考點16晶體的類型與性質(zhì)

1． 復習重點

1．離子晶體、分子晶體、原子晶體和金屬晶體組成粒子，粒子間作用力、熔沸點、硬度、導電性；

2．影響晶體熔點和沸點的因素；

3．分子間作用力及其對物質(zhì)熔點、沸點等物理性質(zhì)的影響。

2．難點聚焦

（2）晶體類型及性質(zhì)比較

晶體類型

離子晶體

原子晶體

分子晶體

組成晶體的粒子

陽離子和陰離子

原子

分子

組成晶體粒子間的相互作用

離子鍵

共價鍵

范德華力（有的還有氫鍵）

典型實例

NaCl

金剛石、晶體硅、SiO₂、SiC

冰（H₂O）、干冰（CO₂）

晶

體

的

物

理

特

性

熔點、沸點

熔點較高、沸點高

熔、沸點高

熔、沸點低

導熱性

不良

不良

不良

導電性

固態(tài)不導電，熔化或溶于水能導電

差

差

機械加工

性能

不良

不良

不良

硬度

略硬而脆

高硬度

硬度較小

（3）化學鍵與分子間作用力的比較

化學鍵

分子間力

概念

相鄰的兩個或多個原子間強烈的相互作用

物質(zhì)的分子間存在的微弱的相互作用

范圍

分子內(nèi)或某些晶體內(nèi)

分子間

能量

鍵能一般為：120～800 kJ?mol^－1

約幾個至數(shù)十個kJ?mol^－1

性質(zhì)影響

主要影響分子的化學性質(zhì)

主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)

（4）晶體性質(zhì)的比較:比較晶體的硬度大小、熔沸點高低等物理性質(zhì)的依據(jù)是：

（5）非極性分子和極性分子

分子空間構(gòu)型對稱，正負電荷重心重合的分子叫非極性分子。

分子空間構(gòu)型不對稱，正負電荷重心不重合的分子叫極性分子。

（6）共價鍵與離子鍵之間沒有絕對的界限

3．例題精講

 [例1]（98’全國）下列分子所有原子都滿足8電子的結(jié)構(gòu)的是（    ）

  A. 光氣（）                  B. 六氟化硫

C. 二氟化氙                              D. 三氟化硼

分析：從光氣的結(jié)構(gòu)式可以看出各原子最外層都滿足8電子結(jié)構(gòu)，應選A。

硫最外層有6個電子，氟已然形成8個電子，分別形成共價的二氟化物，六氟化物后，最外層必然超過8個電子。

中B原子最外層只有6個電子，可見是一種“缺電子化合物”。

[例2] 下圖是晶體結(jié)構(gòu)的示意圖：（1）若用 ，請將位置表示出來；（2）每個周圍與它最接近且距離相等的有         個。

分析：解答此類問題常用的是“分割法”――從晶體中分出最小的結(jié)構(gòu)單元，或?qū)⒆钚〉慕Y(jié)構(gòu)單元分成若干個面。

答案：12

x―平面

y―平面

z―平面

[例3] 在金剛石結(jié)構(gòu)中，碳原子與共價鍵數(shù)目之比          。

分析：取一結(jié)構(gòu)單元，1個C原子連4條鍵，一條鍵為二個原子所共用，為每個C原子只提供，所以C原子與鍵數(shù)目之比：

答案：

[例4] 如下圖，是某晶體最小的結(jié)構(gòu)單元，試寫出其化學式。

分析：此題采用延伸法：

頂點上的原子，被8個晶體所共用，對每一個晶體只提供

棱邊上的原子，被4個晶體所共用，對每一個晶體只提供

面心上的原子，被2個晶體所共用，對每一個晶體只提供

體心上的原子，被1個晶體所共用，對每一個晶體只提供1

據(jù)此：

化學式為

[例5]  下圖是超導化合物----鈣鈦礦晶體中最小重復單元(晶胞)的結(jié)構(gòu)。請回答：

(1)該化合物的化學式為          。

(2)在該化合物晶體中，與某個鈦離子距離最近且相等的其他鈦離子共有       個。

(3)設該化合物的式量為M，密度為ag/cm³，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，則晶體中鈣離子與鈦離子之間的最短距離為         。

  解析：(1)這個晶胞對位于頂點上的每個鈦原子占有的份額為1/8，所以，它單獨占有的鈦原子個數(shù)為8×1/8=1個；它對位于棱上的每個氧原子占有的份額為1/4，所以，它單獨占有的氧原子個數(shù)為12×1/4=3個；它全部擁有體內(nèi)的那一個鈣原子，所以，該晶胞中單獨占有的鈦原子、氧原子和鈣原子的個數(shù)分別為：1、3、1；所以，該化合物的化學式為CaTiO₃。

(2)鈦位于立方體的頂點上，與一個鈦離子距離最近的鈦離子是與它共棱的。從上面立方晶胞進行堆積的圖2和圖3可以看出，在X軸或Y軸或Z軸上，與它共棱的離子都是二個，所以，共6個。

