2022年高三化学二轮专题复习 原子结构 元素周期律和周期表 晶体结构教案

2022年高三化学二轮专题复习 原子结构 元素周期律和周期表 晶体结构教案一、原子结构1原子的组成2原子核比较三种“相对原子质量”之间的差别，并判断下列各式分别表示哪种“原子量”？例2某元素构成的双原子分子有三种，其式量分别为158、160、162。在天然单质中，此三种单质的物质的量之比为111。由此推断以下结论中，正确的是A此元素有三种同位素B其中一种同位素质量数为80C其中质量数为79的同位素原子占原子总数的1/2D此元素的单质的平均式量为1601）如何确定该元素同位素原子的种类？（两种）（2）怎样计算其同位素原子的质量数？（79 81）（3）怎样计算各种同位素原子的百分比？50（4）如何确定此元素的单质的平均式量？1603原子核外电子的排布例3 下列叙述中正确的是C、DA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；B凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布；C两原子，若核外电子排布相同，则一定属于同种元素；D不存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子。电子排布的知识。（1）核外电子排布的四条规律；2）短周期元素各个电子层上电子数目之间的数量关系。（3）最外层电子数与元素化合价的关系；确定元素的最高正价和最低负价（仅非金属元素），且两者绝对值之和等于8（H为2）。半径比较三规律：非金属元素的原子半径其相应的阴离子半径。金属元素的原子半径其相应的阳离子半径。具有相同电子层结构的阴阳离子，随着元素原子序数的递增，离子半径逐渐减小。二、元素周期律1写出120号元素的原子结构示意图；2观察并思考：随着原子序数的递增：a原子最外层电子数有何变化规律b原子半径的变化有何规律c元素的主要化合价有何变化规律3什么叫元素周期律？元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化的规律三、元素周期表1元素周期表的结构（1）引导学生复习元素周期表的结构：周期的分类及各周期的元素数目族的分类（2）金属与非金属元素的分界线两边的元素有哪些？（3）掌握每个主族元素的名称、符号和序数。例4 两种短周期元素组成的化合物中，原子个数比为12。若两种元素的原子序数分别为p和q，则对下列p和q可能的关系概括得最完全的是 Cp+q=15 p=q+5 p=q-5 p+q=22A B C D2元素性质的递变规律（1）元素周期表中微粒半径的递变规律【投影】例5 各组微粒的半径比较，正确的是 AFF-Cl- O2-Mg2+Al3+ Ca2+CaBa S2-Se2-Br-A B C D 微粒半径比较的规律（1）同周期元素原子半径，随原子序数的递增而递减；（2）同主族元素原子半径，随原子序数的递增而增大；（3）同主族元素离子半径，随原子序数的递增也增大；（4）具有相同电子层结构的阴阳离子，其半径随原子序数的递增而减小。（2）元素周期表中各元素单质性质的递变规律周期表中元素单质的性质呈现怎样的变化规律？（1）同周期从左到右，随原子序数的递增，元素的金属性和单质还原性逐渐减弱；元素的非金属性和单质的氧化性逐渐增强。（2）同主族从上到下，随原子序数的递增，元素的金属性和单质还原性逐渐增强；元素的非金属性和单质的氧化性逐渐减弱。（3）位于分界线两边的元素一般具有两性。通过实验证明：Na、Mg、Al、Fe这四种金属活动性的相对强弱。问 哪些实验事实能够说明：S的非金属性比Cl要弱？（1）与氧气反应的难易程度；（2）与水反应的难易程度；（3）与水反应后生成的氢氧化物的碱性的相对强弱；（4）与强酸反应产生氢气的剧烈程度；（5）四种金属之间的置换反应；（6）它们形成的强酸盐溶液的pH的大小（水解程度）；（7）它们对应的金属阳离子氧化性的相对强弱；（8）这四种金属的冶炼方法；（9）在自然界的存在形态。（3）最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性，以及非金属元素气态氢化物的稳定性的递变规律例6 已知同周期的X、Y、Z三元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序：HZO4H2YO4H3XO4，下列判断不正确的是B、DA阴离子的还原性按X、Y、Z的顺序减弱B单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱C原子半径按x、Y、Z的顺序减小D气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱四、“位构性”的规律及应用（1）原子序数=核电荷数=质子数=核外电子总数；（2）由核外电子总数可知电子的排布，从而知道电子层数，推知该元素在周期表中的周期数；（3）最外层电子数决定元素的化学性质；（4）根据元素在周期表中的位置，可推知元素的化学性质。 “位构性”三者之间的关系：元素“位构性”三者之间的关系小结：例7 下图是周期表中短周期的一部分，A、B、C三种元素原子核外电子数之和等于B的质量数。B原子核内质子数和中子数相等。下面叙述中不正确的是AA三种元素的原子半径的大小顺序是BACBA元素最高价氧化物的对应水化物具有强氧化性和不稳定性CB元素的氧化物，氢化物的水溶液都呈酸性DC元素的单质是非金属单质中唯一能跟水激烈反应的单质例8 在周期表主族元素中，甲元素与乙、丙、丁三元素上下或左右紧密相邻。甲、乙两元素的原子序数之和等于丙元素的原子序数。这四种元素原子的最外层电子数之和为20。据此可以判断：元素甲为_，元素丙为_，元素乙和丁所形成化合物的分子式为_或_。（甲为N，丙为P，乙和丁的化合物为CO或CO2。） 精选题一、选择题1短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置关系如右图，其中正确的是 AZ一定是活泼金属元素BX的最高价氧化物的水化物是一种强酸C 1molY 的单质跟足量水反应时，发生转移的电子为2molD由Z单质形成的晶体属于分子晶体2第二周期的元素与氢元素所形成的常见分子或离子中，电子总数为10的有 A6种以上 B5种 C4种 D3种3第三周期元素R，它的最外层达到饱和时所需电子数小于次外层和最内层电子数之差，并且等于最内层电子数的正整数倍，则关于R的正确说法 常温下能稳定存在的R的氧化物都能与NaOH溶液反应；R的最高价氧化物对应水化物都是强酸；R的单质固态时属于同一类型的晶体；R 的气态氢化物都能受热分解。A仅 B C D4下面的推断，错误的是 A铍是一种轻金属，它的氧化物的水化物可能具有两性B砹是一种有色固体，HAt很不稳定，AgAt是有色难溶于水且感光性很强的固体C硫酸锶（SrSO4）是难溶于水和盐酸的白色固体D硒化氢（H2Se）是无色、有毒，比H2S稳定的气体5下列有关物质性质的比较顺序中，不正确的是 A热稳定性：HFHClHBrHI B微粒半径：K+Na+Mg2+Al3+C酸性：HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3 D熔点：LiNaKRb6下列化合物中阳离子半径与阴离子半径比值最小的是 ANaF BMgI2 CBaI2 DKBr7在F、P、Si、Fe这四种元素中，每种元素都有某些方面区别于其它三种元素，若从中选出氟元素，选择的理由正确的是 A最高价氧化物对应水化物酸性最强B单质与冷水反应最剧烈C单质固态时为分子晶体，熔、沸点较低D在氧化物：OF6，P2O5，SiO2，Fe2O3中，OF6最稳定8已知aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-均是具有相同电子层结构的短周期元素形成的简单离子，下列叙述正确的是A原子半径CDAB B原子序数bacdC离子半径DCAB D单质的还原性ABCD9下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是 A六氟化氙（XeF6） B次氯酸（HClO） C氯化硫（S2Cl2） D三氟化硼（BF3）10在元素周期表短周期中的X和Y两种元素可组成化合物XY3，下列说法正确的是 AXY3晶体一定是离子晶体B若Y的原子序数为m，X的原子序数一定是m4CX和Y可属同一周期，也可属于两个不同周期DXY3一定不属于同一主族二、非选择题11a、b、c、d、e、f、g为七种由短周期元素构成的微粒，它们都有10个电子，其结构特点如下：其中b的离子半径大于e的离子半径；d是由极性键构成的四原子极性分子；c与f可形成共价型g分子。试写出：（1）a微粒的结构示意图_；（2）b与e相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较为（用化学式表示）_；（3） d溶于水的电离方程式_；（4）g微粒所构成的晶体类型是_；（5）c微粒是_，f微粒是_（用化学式表示）。12A、B、C、D是4种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中A、C及D、B分别是同主族元素，又知B、D两元素的原子核中质子数之和是A、C两元素原子中质子数和的2倍，这4种元素的单质中有2种气体，2种固体。（1）写出元素符号：A_，C_。（2）写出2种均含A、B、C、D四种元素的化合物相互反应逸出气体的化学方程式_。（3）用A元素的单质和B元素的单质可以制成电池，电池中装有浓KOH溶液，用多种的惰性电极浸入KOH中，两极均有特制的防止气体透过隔膜，在一极通入A的单质，另一极通人B的单质，通入B单质的一极电极反应方程式是：_。答 案一、选择题1C 2A 3C 4A、D 5A、D 6B 7B 8B、C 9C 10C二、非选择题11 （2）NaOHMg（OH）2（4）分子晶体 （5）OH- H3O+12（1）H，Na （2）NaHSO4+NaHSO3=Na2SO4+SO2+H2O（3）O2+4e+2H2O4OH-晶体结构一、离子晶体：代表物：NaCl、CsCl在NaCl晶体中，存在可重复的最小单元，我们称之为晶胞。