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31微观结构与物质的多样性
第三板块化学基本理论
第1讲微观结构与物质的多样性
考点一 人类对原子结构的认识
1.原子的表示
X着重描述原子核的结构。
例:
2.元素、核素、同位素、同素异形体的区别与联系
3.构成原子的微粒之间的数量关系
(1)质量关系:
质量数(A)=(Z)+(N);
(2)电荷关系:
①原子中:
;
②阳离子:
;
③阴离子:
。
题组一 以同位素为中心的概念辨析
1.(2017·温州中学高一期中)简单原子的原子结构可用如图表示方法形象表示:
●表示质子或电子,○表示中子,则下列有关①②③的叙述正确的是( )
A.①②③互为同位素B.①②③为同素异形体
C.①②③是三种化学性质不同的粒子D.①②③具有相同的质量数
2.(2016·浙江省嘉兴一中高一期中)下列叙述不正确的是( )
A.6Li和7Li的电子数相等,中子数也相等B.1H和2H是不同的核素,它们的质子数相等
C.14C和14N的质量数相等,它们的中子数不等D.13C和14C属于同一元素,它们互为同位素
3.(2017·杭州地区高一上学期五校联考)钚(Pu)是一种放射性元素,
Pu是原子能工业的一种重要原料,可作为核燃料和核武器的裂变剂。
下列关于
Pu的说法不正确的是( )
A.
Pu与
Pu互为同位素B.
Pu原子核外有94个电子
C.
Pu原子核中有94个中子D.
Pu与
U为两种不同核素
题组二 原子或离子的表示及物质中数量关系判断
4.(2017·温州中学高一期中)已知R2+有b个中子,核外有a个电子,表示R原子符号正确的是( )
A.
RB.
RC.
RD.
R
5.(2016·浙江省嘉兴一中高一期中)核内中子数为N的R2+,质量数为A,则ngR2+所含电子的物质的量是( )
A.
molB.
molC.
molD.
mol
6.(2017·温州中学高一期中)科学家刚刚发现的某种元素的一个原子,其质量是ag,一个12C的原子质量是bg,NA是阿伏加德罗常数的值,下列叙述中不正确的是( )
A.该原子的摩尔质量是aNAg·mol-1B.Wg该原子的物质的量是
mol
C.Wg该原子中含有
NA个原子D.由已知信息可得:
NA=
考点二 原子核外电子排布与元素周期律
1.原子核外电子排布规律
(1)能量规律:
原则;
(2)排布规律:
排布。
2.强化记忆元素周期表
3.识记理解元素周期律
4.利用周期律,观测物质性质,寻找新物质
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
如:
金属性Mg>Al、Ca>Mg,则碱性Mg(OH)2>Al(OH)3、Ca(OH)2>Mg(OH)2(填“>”“<”或“=”)。
②推测未知元素的某些性质
如:
已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知Be(OH)2难溶;再如:
已知卤族元素的性质递变规律,可推知元素砹(At)应为有色固体,与氢难化合,HAt不稳定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近,如:
Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方,如:
F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找,如:
Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
题组一 核外电子排布规律及应用
1.核电荷数为1~18的元素中,最外层电子数是电子层数3倍的原子( )
A.只有4种B.只有3种C.只有2种D.只有1种
2.(2017·湖州安吉县上墅私立高级中学高一下学期月考)下列叙述中,正确的是( )
A.在多电子的原子里,能量高的电子通常在离核近的区域内运动
B.核外电子总是先排在能量低的电子层里,例如一般先排满了K层后才排L层
C.两种微粒,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同
D.微粒的最外层只能是8个电子才稳定
寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒
3.用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子),请回答:
(1)A元素是________,B元素是________,C元素是________(用元素符号表示)。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是________。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其分子式是________。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是________;电子式是________。
(5)G分子中含有4个原子,其分子式是________。
(6)H分子中含有8个原子,其分子式是________。
