高考化学一轮复习 专题6_1 原子结构与性质(讲)(含解析)1
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课时1 原子结构与性质
一、选择题
1.下列说法中正确的是( )
A.所有金属元素都分布在d区和ds区
B.最外层电子数为2的元素都分布在s区
C.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
D.s区均为金属元素
解析 A项,s区、p区也有金属元素;B项,最外层电子数为2的元素有的也位于d区或ds区;D项,s区中的氢是非金属元素。
答案 C
2.在基态多电子原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是( )
A.最易失去的电子能量最高
B.电离能最小的电子能量最高
C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D.在离核最近区域内运动的电子能量最低
解析 在同一能层中p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量,但在不同能层中s轨道电子能量也可能高于p轨道电子能量,如E(3s)>E(2p)。
答案 C
3.(2016·济南一中期末)下列各项叙述中,正确的是( )
A.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态
B.价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是s区元素
C.所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同
D.24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
解析 A项镁原子由基态转化为激发态,要吸收能量;价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期ⅢA族,是p区元素;原子轨道处于全空、全满或半充满状态时,能量最低,故24Cr原子的核外电子排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。
答案 C
4.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。
I1 I2 I3 I4 ……
R 740 1 500 7 700 10 500 ……
下列关于元素R的判断中一定正确的是( )
A.R的最高正价为+3价
1 第十二章 物质结构与性质
李仕才
第一节原子结构与性质
第一节原子结构与性质
考点一 原子结构
1.能层、能级、原子轨道和容纳电子数之间的关系 2
2.原子轨道的形状和能量高低
(1)轨道形状
①s电子的原子轨道呈球形。
②p电子的原子轨道呈哑铃形。
(2)能量高低
①相同能层上原子轨道能量的高低:ns
②形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s<…。
③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等,如npx、npy、npz轨道的 3 能量相等。
3.原子核外电子的排布规律
(1)三个原理
①能量最低原理:原子的核外电子排布遵循构造原理,使整个原子的能量处于最低状态。构造原理示意图:
②泡利原理:在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,而且自旋方向相反。
③洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同。
洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
(2)基态原子核外电子排布的表示方法 4
4.电子的跃迁与原子光谱
(1)电子的跃迁
①基态→激发态:
当基态原子的电子吸收能量后,会从低能级跃迁到较高能级,变成激发态原子。
②激发态→基态:
激发态原子的电子从较高能级跃迁到低能级时会释放出能量。
(2)原子光谱
不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.p能级能量一定比s能级的能量高。( × )
2.铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。( × )
1.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是(
)
答案 A
解析 同主族元素从上到下电负性减小,A项正确;F没有最高正价,Cl、Br的最高正价为7,B项错误;沸点:HF>HCl
2.X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是( )
A.X元素的氢化物的水溶液显碱性
B.Z元素的离子半径大于W元素的离子半径
C.Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D.Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点
答案 C
解析 X为N或O;Y的最外层电子排布式为ns2np2为C或Si;Z为Mg;W的最外层电子排布式为3s23p1或3s23p5,为Al或Cl;如果X是O,由H2O2、H2O可知A选项错误;Mg2+的半径大于Al3+的半径小于Cl-的半径,B选项错误;Mg与O2、N2均能发生反应,C选项正确;由CO2可知D选项错误。
3.下列各组表述中,两个原子不属于同种元素原子的是( )
