（人教版2019必修第一册）高一化学期末复习 第四章第一节 物质结构与元素周期表（原卷版+解析）

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0 0 第四章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构与元素周期表本章内容是继氧化还原反应和离子反应之后又一个化学的理论知识点，通过本章的学习可以体会化学也是有规律可循的，本节内容是本章的基础，也是整个周期表周期律的基础，这一节学不好，就很难体会化学上结构决定性质的奥秘，也就很难体会化学的规律性，本节内容共有13个重点内容，静下心来慢慢体会吧！一、核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图①小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数。②弧线表示电子层。③弧线内数字表示该层中的电子数。(2)离子结构示意图①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与少一个电子层的稀有气体元素原子相同的电子层结构。②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成与电子层数相同的稀有气体元素原子相同的电子层结构。对点练习1（2020·上海市奉贤区奉城高级中学高一期末）有四种微粒的结构示意图，下列叙述中错误的是（ ）它们属于不同种元素它们的核外电子排布相同它们都是离子它们都具有稀有气体原子的稳定结构二、 明确符号eq \o\al(A,Z)eq \o(X,\s\up6(±c))eq \o\al(n±,m)中各个字母的含义并了解它们之间的关系(1)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)，质量数可近似地代替原子的相对原子质量。(2)原子的核外电子总数＝质子数＝核电荷数＝原子序数。(3)阳离子Mn＋的核外电子数＝质子数－n；阴离子Nn－的核外电子数＝质子数＋n。对点练习2（2020·福建南安市·高一期中）科学研究表明，月球上有丰富的资源，可开发利用作未来的新型能源。(1)的中子数是_________，与互称为___________。(2)粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的原子核，由此推断粒子含有____________个质子和__________个中子。(3)在、两种核素中，原子核内的中子数相差为__________，粒子有相同质子数和中子数的是___________。三、同位素、同素异形体的判断和理解(1)同种元素可以有多种不同的核素，即可存在不同的原子，所以元素的种类数远小于原子的种类数。(2)判断某组微粒是同位素还是同素异形体，关键是要确定微粒的类别。只有原子才可能是同位素，单质才可能是同素异形体。对点练习1下列说法正确的是 (　　) A．红磷、白磷属于同位素 B．H2、D2属于同素异形体C．4019K、4020Ca互为同位素 D．H、D、T互为同位素四、 构成原子的粒子数目与元素种类、原子种类的关系对点练习4有①质子数②中子数③核外电子数④价电子数⑤最外层电子数⑥电子层数。请用上述序号回答：（1）原子种类由 决定，元素种类由 决定。（2）原子的质量数由 决定，元素在周期表中的位置由 决定。五、主族元素原子结构与其在周期表中的位置关系(1)核外电子层数＝周期数。(2)主族序数＝最外层电子数＝最高正价(O，F除外)＝8－|最低负价|。（3）元素原子的K、L、M层电子数为偶数时，K、L、M不一定是最外层，即使是最外层也不一定是主族元素，如零族。对点练习5根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是(　　)A．K层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等B．L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等C．L层电子数为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子L层电子数相等D．M层电子数为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子M层电子数相等六、根据稀有气体元素的原子序数确定主族元素在周期表中的位置的方法(1)记住稀有气体元素的原子序数(2He、10Ne、18Ar、36Kr、54Xe、86Rn、118Uuo)，便可确定主族元素的位置。(2)原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝ΔZ①若ΔZ>0，则位于稀有气体元素下一周期，族序数为ΔZ；②若ΔZSe B．In 的金属性比 Se 强C．In 的金属性比 Al 弱D．硒化铟的化学式为 InSe2(5)请设计实验比较 C、Si 的非金属性强弱顺序(可供选择的药品有：CaCO3固体、稀硫酸、盐酸、饱和NaHCO3溶液、饱和 Na2CO3溶液、硅酸钠溶液，化学仪器根据需要选择)。