题组二 元素周期表结构的考查
4.(2017·湖州市安吉县上墅私立高级中学高一下学期月考)以下关于元素周期表的结构叙述正确的是( )
A.有七个主族,八个副族B.有三个长周期(均含18种元素),三个短周期(均含8种元素)
C.0族位于元素周期表的第18列(从左往右)D.第ⅢA族位于元素周期表的第3列(从左往右)
5.(2017·湖州市安吉县上墅私立高级中学高一下学期月考)在短周期元素中,原子最外电子层只有2个电子的元素是( )
A.一定是金属元素B.可能是稀有气体元素C.一定不是非金属元素D.原子容易失去电子的元素
6.(2017·湖州安吉县上墅私立高级中学高一下学期月考)某元素的原子结构示意图为
,则该元素在元素周期表中的位置( )
A.第2周期ⅠA族B.第2周期ⅤA族C.第3周期ⅣA族D.第3周期ⅤA族
题组三 元素周期律的直接考查
7.(2016·浙江省嘉兴一中高一期中)下列各项比较中,正确的是( )
A.原子核外电子数:
H>O>AlB.元素非金属性:
F>Cl>Br
C.热稳定性:
PH3>H2S>HClD.碱性:
LiOH>NaOH>KOH
8.(2017·浙江省三门亭旁高级中学高一下学期月考)按C、N、O、F的顺序,下列递变规律错误的是( )
A.原子半径逐渐减小B.元素原子得电子能力逐渐增强
C.最高正化合价逐渐增大D.气态氢化物稳定性逐渐增强
9.(2016·浙江省嘉兴一中高一期中)下列能说明氯元素比硫元素非金属性强的是( )
①HCl比H2S稳定;②HClO4酸性比H2SO4强;③Cl2能与H2S反应生成S;④Cl原子最外层有7个电子,S原子最外层有6个电子;⑤Cl2比S更易与H2化合生成相应气态氢化物;⑥盐酸是强酸,而氢硫酸是弱酸。
A.①②③④⑤⑥B.①②③④⑥C.①②③⑤D.②④⑥
题组四 “位—构—性”关系的考查
(一)文字叙述式“位—构—性”关系判断
10.(2017·温州中学高一下学期期中)短周期元素A、B、C的原子序数依次递增,它们的原子最外层电子数之和为10,A与C同主族,B原子的最外层电子数等于A原子的次外层电子数,则下列叙述正确的是( )
A.原子半径:
A<B<CB.A的氢化物稳定性小于C的氢化物稳定性
C.三种元素的最高价氧化物对应的水化物均可由化合反应得到D.高温下,A单质能置换出C单质
11.(2017·乐清市乐成寄宿中学高三月考)X、Y、Z、W、R属于短周期元素。
已知它们都不是稀有气体元素,X的原子半径最大,Y元素的原子最外层电子数为m,次外层电子数为n,Z元素的原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,W元素与Z元素同主族,R元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2∶1。
下列叙述错误的是( )
A.X与Y形成的两种化合物中阴、阳离子的个数比均为1∶2
B.Y分别与Z、W、R两种元素组成的常见化合物有5种
C.Z、W、R最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是R>W>Z
D.Y的氢化物比R的氢化物稳定,Y的氢化物熔、沸点比R的氢化物低
(二)表格片断式“位—构—性”关系判断
12.(2017·温州市高三第二次选考模拟)W、X、Y、Z四种元素在周期表中的位置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.W、X、Y三种元素的原子半径依次减少B.W元素的最高价氧化物的水化物的碱性比X的强
C.可在省略号对应的族区域寻找各种优良的催化剂D.Z元素与水反应得到HZO,HZO只有氧化性
13.短周期元素A、B、C、D在周期表中所处的位置如图所示。
A、B、C、D四种元素的质子数之和为36。
E元素原子的半径在同周期中最大,且E的离子与C的离子具有相同的电子层结构。
则下列说法正确的是( )
A.元素A形成的气态氢化物一定是正四面体形分子
B.五种元素形成的氢化物中,C的氢化物的沸点最高
C.A、C两种元素可形成A3C2型化合物,该化合物在空气中不能燃烧
D.B、C、D、E四种元素的离子半径由大到小的顺序为D>B>C>E
考点三 微粒之间的相互作用力
1.识记简单共价分子的空间结构(加试)
Cl2:
;H2O:
;NH3:
;CH4:
;CO2:
;C2H4:
;C2H2:
;
:
;CS2:
;CCl4:
。
题组一 电子式和结构式的书写
1.写出下列物质的电子式。
MgCl2:
;Na2O2:
;
NH4Cl:
;N2:
;
H2O2:
;CO2:
;
CCl4:
。
2.写出下列物质的结构式。
N2:
;H2O:
;CO2:
;H2O2:
。
题组二 化学键类型与化合物类型
4.(2017·浙江省嘉兴一中高一下学期期中)下列说法中不正确的是( )
A.含有离子键的化合物一定是离子化合物
B.活泼的金属和活泼的非金属原子之间形成的化学键一定是离子键
C.共价化合物中不可能存在离子键
D.某元素原子最外层只有1个电子,它跟卤素可能形成离子键也可能形成共价键
5.(2017·绍兴市诸暨中学高一上学期期中)下列是中学化学常见的物质:
A.金刚石 B.HCl C.NaCl D.K2SO4 E.Na2SF.He G.N2
(1)在固态时含极性共价键的分子晶体是________;
