逐漸增大，同周期中金屬元素最小，稀有氣體最大，故第三周期中第一電離能最小的為Na，最大的為Ar。電負性的遞變規(guī)律：同周期從左到右逐漸增大，同主族從上到下逐漸減小，故周期表中，電負性最大的元素是氟，電負性最小的為銫。 2.A、B、C、D為原子序數(shù)小于18的四種元素： ①A原子的電子層數(shù)等于最外層電子數(shù)； ②A與B處于同一周期，B與D可形成離子化合物D2B，該化合物的水溶液顯堿性； ③C的離子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)之和為18； ④A、C、D三種元素的離子具有相同的電子層排布。 推斷A～D各為何種元素，并填空： (1)A________，B__________，C________，D________。 (2)各原子形成簡單離子的電子排布式 _______________________________________、____________________、____________________________、________________。 (3)四種元素離子半徑的大小順序為________________。 (4)用離子方程式表示D2B水溶液呈堿性的原因 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)Al　S　O　Na(或鋁　硫　氧　鈉) (2)Al3＋：1s22s22p6　S2－：1s22s22p63s23p6 O2－：1s22s22p6　Na＋：1s22s22p6 (3)r(S2－)>r(O2－)>r(Na＋)>r(Al3＋) (4)S2－＋H2OHS－＋OH－， HS－＋H2OH2S＋OH－ 解析　A、B、C、D均為短周期元素。由①可知：A的族序數(shù)等于周期數(shù)，可能為H、Be、Al。由②可知：短周期可形成D2B的離子化合物有Li2O、Na2O、Na2S，它們的水溶液為堿性。由③可知：若C為陰離子Cn－，則設核電荷數(shù)為c，有2c＋n＝18(n取偶數(shù))，n＝2時，c＝8，為O，O2－在熔融的金屬氧化物中存在。n＝4時，c＝7，為N，無N4－，舍去，n不可能大于5。若C為陽離子Cn＋，由2c－n＝18(n取偶數(shù))。n＝2時，c＝10，為Ne，舍去；n＝4時，c＝11，為Na，無Na4＋，舍去；n＝6時，c＝12，為Mg，無Mg6＋，舍去。故C為O元素，由④知：A、C、D必為相鄰周期元素。所以C為O，則A為Al，D為Na。 1.下列說法中，正確的是(　　) A.在周期表里，主族元素所在的族序數(shù)等于原子核外電子數(shù) B.在周期表里，元素所在的周期數(shù)等于原子核外電子層數(shù) C.最外層電子數(shù)為8的粒子都是稀有氣體元素的原子 D.元素的原子序數(shù)越大，其原子半徑也越大 答案　B 解析　對于主族元素，其主族序數(shù)等于最外層電子數(shù)，故A不正確；周期數(shù)等于電子層數(shù)，故B正確；很多離子最外層電子數(shù)為8，如Na＋、Cl－等；據(jù)元素周期律，同周期原子序數(shù)越大，原子半徑越小(稀有氣體元素除外)，故D不正確。 2.X、Y、Z是3種短周期元素，其中X、Y位于同一族，Y、Z處于同一周期。X原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍。Z原子的核外電子數(shù)比Y原子少1。下列說法正確的是(　　) A.元素非金屬性由弱到強的順序為ZY>X 答案　AD 解析　由X原子的電子層結構推知X為氧，由于X、Y屬同主族短周期元素，所以Y為硫，又因Z與Y同周期，且核外電子數(shù)比Y少1，故Z為磷，由三者在周期表中的位置關系，結合元素周期律很容易找到答案AD。 3.下列各組元素性質(zhì)遞變情況錯誤的是(　　) A.Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多 B.P、S、Cl元素最高正化合價依次升高 C.B、C、N、O、F原子半徑依次增大 D.Li、Na、K、Rb原子半徑依次增大 答案　C 解析　由元素周期律知，隨原子序數(shù)的遞增，元素的原子結構、原子半徑、化合價、金屬性和非金屬性都呈現(xiàn)周期性變化。 4.國際無機化學命名委員會將長式元素周期表原先的主、副族及族序序號取消，從左往右改為第18列，堿金屬為第1列，稀有氣體為第18列。按這個規(guī)定，下列說法不正確的是(　　) A.只有第2列元素的原子最外層有2個電子 B.第14列元素形成的化合物種類最多 C.第3列元素種類最多 D.第16、17列元素都是非金屬元素 答案　AD 解析　在長周期表中各族元素的排列順序為：ⅠA、ⅡA、ⅢB―→ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA―→ⅦA、0族，18列元素應分別與以上各族對應。所以第2列為堿土金屬族，其最外層有2個電子，但元素He及多數(shù)過渡元素的最外層也是2個電子；第14列為碳族元素，形成化合物的種類最多；第3列為ⅢB族，有鑭系和錒系元素，元素種類最多；第16、17列分別為氧族和鹵族元素，并非全部為非金屬元素。 