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專題5 整 合 提 升
【知識整合】
主題一　元素金屬性、非金屬性的強弱判斷
例1　下列可以說明硫元素的非金屬性比氯元素的非金屬性弱的是(　　)。
①HCl的溶解度比H2S的大　②HClO的氧化性比H2SO4的強　③HClO4的酸性比H2SO4的強　④HCl比H2S穩定　⑤氯原子最外層有7個電子,硫原子最外層有6個電子　⑥Cl2能與鐵反應生成FeCl3,硫與鐵反應生成FeS　⑦Cl2可以從H2S溶液中置換出S　⑧同濃度的HCl和H2S的水溶液,前者酸性強　⑨HCl(或Cl-)還原性比H2S(或S2-)弱
　　A.③④⑤⑥⑦⑨ B.③④⑥⑦⑧ C.①②⑤⑥⑦⑨ D.③④⑥⑦⑨
【答案】D
【解析】①溶解度與元素的非金屬性沒有直接關系;②應該用最高價氧化物對應水化物的酸性來比較元素非金屬性的強弱;⑤元素原子得電子能力的強弱不僅與原子最外層電子數有關,還與電子層數等有關,最外層電子數少的原子得電子能力不一定比最外層電子數多的原子弱;⑧不能根據無氧酸的酸性強弱比較元素非金屬性的強弱。判斷依據:最高價氧化物對應水化物的酸性強弱、氣態氫化物的穩定性、非金屬單質的氧化性或其對應陰離子的還原性能說明元素非金屬性的強弱;不同非金屬單質與同一種變價金屬反應后金屬價態越高,非金屬元素原子得電子能力越強,元素的非金屬性越強。
思維模型
從元素單質及其化合物的性質比較元素的金屬性和非金屬性
趁熱打鐵1　下列事實與推論相符的是(　　)。
選項 實驗事實 推論
A H2O的沸點比H2S的沸點高 非金屬性:O>S
B 鹽酸的酸性比H2SO3的酸性強 非金屬性:Cl>S
C 鉀與水的反應比鈉與水的反應更劇烈 金屬性:Na>K
D HF的熱穩定性比HCl的強 非金屬性:F>Cl
　　【答案】D
【解析】常溫下H2O是液體,H2S是氣體,沸點:H2O>H2S,但沸點高低是物理性質,與元素的非金屬性強弱無關,A項錯誤;鹽酸是無氧酸,H2SO3不是最高價含氧酸,即兩者都不屬于最高價氧化物對應的水化物,雖然鹽酸比H2SO3酸性強,但是也不能證明非金屬性:Cl>S,B項錯誤;元素的金屬性越強,其單質與水或酸發生反應產生氫氣就越容易,鉀與水的反應比鈉與水的反應更劇烈,則金屬性:K>Na,C項錯誤;元素的非金屬性越強,其相應氫化物的熱穩定性越強,熱穩定性:HF>HCl,則非金屬性:F>Cl,D項正確。
主題二　“位、構、性”的關系
例2　部分短周期元素的原子半徑及主要化合價如下,根據表中信息,判斷以下敘述正確的是(　　)。
元素代號 L M Q R T
原子半徑/nm 0.160 0.143 0.112 0.104 0.066
主要化合價 +2 +3 +2 +6、-2 -2
　　A.氣態氫化物的穩定性為H2TB.單質與稀鹽酸反應的劇烈程度為LC.M3+是所在周期中半徑最小的離子
D.L2+與R2-的核外電子數相等
【答案】C
【解析】短周期元素,T、R都有-2價,處于ⅥA族,T只有-2價,則T為O元素,R為S元素。L、Q都有+2價,處于ⅡA族,原子半徑:L>Q,則L為Mg元素,Q為Be元素。M有+3價,處于ⅢA族,M的原子半徑介于L、R之間,則M為Al元素;L2+為Mg2+,R2-為S2-,據此分析核外電子數。金屬性越強,則其單質與酸反應越快;非金屬性:O>S,元素的非金屬性越強,對應的氣態氫化物越穩定,即H2T>H2R,A項錯誤;金屬性:Mg>Be,則Mg與稀鹽酸反應比Be劇烈,B項錯誤;電子層數相同時,核電荷數越大,簡單離子半徑越小,則Al3+是所在周期中半徑最小的離子,C項正確;L2+的核外電子數為12-2=10,R2-的核外電子數為16-(-2)=18,二者核外電子數不相等,D項錯誤。
思維模型
靈活應用元素的“位、構、性”關系答題
元素的“位、構、性”即元素的位置、原子結構、元素的性質。三個“量”中知一可推其二。
趁熱打鐵2　X、Y、Z、W是原子序數依次增大的短周期主族元素。Y、Z同周期且相鄰,X、W同主族且與Y處于不同周期,Y、Z原子的電子數總和與X、W原子的電子數總和之比為5∶4。下列說法正確的是(　　)。
A.原子半徑:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.Y的氣態氫化物的熱穩定性比Z的強
C.由X、Z組成的化合物與由Z、W組成的化合物只能發生化合反應
