2021高三化学人教版一轮教师用书：第5章 第1节 原子结构 化学键 .doc

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1、第一节原子结构化学键考纲定位要点网络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规律，掌握原子结构示意图、电子式、结构式的表示方法。4了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。 原子结构同位素1原子构成(1)原子符号与构成(2)粒子中的“各数”间的关系质量关系：质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。电性关系补短板原子结构的认识误区(1)原子中不一定都含有中子，如H中没有中子。(2)电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。(3)易失去1个电子形成1价阳离子的不一定是金

2、属原子，如氢原子失去1个电子形成H。(4)形成稳定结构的离子最外层不一定是8个电子，如Li为2电子稳定结构。(5)阳离子不一定均有电子，如H。2元素、核素、同位素(1)“三素”关系及含义(2)几种重要的核素及其应用核素UCHHO用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子(3)氢元素的三种核素H：用字母H表示，名称为氕，不含中子。H：用字母D表示，名称为氘或重氢，含1个中子。H：用字母T表示，名称为氚或超重氢，含2个中子。3相对原子质量简介(1)原子(即核素)的相对原子质量一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。(2)元素的相对原子质量是

3、按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)Ar(35Cl)a%Ar(37Cl)b%。(3)核素的近似相对原子质量质量数。(4)元素的近似相对原子质量A1a%A2b%4核外电子排布(1)核外电子排布规律(2)原子或离子结构示意图(3)核外电子排布与元素性质的关系金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出金属性，在化合物中显正化合价。非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子，在化合物中主要显负化合价。稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。(1

4、)任何原子的原子核均有质子和中子，任何离子均有电子。()(2)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。()(3)核聚变如HHHen，因为有新粒子生成，所以该变化是化学变化。()(4)H2、D2、HD均为氢元素的不同单质，三者属于同素异形体。()(5)硫离子的结构示意图：。()(6)核外电子排布相同的粒子化学性质也相同。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)1H、D、T形成的氢气分子有_；H、D、T与16O、17O可形成的水分子有_种；其中相对分子质量相同的有_洞百出_；这些水分子的物理性质_；化学性质_。答案H2、D2、T2、HD、HT、DT12HT16O

5、与DO、HT17O与DO、HD16O与HO、HT17O与DO不同几乎相同2现有下列9种粒子：H、H、C、C、N、Fe2、Fe3、O2、O3。按要求完成以下各题：(1)H、H分别是氢元素的一种_，它们互称为_。(2)互为同素异形体的粒子是_。(3)Fe2的中子数为_，核外电子数为_。(4)上述9种粒子中有_种核素，含有_种元素。答案(1)核素同位素(2)O2和O3(3)3024(4)753下图为几种粒子结构示意图，完成以下填空。(1)属于阳离子结构的粒子是_(填编号，下同)。(2)具有稳定性结构的原子是_。(3)只能得电子的粒子是_；只能失电子的粒子是_。答案(1)(2)(3)命题点1原子结构与

6、“各数”间的相互推算1国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了118号元素符号为Og。下列关于Og的说法错误的是()A原子序数为118B中子数为179C核外电子数为118D质子数与中子数之差为179D质子数为118，质量数为297，中子数为297118179，质子数与中子数之差为17911861，D错误。2放射性元素碘131(I)和铯137(Cs)是核反应物中的主要元素。下列叙述正确的是()A.I和I的所有性质都相同B.Cs中含有的中子数比质子数多27C.Cs与I的中子数相同D.I与I是同素异形体BI与I的物理性质不同，化学性质几乎相同，A项错误；Cs中含有的中子数比质子数多1375555

7、27，B项正确；Cs与I的中子数不同，分别是1375582、1315378，C项错误；I与I的质子数相同，中子数不同，互为同位素，D项错误。3某元素的一种同位素X原子的质量数为A，含N个中子，它与1H原子构成HmX分子，在a g Hm X中所含原子的物质的量为_，所含中子的物质的量为_，所含质子数为_(用NA表示阿伏加德罗常数的值，下同)，所含电子数为_。答案(m1) molN mol(mAN)NA(mAN)NA求一定质量的某物质中粒子数的思维模板物质的质量物质的量指定粒子的物质的量粒子数命题点2同位素、同素异形体、同分异构体的辨析4同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域