(2)既含离子键又含共价键的是________;
(3)固态时属于离子晶体的是________;(4)熔化时需克服共价键的是________;
(5)晶体中不存在化学键的是________。
题组三 物质变化与微粒间的作用力
6.(2017·浙江省名校协作体高三上学期考试)下列说法不正确的是( )
A.干冰升华和液氯汽化时,都只需克服分子间作用力
B.硫酸氢钠晶体溶于水,需要克服离子键和共价键
C.氯化氢气体溶于水时,只有共价键的断裂,没有化学键的形成
D.石墨转化为金刚石,既有化学键的断裂,又有化学键的形成
7.(2017·湖州市安吉县上墅私立高级中学高一下学期月考)根据化学反应的实质是旧键断裂、新键形成的观点,下列变化没有发生化学键断裂的是( )
A.电解水B.干冰受热直接变成气体C.HCl溶于水D.打雷放电时,O2变成O3
8.(2017·宁波市十校高三9月联考)下列说法不正确的是( )
A.NaClO是含有两种类型化学键的离子化合物
B.CO2通入水的过程中,有共价键的形成和断裂,但不涉及离子键的变化
C.金刚石和足球烯都只由碳元素构成,且含有的化学键类型也相同
D.常温常压下,H2O与CH4的不同状态可以说明H2O的热稳定性更好
题组四 结构模型、键能及氢键(加试)
9.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)CH4的球棍模型:
()
(2)CCl4的比例模型:
()
(3)水分子的比例模型:
()(4)乙炔分子的球棍模型:
()
(5)比例模型
可以表示CO2分子或SiO2分子()
(6)比例模型
(其中○表示氢原子,
表示碳原子,
表示氧原子)表示乙酸()
10.下图中每条折线表示元素周期表中第ⅣA~ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化。
每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是( )
A.H2SB.HClC.PH3D.SiH4
11.下列现象与氢键有关的是( )
①NH3的熔、沸点比PH3的熔、沸点高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小④水分子高温下很稳定
A.①②③④B.①②③C.①②D.①③
考点四 从微观结构看物质的多样性
1.识别“三种”晶体结构
(1)金刚石和石英
①SiO2晶体中,每个Si原子与个O原子成键,在“硅氧”四面体中,处于中心的是原子,1molSiO2中含有molSi—O键,每个O原子与个硅原子成键②在金刚石、SiO2中微粒间相互作用是。
(2)干冰和足球烯
①在干冰和足球烯微粒间相互作用是,在微粒内部存在。
(3)NaCl
①在NaCl中,Na+、Cl-之间的相互作用是。
题组一 “四同”的比较与判断
1.(2017·浙江省名校协作体高三上学期考试)下列说法正确的是( )
A.石墨和C60互为同位素B.CH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体
C.14CO2的摩尔质量为46D.
Cl、
Cl为不同的核素,有不同的化学性质
2.(2017·宁波市十校高三9月联考)下列说法不正确的是( )
A.14C与16O是不同的核素但具有相同的中子数B.二氯乙烷(C2H4Cl2)有二种结构
C.同素异形体之间在一定条件下能发生相互转化D.环丙烷(
)和乙烯互为同系物
题组二 微粒间作用力与晶体类型
3.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)NaOH、NH4Cl晶体中既有离子键又有共价键()
(2)CO2、SiO2的晶体结构类型不同()
(3)在O2、CO2和SiO2中,都存在共价键,它们均由分子构成()
(4)KOH和MgCl2都是离子晶体,均存在共价键和离子键()
(5)金刚石、NaCl、H2O、HCl晶体的熔点依次降低()
(6)金刚石和足球烯都是通过共用电子对形成空间网状结构,所以都是原子晶体()
(7)某晶体固态时不导电,水溶液能导电,说明该晶体一定是离子晶体()
(8)He、CO2和CH4都是由分子构成,它们中都存在共价键()
4.有A、B、C三种晶体,分别由H、C、Na、Cl四种元素中的一种或几种组成,对这三种晶体进行实验,结果如下表:
序号
熔点/℃
硬度
水溶性
导电性
水溶液与Ag+反应
A
811
较大
易溶
水溶液或熔融导电
白色沉淀
B
3500
很大
不溶
不导电
不反应
C
-114.2
很小
易溶
液态不导电
白色沉淀
(1)晶体的化学式分别为A__________、B_____________________、C____________。
(2)晶体的类型分别是A______________、B_________________、C____________。
(3)晶体中微粒间作用力分别是A_____________________________________________、
B_______________________、C______________________。
1.(2017·浙江11月选考,11)下列说法正确的是( )
A.
