2020版高中化学 专题1微型专题重点突破（一）学案 苏教版必修2
专题1 微观结构与物质的多样性
微型专题重点突破(一)
一、核外电子排布规律的应用
例1 现有部分元素的原子结构特点如表：
X
L层电子数是K层电子数的3倍
Y
核外电子层数等于原子序数
Z
L层电子数是K层和M层电子数之和
W
最外层电子数是次外层电子数的2.5倍
(1)画出W原子的结构示意图：_______________________________________________。
(2)元素X与元素Z相比，非金属性较强的是_____________________________________
(填元素名称)，写出一个能表示X、Z非金属性强弱关系的化学方程式：_____________
________________________________________________________________________。
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(3)元素X和元素Y以原子个数比1∶1化合形成化合物Q，元素W和元素Y化合形成化合物M且Q和M的电子总数相等。以液态M为还原剂，Q为氧化剂，发生反应最终生成无毒的、在自然界中稳定存在的物质，写出该反应的化学方程式：________________________
________________________________________________________________________。
考点 原子结构与核外电子排布
题点 核外电子排布与应用
答案 (1)
(2)氧 2H2S＋O2===2H2O＋2S↓(其他合理答案亦可)
(3)N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O
解析 X元素原子的L层电子数是K层电子数的3倍，根据核外电子排布规律，可知L层为6个电子，所以X为氧元素；Y元素原子的核外电子层数等于原子序数，Y只能是氢元素；Z元素原子的L层电子数是K层和M层电子数之和，L层有8个电子，则其M层电子数为6，所以Z是硫元素；W元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2.5倍，其次外层只能是K层，有2个电子，所以W为氮元素。
(1)氮原子的原子结构示意图为。
(3)H和O按原子个数比1∶1化合形成的化合物为H2O2，共有18个电子，H和N形成的18电子微粒只能是N2H4，根据信息知反应的化学方程式为N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O。
核外电子排布规律的应用
(1)确定元素的种类
根据原子核外电子排布的某种特点可以确定元素的种类。
(2)推断元素的性质
元素
最外层电子数
得、失电子能力
化学性质
主要化合价
稀有气体元素
8(He为2)
一般不易得、失电子
较稳定，一般不参与化学反应
金属元素
一般小于4
一般易失电子
金属性
只有正价，一般是＋1→＋3
非金属元素
一般大于或等于4
一般易得电子
非金属性
既有正价又有负价
变式1 某元素原子M层电子数是K层电子数的3.5倍，则该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为( )
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A．HNO3 B．H3PO4 C．H2SO4 D．HClO4
答案 D
解析 某元素原子M层电子数是K层电子数的3.5倍，则该原子M层电子数为7，故为Cl元素；最高正化合价为＋7，该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4，D正确。
二、元素金属性、非金属性强弱的判断
例2 下列实验操作不能达到实验目的的是( )
选项
实验操作
实验目的
A
Cl2、Br2分别与H2反应
比较氯、溴的非金属性强弱
B
向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定等物质的量浓度的H2CO3、H2SO4溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别放入盐酸中
比较铁、铜的金属性强弱
考点 元素周期表与周期律
题点 元素金属性、非金属性强弱的判断
答案 B
解析 Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易即可判断出氯、溴的非金属性强弱，A项正确；MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨气，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2沉淀，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀，无法比较二者的金属性强弱，B项错误；H2CO3、H2SO4分别为C、S的最高价氧化物对应的水化物，酸性越强，元素非金属性越强，所以通过测定相同浓度的溶液的pH可判断二者非金属性强弱，C项正确；利用Fe、Cu放入盐酸中所产生的现象不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱，D项正确。