8、。下列有关叙述正确的是()A14C与12C是两种不同的元素或核素B通过化学变化可以实现16O与18O之间的相互转化C35Cl2与37Cl2互为同素异形体D铯元素的两种同位素中137Cs比133Cs多4个中子DA项，14C与12C是同种元素的不同核素，错误；B项，16O与18O之间的相互转化实际上是改变原子核的结构，不属于化学变化的范围，错误；C项，35Cl2与37Cl2都是Cl2的单质，不是同素异形体，错误；D项，铯元素的两种同位素中137Cs比133Cs多4个中子，正确。5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B1H与D互称同位素CH2O与D2O互

9、称同分异构体D1HO与DO的相对分子质量相同答案C“三同”比较同位素同素异形体同分异构体研究对象核素原子单质化合物“同”含义质子数相同元素相同分子式相同“异”含义中子数不同性质不同结构不同命题点3核外电子排布6(2019鞍山模拟)短周期元素X和Y，元素X原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；元素Y原子的M层电子数为(ab)，L层电子数为(ab)。则X、Y两元素形成的化合物可能具有的性质是()A和水反应B和硫酸反应C和氢氧化钠反应 D和氯气反应C根据Y原子的L层电子数为(ab)，M层电子数为(ab)，知ab8，再根据X原子次外层电子数为b，可知b2，则a6，进而确定X为氧(O)，Y为硅(Si

10、)。两元素形成SiO2，SiO2为酸性氧化物，可与NaOH反应。7核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为(2n1)，原子核内质子数为(2n21)。下列关于元素X的说法中，不正确的是 ()A其最高化合价为3价B可以形成化学式为KXO3的盐C其氢化物可以用来做喷泉实验D其最高价氧化物的水化物是强酸A根据题意知：X可能为N或Cl。8A、B、C、D 4种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。(1)这4种元素的元素符号依次是A_、B_、C_、D_。(2)C的

11、原子结构示意图为_。(3)D的离子结构示意图为_。(4)B的单质与D的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为_。(5)A单质与浓硫酸共热的化学方程式为_。解析A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2816，A为硫元素。D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半，所以D原子的核电荷数是(28)220，D为钙元素。根据核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出B为氯元素，C为钾元素。答案(1)SClKCa(2) (3) (4)2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(5)S2H2SO4(浓)3SO22H2O 化学键与

12、化合物的类型1化学键及其分类(1)化学键是指使离子或原子相结合的作用力，包括离子键和共价键。(2)离子键与共价键离子键：带相反电荷离子之间的相互作用。共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。二者比较项目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注意：离子键中“相互作用”包括静电吸引和静电排斥，且二者达到平衡。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AlCl键为共价键。非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多非金属原子形成的化合物也存在离子键，如NH4

13、Cl。2化合物离子化合物和共价化合物(1)离子化合物与共价化合物的比较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和过氧化物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、NH3H2O等(2)两类化合物一般鉴定方法：熔融状态下进行导电性实验，能导电的化合物为离子化合物。3化学键与化合物的关系补短板(1)离子化合物中一定含离子键，可能含非极性键和极性键。(2)共价化合物一定含极性键，可能含非极性键，

14、一定不含离子键。(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。(4)既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。(5)物质中不一定均存在化学键，如稀有气体分子。4分子间作用力范德华力与氢键(1)定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。(2)特点分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质，粒子之间不存在分

15、子间作用力。(3)变化规律一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2Br2Cl2F2。(4)氢键：分子间存在氢键的物质(如H2O、HF、NH3)在同主族氢化物中熔、沸点反常的高，如H2OH2S，HFHCl。5化学键对物质性质的影响(1)对物理性质的影响金刚石、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。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N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2性质很稳定。H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它

16、们受热时易分解。(1)Na2O2、NaOH、Na2SO4物质中均存在离子键和共价键。()(2)Na、Mg、Al的冶炼均可采用电解熔融的氯化物。()(3)H2O的沸点比H2S的高，说明HO键比HS键强。()(4)NaCl、SiO2、冰液化时均断裂化学键。()(5)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。()(6)Na2O2与H2O反应时既有离子键的断裂又有共价键断裂。()(7)SO2的沸点比H2O的沸点高。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)现有以下物质：NaClNa2ONa2O2NaOHH2SO4H2ON2(NH4)2CO3CO2H2O2Ne