“重复”的含义：通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个最小单元（即晶胞）完全重合。【问】请观察所给出的NaCl的晶体模型分析氯化钠的化学式用“NaCl”来表示，原因何在？能否把“NaCl”称之为分子式？【问】观察NaCl的晶体模型，分析在NaCl晶体的每个晶胞中，Na+占据的位置有_种？每种位置各有_个？Cl-占据的位置有_种？每种位置各有_个？两种8个位于晶胞的顶点，6个位于晶胞的面心；Cl-的位置有两种：12个位于晶胞的棱边，1个位于晶胞的体心。【问】宏观的NaCl晶体是由无数个晶胞相互延伸构成的。位于顶点、面心、棱边、体心上的微粒实际提供给每个晶胞的比例是多少？顶点提供给每个晶胞只是它的1/8；面心是1/2；棱边是1/4；体心是1。【问】在NaCl晶体中：每个Na+周围与之等距离且最近的Na+有个；每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有_个？每个Na+周围与之等距离且最近的Na+有12个；每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有12个。【问】观察CsCl的晶胞，想象CsCl晶体结构，试从两个不同角度分析“CsCl”化学式的由来？【问】在CsCl晶体中：每个Cs+周围与之等距离且最近的Cs+有_个？每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有_个？每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有6个。如何计算立方晶体中的微粒个数比？要点如下：（1）找到晶体的晶胞；（2）分析晶胞中各微粒的位置：位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有_个；位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有_个；位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有_个；位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的只有_个。（3）数清晶胞中各微粒的个数：二、原子晶体 代表物：金刚石、晶体硅、石英【问】观察金刚石结构，思考其键角是多少度？构成最小碳环所需碳原子数为多少？【信息给予】请运用元素周期律的知识想象并描述晶体硅结构。【问】比较晶体硅与金刚石的不同之处，它将影响晶体硅的哪些不同于金刚石的性质？【问】根据石英的平面结构图分析石英晶体化学式的由来？能否称之为分子式？【问】根据石英晶体的平面结构图分析：在石英晶体中，每个Si原子独有多少个SiO键？由此分析nmolSiO2晶体中约含多少摩SiO键？【信息给予】我们也可以将SiO2的晶体结构想象为：在晶体硅的SiSi键之间插入O原子。请想象SiO2的空间结构。想象SiO2的空间结构。SiO2晶体结构图。【问】观察SiO2晶体结构，思考构成一个最小的环需多少个原子？以Si原子为中心的SiO键之间的键角为多少度？（需12个原子。键角：10928）。三、分子晶体 代表物：干冰【问】观察干冰的晶胞结构，计算每个晶胞中含有CO2分子的个数？4个。【问】在干冰晶体结构中，每个CO2分子周围与之最近且等距离CO2分子的个数？干冰的晶胞结构与我们见过的哪种结构相似？12【小结】在研究各类晶体代表物的结构时，我们展开了空间想象，解决了“化学式的由来、求与之最近且等距离的微粒个数、键角、最小圆环”等问题；同时运用分析推理能力，计算出每个微粒为几个这样的单元所共有，解决了“晶体中微粒的个数比、化学键的数目”等问题。从而提高了我们的观察、想象和分析问题的综合能力。例1 C60是碳单质家族中的新成员，已知每个碳原子与其它三个碳原子相连。请根据碳的成键方式计算C60分子中存在_条CC单键；_条C=C双键？60 30例2 某离子晶体晶胞如图所示，X位于立方体的顶点，Y位于立方体的中心，试分析：（1）晶体中每个Y同时吸引着多少个X？每个X同时吸引着多少个Y？该晶体的化学式为_？XY2。（2）晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有多少个？12（3）晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角XYX角度为多少？10928（4）该晶体的摩尔质量为Mgmol-1，晶体密度为gcm-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间的距离为多少？例3（1）将NaCl的晶胞向三维空间延伸就可得到完美晶体。