苏教版高考化学一轮复习专题5微观结构与物质的多样性第15讲原子结构化学键学案

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第15讲　原子结构　化学键【课标要求】　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、核外电子以及它们之间的关系。3.了解核外电子排布规律。4.了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成，并掌握原子结构示意图、电子式、结构式的表示方法。 考点1　原子结构　核素　同位素  1．原子构成(1)构成原子的微粒及作用(2)微粒之间的关系①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；②原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。(3)微粒符号周围数字的含义2．元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的比较(2)同位素的特征①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质不同；②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。(3)氢元素的三种核素H：名称为氕，不含中子；H：用字母D表示，名称为氘或重氢；H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。(4)几种重要的核素的用途 核素U6CHH8O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子3.两种相对原子质量(1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C质量的的比值。(2)元素的相对原子质量：是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%。　(1)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。(　　)(2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同。(　　)(3)核聚变如H＋H―→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化。(　　)(4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素。(　　)(5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。(　　)(6)Cl与Cl得电子能力几乎相同。(　　)答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√题组一　元素、核素、同位素的概念辨析1．“玉兔”号月球车用94Pu作为热源材料。下列关于94Pu的说法正确的是(　　)A．94Pu与92U互为同位素B．94Pu与94Pu互为同素异形体C．94Pu与92U具有完全相同的化学性质D．94Pu与94Pu具有相同的最外层电子数解析：94Pu与92U的质子数不同，不互为同位素，A错误；94Pu与94Pu均是核素，不是单质，不互为同素异形体，B错误；94Pu与92U的质子数不同，属于不同的元素，不可能具有完全相同的化学性质，C错误；94Pu与94Pu的质子数相同，具有相同的最外层电子数，D正确。答案：D2．由1H、2H、3H与16O、17O、18O可形成________种水分子，这些水分子的化学性质__________(填“相同”或“不相同”)。答案：18　相同题组二　各种粒子之间的关系3．等质量的H2O和D2O：物质的量之比：____________。中子数之比：____________。质子数之比：____________电子数之比：____________答案：10∶9　8∶9　10∶9　10∶94．“神舟”六号所用动力燃料之一为氢化锂三兄弟：LiH、LiD、LiT。其中Li的质量数为7。(1)等物质的量的三种物质质子数之比为________________________________。(2)等物质的量的三种物质中子数之比为______________________________。(3)等物质的量的三种物质的摩尔质量之比为_____________________________。答案：(1)1∶1∶1　(2)4∶5∶6　(3)8∶9∶10题组三　相对原子质量5．氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素，在计算式34.969×75.77%＋36.966×24.23%≈35.453中(　　)A．75.77%表示35Cl的质量分数B．24.23%表示35Cl的丰度C．35.453表示氯元素的相对原子质量D．36.966表示37Cl的质量数解析：在计算式中，34.969、36.966分别表示35Cl和37Cl的相对原子质量，75.77%表示35Cl的丰度(即原子个数百分比或原子物质的量百分比)，24.23%表示37Cl的丰度。35.453表示氯元素的相对原子质量。答案：C6．某元素(X)构成的双原子单质分子有三种，其相对分子质量分别为158、160、162，在天然单质中，这三种单质的物质的量之比为1∶1∶1，由此推断以下结论正确的是(　　)A．此元素有3种不同的同位素B．其中一种同位素质量数为80C．其同位素79X占原子总数的D．单质X2的平均相对分子质量为162解析：由题意知元素X有两种同位素，A项错误；设X的两种同位素分别为a、b，则对应单质化学式分别为a2、ab、b2，由a2、b2可求得a、b的质量数为79和81，B项错误；质量数为79的核素占原子总数的分数为＝，C项正确；单质X2的平均相对分子质量为158×＋160×＋162×＝160，D项错误。答案：C考点2　核外电子排布规律 1．核外电子排布规律 2．原子结构示意图3．核外电子排布与元素性质的关系(1)金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，而形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。(2)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。(3)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)最外层电子数为8的“粒子”一定是稀有气体元素原子。(　　)(2)核外电子排布相同的微粒，化学性质也相同。(　　)(3)除Li外的碱金属原子次外层都有8个电子。(　　)(4)某原子M层上电子数为L层电子数的4倍。(　　)(5)某元素的原子最外层只有一个电子，则它一定是金属元素。(　　)(6)同一元素的不同核素原子核外电子排布不同。(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×1．已知某粒子的结构示意图为。试回答：(1)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、________、________、________、________。(3)写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。(2)当y＝8时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等。(3)y＝3时粒子为铝原子，y＝7时粒子为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。答案：(1)原子(2)氩原子　氯离子　硫离子　钾离子　钙离子(答案合理即可)　(3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O2．按要求填空(均为短周期元素)。(1)最外层电子数为1的元素有________(填元素符号，下同)。(2)最外层电子数为2的元素有________。(3)最外层电子数与次外层电子数相等的元素有________。(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是________。(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是________。(6)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有________。(7)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素有________。(8)电子层数与最外层电子数相等的元素有________。(9)最外层电子数是电子层数2倍的元素有________。(10)最外层电子数是电子层数3倍的元素有________。答案：(1)H、Li、Na　(2)He、Be、Mg　(3)Be、Ar　(4)C　(5)O　(6)Li、Si　(7)Li、P　(8)H、Be、Al(9)He、C、S　(10)O考点3　化学键　分子间作用力 1．化学键(1)化学键的定义及分类(2)化学反应的本质：反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。2．