A.3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B.2p能级无空轨道且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子
C.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子
D.最外层电子数是核外电子总数1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子
答案 C
解析 A项,3p能级有一个空轨道的基态原子,按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个
电子,所以两个原子是同种元素的原子;B项,2p能级无空轨道且有一个未成对电子的基态原子,它的2p能级上只能是5个电子,所以两原子是同种元素的原子;C项,M层全充满而N层为4s2的原子,其M层应为18个电子,而后者的M层上只有8个电子,所以两原子不是同种元素的原子;D项,最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子中,最外层电子数要小于或等于8个电子,且电子总数为5的倍数,所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40,其中满足最外层电子数是核外电子总数的1/5且符合核外电子排布规则的只能是35号元素,该元素原子的外围电子排布式为4s24p5,所以两原子是同种元素的原子。
选修三 物质结构与性质
第1节 原子结构与性质
考纲点击
1.了解原子核外电子的能级分布,能用电子排布式表示常见元素(1~36号)原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。
2.了解元素电离能、电负性的含义,并能用以说明元素的某些性质。
3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,了解其简单应用。
一、能层与能级
1.能层、能级、原子轨道
(1)能层
多电子原子的核外电子的________是不同的。按电子的______差异,可将核外电子分成不同的能层。原子核外电子的每一能层(序号为n)最多可容纳的电子数为________。
(2)能级
多电子原子中,同一能层的电子,能量也不同,还可以把它们分成________;同一能层里,能级的能量按__________的顺序升高。
(3)原子轨道
电子云轮廓图称为原子轨道。s电子的原子轨道都是______形的,ns能级上各有____个原子轨道;p电子的原子轨道都是________形的,np能级上各有____个原子轨道;nd能级上各有____个原子轨道。
2.能层、能级、原子轨道及其最多容纳电子数之间的关系 能层 一
二 三 四 …
符号 K L M N …
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f …
轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 …
最多容纳的电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …
2 8 18 32 2n2
能量 K<L<M<N<O<P<Q
3.构造原理
随着____________的递增,基态原子的核外电子按照上图中箭头的方向依次排布,即1s,2s,2p,______,____,____,____,____,____,4d,5p……该原理适用于绝大多数基态原子的核外电子排布。
即时训练1 下列说法中错误的是____________。
①在n=3的电子层中,可能有的最多轨道数是8 ②电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的机会多少
1 第十二章 物质结构与性质
李仕才
第一节原子结构与性质
考点二 原子结构与元素性质
1.原子结构与元素周期表
(1)原子结构与元素周期表的关系
(2)每族元素的价电子排布特点 2 ①主族:
②0族:He:1s2;其他:ns2np6。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族):(n-1)d1~10ns1~2。
(3)元素周期表的分区
①分区简图:
②元素周期表的分区与原子的价电子排布的关系
分区 元素分布 价电子排布
s区 第ⅠA族、第ⅡA族 ns1~2
p区 第ⅢA族~第ⅦA族、0族 ns2np1~6(除He外)
d区 第ⅢB族~第ⅦB族、第Ⅷ族 (n-1)d1~9ns1~2(除钯外)
ds区 第ⅠB族、第ⅡB族 (n-1)d10ns1~2
f区 镧系、锕系 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2
2.第一电离能
(1)概念:气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。
(2)规律:
①同周期元素:第一种元素的第一电离能最小,最后一种元素的第一电离能最大,总体呈现从左到右逐渐增大的变化趋势。
②同族元素:从上到下第一电离能逐渐减小。 3 ③同种原子:逐级电离能越来越大(即I1
(3)应用:
①判断元素金属性的强弱
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n,如钠元素I2≫I1,所以钠元素的化合价为+1。
③判断核外电子的分层排布情况
多电子原子中,元素的各级电离能逐渐增大,有一定的规律性。当电离能的变化出现突跃时,电子层数就可能发生变化。
④反映元素原子的核外电子排布特点
同周期元素从左向右,元素的第一电离能并不是逐渐增大的,当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时,第一电离能就会反常的大。
3.电负性
