学年高一化学必修2提分宝典第1章 重点知识归纳.docx
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学年高一化学必修2提分宝典第1章 重点知识归纳.docx
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学年高一化学必修2提分宝典第1章重点知识归纳
【考向分析】物质结构和元素周期律是高中化学的重要内容,主要知识点有元素的原子结构及各构成原子的粒子之间的关系,元素、核素和同位素的概念,由两种元素形成的化合物的形式确定两元素原子序数的关系,元素在周期表中性质的相似性和递变性,离子键和共价键的概念,电子式的书写及微粒半径大小的比较等。
考试题型多涉及选择题、填空题、推断题。
本章的内容与元素化合物的知识紧密联系,规律性强,命题空间极为广阔,题型灵活多变。
【重点归纳】
一、元素金属性、非金属性强弱的判断
1.元素金属性强弱的判断方法
(1)从元素原子结构判断:
当最外层电子数相同时,电子层数越多,原子半径越大,越易失电子,金属性越强;当电子层数相同时,核电荷数越多,越难失电子,金属性越弱。
(2)根据金属活动性顺序表判断:
一般来说,排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。
(3)从元素单质及其化合物的相关性质判断:
金属单质与水或酸反应越剧烈,元素金属性越强;最高价氧化物对应水化物的碱性越强,元素金属性越强。
(4)根据离子的氧化性强弱判断:
离子的氧化性越强,则对应金属元素的金属性越弱。
2.非金属性强弱的判断方法
(1)从元素原子的结构判断:
当电子层数相同时,核电荷数越多,非金属性越强;当最外层电子数相同时,核电荷数越多,非金属性越弱。
(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断:
单质越易跟H2化合,生成的氢化物也就越稳定,氢化物的还原性也就越弱,其非金属性也就越强;最高价氧化物对应水化物的酸性越强,其非金属性越强。
如H2SO4的酸性强于H3PO4,说明S的非金属性比P强;非金属单质间的置换反应,如:
Cl2+2KI===2KCl+I2,说明氯的非金属性比碘强;元素的原子对应阴离子的还原性越强,元素的非金属性就越弱。
如S2-的还原性比Cl-强,说明Cl的非金属性比S强。
二、微粒半径大小的比较
1.同种元素核外电子数越多,半径越大:
原子半径大于相应的阳离子半径;原子半径小于相应的阴离子半径;当元素原子可形成多种价态的离子时,价态高的,半径小。
2.原子半径:
同周期元素随原子序数的递增,原子半径逐渐减小(稀有气体除外);同主族元素随电子层数的递增,原子半径逐渐增大。
3.离子半径:
电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小;同主族带相同电荷的离子,电子层数越多,半径越大;所带电荷、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较,例如:
比较r(K+)与r(Mg2+)可选r(Na+)为参照,可知:
r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)。
三、“位、构、性”之间的关系
1.位置与结构、性质间的关系
(1)核外电子层数=周期数。
(2)主族元素的最外层电子数=价电子数=主族序数=最高正价数(O、F元素除外)。
(3)质子数=原子序数=原子核外电子数=核电荷数。
(4)最低负价的绝对值=8-主族序数(仅限第ⅣA~第ⅦA)。
(5)原子半径越大,失电子越容易,还原性越强,其离子的氧化性越弱。
(6)原子半径越小,得电子越容易,氧化性越强,非金属性越强,形成的气态氢化物越稳定,形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。
2.周期表中的特殊规律
(1)各周期元素种数(第一到第六周期分别为2、8、8、18、18、32)。
(2)稀有气体元素原子序数(分别为2、10、18、36、54、86)和所在周期(分别在一到六周期)。
(3)同族上下相邻元素原子序数的关系(相差2、8、18、32等各种情况)。
(4)同周期ⅡA族与ⅢA族元素原子序数差值(有1、11、25等情况)。
3.1~20号元素原子结构特点
(1)原子核中无中子的原子:
H。
(2)最外层有1个电子的元素:
H、Li、Na、K。
(3)最外层有2个电子的元素:
He、Be、Mg、Ca。
(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素:
Be、Ar。
(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:
C;是次外层3倍的元素:
O;是次外层4倍的元素:
Ne。
(6)电子层数与最外层电子数相等的元素:
H、Be、Al。
(7)电子总数为最外层电子数2倍的元素:
Be。
(8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:
Li、Si。
(9)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素:
Li、P。
(10)电子层数是最外层电子数2倍的元素:
Li、Ca。
(11)最外层电子数是电子层数2倍的元素:
He、C、S。
(12)最外层电子数是电子层数3倍的元素:
O。
四、化学键与化合物
1.离子键与共价键
离子键
共价键
概念
带相反电荷的离子之间的相互作用
原子之间通过共用电子对所形成的相互作用
成键方式
通过得失电子达到稳定结构
通过形成共用电子对达到稳定结构
成键粒子
阴、阳离子
原子
形成条件
活泼金属元素与活泼非金属元素化合
同种或不同种非金属元素化合
存在
离子化合物中
绝大多数非金属单质、共价化合物、某些离子化合物中
2.离子化合物与共价化合物
离子化合物
共价化合物
化学键
离子键或离子键与共价键
共价键
概念
由离子键构成的化合物叫离子化合物
以共用电子对形成分子的化合物叫共价化合物
构成微粒
阴、阳离子
原子
构成元素
一般为活泼金属元素与活泼非金属元素
一般为不同种非金属元素
实例
大部分盐(包括所有铵盐)、强碱、大部分金属氧化物、金属氢化物
非金属氧化物、酸、弱碱、少部分盐、非金属氢化物等
特例
金属元素与活泼的非金属元素形成的化合物不一定都是以离子键结合的,如AlCl3则是通过共价键结合的;非金属元素之间也可形成离子化合物,如铵盐(NH4Cl、NH4NO3等)都是离子化合物;构成稀有气体的单质分子,由于原子已达到稳定结构,在这些单原子分子中不存在化学键
3.离子化合物和共价化合物的判断
(1)根据构成化合物的微粒间是以离子键还是以共价键结合判断。
一般说来,活泼的金属原子和活泼的非金属原子间形成的是离子键,同种或不同种非金属原子间形成的大多是共价键。
(2)根据化合物的类型来判断。
大多数碱性氧化物、强碱和盐等都属于离子化合物;非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸等都属于共价化合物。
(3)根据化合物的性质来判断。
熔点、沸点较低的化合物大多是共价化合物。
熔化后不能发生电离的化合物是共价化合物,熔融状态下能导电的化合物是离子化合物。
4.化学键、分子间作用力和氢键
相互作用
化学键
分子间作用力
氢键
存在范围
相邻原子(离子)之间
分子之间
某些含强极性键氢化物分子之间(如HF、H2O、NH3等)
作用力比较
强
很弱
比化学键弱,比分子间作用力强
影响范围
物质的物理性质及化学性质
物质的物理性质
物质的物理性质
(1)化学反应过程中反应物中的化学键将被破坏,如H2+Cl2
2HCl,H—H、Cl—Cl键均被破坏。
(2)离子化合物溶解于水时,在水分子的作用下电离成为自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏;离子化合物在加热熔化时会发生电离,生成自由移动的阴、阳离子,离子键被破坏。
(3)有些共价化合物溶于水后,能与水发生反应,其分子内的共价键被破坏,如CO2、SO2、SO3等。
(4)有些共价化合物属于电解质,溶于水后在水分子的作用下发生电离,形成阴、阳离子,其分子内的共价键被破坏,如HCl、H2SO4、CH3COOH等。
(5)对于某些很活泼的非金属单质,溶于水后,能与水发生反应,其分子内共价键被破坏,如Cl2、F2等。
五、电子式的书写
1.原子的电子式:
将原子的所有最外层电子数在元素符号的周围标出,例如:
氢原子(
)、钠原子(
)、镁原子(
)、铝原子(
)、碳原子(
)、氮原子(
)、硫原子(
)、氩原子(
)。
2.离子的电子式:
(1)阴离子:
在书写阴离子的电子式时,须在阴离子符号的周围标出其最外层的8个电子(H-为2个电子),外加方括号,再在括号外的右上角注明阴离子所带的电荷数,例如S2-的电子式为【
】2-,OH-的电子式为
。
(2)阳离子:
对于简单阳离子,其电子式即为阳离子符号,如钠离子Na+、镁离子Mg2+等,对于带正电荷的原子团,书写方法与阴离子类似,区别在于在方括号右上角标上阳离子所带的正电荷数,如NH4+电子式为
。
3.离子化合物的电子式:
离子化合物电子式的书写,是将阴阳离子(阳离子在前,阴离子在后)拼在一起,对于不同价态的离子,也按其绝对值,遵照“大值在中间、小值在周边”的原则书写,如CaCl2的电子式应为
。
4.共价型单质分子:
必须正确地表示出共用电子对数,并满足每个原子的稳定结构,例如:
。