D.由X、Y、Z三種元素組成的化合物可以是酸、堿或鹽
【答案】D
【解析】X、Y、Z、W是原子序數依次增大的短周期元素,X、W同主族且與Y處于不同周期,則X為ⅠA族元素,X為H元素。W是第三周期元素,為Na元素;Y、Z同周期且相鄰,且不與X、W同周期,則二者位于第二周期,Y、Z原子的電子數總和與X、W原子的電子數總和之比為5∶4,則Y為N元素,Z為O元素。電子層越多,原子半徑越大,電子層相同時,核電荷數越大,原子半徑越小,則原子半徑大小為r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X),A項錯誤;Y為N,Z為O元素,N的非金屬性弱于O,則氣態氫化物的穩定性:NH3主題三　元素推斷題的突破口
例3　短周期的三種元素X、Y、Z,原子序數依次減小,原子核外電子層數之和是5。X原子最外電子層上的電子數是Y和Z兩原子最外電子層上的電子數的總和;Y原子的最外電子層上的電子數是它的電子層數的2倍,X和Z可以形成化合物XZ3。請回答下列問題:
(1)寫出下列元素的名稱:X　　　　,Y　　　　,Z　　　　。
(2)XZ3的分子式是　　　　。
(3)分別寫出X、Y最高價含氧酸的分子式:　　　　。
【答案】(1)氮　碳　氫　(2)NH3　(3)HNO3、H2CO3
【解析】由Y入手進行推斷,Y原子的最外電子層上的電子數是它的電子層數的2倍,可推斷Y為C,不可能是S(S為3個電子層,若為S,另外兩種元素只可能為H,與題意不符)。從“X原子最外層上的電子數是Y和Z兩原子最外層上的電子數的總和”以及“X和Z可以形成化合物XZ3”,可以確定X是氮元素,Z是氫元素。
思維模型
1.以微粒的結構特征為突破口
元素原子結構方面的特殊性(短周期元素):
1 原子核中沒有中子的原子 H
2 原子的最外層電子數與核外電子層數相同 H、Be、Al
3 各電子層上的電子數均滿足2n2 He、Ne
4 電子總數是最外層電子數的2倍 Be
5 最外層電子數與最內層電子數相等 Be、Mg
6 最外層電子數與次外層電子數相等 Be、Ar
7 最外層電子數是次外層電子數的2倍 C
8 最外層電子數是次外層電子數的一半 Li、Si
2.以元素的位置特征為突破口
短周期元素位置方面的特殊性:
1 主族序數等于周期數 H、Be、Al
2 主族序數等于周期數的2倍 C、S
3 主族序數等于周期數的3倍 O
4 周期數等于主族序數的2倍 Li
5 周期數等于主族序數的3倍 Na
6 最高正化合價與最低負化合價之和為0 H、C、Si
7 原子半徑最大的短周期元素 Na
8 原子半徑最小的元素 H
　　趁熱打鐵3　A、B、D、E、F為原子序數依次增大的五種短周期主族元素,非金屬元素A最外層電子數與其周期數相同,B的最外層電子數是其所在周期數的2倍。B單質在D單質中充分燃燒能生成其最高價化合物BD2。E+與D2-具有相同的電子數。A單質在F單質中燃燒,產物溶于水得到一種強酸。用相應的化學用語回答下列問題:
(1)F在周期表中的位置是　　　　　　　　,E2D2的電子式為　　　　。
(2)AFD的結構式為　　　　,BD2的電子式為　　　　。
(3)元素D、E、F形成的簡單離子的半徑由大到小的順序為　　　　(用離子符號表示)。
(4)寫出E與D形成的既含離子鍵又含共價鍵的化合物與水反應的化學方程式:　。
【答案】(1)第三周期ⅦA族
Na+]2-Na+
(2)H—O—Cl
(3)Cl->O2->Na+
(4)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
【解析】若A位于第一周期,則A為氫,若A位于第二周期,則A為鈹,與A是非金屬元素沖突,若A位于第三周期,則A為鋁,也與A是非金屬元素沖突,因此A只能是氫;若B處于第二周期,B為碳,若B處于第三周期,B為硫,但若B為硫,后面幾種元素不可能都位于短周期,因此B只能為碳;結合D的描述,D為氧,BD2為CO2;E為鈉元素;F和氫的反應產物溶于水是一種強酸,則F只能是氯,與氫的反應產物是HCl。
(1)F是氯,氯位于第三周期ⅦA族;E2D2即過氧化鈉,電子式為Na+]2-Na+。
(2)AFD即次氯酸,次氯酸的結構式為H—O—Cl,BD2即CO2,CO2的電子式為。
(3)Cl-有三層電子,而Na+、O2-只有兩層電子,因此Cl-半徑最大,Na+和O2-結構相同,簡單離子結構相同時,原子序數越小的離子半徑越大,因此半徑:Cl->O2->Na+。