(1)元素金属性强弱的判断依据
①根据金属活动性顺序表判断，越靠前，金属性越强。
②根据单质与水或非氧化性酸反应置换出氢气的难易程度判断，置换出氢气越容易，则金属性越强。
③根据对应阳离子氧化性强弱判断，金属阳离子氧化性越弱，则元素金属性越强。
④根据金属元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱判断，碱性越强，则金属元素的金属性越强。
⑤根据置换反应判断，若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y比X金属性强。
(2)元素非金属性强弱的判断依据
①根据单质与H2化合的难易程度、生成氢化物的稳定性判断，越易化合，生成氢化物越稳定，则非金属性越强。
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②根据对应阴离子(或氢化物)还原性强弱判断，非金属阴离子还原性越弱，则元素非金属性越强。
③根据非金属元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断，酸性越强，则元素的非金属性越强。
④根据置换反应判断，若An－＋B―→A＋Bm－，则B比A非金属性强。
变式2 下列事实不能作为实验判断依据的是( )
A．钠和镁分别与冷水反应，判断金属性强弱
B．铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中，不能置换出铜，判断钠与铁的金属性强弱
C．酸性：H2CO3
Cl－>Na＋>Al3＋
C．NaCl－>Na＋>Al3＋，正确。
“三看”法比较简单粒子的半径大小
“一看”电子层数：一般情况下，当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。
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“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。
“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。
变式3 元素A的阳离子与元素B的阴离子具有相同的电子层结构。以下关于A、B元素性质的比较中，正确的是( )
①原子半径：A＜B ②原子序数：A＞B ③原子最外层电子数：B＞A ④元素所在的周期数：A＞B ⑤A的最高正价与B的最低负价的绝对值相等
A．①② B．②③④
C．④⑤ D．②⑤
答案 B
解析 A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则离子核外电子数相等，A元素处于B元素相邻的下一周期，原子序数A较大；电子层越多，原子半径越大，A形成阳离子，元素B形成阴离子，所以最外层电子数A＜B；B元素最高正化合价等于其最外层电子数，且B元素最高正化合价＋|最低负化合价|＝8，A元素的最高化合价等于其最外层电子数，据此判断B元素与A元素化合价关系。
四、根据“位—构—性”关系推断元素
例4 (2018·嘉兴市第一中学高一下学期期中)X、Y、Z、M、N、W六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．原子半径：r(Z)＞r(M)＞r(Y)
B．最高价氧化物对应水化物酸性：M＞N
C．N的单质能与Z和W形成的化合物发生置换反应
D．X能与另外五种元素形成化合物，且X的化合价不完全相同
答案 B
解析 根据六种元素在周期表中的位置可知，X为H元素、Y为O元素、Z为Mg元素、M为Si元素、N为Cl元素、W为Br元素。A项，同一周期自左而右，原子半径逐渐减小，同一主族自上而下，原子半径逐渐增大，原子半径：r(Z)＞r(M)＞r(Y)，正确；B项，非金属性越弱，则对应的最高价含氧酸的酸性越弱；最高价氧化物对应水化物酸性：M＜N，错误；C项，氯气能够与溴化镁发生置换反应生成溴单质，正确；D项，H与非金属元素形成的化合物中，H一般为＋1价，而与镁形成的化合物中H为－1价，正确。
元素推断的解题思路
(1)已知元素原子或离子的核外电子排布
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先由电子层数和最外层电子数确定元素在周期表中的位置(周期和族)，再由元素周期律推断其单质及化合物的性质。
(2)已知元素单质或化合物的性质(特性)
由元素单质及化合物的特性可确定元素的名称，根据其原子结构可确定其在周期表中的位置。
(3)已知元素在周期表中的位置
变式4 短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的原子半径比Y的小，且X与Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。下列说法不正确的是( )