5.共价化合物:
共价化合物电子式的书写,基本与共价型单质分子相同,一般为正价者在前。
对于不同价态的元素的原子,一般将化合价绝对值大的写在中间,绝对值小的写在周边,例如:
。
6.用电子式表示化合物的形成过程:
(1)共价化合物的形成过程:
先在左边写出构成该共价化合物的元素原子的电子式,标上“→”,再在右边写出共价化合物的电子式,例如
(2)离子化合物的形成过程:
先在左边写出构成该离子化合物的元素原子的电子式,标上“→”,再在右边写出离子化合物的电子式,例如
【典例演练】
【例题1】下表是元素周期表的一部分,根据A~I在元素周期表中的位置,用元素符号或化学式回答下列问题:
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
A
2
D
E
G
I
3
B
C
F
H
(1)上表中,化学性质最不活泼的元素是________,氧化性最强的单质是________,还原性最强的是________。
(2)最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素是________,酸性最强的元素是________。
(3)A分别与D、E、F、G、H形成的化合物中,最稳定的是________。
(4)C的最高价氧化物对应水化物与H的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为:
__。
水化物的碱性最强的元素是Na。
元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,由于可形成含氧酸的元素中,元素的非金属性最强的是Cl,其最高价氧化物对应的水化物的酸性最强。
(3)元素的非金属性最强的元素是F,A(氢元素)分别与D、E、F、G、H形成的化合物中,最稳定的是HF。
(4)C的最高价氧化物对应水化物Al(OH)3是两性氢氧化物,它可以与H的最高价氧化物对应水化物HClO4反应,反应的离子方程式:
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
【答案】
(1)Ne F2 Na
(2)Na Cl (3)HF(4)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
【例题2】A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B,其中A、B处于同一周期,A、C处于同一主族。
C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和,C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍。
试回答下列问题:
(1)这四种元素分别是A____________,B__________,C____________,D____________。
(2)这四种元素中能形成的气态氢化物的稳定性由大到小的顺序是________。
(3)A与B形成的三原子分子的化学式是_________________________________________,
B与D形成的原子个数之比为1∶1的化合物的化学式是______________。
(4)A元素的某氧化物与D元素的某氧化物反应生成单质的化学方程式是________________。
【解析】A、B处于同一周期且r(A)>r(B),故A的原子序数比B的小;A、C同主族且r(C)>r(A),故C在A的下一周期,又r(D)>r(C),故D与C同周期且原子序数D比C小。
根据C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍可知,C为第三周期ⅣA族的硅,D为第三周期ⅠA族的钠,则A为碳,又C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和,推知B为氧。
【答案】
(1)碳 氧 硅 钠
(2)H2O>CH4>SiH4(3)CO2 Na2O2(4)2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2
【例题3】某中学化学兴趣小组同学为探究元素周期律,设计了如下一系列实验。
Ⅰ.
(1)将物质的量均为1mol的钠、钾、镁、铝分别投入足量的0.1mol·L-1的盐酸中,试预测实验结果:
________与盐酸反应最剧烈,________与盐酸反应最慢。
(2)将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合,反应生成NH3·H2O,从而验证NaOH的碱性强于NH3·H2O的,继而可以验证Na的金属性强于N的,你认为此设计是否合理?
