2021_2022学年高中化学专题5微观结构与物质的多样性阶段素养提升课学案苏教版必修1

阶段素养提升课  专题5

以“元素周期律”为例说明微观结构与物质的多样性

1869年俄国化学家门捷列夫总结了前人的经验，经过长期研究，花了很大的精力，寻求化学元素间的规律，发现了化学元素周期律。从此，人们从对无数个别的零星事实作无规律的罗列中摆脱出来，奠定了现代化学的基础。

(一)元素周期律的应用

1．据日媒2016年6月8日报道，第113号新元素由日本理化学研究所发现一事获得国际认可，因此获得了命名权。日媒指出，这是日本首次发现新元素，也是亚洲首次。

(1)请说出第113号新元素在周期表的位置，在元素周期表的第几纵列？

提示：第七周期ⅢA族。在元素周期表的第13纵列。

(2)该元素的单质能否用作半导体材料？

提示：该元素是金属，具有较强的金属性，不能作半导体材料？

(3)该元素的最高正化合价是多少？

提示：＋3。

(4)113号元素的单质形成的晶体属于哪种类型的晶体？

提示：金属晶体。

(二)以“位—构—性”三者关系为依托的推断题

2．A、B、D、E、F、G是原子序数依次增大的六种短周期元素。A和B能形成B2A和B2A2两种化合物，B、D、G的最高价氧化物对应水化物两两之间都能反应，D、F、G原子最外层电子数之和等于15。回答下列问题：

(1)B元素在元素周期表中的位置是________；A离子的结构示意图为________。

(2)D的单质与B的最高价氧化物对应水化物的溶液反应，其离子方程式为___________________________________________________________________。

(3)①B2A2的电子式为________。

②B2A2与CO2反应的化学反应方程式为_________________________________。

(4)比较F和G最高价氧化物对应水化物酸性的强弱：F________(填“>”“＝”或“<”)G，用原子结构解释原因：同周期主族元素电子层数相同，从左至右，________，得电子能力逐渐增强，元素非金属性逐渐增强。

(5)E的氢化物的化学式为________，元素A、G的氢化物，沸点A________(填“>”“＝”或“<”)G，原因是________________________________________________

___________________________________________________________________。

(6)元素B、E分别与元素G形成的晶体分别属于___________________________。

【解析】A和B能形成B2A和B2A2两种化合物，则A、B可能为：H、O或O、Na，因B、D、G的最高价氧化物对应水化物两两之间都能反应，推出A、B、D、E、F、G分别为O、Na、Al、Si、P、Cl元素。

(1) Na属于第三周期第ⅠA族，氧离子的结构示意图为。

(2)铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑

(3)B2A2是过氧化钠。

(4)高氯酸的酸性强。

(5)E的氢化物的化学式为SiH4。H2O分子间形成氢键，水沸点大于HCl的沸点。

(6)NaCl属于离子晶体，SiCl4属于分子晶体。

答案：(1)第三周期第ⅠA族　

(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑

(3)

②2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2↑

(4)<　核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐减小

(5)SiH4　>　H2O分子间形成氢键，沸点高

(6)离子晶体、分子晶体

1．有7种短周期元素的原子序数按A、B、C、D、E、F、G 的顺序依次增大；B元素一种原子的含量常用于判定古生物遗体的年代，A和C元素的原子能形成4核10电子的微粒；D和E可形成离子化合物E2D，E2D中所有微粒的电子数相同，且电子总数为30；E、F、G的最高价氧化物对应的水化物之间可以相互反应；G和D同主族。试回答下列问题：

(1)C元素的原子结构示意图__________________。

(2)A和D可形成化合物的化学式为____________________________________。

(3)B元素在周期表中的位置为__________；过量的B元素的最高价氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为______________________。

(4)D、E、F、G的离子半径由大到小顺序为(用离子符号表示)__________。

(5)上述元素形成的二元化合物中，能够用于漂白的气体物质中含有的化学键类型为__________，能够用于漂白的固体物质中阴、阳离子个数比为__________。

【解析】B元素一种原子的含量常用于判定古生物遗体的年代，B为碳元素；A和C元素的原子能形成4核10电子的微粒，A为氢元素，C为氮元素；D和E可形成离子化合物E2D，E2D中所有微粒的电子数相同，且电子总数为30，所以各离子核外电子总数为10，所以E为钠元素、D为氧元素；G和D同主族，D为硫元素；E、F、G的最高价氧化物对应的水化物之间可以相互反应，F为铝元素；综上分析可知：A为氢元素、B为碳元素、C为氮元素、D为氧元素、E为钠元素、F为铝元素、G为硫元素；

(1)C为氮元素，原子结构示意图：

。

(2)A和D可形成化合物水和过氧化氢，化学式为H2O 和 H2O2。

(3)碳原子核电荷数为6，在周期表中的位置为第二周期 ⅣA族；过量的二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸氢钠，离子方程式为CO2＋OH－===HCO。

(4) D为氧元素、E为钠元素、F为铝元素、G为硫元素；离子的电子层数越多，则离子半径越大，电子层相同时，离子的核电荷数越大，则离子半径越小，则四种元素对应的离子半径大小为S2－、O2－、Na＋、Al3＋。

(5)上述元素形成的二元化合物中，能够用于漂白的气体物质为二氧化硫，含有的化学键类型为共价键；具有漂白作用的离子化合物为过氧化钠，属于离子化合物，阴、阳离子个数比为1∶2。

答案：(1)