(4)E和D形成的既含離子鍵又含共價鍵的化合物為Na2O2,Na2O2和水反應的化學方程式:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。
主題四　物質變化過程中化學鍵的變化
例4　試分析下列各種情況下粒子間作用力的變化情況(填“離子鍵”、“共價鍵”或“分子間作用力”)。
(1)NaCl溶于水時破壞　　　　。
(2)HCl溶于水時破壞　　　　。
(3)SO2溶于水時破壞　　　　。
(4)酒精溶于水時破壞　　　　。
(5)NaOH和HCl反應時形成　　　　和　　　　。
(6)反應2H2+O22H2O中,被破壞的是　　　　,形成的是　　　　。
　　(7)CaCl2和Na2CO3反應時,被破壞的化學鍵有　　　　;形成的化學鍵有　　　　。
(8)Na2O熔化時被破壞的是　　　　。
【答案】(1)離子鍵　(2)共價鍵　(3)共價鍵　(4)分子間作用力　(5)離子鍵　共價鍵　(6)共價鍵　共價鍵
(7)離子鍵　離子鍵　(8)離子鍵
【解析】NaCl、HCl、SO2中分別含有離子鍵、共價鍵、共價鍵,溶于水時相應的化學鍵被破壞;酒精溶于水時只破壞分子間作用力;可解決(1)(2)(3)(4);而(5)(6)(7),根據各物質中的化學鍵類型判斷即可;(8)中Na2O是離子化合物,熔化時破壞離子鍵。
思維模型
物質變化過程中的化學鍵變化
(1)物質發生化學變化必然有化學鍵的變化,物質狀態發生變化可能有化學鍵變化,也可能有分子間作用力的變化。如NaCl熔化時離子鍵被破壞,冰融化時分子間作用力被破壞。
(2)分子間作用力只存在于由分子構成的物質中,離子化合物中無分子間作用力。
(3)稀有氣體中無化學鍵,只存在分子間作用力。
(4)物質發生化學變化時,一定有反應物中舊化學鍵的斷裂和生成物中新化學鍵的形成。
(5)由分子構成的物質發生三態變化時,克服的是分子間作用力,無化學鍵被破壞。
(6)離子晶體熔化時破壞離子鍵;共價晶體熔化時破壞共價鍵;分子晶體熔化時破壞分子間作用力。
趁熱打鐵4　下列每組物質發生轉化所克服的粒子間的相互作用屬于同種類型的是(　　)。
A.碘和干冰升華
B.氯化鈉的熔化與冰的融化
C.氯化氫和酒精溶于水
D.CO2氣體通入澄清石灰水
【答案】A
【解析】碘和干冰升華時克服的作用力都是分子間作用力,A項正確;NaCl熔化時克服的作用力是離子鍵,冰融化時克服的作用力是分子間作用力,B項錯誤;氯化氫溶于水克服的作用力是共價鍵,酒精溶于水克服的作用力是分子間作用力,C項錯誤;CO2氣體通入澄清石灰水,CO2克服的作用力是共價鍵,Ca(OH)2克服的作用力是離子鍵,D項錯誤。
　　主題五　晶體熔、沸點的比較
例5　SiCl4的分子結構與CCl4類似,對其做出如下推測,其中錯誤的是(　　)。
A.SiCl4晶體是分子晶體
B.常溫常壓下SiCl4是氣體
C.SiCl4分子內原子以共價鍵結合
D.SiCl4熔點高于CCl4
【答案】B
【解析】SiCl4與CCl4結構相似,CCl4屬于分子晶體,則SiCl4晶體是分子晶體,A項正確;SiCl4與CCl4結構相似,都可以形成分子晶體,前者相對分子質量較大,故其分子間作用力較大,常溫常壓下CCl4是液體,故SiCl4是液體,B項錯誤;每個SiCl4分子由1個Si原子和4個Cl原子以共價鍵結合而成,C項正確;分子晶體的相對分子質量越大,熔點越高,則SiCl4熔點高于CCl4,D項正確。
思維模型
(1)四種晶體的熔、沸點高低的比較:共價晶體>離子晶體>分子晶體。金屬晶體熔點差別較大。
(2)分子晶體:物質的穩定性與物質的熔、沸點無關,因為物質的穩定性與化學鍵有關,而物質的熔、沸點與微粒間作用力有關。
(3)共價晶體熔、沸點與化學鍵有關。
趁熱打鐵5　下列物質的熔、沸點高低順序中,排列正確的是(　　)。
A.金剛石>晶體硅>二氧化硅>碳化硅
B.CI4>CBr4>CCl4>CF4
C.MgO>O2>N2>H2O
D.金剛石>生鐵>純鐵>鈉
【答案】B
【解析】A項中同屬共價晶體,熔沸點高低主要看共價鍵強弱,顯然晶體硅<碳化硅,A項錯誤;B項中都是組成結構相似的分子晶體,熔、沸點高低取決于相對分子質量的大小,B項正確;C項中水在常溫下是液體,很明顯H2O>O2>N2,C項錯誤;D項中生鐵為鐵合金,熔點低于純鐵,D項錯誤。
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