O表示中子数为10的氧元素的一种核素B.金刚石和石墨互为同素异形体,两者之间不能相互转化
C.CH3COOH和CH3COOCH3互为同系物D.C6H14的同分异构体有4种,其熔点各不相同
2.(2017·浙江11月选考,13)Q、X、Y和Z为短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示,这4种元素的原子最外层电子数之和为22,下列说法正确的是( )
X
Y
Q
Z
A.Y的原子半径比X的大B.Q的最高价氧化物的水化物的酸性比Z的强
C.X、Y和氢3种元素形成的化合物中都只有共价键
D.Q的单质具有半导体的性质,Q与Z可形成化合物QZ4
3.(2017·浙江11月选考,20)下列说法不正确的是( )
A.Mg2+和S2-的最外电子层都形成8个电子的稳定结构
B.石英和金刚石都是原子间通过共价键结合形成的原子晶体
C.浓H2SO4与H2O混合时放出热量与微粒之间的作用力有关
D.H2O2易分解是因为H2O2分子间作用力弱
4.(2017·浙江4月选考,11)下列说法正确的是( )
A.金刚石和石墨互为同素异形体,熔点和硬度都很高
B.氕、氘、氚是氢元素的三种核素,质子数都为1
C.乙醇和二甲醚(CH3—O—CH3)互为同系物D.C4H10的一氯取代物只有一种
5.(2017·浙江4月选考,14)W、X、Y、Z四种短周期元素,它们在周期表中位置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.Z、Y、X的原子半径依次减小,非金属性依次降低
B.Z、Y、W的最高价氧化物的水化物的酸性依次降低
C.WH4与Z元素的单质在一定条件下可发生化学反应
D.W的位置是第2周期ⅣA族
6.(2017·浙江4月选考,20)下列说法正确的是( )
A.干冰和石英晶体中的化学键类型相同,熔化时需克服微粒间的作用力类型也相同
B.化学变化发生时,需要断开反应物中的化学键,并形成生成物中的化学键
C.CH4和CCl4中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D.NaHSO4晶体溶于水时,离子键被破坏,共价键不受影响
7.(2016·浙江4月选考,10)下列说法不正确的是( )
A.
C和
C是一种核素B.红磷和白磷互为同素异形体
C.CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3是不同物质
D.CH3CH2OH可看成是由—C2H5和—OH两种基团组成
8.(2016·浙江4月选考,14)W、X、Y、Z、M、N六种主族元素,它们在周期表中位置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.原子半径:
Y>Z>WB.单质的还原性:
X>Y
C.溴与元素M同主族,最高价氧化物的水化物的酸性比M的强
D.元素N位于金属与非金属的分界线附近,可以推断N元素的单质可作半导体材料
9.(2016·浙江10月选考,11)下列说法不正确的是( )
A.