(1)概念:用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力越大。
原子结构与性质
A组(20分钟)
1.以下表示氦原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是(
)
解析:选D。A. 只能表示最外层电子数,B. 只表示核外的电子分层排布情况,C.1s2只具体到能级的电子数,D. 包含了能层数、能级数以及轨道内电子的自旋方向,对电子运动状态描述最详尽,故选D。
2.下列有关光谱的说法中不正确的是( )
A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光(辐射),这也是原子光谱产生的原因
B.原子光谱只有发射光谱
C.通过原子光谱可以发现新的元素
D.通过光谱分析可以鉴定某些元素
解析:选B。电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化,并以光的形式体现,用光谱仪摄取得到光谱。电子从基态向激发态的跃迁会吸收能量,形成吸收光谱;电子从基态向基发态的跃迁会放出能量,形成发射光谱;A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光(辐射),这也是原子光谱产生的原因,选项A正确;B.原子光谱既有发射光谱,也有吸收光谱,选项B不正确;C.电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化,并以光的形式体现,用光谱仪摄取得到光谱。通过原子光谱可以发现新的元素,选项C正确;D.通过光谱分析可以鉴定某些元素,选项D正确。
3.下列元素中,基态原子的价电子排布式、电子排布式或电子排布图不正确的是( )
A.Al 3s23p1
B.As [Ar]4s24p3
C.Ar 3s23p6
解析:选B。B项应为[Ar]3d104s24p3。
4.当碳原子的核外电子排布由转变为时,下列说法正确的是( )
A.碳原子由基态变为激发态
B.碳原子由激发态变为基态
C.碳原子要向外界环境中释放不同的光
D.碳原子要向外界环境释放能量
答案:A
5.原子最外层电子排布式为ns2的元素有很多种,下列对该元素的推测不正确的是( )
A.该元素可能与ⅠA族某种元素性质相似
1 专题4.1 碳、硅及其无机非金属材料
1.了解C、Si元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。
2.了解C、Si元素单质及其重要化合物对环境的影响。
知识点一 碳及其重要化合物
1.碳单质
(1)结构、存在形态、物理性质和用途
存在形态 游离态和化合态
结构 金刚石:空间网状结构;
石墨:层状结构
同素异形体 金刚石、石墨、C60、C70
物理性质 金刚石:熔点高、硬度大;
石墨:硬度小、电的良导体、有滑腻感
用途 金刚石用作切割刀具,石墨用作电极、铅笔芯、高温润滑剂
(2)主要化学性质——还原性
可燃性 2C+O2(不足)=====点燃2CO、C+O2(足量)=====点燃CO2
与氧化
物反应 CuO:2CuO+C=====△2Cu+CO2↑(冶炼金属)
SiO2:SiO2+2C=====高温Si+2CO↑(制取粗硅)
H2O:C+H2O(g)=====高温CO+H2(制取水煤气)
与强氧化
性酸反应 浓H2SO4:C+2H2SO4(浓)=====△CO2↑+2SO2↑+2H2O
浓HNO3:C+4HNO3(浓)=====△CO2↑+4NO2↑+2H2O
2.一氧化碳(CO)
(1)物理性质
无色气体,有毒,难溶于水。
(2)化学性质——还原性 2 ①燃烧:2CO+O2=====点燃2CO2,淡蓝色火焰;
②还原CuO:CuO+CO=====△Cu+CO2(冶炼金属)。
3.二氧化碳(CO2)
(1)物理性质:CO2是一种无色、无味的气体,能溶于水,固态CO2俗称干冰。
(2)化学性质:与H2O、Na2O、Ca(OH)2(足量、澄清)、Mg反应的方程式分别为CO2+H2OH2CO3、Na2O+CO2===Na2CO3、CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O 2Mg+CO2=====点燃2MgO+C。
(3)CO2在自然界中的循环
①CO2的主要来源:大量含碳燃料的燃烧。
1 第1讲 动量、冲量、动量定理
知识巩固练
1.(2020年济宁期末)玻璃杯从同一高度落下,掉在水泥地面上比掉在草地上容易碎,这是由于玻璃杯与水泥地面撞击过程中 ( )
A.动能变化较大 B.动量变化较大
C.受到的冲量较大 D.动量变化较快
【答案】D
2.(2021年宜昌名校联考)如图所示,竖直平面内有一半圆槽,A、C等高,B为圆槽最低点,小球从A点正上方O点静止释放,从A点切入圆槽,刚好能运动至C点.设球在AB段和BC段运动过程中,运动时间分别为t1、t2,合外力的冲量大小为I1、I2,则 ( )
A.t1>t2 B.t1=t2
C.I1>I2 D.I1=I2
【答案】C
3.质量为0.5 kg的钢球从5.0 m高处自由落下,与地面相碰后竖直弹起到达4.05 m高处,整个过程经历2.0 s,则钢球与地面碰撞时受到地面对它的平均作用力为(g取10 m/s2) ( )
A.50 N B.90 N
C.95 N D.100 N
【答案】D 【解析】钢球从5.0 m高处落下所用时间t1=2h1g=1.0 s,与地面碰前的速度大小v1=2gh1=10 m/s,钢球与地面碰后的速度大小v2=2gh2=9.0 m/s,上升至4.05 m所用时间t2=2h2g=0.9 s,钢球与地面碰撞的时间Δt=t-t1-t2=0.1 s.设竖直向上为正方向,则(F-mg)·Δt=mv2-(-mv1),解得F=mg+mv2+v1Δt=0.5×10 N+0.5×10+9.00.1 N=100 N,D正确.