并说明理由___________。
Ⅱ.利用下图所示装置可以验证元素的非金属性的变化规律。
(3)仪器A的名称为________,仪器D的作用是______________________。
(4)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性强于硫的:
装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________,装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,离子方程式为________________________。
(5)若要证明非金属性:
C>Si,则A中应加入________,B中应加入Na2CO3,C中应加入________溶液,观察到C中的现象为________________________。
【答案】
(1)钾 铝
(2)不合理,用碱性强弱来判断元素的金属性强弱时,一定要用元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱进行判断,NH3·H2O不是N元素的最高价氧化物对应的水化物(3)分液漏斗 防止倒吸(4)浓盐酸 KMnO4 Na2S S2-+Cl2===S↓+2Cl-(5)硫酸 Na2SiO3 有白色胶状沉淀产生
【过关练习】
1.元素周期表是一座开放的“元素大厦”,“元素大厦”尚未客满。
若发现119号元素,请在“元素大厦”中安排好它的“房间”( )
A.第七周期0族B.第六周期第ⅡA族C.第八周期第ⅠA族D.第七周期第ⅦA族
2.主族元素X、Y,已知X的质子数为a,X2+比Y2-核外少8个电子,若Y原子的质量数为b,则Y原子核内中子数为( )
A.b-a-4B.b-a-8C.b+a+8D.b-a-12
3.正确掌握化学用语是学好化学的基础,下列有关表述正确的是( )
A.H、D、T互为同素异形体B.氨分子中的化学键为非极性共价键
D.S2-的结构示意图:
4.下列元素的原子在形成不同的化合物中,既能形成离子键,又能形成极性键和非极性键的是( )
A.KB.CaC.ID.Ne
5.下列说法中正确的是( )
A.非金属元素呈现的最高化合价不超过元素原子的最外层电子数
B.非金属元素呈现的最低化合价,其绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C.最外层有2个电子的原子都是金属原子
D.最外层有5个电子的原子都是非金属原子
6.下列说法正确的是( )
A.SiH4比CH4稳定
B.O2-半径比F-的小
C.Na和Cs属于第ⅠA族元素,Cs失电子能力比Na的强
D.P和As属于第ⅤA族元素,H3PO4酸性比H3AsO4的弱
7.研究表明,26Al可以衰变为26Mg,可以比较这两种元素金属性强弱的方法是( )
A.比较这两种元素单质的硬度和熔点
B.在AlCl3和MgCl2溶液中分别滴加少量的NaOH溶液
C.将打磨过的镁带和铝片分别与热水作用,并向其中滴入酚酞溶液
D.将空气中放置已久的26Al、26Mg的单质分别与热水作用
8.下列说法正确的是( )
①氘和氚是质量数不同、质子数相同的氢的两种元素 ②氢元素是指1H ③1H、2H、3H是氢的三种同位素,是同一种元素的三种原子 ④1H和2H的化学性质几乎完全相同 ⑤H2、D2、T2的摩尔质量相等
A.②③B.③④C.①③④⑤D.②③④⑤
9.下列组合中关于卤素的叙述全部正确的是( )
①卤素只以化合态存在于自然界中 ②随核电荷数增加,单质熔沸点降低 ③随核电荷数增加,单质氧化性增强 ④随核电荷数增加,气态氢化物稳定性逐渐增强 ⑤易形成-1价离子 ⑥从上到下原子半径逐渐减小 ⑦从上到下非金属性逐渐减弱
A.①③⑤B.①⑤⑦C.②⑥⑦D.①②④
10.下列关于化学键的说法正确的是( )
①含有金属元素的化合物一定是离子化合物②第ⅠA族和第ⅦA族原子化合时,一定生成离子键③由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物④活泼金属与非金属化合时,能形成离子键⑤含有离子键的化合物一定是离子化合物⑥离子化合物中可能同时含有离子键和共价键
A.①②⑤B.④⑤⑥C.①③④D.②③⑤
11.X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素,X的非金属性比Y强。
则下列叙述中正确的是( )
A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
C.X的单质比Y的单质更容易与氢气反应
D.X的氢化物水溶液的酸性一定比Y的氢化物水溶液的酸性强
12.元素X、Y、Z原子序数之和为36,X、Y在同一周期,X+与Z2-具有相同的核外电子层结构。
下列推测不正确的是( )
A.同周期元素中X的金属性最强B.原子半径X>Y,离子半径X+>Z2-
C.同族元素中Z的氢化物稳定性最高D.同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
13.在aXm+和bYn-两种简单离子(X、Y都是短周期元素)中,已知Yn-比Xm+多两个电子层,下列关系或说法正确的是( )
A.X只能是第二周期的元素B.a一定比b小
C.b-a+m+n一定等于16D.Y只能是第三周期的元素
14.A、B、C、D、E是同周期的五种主族元素。
A和B的最高价氧化物对应的水化物均呈碱性,且碱性:
B>A;C和D的最高价氧化物对应的水化物均呈酸性,且酸性:
C>D,E是这五种元素中原子半径最小的元素,它们的原子序数由小到大的顺序是( )
A.A
