2020届高考化学一轮复习原子结构　化学键学案

2020届高考化学一轮复习原子结构　化学键学案

第1讲　原子结构　化学键 ‎【2020·备考】‎ 最新考纲：1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成；了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布。4.掌握原子结构示意图。5.了解化学键的定义。6.了解离子键、共价键的形成。7.掌握电子式的表示方法。‎ 核心素养：1.变化观念与平衡思想：认识化学键的本质是原子间的静电作用，能多角度、动态的分析化学键。2.证据推理与模型认知：能运用原子结构模型解释化学现象，揭示现象的本质与规律。3.科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的原子结构与化学键的问题，确定探究目的，设计研究方案。‎ 考点一　原子构成 ‎(频数：★☆☆　难度：★☆☆)‎ 名师课堂导语 原子结构高考考查力度不是很大，注意有关概念辨析，重点掌握常见原子核外电子排布特点，根据排布特点推断元素种类，熟知常见的等电子微粒。‎ ‎1.原子的构成 ‎(1)原子的定义：原子是化学变化中的最小微粒。‎ ‎①破坏原子结构的核变不属于化学变化。‎ ‎②化学反应前后原子守恒。‎ ‎(2)原子的构成 ‎(3)原子内的等量关系 ‎①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；‎ ‎②质子数＝原子序数＝核电荷数＝核外电子数；‎ 图示：‎ ‎③阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数；‎ ‎④阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数。‎ ‎(4)元素、核素、同位素 ‎①“三素”概念的辨析：‎ ‎②几种重要的核素及其应用 核素 U C H H O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 ‎①由于同位素的存在，核素的种数远大于元素的种类。‎ ‎②同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大；同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变；‎ ‎③不同核素可能具有相同的质子数，如H和H；也可能具有相同的中子数，如1C和1O；也可能具有相同的质量数，如1C和1N。‎ ‎2.核外电子排布规律 ‎(1)核外电子排布规律 ‎(2)原子结构示意图 元素推断是本章重点，而特殊的电子层结构是常用的推断方式，对于常考元素如H、Na、C、O、S的核外电子排布特点要熟练掌握。‎ 附录：元素的特殊的电子层结构(晨背5分钟)‎ ‎(1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K；‎ ‎(2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar；‎ ‎(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；‎ ‎(4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O；‎ ‎(5)最外层电子数是内层电子数总数一半的元素：Li、P；‎ ‎(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne；‎ ‎(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si；‎ ‎(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Li、Mg；‎ ‎(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素S；‎ ‎(10)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。‎ ‎[速查速测]‎ ‎1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的(√)‎ ‎(2)元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数(√)‎ ‎(3)U和U是同位素，核反应属于化学变化(×)‎ ‎(4)2H＋核外电子数为2(×)‎ ‎(5)两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同(×)‎ ‎2.(教材改编题)(RJ必修2·P115改编)有以下六种原子：Li、Li、Na、Mg、6C、7N，下列相关说法不正确的是(　　)‎ A.Li和Li在元素周期表中所处的位置相同 B.6C和7N质量数相等，二者互为同位素 C.Na和Mg的中子数相同但不属于同种元素 D.Li的质量数和7N的中子数相等 答案　B ‎3.(思维探究题)等质量的H2O和D2O：‎ 物质的量之比：________________ 。‎ 中子数之比：________________ 。