17、C2H4(1)只含离子键的物质有_，只含共价键的物质有_，不含化学键的有_。(2)属于离子化合物的有_；其中含有非极性键的是_，其中含有极性键的是_。(3)属于共价化合物的有_；其中含有非极性键的是_。答案(1)(2)(3)命题点1化学键与化合物类型的判断1(2019日照模拟)2017年1月，南京理工大学胡炳成教授团队成功合成世界上首个全氮阴离子盐，全氮阴离子化学式为N。下列关于全氮阴离子盐的说法不正确的是()A每个N含有36个电子B全氮阴离子盐为离子化合物C全氮阴离子盐既含离子键又含共价键D全氮阴离子盐可能属于非电解质D全氮阴离子盐为离子化合物，不可能属于非电解质。2下列关于NaHSO4的说

18、法中正确的是()A因为NaHSO4是离子化合物，所以NaHSO4固体能够导电BNaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是21CNaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键DNaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键D虽然NaHSO4是离子化合物，但其固体中不存在能自由移动的阴、阳离子，因而不能导电；NaHSO4固体中阳离子(Na)和阴离子(HSO)的个数比是11；NaHSO4固体熔化时破坏的只是离子键，而溶于水时电离出Na、H和SO，破坏的是离子键和共价键。3(2019滨州模拟)X、Y为两种短周期元素，其原子的最外层电子数分别是1和6，则X、Y两种元素形成的常见化合物或者离子不可能是()A

19、只含极性键的共价化合物B含非极性键的共价化合物C阴阳离子个数之比为11的离子化合物D含非极性键的离子化合物C由题意可知，X可能为H、Li、Na，Y可能为O、S，故X、Y形成的化合物有H2O、H2O2、H2S、Na2O2、Na2O、Na2S等。命题点2物质变化引起的化学键变化4在下列变化中，既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是()A将NH3通入水中B氢氧化钠熔化C将HBr通入水中 D硫酸氢钾溶于水答案D5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金刚石和氯化钠分别受热熔化克服相同类型化学

20、键DH2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DA项，I2(s)I2(g)，克服了分子间作用力，错误；B项，液态H2SO4不电离，不能导电，错误；C项，金刚石熔化断裂共价键，NaCl熔化断裂离子键，错误。6下列化学反应中，既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成的是()A2Na2O22H2O=4NaOHO2BMg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3CCl2H2OHClOHClDNH4ClNaOH=NaClNH3H2OAA项，反应中既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键形成，正确；B项，该反应中没有非极性键的断裂和

21、形成，错误；C项，该反应中没有离子键的断裂和形成，也没有非极性键的形成，错误；D项，该反应中没有非极性键的断裂和形成，错误。物质熔化、溶解时化学键的变化(1)离子化合物的溶解或熔化过程离子化合物溶于水或熔化后均电离出自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。(2)共价化合物的溶解过程有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。有些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。 结构化学用

22、语的规范书写微观探析与模型认知最新考试大纲明确要求考生：“熟记并正确书写常见元素的名称、符号、离子符号；掌握原子结构示意图、电子式、分子式、结构式和结构简式等表示方法”。所以对“一图五式”的强化，符合学科素养和考试说明的要求，是学生规范答题的重要一环。 体现了“微观探析与模型认知”的核心素养。1结构示意图(1)原子结构示意图：如Cl：。(2)离子结构示意图：如Cl：。2电子式(1)电子式在元素符号周围用“”或“”来代表原子的最外层电子的式子。(2)用电子式表示化合物的形成过程离子化合物：左边是原子的电子式，相同原子电子式可以合并，右边是离子化合物的电子式，中间用“”连接。如NaCl：。共价化合

23、物：左边是原子的电子式，相同原子电子式可合并，右边是共价化合物的电子式，中间用“”连接。如NH3：。3结构式用元素符号和短线表示化合物(或单质)分子中原子的排列和结合方式的式子。结构式用、=、分别表示1、2、3对共用电子，结构式可以在一定程度上反映真正的分子结构和性质，但不能表示空间构型，如甲烷分子是正四面体，而结构式为，但不能认为碳原子和四个氢原子却都在同一平面上。说明：对于复杂的有机物，结构式可简化为结构简式等。题型1常见化学用语的正误判断1(2018江苏高考)用化学用语表示NH3HCl=NH4Cl中的相关粒子，其中正确的是 ()A中子数为8的氮原子：NBHCl的电子式：HCNH3的结构式

24、：DCl的结构示意图： 答案C2(2019昆明摸底调研测试)下列化学用语表示正确的是()AS2的离子结构示意图： B次氯酸的结构式：HOClC水分子的比例模型：DNCl3的电子式：答案B题型2电子式的书写3书写下列物质的电子式：(1)Mg_，S_。(2)Na_，Cl_，NH_，H3O_，OH_，OH_，NH2_，SCN_。(3)Cl2_，N2_。(4)Na2S_，Na2O2_，NaOH_，NH4Cl_，NaH_，CaF2_。(5)NH3_，CO2_，CH3Cl_，H2O2_，C2H4_，PCl3_，CS2_，HCN_。(6)化合物乙的球棍模型为“”，写出乙的电子式：_。答案(1)Mg(2)Na