4.在一光滑的水平面上,有一轻质弹簧,弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端紧靠着一物体A,已知物体A的质量mA=4 kg,如图所示.现用一水平力F作用在物体A上,并向左压缩弹簧,F做功50 J后(弹簧仍处在弹性限度内),突然撤去F,物体从静止开始运动.则当撤去F后,弹簧弹力对A物体的冲量为 ( ) 2
1 第36讲 原子结构与性质
1. (1) (2018·青岛一模)
①在现代化学中,常利用 上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。
②写出 Cu2+的外围电子排布式: ;比较铁与锰的第三电离能(I3):铁 (填“>”“=”或“<”)锰,原因是
。
(2) (2018·广东肇庆一检)基态碳原子价电子的轨道表达式为 ,第一电离能:Ga (填“>”“<”或“=”)As。
(3) (2018·广东茂名五校联盟联考)
①钙元素的焰色反应呈砖红色,其中红色对应的辐射波长为 (填字母)nm。
A. 435 B. 500 C. 580 D. 605 E. 700
②元素S和Ca中,第一电离能较大的是 (填元素符号),其基态原子核外电子排布式为 。
(4) (2018·安徽宿州一检)基态钛原子中有 个状态不同的电子,最高能层电子的电子云轮廓图形状为 ,写出其价电子的轨道表达式: 。
(5) (2018·河南周口期末调研)镓(Ga)价电子排布式为 ;镓(Ga)与铟(In)同主族,第一电离能较小的为
(用元素符号表示)。
(6) (2018·河南名校压轴)
①科学家可以通过 法发现太阳存在有大量的铁元素,写出基态Fe原子的价电子排布图: 。从结构上分析Fe3+比Fe2+稳定的原因: 。
②SCN-常用来检测Fe3+的存在,SCN- 三种元素电负性由大到小的顺序为 。
2. (1) (2018·广东潮州二模)基态Ti原子的核外电子排布式为[Ar] ,其中s轨道上总共有 个电子。
(2) (2018·广东六校联盟二模)基态 Ni 原子中,电子填充的能量最高的能级符号为 ,价层电子的轨道表达式为 。
第1节 降低化学反应活化能的酶
1.酶在代谢中的作用(Ⅱ)。
2.实验:探究影响酶活性的因素。
知识点一 酶的本质、作用及特性
1.酶的本质与作用
(1)酶催化作用的原理:降低化学反应的活化能。
(2)酶的概念 产生部位:活细胞作用:催化作用成分:绝大多数是蛋白质,少数是RNA
(3)探究酶的作用原理
酶与无机催化剂降低化学反应活化能的作用比较,如图所示:
①无催化剂催化的反应是曲线a。
②有无机催化剂催化的反应是曲线b。
③有酶催化的反应是曲线c。
④从三条曲线上看,发生反应所需的活化能:曲线a>曲线b>曲线c。
⑤无论是否有催化剂催化,反应的最终结果是不变的。
2.酶的特性
(1)高效性:催化效率约是无机催化剂的107~1013倍。
(2)专一性:每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
(3)作用条件较温和:在最适温度和pH条件下,酶的活性最高。
3.有关酶的曲线
(1)酶高效性的曲线
①与无机催化剂相比,酶的催化效率更高。
②酶和无机催化剂一样,只能缩短达到化学平衡所需要的时间,不能改变化学反应的平衡点。
(2)酶专一性的曲线
①加入酶B的反应速率和无酶条件下的反应速率相同,说明酶B对此反应无催化作用。
②加入酶A的反应速率比无酶条件下的反应速率明显加快,说明酶A对此反应有催化作用。
(3)影响酶活性因素的相关曲线
甲曲线分析:
①在一定温度(pH)范围内,随温度(pH)的升高,酶的催化作用增强,超过这一范围,酶的催化作用逐渐减弱。
②过酸、过碱、高温都会使酶变性失活,而低温只是抑制酶的活性,酶分子的结构未被破坏,温度升高可恢复活性。
乙曲线分析:
纵坐标为反应物剩余量,剩余量越多,生成物越少,反应速率越慢;图示pH=7时,反应物剩余量最少,应为最适pH;反应溶液pH的变化不影响酶作用的最适温度。
(4)底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响曲线
①甲图:在其他条件适宜、酶量一定的情况下,酶促反应速率先随底物浓度增加而加快,当底物达到一定浓度后,受酶数量的限制,酶促反应速率不再增加。
专题十四 镁、铝及其化合物
考纲展示 命题探究
考点一 镁、铝单质的性质及应用
1 镁
(1)物理性质
具有银白色金属光泽的固体,密度、硬度均较小,熔点较低,有良好的导电、传热和延展性。
(2)结构
――→-2e-
(3)化学性质
①与非金属单质反应(O2、N2、Cl2)
2Mg+O2=====点燃2MgO(产生耀眼的白光)
3Mg+N2=====点燃Mg3N2
Mg+Cl2=====点燃MgCl2
②与水(反应)
Mg+2H2O=====△Mg(OH)2+H2↑
③与酸反应 Mg+2H+===Mg2++H2↑
④与盐反应
Mg+Cu2+===Mg2++Cu
⑤与CO2反应
2Mg+CO2=====点燃2MgO+C
(4)用途
生产合金,冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。
(5)冶炼
工业炼镁:MgCl2=====通电熔融Mg+Cl2↑
2 铝
(1)铝的物理性质及用途
(2)铝的结构和存在
铝位于元素周期表第3周期ⅢA族,原子结构示意图为。铝元素在地壳中含量丰富,仅次于硅。自然界中的铝全部以化合态存在。