‎ 质子数之比：________________ 。‎ 电子数之比：________________ 。‎ 答案　10∶9　8∶9　10∶9　10∶9‎ ‎[A组　基础知识巩固]‎ ‎1.(2019·福建厦门一中期中)在陆地生态系统研究中，2H、13C、15N、18O、34S等常用作环境分析指示物。下列说法中正确的是(　　)‎ A.34S原子核内中子数为16‎ B.2H＋的酸性比1H＋的酸性更强 C.13C和15N原子核内的质子数相差2‎ D.1HO在相同条件下比1HO更易蒸发 解析　34S原子核内的中子数为34－16＝18，A项错误；2H＋与1H＋都是氢离子，化学性质相同，即2H＋的酸性与1H＋的酸性相同，B项错误；13C原子的质子数为6，15N原子的质子数为7，则13C和15N原子核内的质子数相差1，C项错误；因1HO的相对分子质量为1×2＋16＝18，1HO的相对分子质量为1×2＋18＝20，则1HO的沸点低，1HO在相同条件下比1HO更易蒸发，D项正确。‎ 答案　D ‎2.(2019·上海同济中学月考)月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个12C原子的质量为a g，一个He原子的质量为b g，NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是(　　)‎ A.He比He多一个中子 B.氦元素的近似相对原子质量为3.5‎ C.He的相对原子质量为 D.He的摩尔质量为bNA 解析　He比He少一个中子，A错误；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氦元素的近似相对原子质量，B错误；一个原子的真实质量与一个1C原子质量的的比值是该核素的相对原子质量，因此He的相对原子质量为，C正确；He的摩尔质量为bNAg·mol－1，D错误。‎ 答案　C ‎3.X、Y、Z三种短周期元素，原子半径的大小关系为r(Y)>r(X)>r(Z)，原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在适当条件下发生如图所示变化，其中乙和丙均为10电子分子。下列说法不正确的是(　　)‎ A.元素X位于第ⅥA族 B.甲不能溶解于乙中 C.甲和丙在一定条件下能发生氧化还原反应 D.乙的沸点低于丙的沸点 解析　由题给信息和框图可以推出，X为O，Y为N，Z为H，甲为NO，乙为H2O，丙为NH3。O位于第ⅥA族，A正确；NO不溶于水，B正确；NO和NH3在一定条件下能发生氧化还原反应，C正确；H2O的沸点高于NH3的沸点，D错误。‎ 答案　D ‎【练后归纳】‎ 等电子微粒 ‎(1)“10电子”微粒 ‎(2)“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、C。‎ ‎(3)“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO。‎ ‎(4)“18电子”微粒 CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……‎ ‎[B组　考试能力过关]‎ ‎4.(2017·北京卷)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”，tián)，Ts的原子核外最外层电子数是7，下列说法不正确的是(　　)‎ A.Ts是第七周期第ⅦA族元素 B.Ts的同位素原子具有相同的电子数 C.Ts在同族元素中非金属性最弱 D.中子数为176的Ts核素符号是 Ts 解析　A.117号元素Ts的原子核外最外层电子数是7，可知Ts是第七周期第ⅦA族元素，正确；B.同位素是同种元素不同原子之间的互称，因此Ts的同位素原子具有相同的电子数，正确；C.根据元素周期律可知，同一主族元素从上往下非金属性依次减弱，所以Ts在同族元素中非金属性最弱，正确；D.中子数为176的Ts核素符号是Ts，错误。‎ 答案　D ‎5.(海南化学)重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是(　　)‎ A.氘(D)原子核外有1个电子 B.1H与D互称同位素 C.H2O与D2O互称同素异形体 D.1HO与DO的相对分子质量相同 解析　A项，氘表示为H，核外有1个电子；D项，1HO的相对分子质量为20，DO的相对分子质量也为20；C项，H2O、D2O均为化合物。‎ 答案　C ‎6.(新课标全国卷)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是(　　)‎ A.W2－、X＋ B.X＋、Y3＋‎ C.Y3＋、Z2－ D.X＋、Z2－‎ 解析　结合原子序数依次增大和简单离子的电荷数，确定W、X、Y、Z分别为O、Na、Al、S四种元素，能发生水解的离子为Al3＋、S2－，故C项正确。‎ 答案　C 考点二　化学键 ‎(频数：★★☆　难度：★☆☆)‎ 名师课堂导语 本考点主要考查对两种常见化学键类型的理解与判断；以及对离子化合物和共价化合物两种物质类别的判断；另外电子式的书写在二卷中也是一个重要的考查角度，特别是在理解结构的基础上对陌生物质的电子式的书写方法，要重点掌握。‎ ‎1.化学键 ‎(1)定义：相邻原子间强烈的相互作用。‎ ‎(2)分类 ‎(1)分子间作用力、氢键不属于化学键。