A．原子半径的大小顺序：r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X)
B．元素Z、W的简单离子的电子层结构相同
C．元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D．X、Y两种元素可形成分别含有10e－和18e－的化合物
考点 元素推断
题点 元素“位—构—性”的综合应用
答案 C
解析 根据题意可以推断，Z为O，所以X为H，Y为N，W为Na。C项，稳定性：H2O>NH3；D项，NH3为10e－微粒，而N2H4为18e－微粒。
1．下列叙述中，正确的是( )
A．所有主族中都有非金属元素
B．同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最大
C．过渡元素都是金属元素
D．ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子
答案 C
解析 ⅡA族为碱土金属元素，全为金属，其他主族中均有非金属元素，选项A错误；同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最小，选项B错误；元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列为过渡元素，过渡元素都是金属元素，选项C正确；ⅥA族元素的原子，其半径越小，越容易得到电子，选项D错误。
2．A、B、C三种元素的原子序数依次为a、b、c，它们的离子An＋、Bn－、Cm－
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具有相同的电子层结构，且n>m，则下列关系正确的是( )
A．a>b>c B．a>c>b
C．a＝b＋m＋n D．a＝c－n－m
答案 B
解析 离子An＋、Bn－、Cm－具有相同的电子层结构，则有a－n＝b＋n＝c＋m，n>m，可知a>c>b，故A错误、B正确；由关系式可知a＝c＋m＋n，故C、D错误。
3．已知元素R有某种同位素的氯化物RClX，该氯化物中R微粒核内中子数为Y，核外电子数为Z，该同位素的符号为( )
A.R B.R
C.R D.R
答案 D
解析 该氯化物中R微粒核外电子数为Z，又由于该氯化物化学式为RClX，所以该同位素的质子数为X＋Z，又该同位素的中子数为Y，质量数＝质子数＋中子数，所以该同位素的符号为R，故D项正确。
4．下列不能作为判断氯、磷两种元素非金属性强弱的依据的是( )
A．氧化性：Cl2>红磷
B．单质沸点：红磷>Cl2
C．氢化物稳定性：HCl>PH3
D．酸性：HClO4>H3PO4
答案 B
解析 单质的氧化性越强，其元素的非金属性越强；单质的沸点属于物理性质，与元素的非金属性无关；氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强；最高价氧化物对应的水化物酸性越强，其元素的非金属性越强。
5．下列说法正确的是( )
A．Li是最活泼金属，F是最活泼非金属
B．Mg(OH)2碱性比Ca(OH)2强
C．元素周期表有7个主族，7个副族，1个0族，1个Ⅷ族，共16纵行
D．X2＋的核外电子数目为18，则X在第4周期ⅡA族
答案 D
解析 最活泼的金属是Cs(放射性元素除外)，最活泼的非金属是F，A项错误；同主族从上到下元素的最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，所以Mg(OH)2碱性比Ca(OH)2弱，B项错误；元素周期表共有18纵行，其中7个主族，7个副族，1个0族，1个Ⅷ族，一个Ⅷ族占三列，C项错误；X2＋的核外电子数目为18，则X的质子数为20，是钙元素，在第4周期ⅡA族，D项正确。
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6．下列微粒半径大小比较正确的是( )
A．Na＋Mg>Al>S
C．S2－Mg>Al>S，B正确；核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则S2－>Cl－>Na＋>Al3＋，C错误；Cs、Rb、K、Na位于同一主族，原子半径大小为Cs>Rb>K>Na，故D错误。
7．X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如下图所示。若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法中正确的是( )
A．原子半径：W>Z>Y>X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>W>X
C．4种元素的单质中，Z单质的熔、沸点最低
D．W单质能与水反应，生成一种具有漂白性的物质
答案 D
解析 X、Y、Z、W均为短周期元素，Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则Y为O元素；由图中的位置可知，X为N元素，Z为S元素，W为Cl元素。原子半径大小顺序为Z>W>X>Y，故A错误；同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，可知最高价氧化物对应水化物的酸性：W>Z，故B错误；常温下Z的单质是固体，其余均是气体，Z单质硫的熔、沸点最高，故C错误；氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸具有漂白性，HCl没有漂白性，故D正确。