(3)化学性质 ①与非金属单质反应(O2、Cl2、S)
2Al+3Cl2=====△2AlCl3
2Al+3S=====△Al2S3(水溶液不存在)
②与酸反应
③与碱反应
2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2+3H2↑
④与盐反应
Al+3Ag+===Al3++3Ag
⑤与氧化物反应(铝热反应)
2Al+Fe2O3=====高温2Fe+Al2O3
4Al+3MnO2=====高温3Mn+2Al2O3
Cr2O3+2Al=====高温2Cr+Al2O3 (4)冶炼
工业炼铝:2Al2O3=====通电熔融4Al+3O2↑
学霸巧学卡 对镁、铝性质的深层理解
(1)Mg在CO2中能够燃烧,所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。同时镁与氮气反应生成Mg3N2。
(2)常温下,能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝发生“钝化”,而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。
1 化学能与热能
1.(2020·四川成都期末)下列变化过程,属于放热反应的是( )
①NaOH固体溶于水 ②黑火药的爆炸 ③食物因氧化而腐败 ④铝热反应 ⑤酸碱中和反应 ⑥煅烧石灰石制生石灰 ⑦盐酸溶液中插入打磨过的铝片
A.②③④⑤⑦ B.①②④⑤
C.②③④⑥ D.①②③⑥⑦
A [NaOH固体溶于水放热,为物理过程,不是放热反应,①错误;黑火药的爆炸为放热反应,②正确;食物因氧化而腐败,为放热反应,③正确;铝热反应为放热反应,④正确;酸碱中和反应为放热反应,⑤正确;煅烧石灰石制生石灰为吸热反应,⑥错误;盐酸溶液中插入打磨过的铝片为放热反应,⑦正确。]
2.(2021·河北秦皇岛检测)下列说法正确的是( )
A.在101 kPa时,1 mol S(s)和2 mol S(s)的燃烧热相等
B.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀H2SO4溶液和稀Ba(OH)2溶液反应的反应热ΔH>2×(-57.3)kJ·mol-1
D.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH=a kJ·mol-1,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=b kJ·mol-1,则b>0>a
A [燃烧热与物质的物质的量多少无关,所以在25 ℃、101 kPa下,1 mol 硫和2 mol硫燃烧热相等, A项正确;反应热与反应条件无关,如铝热反应为放热反应,但需在高温下进行,B项错误;稀H2SO4溶液和稀Ba(OH)2溶液反应生成水和BaSO4沉淀,生成硫酸钡沉淀会放出热量,则ΔH<2×(-57.3)kJ·mol-1,C项错误;C的燃烧为放热反应,完全燃烧放出的能量多,则0>b>a,D项错误。]
3.(2021·河南焦作检测)等物质的量的CH2===CHCH===CH2与HBr加成生成两种主要产物X、Y的能量与反应进程如下图所示:
试卷第1页,共19页 高考化学一轮专题复习:物质结构与性质
1.(2022·湖南·石门县第一中学二模)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)在元素周期表的分区中,铜属于_______区,与铜处于同一周期且最外层电子数相同的元素的基态原子共有_______种。
(2)下列现代分析手段中,可用于检验水中痕量铜元素的是_______(填标号)。
A.X射线衍射 B.原子光谱 C.质谱 D.红外光谱
(3)在CO分子中,C与O之间形成_______个σ键、_______个π键,在这些化学键中,O原子共提供了_______个电子,过渡金属与O形成羰基配合物时,每个CO分子向中心原子提供2个电子,最终使中心原子的电子总数与同周期的稀有气体原子相同,称为有效原子序数规则。根据此规则推断,镍与CO形成的羰基配合物xNi(CO)中,x=_______。
(4)CuCl2可与某有机多齿配体形成具有较强荧光性能的配合物,其结构简式如图所示。该配合物分子中N原子的杂化类型为_______,1mol该有机配体与Cu(Ⅱ)形成的配位键为_______mol。
(5)铜催化烯烃硝化反应时会产生NO2。键角:NO2_______NO2(填“<”或“=”或“>”),其原因是_______。
(6)近期我国科学家合成了一种电化学性能优异的铜硒化合物,其晶胞结构如图所示。该铜硒化合物的化学式为_______,其中Cu元素以Cu+和Cu2+存在,则_______(填“Ⅱ”或“Ⅱ”)为Cu2+。
2.(2022·河南·焦作市第一中学模拟预测)BP晶体超硬、耐磨,是耐高温飞行器的红外增透的理想材料,其合成途径之一为33300BBr+PHBP+3HBr℃。 试卷第2页,共19页 请回答下列问题:
(1)基态溴原子的核外电子排布式为[Ar]_______;基态磷原子中自旋方向相反的电子数目相差_______个。
2025届高考化学一轮复习专题卷: 晶体结构与性质一、单选题1.下列推论正确的( )A.的沸点高于,可推测的沸点高于B.为正四面体结构,可推测出也为正四面体结构C.晶体是分子晶体,可推测晶体也是分子晶体,D.是碳链为直线型的非极性分子,可推测也是碳链为直线型的非极性分子