【答案】第四周期第ⅢA族 +4 AsH3 HF < > AB CaCO3固体 盐酸 饱和NaHCO3溶液 硅酸钠溶液 生成白色胶状沉淀 【详解】(1)Ga和Al同主族，在Al的下一个周期，即位于元素周期表的第四周期第ⅢA族；(2)Sn和碳同主族，位于元素周期表的第ⅣA族，最外层有4个电子，最高正价是+4价；As和N元素同主族，位于元素周期表的第ⅤA族，最外层有5个电子，所以最低负价是-3价，As的气态氢化物为AsH3；(3)①同主族从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，非金属性越强，简单氢化物稳定性越强，阴影部分元素非金属性最强的是F，所以氢化物热稳定性最高的是HF；②As和Se位于元素周期表的同一周期，同周期从左到右，元素的非金属性逐渐增强，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，非金属性Se>As，所以H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱：H3AsO4H2S；(4)①Se的原子序数为34，是硫的同主族元素，位于S的下方，即位于周期表第四周期ⅥA族，最外层有6个电子，与Cl元素形成Se2Cl2时有类似H2O2的结构，其电子式为；②铟(In)与铝同主族且比铝多两个电子层，位于第五周期第ⅢA族，A．电子层数越多，原子半径越大，则原子半径：In>Se，故A正确；B．根据元素周期律可知，元素周期表中左下方元素的金属性强，则In的金属性比Se强，故B正确；C．同主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，则In的金属性比Al强，故C错误；D．Se位于第ⅥA族，最外层有6个电子，最低负价为-2价，In位于第ⅢA族，最高正价为+3价，则硒化铟的化学式为In2Se3，故D错误；故答案为：AB；(5)C、Si的非金属性强弱顺序为C>Si，可以根据碳酸酸性强于硅酸来证明，化学反应中，强酸可以制得弱酸，即在试管中加入CaCO3固体，再加入盐酸，将生成的气体通过饱和NaHCO3溶液洗气除去挥发出的HCl气体后，通入Na2SiO3溶液；现象是：生成白色胶状沉淀，则碳酸酸性强于硅酸，结论：非金属性C>Si。20．（2020·全国高一课时练习）某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验：Ⅰ．探究同周期元素性质的递变规律(1)相同条件下，将钠、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的稀盐酸中，试预测实验结果：___________与稀盐酸反应最剧烈；___________与稀盐酸反应产生的气体最多。(2)向Na2SiO3溶液中加入稀H2SO4出现白色沉淀，可证明S的非金属性比Si强，反应的离子方程式为___________。Ⅱ．探究同主族元素非金属性的递变规律某研究性学习小组设计了一组实验来探究ⅦA族元素原子的得电子能力强弱规律。图中A、B、C是三个可供选择制取氯气的装置，装置D的玻璃管中①、②处依次放置蘸有NaBr溶液、NaOH浓溶液的棉球。(3)写出装置B中仪器a的名称___________。(4)实验室制取氯气还可采用如下原理：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，依据该反应原理选择___________(填“A”或“B”或“C”)装置制取氯气。(5)反应装置的导气管连接装置D的X导管，①处发生反应的离子方程式为：___________。②处发生反应的离子方程式为：___________。【答案】钠 铝 +2H+=H2SiO3↓ 分液漏斗 A C12+2Br﹣=2Cl﹣+Br2 Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+H2O 【分析】I．(1)金属性Na＞Mg＞Al，金属越活泼，与酸反应越剧烈，均1mol时Al失去电子最多； (2)向Na2SiO3溶液中加入稀H2SO4出现白色沉淀生成硅酸，利用强酸制弱酸；Ⅱ．实验室制备氯气可用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应，也可用高锰酸钾与浓盐酸反应制备，反应较为剧烈，无需加热即可进行，氯气具有强氧化性，能与NaBr溶液发生置换反应生成单质Br2，氯气有毒，用碱吸收，在碱性溶液中自身发生氧化还原反应，反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。【详解】I．(1)金属活泼性顺序为：钠＞镁＞铝，所以相同条件下与盐酸反应最激烈的是钠；生成1mol氢气需要得到2mol电子，1mol钠失去1mol电子，1mol镁失去2mol电子，而1mol铝失去3mol电子，所以生成氢气最多的是金属铝，故答案为：钠；铝； (2) 利用强酸制弱酸，向Na2SiO3溶液中加入稀H2SO4出现白色沉淀生成硅酸，离子方程式为：+2H+=H2SiO3↓；故答案为：+2H+=H2SiO3↓；Ⅱ．(3)装置B中仪器a的名称为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；(4)高锰酸钾与浓盐酸反应较为剧烈，无需加热即可进行，是固体和液体不加热制备气体装置，选择A，故答案为：A；(5)①氯气与NaBr溶液反应生成Br2，反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，故答案为：C12+2Br-=2Cl-+Br2；②氯气在碱性溶液中自身发生氧化还原反应，反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。实验步骤实验现象与结论在试管中加入_______，再加入_______，将生成气体通过 _____洗气后，通入_____。现象： ___结论：非金属性 C>Si实验步骤实验现象与结论在试管中加入_______，再加入_______，将生成气体通过 _____洗气后，通入_____。现象： ___结论：非金属性 C>Si