25、4用电子式表示下列物质的形成过程：(1)MgBr2：_。(2)H2O：_。(3)H2：_。(4)Na3N：_。答案(1)Mg2Mg2(2)2HHH(3)HHHH(4)3Na5下列粒子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构的是_(填序号)。BF3NCl3H3OSiCl4PCl3PCl5NO2XeF4SO2HClON2N2H4CO2答案(1)电子式书写“六项”注意同一原子的电子式最好不要既用“”又用“”表示；在化合物中“”或“”最好也不要混用(若特殊需要可标记)，可将电子全部标成“”或“”。单一原子形成的简单阳离子，其离子符号就是该阳离子的电子式，如Al3就可以表示铝离子的电子式。“”在所有的阴离

26、子、复杂的阳离子中出现。在化合物中，如果有多个阴、阳离子，阴、阳离子必须是相隔的，即不能将两个阴离子或两个阳离子写在一起。如：CaF2要写成Ca2，不能写成Ca2，也不能写成Ca2。不要漏写未成键的电子，如N2写成NN是错误的。不要弄错原子间的连接，如HClO分子中H与O相连。在用电子式表示物质形成的过程时，由于不是化学方程式，所以不能出现“=”。“”前是原子的电子式，“”后是物质的电子式。(2)“8e”结构的判断技巧最外层电子数|化合价|8的原子均达到8e稳定结构。含氢化合物中的氢原子一定不是8e稳定结构。含稀有气体元素的化合物中不是8e稳定结构。题型3共价分子结构式、结构简式和空间构型名称

27、书写6(1)CH4、NH3、H2O2、N2H4的结构式分别为_、_、_、_。(2)乙酸的结构式为_，结构简式为_；次氯酸的结构式为_。(3)乙烯、乙醇的结构简式分别为_、_。(4)苯、硝基苯的结构简式分别为_ 、_。(5)葡萄糖的分子式为_，结构简式为_。(6)CO2、H2O、CH4、NH3的空间构型分别为_、_、_、_。(7)淀粉的分子通式为_，聚乙烯的结构简式为_。答案(1) HOOH(2) CH3COOHHOCl(3)CH2=CH2C2H5OH(4) (5)C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO(6)直线形V形正四面体形三角锥形(7)(C6H10O5)nCH2CH21下列说法正确的

28、是_(填序号)。(2019全国卷)3 g 3He含有的中子数为1NA(2019全国卷)48 g正丁烷和10 g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA(2018全国卷)22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA(2018全国卷)24 g镁与27 g铝中，含有相同的质子数(2018全国卷)1 mol重水与1 mol水中，中子数之比为21(2018全国卷)同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同(2018全国卷)常温常压下，124 g P4中所含PP键数目为4NA(2018全国卷)1 mol乙烷和1 mol乙烯中，化学键数相同(2015全国卷)N和P不能存在于同一离子化合物中答案2(1)(2016全

29、国卷)联氨(N2H4)的电子式为_，其中氮的化合价为_。(2)(2015全国卷)硼氢化钠(NaBH4)的电子式为_。(3)(2014全国卷)光气的化学组成为COCl2，每个原子均达到8电子稳定结构，其电子式为_。答案(1) 23(2018全国卷)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体；Y的周期数是族序数的3倍；Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是()AX与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物BY与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键C四种元素的简单离子具有相同的电子层结构DW的氧化物对应的水化物均为强酸A根

30、据W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体，可知该气体为NO2，因原子序数递增可知W和X分别为N元素和O元素；结合Y的周期数是族序数的3倍，且Y为短周期元素，则Y只能为Na元素；根据Z原子最外层的电子数与W原子的电子总数相同，且Z为短周期元素可知Z为Cl元素。4(2015全国卷)W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是()A单质的沸点：WXB阴离子的还原性：WZC氧化物对应水化物的酸性：YbaBa和其他3种元素均能形成共价化合物Cd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 B由a的最外层电子数为1，a的电子层结构与氦相同可知，a为H。b和c的次外层有8个电子，则b、c处于第三周期，又知b、c的最外层电子数分别为6、7，从而推知，b、c分别为S、Cl。由c和d的电子层结构相同可知，d为K。