‎ ‎(2)物质中并不一定都存在化学键，如He等稀有气体分子。‎ ‎2.离子键与共价键 ‎(1)概念 ‎①离子键：阴、阳离子通过静电作用形成的化学键。‎ ‎②共价键：原子间通过共用电子对所形成的化学键。‎ ‎(2)对比 离子键 共价键 成键粒子 阴、阳离子 原子 成键方式 得失电子形成阴、阳离子 形成共用电子对 成键条件 活泼金属元素与活泼非金属元素 一般在非金属原子之间 作用力实质 静电作用 存在举例 ‎(1)非金属单质，如H2、O2‎ 存在于离子化合物中，如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等 等；‎ ‎(2)共价化合物，如HCl、CO2、CH4等；‎ ‎(3)某些离子化合物，如NaOH、Na2O2等 ‎(1)离子键中的“静电作用”既包括静电吸引力又包括静电排斥力。‎ ‎(2)由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键，如AlCl3中Al—Cl键为共价键。‎ ‎(3)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如NH4Cl等。‎ ‎3.化学键的表示方法——电子式 ‎(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来代表原子的最外层电子(价电子)的式子。‎ ‎(2)书写 ‎4.化学键与物质类别的关系 ‎(1)化学键与物质类别的关系 ‎(2)离子化合物与共价化合物 化合物类型 定　义 与物质分 类的关系 举例 离子化合物 含有离子键的化合物 包括强碱、绝大多数盐及活泼金属的氧化物 NaCl、Na2O2、‎ NaOH、Na2O、‎ NH4Cl等 共价化合物 只含有共价键的化合物 包括酸、弱碱、极少数盐、气态氢化物、非金属氧化物、大多数有机物等 H2S、SO2、‎ CH3COOH、‎ H2SO4、‎ NH3·H2O等 ‎(1)不同元素的两个非金属原子构成的物质一定是共价化合物，如HCl；两种非金属元素多个原子可构成离子化合物，如NH4H。‎ ‎(2)离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏；共价化合物在液态下不电离，所以熔化时导电的化合物一定是离子化合物。‎ ‎[速查速测]‎ ‎1.(易混点排查)正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)所有物质中都存在化学键(×)‎ ‎(2)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键(×)‎ ‎(3)原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键(×)‎ ‎ (4)共价化合物溶于水，分子内共价键被破坏，单质溶于水，分子内共价键不被破坏(×)‎ ‎(5)共价化合物熔点都低于离子化合物(×)‎ ‎2.(教材改编题)(RJ必修2·P259改编)有以下9种物质：‎ ‎①Ne　②NH4Cl　③KNO3　④NaOH　⑤Cl2　⑥SO2　⑦H2S　⑧Na2O2　⑨MgCl2‎ ‎(1)既存在离子键又存在共价键的是________。‎ ‎(2)不存在化学键的是________。‎ ‎(3)属于共价化合物的是________。‎ ‎(4)属于离子化合物的是________。‎ 答案　(1)②③④⑧　(2)①　(3)⑥⑦　(4)②③④⑧⑨‎ ‎3.(思维探究题)对于反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2‎ 断裂的化学键为：__________________________________________________。‎ 形成的化学键为：____________________________________________________。‎ 答案　离子键、极性和非极性共价键　离子键、极性和非极性共价键 ‎[A组　基础知识巩固]‎ ‎1.(2018·陕西西安模拟)在下列变化过程中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是(　　)‎ A.将SO2通入水中 B.烧碱溶于水 C.将HCl通入水中 D.硫酸氢钠溶于水 解析　SO2、HCl不含有离子键，所以不会有离子键的破坏过程，A、C错误；烧碱在水溶液中电离产生了钠离子和氢氧根离子，没有共价键的破坏过程，B错误；硫酸氢钠既含有离子键又含有共价键，溶于水时钠离子与硫酸氢根离子之间的离子键被破坏，同时硫酸氢根离子中的共价键也被破坏。‎ 答案　D ‎2.(2018·浙江温州模拟)下列说法正确的是(　　)‎ A.碘晶体受热转变为碘蒸气，吸收的热量用于克服碘原子间的作用力 B.硫酸钾和硫酸溶于水都电离出硫酸根离子，所以它们在熔融状态下都能导电 C.N2、CO2和SiO2中都存在共价键，它们都是由分子构成 D.H2和Cl2在光照条件下反应生成HCl，反应中一定有共价键的断裂和形成 解析　A项，碘晶体受热转变为碘蒸气，吸收的热量用于克服分子间作用力，碘原子间是共价键，错误；B项，硫酸是共价化合物，在熔融状态下不能导电，错误；C项，N2、CO2和SiO2中都存在共价键，N2、CO2都是由分子构成，SiO2是由原子构成，错误；D项，氢气、氯气和氯化氢中均含有共价键，因此反应中一定有共价键的断裂和形成，正确。