NiO（氧化镍）晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a10-8cm，计算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.7gmol-1）。（2）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如右图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。6：91精选题一、选择题1根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据判断说法中错误的是 ASiCl4是分子晶体BMgCl2中键的强度比NaCl中键的强度小C单质R是原子晶体DAlCl3为离子晶体2经研究发现，有一种磷分子具有链状结构。结构如图所示。下列说法正确的是 A它是一种高分子化合物 B它是一种极性分子，易溶于水C分子量是白磷的8倍 D与白磷互为同素异形体二、非选择题3现有甲、乙、丙、丁四种晶胞（如图2-8所示），可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为；乙晶体的化学式为；丙晶体的化学式为_；丁晶体的化学式为_。4钙-钛矿晶胞结构如图2-9所示。观察钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数比为多少？5晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体，其中含有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子，如图2-10所示，回答：（1）键角_；（2）晶体硼中的硼原子数_个；BB键_条？6在碳单质的成员中还有一种混合型晶体石墨，如图2-11所示。它是层状结构，层与层之间依靠作用力相结合。每层内部碳原子与碳原子之间靠作用力相结合，其键角。分析图中每个六边形含有个碳原子。7C70分子是形如椭球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：（1）C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；（2）C70分子中只含有五边形和六边形；（3）多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。根据以上所述确定：（1）C70分子中所含的单键数和双键数；（2）C70分子中的五边形和六边形各有多少？8晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单位称为晶胞。NaCl晶胞结构如图2-12所示。已知FexO晶体的晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x的值小于1。测知FexO晶体密度为5.719cm-3，晶胞边长为4.2810-10m（铁原子量为55.9，氧原子量为16）。求：（1）FexO中x的值（精确至 0.01）。（2）晶体中的 Fe分别为Fe2+和Fe3+，在Fe2+和Fe3+的总数中，Fe2+所占分数为多少？（精确至0.001）。（3）写出此晶体的化学式。（4）描述Fe在此晶体中占据空隙的几何形状（即与O2-距离最近且等距离的铁离子围成的空间形状）。（5）在晶体中，铁元素的离子间最短距离为多少？答 案一、选择题1D提示：一般来说晶体的熔沸点有如下规律：原子晶体离子晶体分子晶体，金属晶体有的高有的低。对于同种类型晶体的熔沸点则取决于微粒间的作用力。2D、E二、非选择题311 C2D EF XY3Z4113 5（1）60度（2）12（3）306范德华力（或分子间作用力）；非极性共价键；120度；2。7（1）单键数：70；双键数：35。（2）设C70分子中五边形数为x个，六边形数为y个。依题意可得方程组：1/2（5x+6y）=1/2（370）（键数，即棱边数）70+（x+y）-1/2（370）=2（欧拉定理）解得五边形数x=12，六边形数y=25。8（1）0.92（2）0.826 （4）正八面体（5）3.0310-10m。提示：（1）由NaCl晶胞结构可知，1molNaCl晶胞中含有4mol NaCl，故在FexO晶体中1mol FexO晶胞中含有4mol FexO。设FexO的摩尔质量为Mg mol-1，晶胞的体积为V。则有：4M=VN0，代入数据解得M=67.4gmol-1，则x=0.92。（2）设Fe2+为y个，Fe3+则为（0.92-y）个，由正负化合价代数和为零可得：2x+3（0.92-y）=2，则y=0.76。Fe2+所占的分数为：0.76/0.92=0.826。（3）由于Fe2+为0.76，则Fe3+为（0.92-0.76）=0.16，故化学式为（4）与O2-距离最近且等距离的铁离子有6个，这6个铁离子所围成的几何形状如图2-13所示，由图可知Fe在晶体中占据空隙的几何形状为正八面体。