2.有四种不同堆积方式的金属晶体的晶胞如图所示,有关说法正确的是( )
A.①为简单立方堆积②为六方最密堆积③为体心立方堆积④为面心立方最密堆积
B.每个晶胞含有的原子数分别为:①1个,②2个,③2个,④4个
C.晶胞中原子的配位数分别为:①6,②8,③8,④12
D.空间利用率的大小关系为:①<②<③<④
3.下列叙述错误的是( )A.金属键无方向性和饱和性,原子配位数较高
B.晶体尽量采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定
C.因共价键有饱和性和方向性,所以原子晶体不遵循“紧密堆积”原理
D.金属铜和镁均以ABAB…方式堆积
4.环六糊精(D-吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,
可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意
图及相关应用。下列说法错误的是
( )4SiH4CH3PH3NH
4NH4PH
2CO2SiO
26CH38CHA.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
5.下列反应的离子方程式正确的是( )A.去除废水中的:
B.过氧化钠在潜水艇中作为的来源:C.沉淀溶于氨水:
D.在溶液中滴加少量溶液:
6.碳硼烷酸是一类超强酸,也是唯一能质子化富勒烯(如)
但不会将其分解的酸,2NaS2Hg2+2-Hg+SHgS
2O22222O2HO4OHOAgCl332AgCl2NHAgNHCl
NaOH442NHAlSO34Al4OHAlOH
60C其结构如图所示。下列说法正确的是( )
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级 高三 学 科 化学 版 本 苏教版
内容标题 分子晶体和原子晶体
【模拟试题】(答题时间:45分钟)
1. 下列属于分子晶体的一组物质是
A. CaO、NO、CO B. CCl4、H2O2、He
C. CO2、SO2、NaCl D. CH4、O2、Na2O
2. 下列性质符合分子晶体的是
A. 熔点1070℃,易溶于水,水溶液能导电
B. 熔点是10.31°,液体不导电,水溶液能导电
C. 熔点97.81℃,质软,能导电,密度是0.97g/cm3
D. 熔点,熔化时能导电,水溶液也能导电
3. 下列说法正确的是
A. 离子化合物中可能含有共价键
B. 分子晶体中的分子内不含有共价键
C. 分子晶体中一定有非极性共价键
D. 分子晶体中分子一定紧密堆积
4. 干冰汽化时,下列所述内容发生变化的是
A. 分子内共价键 B. 分子间作用力
C. 分子间距离 D. 分子间的氢键
5. 在金刚石的网状结构中,含有共价键形成的碳原子环,其中最小的环上,碳原子数是
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 6个
6. 在x mol石英晶体中,含有的Si-O键数是
A. x mol B. 2x mol C. 3 x mol D. 4x mol
7. 石墨晶体是层状结构,在每一层内;每一个碳原子都跟其他3个碳原子相结合,如图是其晶体结构的俯视图,则图中7个六元环完全占有的碳原子数是
A. 10个 B. 18个 C. 24个 D. 14个
8. 石英玻璃是将纯石英在1600℃高温下熔化,冷却后形成的玻璃体。关于石英玻璃的结构和性质的叙述中正确的是
A. 石英玻璃属于原子晶体
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(二)杂化类型拓展
原子在形成化学键时除采用sp型杂化外,还可以采用spd型或dsp型杂化。
1.spd型杂化
ns轨道、np轨道和nd轨道一起参与的杂化称为spd型杂化,主要有以下几种类型:
(1)sp3d杂化
sp3d杂化轨道是由1个ns轨道、3个np轨道和1个nd轨道组合而成的,它的特点是5个杂化轨道在空间呈三角双锥形,杂化轨道间夹角为90 或120°。
(2)sp3d2杂化
sp3d2杂化轨道由1个ns轨道、3 个np轨道和2个nd轨道组合而成,它的特点是6个杂化轨道指向正八面体的6个顶点,杂化轨道间夹角为90° 或180°。
(3)sp3d3杂化也是spd 型杂化的一种。sp3d3杂化轨道是由1个ns轨道、3个np轨道和3个nd轨道组合而成的,它的特点是7个杂化轨道在空间呈五角双锥形。
(4)价层电子对数与分子空间结构
价层电
子对数 杂化
类型 成键电
子对数 孤电子
对数 分子
类型 分子空
间结构
5 sp3d 5 0 AB5 三角双锥
4 1 AB4 变形四面体 - 2 - 3
2 AB3 T形
2 3 AB2 直线形
6 sp3d2 6 0 AB6 正八面体
5 1 AB5 四方锥
4 2 AB4 平面四边形
2.d-s-p型杂化
(n-1)d轨道和ns轨道、np轨道一起参与的杂化称为d-s-p型杂化。主要是过渡元素的原子或离子在与CN、2NO等形成配位键时采用的杂化方式,常见有
杂化轨道类型 价层电子对数 空间结构 实例
dsp2 4 四方形 Ni(CN)2-4
dsp3 5 三角双锥 Fe(CO)5
d2sp3 6 八面体 Fe (CN)3-6