C表示质子数为6、中子数为8的核素B.甲醇(CH3OH)和甘油(
)互为同系物
C.C5H12的同分异构体有3种,其沸点各不相同D.CH3CH2CH2CH(CH3)2的名称是2甲基戊烷
10.(2016·浙江10月选考,14)W、X、Y、Z四种短周期元素,它们在周期表中位置如图所示,下列说法不正确的是( )
A.W、Y、X三种元素的原子半径依次减小B.Z元素的气态氢化物的热稳定性比Y的高
C.W元素与氢元素可能会形成W2H6D.Y元素的单质能从NaZ溶液中置换出Z元素的单质
11.(2016·浙江10月选考,20)下列说法不正确的是( )
A.Cl2、Br2、I2的分子间作用力依次减小
B.石英是由硅原子和氧原子构成的原子晶体,加热熔化时需破坏共价键
C.氢氧化钠在熔融状态下离子键被削弱,形成自由移动的离子,具有导电性
D.水电解生成氢气和氧气,有化学键的断裂和形成
专题强化练
[必考题组]
1.(2017·浙江省金兰合作组织高一上学期期中)科学不代表真实,科学只是在接近真实的道路上行走,人类对原子结构的认识的步伐一直没有停止过。
原子结构模型的演变图中,
(1)为道尔顿实心球式原子模型;
(2)为卢瑟福行星运转式原子模型;(3)为汤姆生葡萄干面包式原子模型;(4)为近代量子力学原子模型;(5)为玻尔轨道式原子模型。
其中符合历史演变顺序的一组排列是( )
A.
(1)(3)
(2)(5)(4)B.
(1)
(2)(3)(4)(5)
C.
(1)(5)(3)
(2)(4)D.
(1)(3)(5)(4)
(2)
2.(2017·杭州萧山区命题比赛)下列表示正确的是( )
A.MgF2的电子式:
B.氯化钠的分子式:
NaCl
C.二氧化碳的比例模型:
D.乙烯的结构式:
CH2==CH2
3.(2017·杭州市学军中学高三选考模拟)下列说法不正确的是( )
A.C60与C70互为同素异形体B.CH4和C3H8互为同系物
C.CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3互为同分异构体D.H2O与D2O属同位素
4.(2017·绍兴市高三教学质量调测)下列说法不正确的是( )
A.HCOOH和CH3COOH互为同系物B.
与CH3CH2CHO互为同分异构体
C.质子数为35、中子数为45的溴原子:
BrD.烷烃CH3CH(CH3)C(CH3)3的名称是2,3,3三甲基丁烷
5.(2017·浙江省台州中学高三上学期第四次统练)下列各组中,互称为同分异构体的是( )
A.O2与O3B.35Cl与37ClC.CH3CHO与
D.CH4与C2H6
6.(2017·温州中学高三模拟)下列变化需克服相同类型作用力的是( )
A.碘和干冰的升华B.硅和C60的熔化C.氯化氢和氯化钠的溶解D.溴和汞的汽化
7.(2017·浙江省名校新高考研究联盟第一次联考)下列说法不正确的是( )
A.既含离子键又含共价键的化合物一定是离子化合物B.Na投入到水中,有共价键的断裂与形成
C.液态水转变为气态水需要吸热,说明断键吸收的能量大于成键放出的能量
D.N2和NCl3两种分子中,每个原子的最外电子层都具有8电子稳定结构
8.(2017·台州市高三9月选考科目教学质量评估)下列说法不正确的是( )
A.CCl4、C2H4、SiO2都存在共价键,它们都是共价化合物
B.SO2溶于水时,需克服共价键和分子间作用力
C.某物质在熔融状态能导电,则该物质中一定含有离子键
D.CO2和N2中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
9.(2017·杭州萧山区命题比赛)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的单质是空气中体积分数最大的气体,W与Y最外层电子数之和为X最外层电子数的2倍,X、Y、Z简单离子的电子层结构相同,Z最外层电子数等于最内层电子数。
下列说法正确的是( )
A.单质Z可用海水作原料获得B.W的简单气态氢化物比Y的简单气态氢化物稳定
C.原子半径由大到小的顺序:
Z、Y、X、WD.WX与ZX中的化学键类型相同
10.X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,它们在周期表中的相对位置如表所示。
Z元素原子的K层电子数与M层电子数相等。
下列说法中正确的是( )
A.Y元素的氧化物对应水化物属于强酸B.原子半径由小到大的顺序为X C.与等浓度的盐酸反应,Z单质比W单质更剧烈 D.X、Z两种元素的氧化物中所含化学键类型相同 11.(2017·浙江省名校新高考研究联盟第一次联考)X、Y、Z、W四种主族元素,它们在周期表中的位置如图所示,下列说法不正确的是( ) A.Y、Z、X三种元素的原子半径依次减小B.X元素的氢化物稳定性比Y元素弱 C.化合物YZ4和氢气反应可以生成Y单质D.W元素与X元素可以形成WX3 12.已知X、Y、Z、W四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图所示,下列说法正确的是( ) X Y Z W A.Z元素
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- 31 微观 结构 物质 多样性