8．有A、B、C、D四种元素，A元素是地壳中含量最多的金属元素；B元素的原子其M层电子数比L层少1个电子；C元素的原子得到2个电子，D元素的原子失去1个电子，所得到的微粒都具有与氩原子相同的电子数，回答下列问题：
(1)上述四种元素的名称分别是A__________，B__________，C__________，D_________。
(2)画出A离子、C原子的结构示意图__________________，__________________。
答案 (1)铝 氯 硫 钾 (2)
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解析 A元素是地壳中含量最多的金属元素，A是Al；B元素的原子其M层电子数比L层少1个电子，B为Cl；C元素的原子得到2个电子，所得到的微粒具有与氩原子相同的电子数，C为S；D元素的原子失去1个电子，所得到的微粒具有与氩原子相同的电子数，D为K。A离子为Al3＋，其离子结构示意图为；C原子为S原子，其原子结构示意图为。
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[对点训练]
题组一 元素周期表的结构
1．无机化学命名委员会在1989年作出决定：把周期表原先的主、副族号取消，由左到右按原顺序编为18列，如碱金属为第1列，稀有气体为第18列。按这个规定，下列说法正确的是( )
A．每一列都有非金属元素
B．第3列元素种类最多，第14列的化合物种类最多
C．从上到下第1列元素的单质熔点逐渐升高，而第17列元素的单质熔点逐渐降低
D．只有第2列元素的原子最外层有2个电子
考点 元素周期表的结构
题点 元素周期表的结构
答案 B
解析 第2列至第12列只有金属元素，A项错误；第3列除了Sc、Y之外，还包括镧系、锕系，一共32种元素，数目远远大于其他列，C元素是有机化合物的主体元素，故第14列的化合物种类最多，B项正确；从上到下第1列元素的金属性逐渐增加，单质熔点逐渐降低，C项错误；He元素最外层有2个电子，D项错误。
2．(2018·安阳一中高一月考)短周期元素X和Y组成化合物X2Y，那么X和Y所在族的序数不可能分别是( )
A．ⅠA和ⅦA B．ⅠA和ⅥA
C．ⅦA和ⅥA D．ⅤA和ⅥA
考点 元素周期表的结构
题点 元素的位置与化学式的关系
答案 A
解析 当X为＋1价时，Y为－2价，X可能为第ⅠA、ⅤA、ⅦA族元素，Y为第ⅥA族元素，所以A符合题意。
题组二 原子结构与核外电子排布
3．X元素最高价氧化物对应的水化物为HXO3，它的气态氢化物为( )
A．HX B．H2X C．XH3 D．XH4
答案 C
解析 X的最高价氧化物对应的水化物为HXO3，则X的最高正价为＋5价，从而可知X的最低负价为－3价，其气态氢化物为XH3。
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4．16O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )
A．16O与18O互为同素异形体
B．16O与18O核外电子排布方式不同
C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化
D．标准状况下，11.2 L 16O2和11.2 L 18O2均含NA个氧原子
考点 原子结构与核外电子的排布
题点 核素、同位素的相关综合
答案 D
解析 16O与18O互为同位素，A项错误；16O与18O是氧元素的不同核素，核外电子排布方式相同，B项错误；16O与18O间的相互转化是原子核发生变化，不能通过化学变化实现，C项错误；标准状况下，11.2 L 16O2和11.2 L 18O2的物质的量均为0.5 mol，均含NA个氧原子，D项正确。
5．A、B两种短周期元素，A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5，则A和B形成的化合物的化学式为( )
A．A2B3 B．BA2
C．AB4 D．B3A2
考点 原子结构与核外电子排布
题点 核外电子排布的应用
答案 D
题组三 元素周期表、周期律的应用
6．甲、乙两种非金属：①甲的最高价氧化物对应的水化物酸性比乙的最高价氧化物对应的水化物酸性强；②甲比乙更容易与氢气化合；③甲单质能与乙的简单阴离子发生置换反应；④与金属反应时，甲原子得电子数目比乙的多；⑤甲的单质熔、沸点比乙的低。能说明甲比乙的非金属性强的是( )
A．①②④ B．①②③④
C．①②③ D．②③④⑤
考点 元素周期表和周期律的应用
题点 元素金属性、非金属性的比较
答案 C
解析 与金属反应时，甲原子得电子数目比乙的多，但得电子不一定容易，则不能说明甲比乙的非金属性强，故④错误；甲的单质熔、沸点比乙的低，无法确定非金属的关系，故⑤错误；①②③能说明甲比乙的非金属性强，C正确。