1.(2021·全国甲卷节选)我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢,再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。SiCl4是生产高纯硅的前驱体,其中Si采取的杂化类型为________________。SiCl4可发生水解反应,机理如下:
专题6.1 原子结构与性质
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、了解相对原子质量、相对分子质量的定义,并能进行有关的计算。
4、掌握1~18号元素的原子结构示意图的表示方法。
一、原子结构
1、构成原子的微粒及作用
(1)原子构成微粒
(2)符号cbdaeX中各数字的含义
(3)组成原子的各种微粒及相互关系
①质子数(Z)= 核电荷数 =
原子序数
②质量数(A)= 质子数(Z) + 中子数(N)
③阳离子的核外电子数=质子数-所带电荷数
④阴离子的核外电子数=质子数+所带电荷数 原子AZ X 原子核
核外电子 质子(Z)个
中子(A-Z)个
电子数(Z)个
电子排布(分层排布) 核电荷数(Z) 决定元素的种类
质量数(A) 近似相对原子质量
在质子数决定后,决定原子的种类
最外层电子数
各层电子数 同位素
决定主族元素化学性质
原子的电子式
电子层(K、L、M„„) 原子结
构示意图
【特别提示】规避4个易失分点
①任何微粒中,质量数=质子数+中子数,但质子数与电子数不一定相等,如阴、阳离子。
②有质子的微粒不一定有中子,如1H,有质子的微粒不一定有电子,如H+。
③质子数相同的微粒不一定属于同一种元素,如F与OH-。
④核外电子数相同的微粒,其质子数不一定相同,如Al3+和Na+、F-等,NH+4与OH-等。
2、元素、核素、同位素的概念及相互关系
元素 核素 同位素
概念 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 质子数相同而中子数不同的原子或同一元素的不同核素
范围 宏观概念,对同一类原子而言,既有游离态又有化合态 微观概念,对某种元素的一种原子而言 微观概念,对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子的种类多余元素的种类
特性 主要通过形成的单质或化合物来体现 不同的核素可能质子数相同、或中子数相同、或质量数相同,或各类数均不同。 同位素质量数不同,物理性质有差异,化学性质相同。
实例 H、O 11 H、21 H、147 N、146 C、2412
Mg是不同的核素 11 H、21 H、31 H为氢的同位素
3、几种“相对原子质量”
(1)同位素的相对原子质量的计算式:Mr=一个同位素原子的质量一个12C原子的质量×112
(2)同位素的近似相对原子质量,数值上约等于该同位素原子的相对质量。
(3)元素的相对原子质量是根据各种同位素的相对原子质量和他们在自然界中所占的原子个数百分含量计算的结果。
Mr— =A×a%+ B×b%+ C×c%„„
【比较辨析】四“量”比较
类别 定义 实例
原子质量 某元素某种核素的一个原子的真实质量 一个168O原子的质量是2.657×10-26 kg
原子的相对原子质量 一个原子的质量与一个126C原子质量的112的比值 168O的相对原子质量约为16
元素的相对原子质量 元素的各种天然同位素的相对原子质量与其在自然界中所占的物质的量分数(或称丰度)计算出的平均值 Ar=Ar(A)·a%+Ar(B)·b%+„(其中a%+b%+„=1)
质量数 某原子核内质子数与中子数之和 188O的质量数为18
备注 某核素的质量数可视为该核素的近似相对原子质量
【典型例题1】【河北冀州中学2016届第二次月考】中国科学技术名词审定委员会确定第116号元素Lv的名称为鉝。关于Lv293116的叙述错误的是 ( )
A.原子序数116 B.中子数177 C.核外电子数116 D.相对原子质量293
【答案】D
【考点定位】考查元素符号各个角标的含义及相互关系的知识。
【点评】正确认识元素符号周围各个数值的含义是了解微粒的性质和结构的关键。zAX中各数量之间的关系一直是高考的重点和热点。此类题常考常新,常常结合新发现的元素或同位素来考查,题目翻新,但题型不变,考查的知识点不变。解答这类试题时,一是要掌握好原子的组成和表示方法;二是要掌握好各基本粒子之间的关系,即原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数(原子中)、质量数=中子数+质子数。
【迁移训练1】【河北冀州中学2016届上期中】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.1H218O与D216O的相对分子质量相同
【答案】C
考点:考查重氢的有关知识。
二、核外电子排布
1、电子层的表示方法及能量变化
(1)排布方式
分层排布,电子层由里到外依次是:第一、„、七层,符号分别对应:K、L、M、N、O、P、Q。
(2)表示方法
2、核外电子排布规律排布规律
(1)能量最低原则
核外电子总是先排布在能量最低的电子层里,然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。
(2)每层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数)。
(3)电子一般总是先排在能量低 的电子层里,即最先排在 K层,当 K 层排满后,再排 L 层,依此类推。