5.R、W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次遞增的同一短周期元素，下列說法一定正確的是(m、n均為正整數(shù))(　　) A.若R(OH)n為強堿，則W(OH)(n＋1)也為強堿 B.若HnXOm為強酸，則Y是活潑非金屬元素 C.若Y的最低化合價為－2，則Z的最高正化合價為＋6 D.若X的最高正化合價為＋5，則五種元素都是非金屬元素 答案　B 解析　因R、W、X、Y為同一周期且原子序數(shù)遞增的短周期元素，所以當R(OH)n為強堿時，W(OH)n＋1不一定為強堿，如NaOH為強堿，Mg(OH)2、Al(OH)3等則不是強堿，A錯；若HnXOm為強酸，說明X為活潑非金屬，而Y的非金屬性大于X，則Y一定為活潑非金屬，B正確；若Y的最低價為－2，則Y的最高正價為＋6，因此Z的最高正價大于6，C錯；若X的最高正價為＋5，那么R、W也可能是金屬，D錯。 6.13C—NMR(核磁共振)、15N—NMR可用于測定蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的空間結構，Kurt Wuithrich等人為此獲得2002年諾貝爾化學獎。下面有關13C、15N的敘述中正確的是(　　) A.13C與15N有相同的中子數(shù) B.13C電子排布式為1s22s22p3 C.15N與14N互為同位素 D.15N的電子排布式為1s22s22p4 答案　C 解析　A選項中兩種原子的中子數(shù)為7和8；B選項中電子數(shù)為6，中子數(shù)為7；所以電子排布式為1s22s22p2；C項符合同位素的概念；D項中電子排布式為1s22s22p3。 7.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一化學元素。 (1)下列________(填寫編號)組元素的單質(zhì)可能都是電的良導體。 ①a、c、h?、赽、g、k?、踓、h、l?、躣、e、f (2)如果給核外電子足夠的能量，這些電子便會擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開該原子或離子所需要的能量主要受兩大因素的影響： A.原子核對核外電子的吸引力 B.形成穩(wěn)定結構的傾向 下表是一些氣態(tài)原子失去核外不同電子所需的能量(kJmol－1)： 鋰 X Y 失去第一個電子 519 502 580 失去第二個電子 7 296 4 570 1 820 失去第三個電子 11 799 6 920 2 750 失去第四個電子 9 550 11 600 ① 通過上述信息和表中的數(shù)據(jù)分析為什么鋰原子失去核外第二個電子時所需的能量要遠遠大于失去第一個電子所需的能量 __________________________________________________________________________。 ②表中X可能為以上13種元素中的(填寫字母)________元素。用元素符號表示X和j形成化合物的化學式____________________。 ③Y是周期表中________族元素。 ④以上13種元素中，________(填寫字母)元素原子失去核外第一個電子需要的能量最多。 答案　(1)①④　(2)①Li原子失去一個電子后，Li＋已形成穩(wěn)定結構，此時再失去一個電子很困難 ②a　Na2O和Na2O2　③ⅢA?、躮 解析　m所對應的元素依次是：Na、H、Mg、Sr、Ti、Al、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar，其中單質(zhì)屬于電的良導體的是金屬(a、c、d、e、f、g)及個別特殊的非金屬(h形成的石墨)； →m所對應的元素依次是：Na、H、Mg、Sr、Ti、Al、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar，其中單質(zhì)屬于電的良導體的是金屬(a、c、d、e、f、g)及個別特殊的非金屬(h形成的石墨)； (2)①從題中氣態(tài)鋰原子失去核外不同電子所需的能量數(shù)據(jù)不難看出，失去第一個電子所需的能量遠小于失去第二、三個電子所需的能量，說明鋰原子核外電子共有兩層，第一個電子處于L層(電子離核相對較遠)，第二、三個電子處于K層(電子離核相對較近)。當Li原子失去第一個電子變成Li＋后，只剩下K層的兩個電子(屬于穩(wěn)定結構)，此時要想再失去電子已變得很困難。 值得注意的是：盡管K層電子離核較近，受原子核的吸引較大，但對失去電子所需能量的影響不會太大，也就是說，處于穩(wěn)定結構的粒子失去電子所需的能量遠比因半徑變小(即受核的引力較大)而導致的能量增加值要大。 ②分析X原子失去核外不同電子所需的能量數(shù)據(jù)可看出，失去第一個電子遠比失去其它電子要容易，這就說明“第一個電子”屬于最外層電子，同時也說明該元素最外層只有一個電子。而此時最外層只有一個電子的元素肯定在表中的ⅠA族，只有a(Na)元素才符合題意。Na元素與j(O)形成的化合物的化學式有兩個：Na2O和Na2O2。 ③分析Y原子失去核外不同電子所需的能量數(shù)據(jù)可看出，當其失去第一至第三個電子時，所需能量相差并不大(屬于因受原子核吸引力不同而致)，但當失去第四個電子時所需的能量則遠大于失去第三個電子時所需的能量，說明當Y原子失去前三個電子之后已經(jīng)達到穩(wěn)定結構。也就是說，Y原子的最外層有三個電子，而最外層電子數(shù)等于主族序數(shù)，因此，Y應該屬于周期表中第ⅢA族的元素。 ④在表中所列13種元素中，因為m(Ar)元素屬于稀有氣體元素，其最外層已經(jīng)達到了穩(wěn)定結構，因此，Ar元素原子失去核外第一個電子所需要的能量應該比其它元素都多。 8.今有A、B、C、D四種元素，已知A元素是地殼中含量最多的元素；B元素為金屬元素，它的原子核外K、L層電子數(shù)之和等于M、N層電子數(shù)之和；C元素的單質(zhì)及其化合物的焰色反應都顯黃色；氫氣在D元素單質(zhì)中燃燒呈蒼白色。 (1)試推斷并寫出A、B、C、D四種元素的名稱和符號。 (2)寫出上述元素兩兩化合成的化合物的化學式。 答案　(1)A：氧元素，O；B：鈣元素，Ca；C：鈉元素，Na；D：氯元素，Cl。 (2)Na2O、Na2O2、CaO、NaCl、CaCl2等。 解析　地殼中含量最多的元素是氧，A元素是氧；B元素原子核外電子數(shù)依次為2、8、8、2，B元素是鈣；由C元素焰色反應知C為鈉；根據(jù)氫氣在D元素單質(zhì)中燃燒現(xiàn)象知D為氯。 9.有A、B、C、D、E五種元素，它們可能是原子或離子，且為短周期元素，A與B可形成BA型化合物，且A元素是非金屬性最強的元素，金屬B的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比它前一周期同主族元素原子的質(zhì)子數(shù)多8個；C元素有三種同位素C1、C2、C3，自然界里含量最多的是C1，C3原子的質(zhì)量數(shù)是C1的3倍，C2原子的質(zhì)量數(shù)是C1的2倍。D的氣態(tài)氫化物水溶液顯堿性，而其最高價氧化物水化物為強酸，E元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多4個。 (1)寫出各元素的名稱：A________，B______，C________________，D______，E________。 (2)各粒子電子排布式______________、 ________________________________________________________________________、 ______________、____________、 ________________________________________________________________________。 (1) 寫出C1、C2、C3粒子的符號：__________、 _______________________________________________________________________、 ________。 (2) 寫出E粒子的結構示意圖 ________________________________________________________________________， E的氫化物的分子式______________。 (5)寫出A的單質(zhì)、B的單質(zhì)分別與水反應的化學方程式 ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________， 將反應后生成的溶液混合，發(fā)生反應的離子方程式為： ________________________________________________________________________。 答案　(1)氟　鈉　氫　氮　氧 (2)F：1s22s22p5　Na：1s22s22p63s1　H：1s1 N：1s22s22p3　O：1s22s22p4 (3)H　H(D)　H(T) (4) H2O，H2O2 (5)2F2＋2H2O===4HF＋O2↑ 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ OH－＋HF===F－＋H2O 解析　寫Na與H2O反應的離子方程式時，Na、H2O、H2均需保留化學式，NaOH是強堿，要改寫成離子形式。 10.X、Y、Z 是ⅠA～ⅦA族的三種非金屬元素，它們在周期表中的位置如右圖所示。試回答： (1)X元素單質(zhì)的化學式是__________。 (2)Y元素的原子結構示意圖是________________，Y與Na所形成化合物的電子式為 ________________。 (3)Z元素的名稱是__________，從元素原子得失電子的角度看，Z元素具有________性；若從Z元素在周期表中所處位置看，它具有這種性質(zhì)的原因是 ________________________________________________________________________， 其外圍電子排布式為__________________。 答案　(1)F2　(2) 　Na＋[]2－Na＋ (3)砷　兩　Z位于元素周期表中金屬與非金屬交界線附近　4s24p3