离子键与共价键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3.离子化合物与共价化合物 离子化合物共价化合物定义由离子键构成的化合物以共用电子对形成分子的化合物构成粒子阴、阳离子原子物质类型a.强碱b．绝大多数盐c．金属氧化物a.含氧酸b．有机物(有机盐除外)c．非金属氢化物d．非金属氧化物e．极少数盐，如AlCl34.电子式(1)概念：在元素符号周围用“”或“”来表示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①离子化合物如NaCl：。②共价化合物如HCl：。 5．分子间作用力(1)定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。(2)规律：一般来说，对于组成与结构相似的物质，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：I2>Br2>Cl2>F2。6．氢键(1)定义分子之间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用。(2)形成条件除H外，形成氢键的原子通常有F、O、N。(3)氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。　(1)化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力。(　　)(2)非金属元素组成的化合物中只含共价键。(　　)(3)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键。(　　)(4)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键。(　　)(5)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。(　　)答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×题组一　化学键及化合物类别的判断1．有以下9种物质：①Ne　②HCl　③P4　④H2O2　⑤Na2S　⑥NaOH　⑦Na2O2　⑧NH4Cl　⑨AlCl3请用上述物质的序号填空：(1)不存在化学键的是_______________________________________________。(2)只存在极性共价键的是_____________________________________________。(3)只存在非极性共价键的是___________________________________________。(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是___________________________。(5)只存在离子键的是_______________________________________________。(6)既存在离子键又存在共价键的是__________________________________。(7)属于共价化合物的是_____________________________________________。答案：(1)①　(2)②⑨　(3)③　(4)④　(5)⑤　(6)⑥⑦⑧　(7)②④⑨题组二　电子式、结构式的书写2．请写出下列粒子的电子式(1)原子：Na_________________________________________________________，Cl_________________________________________________________________。(2)简单离子：Na＋_____________________________________________________，F－_______________________________________________________________。(3)复杂离子：NH___________________________________________________。(4)离子化合物：MgCl2__________________________________________________，Na2O_______________________________________________________________，Na2O2______________________________________________________________。(5)非金属单质及共价化合物：N2_________________________________________，H2O________________________________________________________________，H2O2____________________________________________________________。 3．写出下列微粒的电子式：(1)OH－：__________________________________________________________；—OH：___________________________________________________________；(2)—CH3：__________________________________________________________；CH：____________________________________________________________；(3)HClO：___________________________________________________________；HCN：_________________________________________________________。 4．写出下列物质的结构式：N2：_______________________________________________________________；H2O：________________________________________________________________；CO2：________________________________________________________________；H2O2：___________________________________________________________________。答案：NN≡N  H—O—H　OCO　H—O—O—H题组三　8电子稳定结构的判断5．下列各原子都满足8电子稳定结构的化合物是________(填字母)。A．C6H6　B．HCN　C．CO2　D．CS2　E．N2F．PCl3　G．PCl5　H．BCl3　I．CCl4答案：CDEFI题组四　物质溶解或熔化过程中化学键的变化6．(2021·南宁模拟)每组物质发生状态变化时，所克服的粒子间的相互作用属于同种类型的是(　　)A．食盐和蔗糖熔化B．钠和硫熔化C．碘和干冰升华D．SiO2和Na2O熔化答案：C7．在下列物质溶于水的变化过程中：A．将SO2通入水中　　　B．烧碱溶于水C．将HCl通入水中       D．硫酸氢钠溶于水E．蔗糖溶于水       F．过氧化钠溶于水(1)只破坏共价键的是________(填字母，下同)。(2)只破坏离子键的是________。(3)既有离子键被破坏又有共价键被破坏的是________。(4)没有化学键破坏的是________。(5)属于化学过程的为________。答案：(1)AC　(2)B　(3)DF　(4)E　(5)AF1．(2020·浙江7月选考)下列说法正确的是(　　)A．35Cl和37Cl是两种不同的元素B．单晶硅和石英互为同素异形体C．HCOOH和HOCH2CHO互为同系物D．H与Na在元素周期表中处于同一主族答案：D2．(2019·高考江苏卷)反应NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是(　　)A．中子数为18的氯原子：ClB．N2的结构式：N===NC．Na＋的结构示意图：D．H2O的电子式：解析：A错：中子数为18的氯原子为Cl。B错：N2的结构式为N≡N。C错：Na＋的结构示意图为。答案：D3．(2017·高考海南卷)下列分子中，其中子总数为24的是(　　)A．18O3　　　　　　　    B．2HO2C．14N16O2           D．14C16O2解析：A项，1 mol 18O中含有中子的物质的量为(18－8)mol＝10 mol，即1 mol 18O3中含有中子的物质的量为3×10 mol＝30 mol，错误；B项，1 mol 2HO2中含有中子的物质的量为(2×1＋2×9)mol＝20 mol，错误；C项，1 mol 14N16O2中含有中子的物质的量为(7＋2×8)mol＝23 mol，错误；D项，1 mol 14C16O2中含有中子物质的量为(8＋2×8)mol＝24 mol，正确。答案：D4．(1)(2017·高考全国卷Ⅰ)Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4价，其中过氧键的数目为________。(2)(2016·高考全国卷Ⅱ)联氨分子的电子式为________________，其中氮的化合价为______________。答案：(1)4　(2)　－2价