15.质子数≤18的A和M两种元素,已知A2-与M+的电子数之差为8,则下列说法正确的是( )
A.A和M原子的最外层电子数之差不一定为5
B.A和M原子的最外层电子数之和一定为7
C.A和M原子的电子数之差一定为11
D.A和M的原子序数之差不一定为5
16.现有A、B、C、D四种短周期非金属元素,原子的最外层电子数之和为19。
在化合物中,这四种元素的常见化合价均有多种,但有一种相同的化合价。
其部分性质如下,下列说法错误的是( )
元素
A
B
C
D
原子半径/nm
0.102
0.077
0.117
0.075
最高正化合价或最低负化合价
-4
+4
A.四种元素在化合物中具有一种相同的化合价,即+4
B.高温下,B可以从C的氧化物中置换出C的单质
C.四种元素的最高价含氧酸均为强酸
D.只由非金属元素组成且含D元素的化合物中可能含有离子键
17.根据物质结构与元素周期律及周期表的知识,回答下列问题:
(1)第三周期中,最活泼的非金属元素是________(填元素名称),其最高价氧化物对应水化物的化学式是________。
(2)若用M代表第ⅠA族元素,其最高价氧化物对应的水化物的电子式是________。
(3)某元素A与氟元素能形成离子化合物AF2。
其中阴、阳离子的电子层结构相同,则A的元素符号是________。
(4)钾元素与镁元素位于不同周期和不同主族,但可以通过另一种元素作参照,比较出钾与镁的金属性强弱,这种参照元素是________(填元素名称)。
(5)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号:
________。
(6)周期表中位于第8纵行的铁元素属于第________族。
(7)周期表中最活泼的非金属元素位于第________纵行。
(8)所含元素超过18种的周期是第________、________周期。
18.结合元素周期表,完成下列问题:
(1)在上面元素周期表中全部是金属元素的区域为________。
A.aB.bC.cD.d
(2)G元素与E元素形成的化合物的化学式是________、________,它们都是________(填“共价化合物”或“离子化合物”)。
表格中用大写字母标出的几种元素的最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是________(用化合物的化学式表示,下同),酸性最强的是________,属于两性氢氧化物的是________。
(3)现有甲、乙两种短周期元素,室温下,甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中,表面都生成致密的氧化膜,乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等。
①乙元素在元素周期表中位于第________周期第________族。
②甲、乙两元素相比较,金属性较强的是________(填名称),可以验证该结论的实验是_____。
(填编号)
a.将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
b.将这两种元素的单质粉末分别与同浓度的盐酸反应
c.将这两种元素的单质粉末分别与热水作用,并滴入酚酞溶液
d.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
19.某化学兴趣小组的同学设计了一套实验方案探究元素周期表中元素性质的变化规律:
(1)同一周期从左到右元素金属性的递变规律;
(2)同一主族从上到下元素非金属性的递变规律。
回答下列问题:
(Ⅰ)实验方法
(Ⅱ)实验现象
1.钠与冷水反应
a.溶液变红色
2.向NaOH溶液中滴加酚酞
b.产生白烟
3.向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水
c.反应不十分剧烈,产生的气体能燃烧,溶液变成浅红色。
与酸反应剧烈,产生大量气泡且可以燃烧
4.镁带在空气中燃烧
d.产生大量气泡、气体可以燃烧
5.NaI溶液中加入溴水和CCl4
e.下层溶液变橙色
6.镁带与沸水反应,再向反应后的溶液中滴加酚酞。
镁与2mol·L-1盐酸反应
f.浮于水面,熔成小球,迅速向四处游动
7.分别蘸浓氨水与浓盐酸的两玻璃棒接近
g.下层溶液变紫色
8.NaBr溶液中加入氯水和CCl4
h.发出耀眼的强光,生成白色物质
9.铝片与2mol·L-1盐酸反应
i.生成淡黄色沉淀
(1)从上表(Ⅰ)中选择实验方法,从(Ⅱ)中选择相应的实验现象,在空格中上下对应地填写符合要求的序号(有几个填几个,不一定把空格填满)。
(2)实验结论(表示元素的强弱顺序):
金属性:
______________,非金属性:
_______________。
(3)上表(Ⅰ)中实验方法9对应的离子方程式为________________________。
(4)上表(Ⅱ)中实验现象e对应的离子方程式为_______________________________。
20.(10分)安全气囊是行车安全的重要设施。
当车辆发生碰撞的瞬间,安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊,从而保护司机及乘客。
为研究安全气囊工作的化学原理,取安全装置中的粉末进行研究。
经实验分析,确定该粉末是一种混合物且只含Na、Fe、N、O四种元素。
(1)氧元素在元素周期表中的位置是____________,Na的原子结构
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