(4)最外层电子数不超过8个(或 2个),次外层不超过18个,倒数第3层不超过32个。
【特别提醒】核外电子排布的几条规律是相互联系的,不能孤立地理解,必须同时满足各项要求,如M层不是最外层时,最多能容纳18个电子,当M层为最外层时,最多容纳8个电子。
【典型例题2】下列叙述正确的是 ( )
A.电子的能量越低,运动区域离核越远
B.当M层是最外层时,最多可排布18个电子
C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D.核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动
【答案】D
考点:核外电子排布
【点评】高中化学必修部分对核外电子排布规律要求比较基础,掌握电子排布的基本规律和前20号元素原子的电子排布,能画出1~18号元素的原子结构示意图即可。
【迁移训练2】【百强校·2016届长郡中学第六次月考】在电解冶炼铝的电解槽中存在电解质W2。已知其涉及的四种元素的简单离子的电子层结构均相同,Y原子最外层电子数为次外层的3倍,X原子最外层电子数为Y原子最外层电子数的一半。下列说法正确的是
( )
A.原子序数:W>X>Y>Z
B.原子半径:W>X>Y>Z
C.W的最高价氢氧化物的碱性比X弱
D.Y的最简单氢化物的稳定性比Z的强
【答案】B
【解析】
试题分析:在电冶铝的电解槽中存在电解质W2,四种元素的简单离子的电子层结构均相同, Y原子最外层电子数位次外层的3倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,故Y为氧元素,X原子最外层电子数为Y原子最外层电子数的一半,其最外层电子数为3,则X为铝,该化合物中W应该带正电荷,含有两个铝离子,两个氧离子,Z应该带负电荷,根据化合物代数和为0,知,W应该带一大个单位正电荷,Z带一个单位负电荷,且这四种简单离子电子层结构相同,所以W为钠 ,Z为F,则该电解质为Na2。A、通过以上分析,原子序数X>W>Z>Y,所
以错误,不选A;B、原子电子层数越多其原子半径越大,同一周期元素,原子半径随着原子序数的增大而减小,所以原子半径,W>X>Y>Z,正确,选B;C、元素的金属性越强,其最高价氧化物的水化物碱性越强,金属性W>X,所以W的最高价氧化物的水化物碱性比X的强,错误,不选C;D、元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,非金属Z>Y,所以Y的简单氢化物的稳定性比Z的弱,错误,不选D。
考点: 原子结构与元素周期律的关系
考点一:核外电子排布与元素推断
1、短周期核外电子排布规律
(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na;
(2)最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg;
(3)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar;
(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C;
(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O;
(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne;
(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si;
(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P;
(9)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al;
(10)电子层数为最外层电子数2倍的原子有Li;
(11)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S;
(12)最外层电子数是电子层数3倍的原子有O。
2、熟记常见的等电子微粒
(1)常见“10e-”微粒
①分子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4;
②阳离子:Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH+4;
③阴离子:F-、O2-、OH-、NH-2。
(2)常见“18e-”微粒
①分子:Ar、HCl、H2S、H2O2、F2、C2H6、CH3OH;
②阳离子:K+、Ca2+;
③阴离子:Cl-、S2-、HS-。
(3)其他等电子微粒
①“14e-”:Si、N2、CO、C2H2、C2-2;
②“16e-”:S、O2、C2H4、HCHO。
【典型例题3】【安徽屯溪一中2016届第二次月考】原子序数依次增大的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.元素的非金属性强弱次序为: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最高和最低化合价的代数和为0
【答案】B
【考点定位】考查原子结构、元素周期律
【点评】物质结构类选择题考查以考查基础知识、基本概念为主,在解题过程中侧重推导。解题的思维模型为:首先根据题目所给信息如原子结构、物质的性质等,确定在周期表中位