(2)H2O、H2O2　(3)第二周期 ⅣA族　CO2＋OH－===HCO　

(4)S2－、O2－、Na＋、Al3＋　(5)共价键  1∶2

2．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，如图是元素周期表的一部分：

(1)美国麻省理工学院的研究人员发现一种铋—锑化合物具有类似石墨烯的许多不同寻常特性。铋、锑都属于如图的阴影部分元素，则铋、锑两元素的最高化合价是________；铋酸钠在酸性条件下，可以把Mn2＋氧化为MnO，在调节溶液的酸性时，不能用盐酸，原因是______________________________________

___________________________________________________________________，

请你预测，H3AsO4、H3PO4的酸性强弱：H3AsO4________H3PO4(填“＞”“＜”或“＝”)。

(2)因为NaH的存在，有人提议可把氢元素放在第ⅦA族，那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等，又可把氢元素放在周期表中的第________族。

(3)元素甲是第三周期金属元素中原子半径最小的元素，该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式为_______________________________________________。

(4)周期表中有10多种人体所需的微量元素，其中有一种被誉为“生命元素”的主族元素R，对延长人类寿命起着重要作用。已知R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，则R元素的名称为______。

(5)羰基硫(COS)分子结构与二氧化碳分子结构相似，所有原子的最外层都满足8电子结构，则羰基硫(COS)分子结构式为____________，羰基硫属于____________晶体。

【解析】(1)图中阴影部分元素是第ⅤA族的元素，则最高正价是＋5价；根据铋酸钠在酸性条件下，可以把Mn2＋氧化为MnO，而盐酸中的Cl元素是－1价，具有还原性，二者能发生氧化还原反应；根据非金属性：As<P，得出：酸性：H3AsO4<H3PO4。

(2)由NaH知，氢元素最低负价为－1价，而氢元素的最高正价为＋1价，因此与第ⅣA族元素的化合价特点相似，可将氢元素放在第ⅣA族。

(3)第三周期原子半径最小的金属元素是铝，Al3＋可与NH3·H2O反应产生Al(OH)3沉淀，且沉淀不溶于氨水。

(4)根据R元素的原子结构(电子层数)和RO3，依据题给元素周期表可推知R元素为硒。

(5)COS分子结构与CO2分子结构相似，据此可知COS的结构式为O===C===S，属于分子晶体。

答案：(1)＋5　HCl中的Cl元素是－1价，具有还原性　＜  

(2)ⅣA

(3)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH

(4)硒

(5)O===C===S　分子

3．X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序数依次增大。X原子核外各层电子数之比为1∶2，Y原子和Z原子的核外电子数之和为20，W和R是同周期相邻元素，Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨。请回答下列问题：

(1)元素X的最高价氧化物的电子式为________，该氧化物固体在熔化时克服的作用力是________。

(2)元素Y的最高价氧化物对应水化物的化学式为__________。

(3)元素W位于周期表的第______族，其非金属性比R________。

(4)R的一种氧化物能使品红溶液褪色，工业上用Y的气态氢化物的水溶液作该氧化物的吸收剂，写出吸收剂与足量该氧化物反应的方程式：___________________________________________________________________。

(5)Y和Z组成的化合物ZY，被大量用于制造电子元件。工业上用Z的氧化物、X单质和Y单质在高温下制备ZY，其中Z的氧化物和X单质的物质的量之比为1∶3，则该反应的化学方程式为______________________________________。

【解析】由X原子核外各层电子数之比为1∶2，推出X为C；由Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨且R的原子序数大于Y，推出Y和R分别为N和S；由W和R是同周期相邻元素且R的原子序数大于W，推出W为P；由Y原子和Z原子的核外电子数之和为20，推出Z为Al。

氨水与足量SO2反应生成NH4HSO3。

答案：(1) 　分子间作用力

(2)HNO3　(3)ⅤA　弱

(4)SO2＋NH3·H2O===NH4HSO3

(5)Al2O3＋3C＋N22AlN＋3CO

4．L、M、R、T、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，M、T在周期表中的相对位置如表；L与R原子的最外层电子数相同，R的单质是一种常见的半导体材料。请回答下列问题：

(1)T原子的结构示意图为____________，元素W在周期表中位于第________族，M单质分子的电子式为________________。

(2)R的氧化物形成的晶体属于________晶体。

(3)下列有关相应元素非金属性强弱比较的说法中正确的是________(填字母)。

a．M的气态氢化物比R的气态氢化物稳定，则非金属性M强于R

b．高温下，L的单质能从R的最高价氧化物中置换出R，则非金属性L强于R

c．W的核电荷数比T多，原子半径比T小，得电子能力强，则非金属性W强于T

(4)工业上可用二氧化硅、氯气和焦炭在高温条件下制备RW4，该反应中除RW4外的另一种产物可用于工业炼铁。制备RW4的化学方程式为________________

___________________________________________。

【解析】R单质是一种常见的半导体材料，R是硅元素， L是碳元素，M为氮元素，T为硫元素，W为氯元素。

(1)S原子的结构示意图为，氯元素在周期表中位于第ⅦA族，N2电子式为。

(2)SiO2是共价晶体。

(3)b项通常元素的非金属性越强，其对应单质的氧化性越强，而该反应中碳所表现出的是还原性。(4)二氧化硅、氯气和焦炭在高温条件下制备RW4的化学方程式为2Cl2＋SiO2＋2CSiCl4＋2CO。

答案：(1)　ⅦA　

(2)共价   (3)ac

(4)2Cl2＋SiO2＋2CSiCl4＋2CO