‎ 答案　D ‎3.a、b、c、d为短周期元素，a的M电子层有1个电子，b的最外层电子数为内层电子数的2倍，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，c与d同周期，d的原子半径小于c。下列叙述错误的是(　　)‎ A.d元素的非金属性最强 B.它们均存在两种或两种以上的氧化物 C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物 D.b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键 解析　根据题意，短周期元素中，a的M层电子数为1个，则a为钠元素，b的最外层电子数为内层电子数的2倍，则b为碳元素，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，则c为硫元素，结合c与d同周期，d的原子半径小于c，故d为氯元素。A项，上述元素中非金属性最强的元素是氯元素，正确；B项，钠可以形成Na2O、Na2O2两种氧化物，碳元素可以形成CO、CO2两种氧化物，S元素可以形成SO2、SO3两种氧化物，氯元素可以形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多种价态的氧化物，B项正确；C项，钠为活泼金属元素，可以与非金属元素C、S、Cl等形成离子化合物，正确；D项，碳元素可以与氢元素形成只含有极性键的化合物，如CH4，也可形成含有极性键和非极性键的化合物，如CH3CH3等，硫元素形成的H2S只含极性键，氯元素与氢元素形成的HCl也只含极性键，错误。‎ 答案　D ‎4.已知：‎ 化合物 MgO Al2O3‎ MgCl2‎ AlCl3‎ 类型 离子化合物 离子化合物 离子化合物 共价化合物 熔点/℃‎ ‎2 800‎ ‎2 050‎ ‎714‎ ‎191‎ 工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是_____________________________________________________________________；‎ 制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是____________________________________________________________________。‎ 答案　MgO的熔点高，熔融时耗费更多资源，增加生产成本　AlCl3为共价化合物，熔融态难导电 ‎【归纳总结】‎ 化学键对物质性质的影响 ‎1.对物理性质的影响 ‎(1)金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。‎ ‎(2)NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高。‎ ‎2.对化学性质的影响 ‎(1)N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2性质很稳定。‎ ‎(2)H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。‎ ‎[B组　考试能力过关]‎ ‎5.(全国卷)下列有关化学键的叙述，正确的是(　　)‎ A.离子化合物中一定含有离子键 B.单质分子中均不存在化学键 C.含有极性键的分子一定是极性分子 D.含有共价键的化合物一定是共价化合物 解析　特别注意：离子化合物中一定含有离子键，共价化合物中一定含有共价键；含有离子键的化合物一定是离子化合物，但含有共价键的化合物不一定为共价化合物，如NaOH、NH4Cl等，故A项正确，D项错误；化学键既可以存在于化合物中，也可以存在于双原子或多原子的单质分子中，如O2、O3，故B项错误；C项中，含有极性键的分子不一定是极性分子，若分子结构对称，则为非极性分子，如CO2、CH4等为非极性分子。‎ 答案　A ‎6.(2015·全国卷Ⅱ，9)原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a－的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c－和d＋的电子层结构相同。下列叙述错误的是(　　)‎ A.元素的非金属性次序为c>b>a B.a和其他3种元素均能形成共价化合物 C.d和其他3种元素均能形成离子化合物 D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6‎ 解析　a－的电子层结构与氦相同，则a为氢元素；b和c的次外层有8个电子，且最外层电子数分别为6、7，则b为硫元素，c为氯元素；d的最外层电子数为1，且c－和d＋的电子层结构相同，则d为钾元素。A项，元素的非金属性次序为Cl>S>H，正确；H2S和HCl是共价化合物，KH、K2S和KCl是离子化合物，B项错误，C项正确；D项，氢、硫、氯三种元素的最高和最低化合价分别为＋1和－1、＋6和－2、＋7和－1，因此它们各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6，正确。‎ 答案　B