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7．下列各组离子从左至右半径依次减小且在水溶液中能大量共存的是( )
A．S2－、Cl－、K＋ B．Mg2＋、Na＋、O2－
C．Mg2＋、F－、H＋ D．Br－、Al3＋、Cl－
考点 元素周期表和周期律的应用
题点 微粒半径的比较
答案 A
解析 O2－不能在水溶液中独立存在，F－与H＋不能共存、离子半径：Br－>Cl－>Al3＋。
8．下列有关原子结构和元素周期律表述正确的是( )
A．原子序数为15的元素的最高化合价为＋3
B．第ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素
C．Li、Na、K、Rb、Cs的得电子能力逐渐增强
D．原子序数为16的元素位于元素周期表的第3周期ⅣA族
考点 元素周期表和周期律的应用
题点 原子结构和周期律的综合
答案 B
解析 原子序数为15的元素为P，其最高化合价为＋5，A项错误；第ⅦA族元素是同周期中最靠右的元素(不考虑稀有气体)，同周期从左向右非金属性逐渐增强，B项正确；Li、Na、K、Rb、Cs的原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，失电子能力逐渐增强，C项错误；原子序数为16的元素为S，处于周期表的第3周期ⅥA族，D项错误。
9．依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是( )
A．H3BO3的酸性比H2CO3的强
B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强
C．HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐增强
D．若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则离子半径：M＋>R2－
考点 元素周期表和周期律的应用
题点 元素周期表和周期律的综合
答案 B
解析 非金属性：C>B，故酸性：H3BO3Br>I，则HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，C项错误；电子层结构相同，则M的原子序数－1＝R的原子序数＋2，则原子序数为R己(S)>戊(As)，则稳定性：庚(HF)>己(H2S)>戊(AsH3)，错误；C项，常温下，镁与水反应很缓慢，钙能与水剧烈反应，错误；D项，丁(Si)的最高价氧化物(SiO2)可用于制造光导纤维，正确。
11．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素代号
X
Y
Z
M
R
原子半径/nm
0.186
0.102
0.075
0.074
0.143
主要化合价
＋1
＋6，－2
＋5、－3
－2
＋3
已知X是短周期中最活泼的金属，且与R同周期。下列叙述不正确的是( )
A．离子半径大小：R3＋S>O，原子半径最小的为O；电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径：S2－>O2－>Al3＋。
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15．短周期元素A、B、C、D、E、F六种元素，它们的原子序数由A到F依次增大。在周期表中，A的原子半径最小。B元素的原子最外层电子数是内层电子数的两倍，C为地壳中含量最多的元素，D是原子半径最大的短周期主族元素，D的单质在高温下与C的单质充分反应，可以得到与E单质颜色相同的淡黄色固态化合物。D与F形成的化合物DF是常用的调味品。试根据以上叙述回答：
(1)写出下列元素名称：
A________，B________，C________，D________。
(2)E在元素周期表中的位置：______________________________________________。
(3)F的离子结构示意图：__________________________________________________。
(4)A、B组成的最简单化合物的名称是________。
(5)C、D按原子个数比1∶1组成的一种化合物与水发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(6)能说明E的非金属性比F的非金属性_______(填“强”或“弱”)的事实是__________
________________________________________________________________(举一例)。
考点 元素推断
题点 元素“位、构、性”的综合利用
答案 (1)氢 碳 氧 钠 (2)第3周期ⅥA族
(3) (4)甲烷 (5)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ (6)弱 S与Fe反应生成FeS，Cl2与Fe反应生成FeCl3(合理即可)
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