(3)這是個綜合性較大的習題。設這種立方晶胞的邊長是b，那么，鈣離子與鈦離子之間
的距離是體對角線的一半，即。

下面求b。因為每個立方體的體積為b³，而N_A個這樣的立方體堆積到一起就是1mol晶體，其質(zhì)量為Mg，其體積為Mg/ag/cm³=M/a cm³。所以，N_A?b³=M/a cm³，所以，，

所以，題中所求距離為 。

4．實戰(zhàn)演練

試題詳情

考點15化學鍵  非極性分子和極性分子（下）

試題詳情

考點15化學鍵  非極性分子和極性分子（上）

1． 復習重點

1．化學鍵、離子鍵、共價鍵的概念和形成過程及特征；

2．非極性共價鍵、極性共價鍵，非極性分子、極性分子的定義及相互關(guān)系。

2． 難點聚焦

一．化學鍵：

1．概念：化學鍵：相鄰的原子之間強烈的相互作用．

  離子鍵（有電子轉(zhuǎn)移）

   ②陰、陽離子間的相互結(jié)合：  （無電子轉(zhuǎn)移）

（5）成鍵原因：

①原子相互作用，得失電子形成穩(wěn)定的陰、陽離子；

②離子間吸引與排斥處于平衡狀態(tài)；

③體系的總能量降低。

（6）存在：離子化合物中一定存在離子鍵，常見的離子化合物有強堿、絕大多數(shù)鹽（PbCl₂/Pb(CH₃COO)₂等例外），強的金屬的氧化物，如：Na₂O/Na₂O₂/K₂O/CaO/MgO等。

三．電子式：

1.概念：由于在化學反應中，一般是原子的最外層電子發(fā)生變化，所以，為了簡便起見，我們可以在元素符號周圍用小黑點（或×）來表示原子的最外層電子。這種式子叫做電子式

例如：

2.離子化合物的電子式表示方法：

在離子化合物的形成過程中，活潑的金屬離子失去電子變成金屬陽離子，活潑的非金屬離子得到電子變成非金屬陰離子，然后陰陽離子通過靜電作用結(jié)合成離子鍵，形成離子化合物。所以，在離子化合物的電子式中由陽離子和帶中括號的陰離子組成且簡單的陽離子不帶最外層電子，而陰離子要標明最外層電子多少。

如：         

3．離子化合物的形成過程：

注：①不是所有的離子化合物在形成過程中都有電子的得失，如NH₄⁺與Cl^－結(jié)合成NH₄Cl的過程。

②對于離子化合物化學式不等于分子式，在離子化合物中不存在分子，如NaCl的晶體結(jié)構(gòu)為：

在這個結(jié)構(gòu)中Na⁺和Cl^-的個數(shù)比為1:1，所以氯化鈉的化學式為NaCl。

四．共價鍵：

1．概念：原子之間通過共用電子所形成的相互作用。

2．成鍵粒子：原子

3．成鍵性質(zhì)：共用電子對兩原子的電性作用

4．成鍵條件：同種非金屬原子或不同種非金屬原子之間，且成鍵的原子最外層電子未達到飽和狀態(tài)

5．成鍵原因：①通過共用電子對，各原子最外層電子數(shù)目一般能達飽和，由不穩(wěn)定變穩(wěn)定；②兩原子核都吸引共用電子對，使之處于平衡狀態(tài)；③原子通過共用電子對形成共價鍵后，體系總能量降低。

6．存在范圍：

①非金屬單質(zhì)的分子中（除稀有氣體外）：如O₂/F₂/H₂/C₆₀

②非金屬形成的化合物中，如SO₂/CO₂/CH₄/H₂O₂/CS₂

③部分離子化合物中，如Na₂SO₄中的SO₄^2-中存在共價鍵，NaOH的OH^-中存在共價鍵，NH₄Cl中的NH₄⁺存在共價鍵

五．共價化合物的電子式表示方法：

在共價化合物中，原子之間是通過共用電子對形成的共價鍵的作用結(jié)合在一起的，所以本身沒有陰陽離子，因此不會出現(xiàn)陰陽離子和中括號

如：       

共價化合物的形成過程：

六、極性鍵和非極性鍵：

共價鍵根據(jù)成鍵的性質(zhì)分為非極性共價鍵和極性共價鍵。

1．極性鍵：

不同種原子，對成鍵電子的吸引能力不同，共用電子對必然偏向吸引電子能力強（即電負性大）的原子一方，使該原子帶部分負電荷（δ^-），而另一原子帶部分正電荷（δ⁺）。這樣，兩個原子在成鍵后電荷分布不均勻，形成有極性的共價鍵。

（1）不同種元素的原子形成的共價鍵叫極性共價鍵，簡稱極性鍵。

（2）形成條件：不同非金屬元素原子間配對（也有部分金屬和非金屬之間形成極性鍵）。

（3）存在范圍：氣態(tài)氫化物、非金屬氧化物、酸根、氫氧要、有機化合物。

2．非極性共價鍵：

（1）定義：（同種元素的原子）兩種原子吸引電子能力相同，共用電子對不偏向任何一方，成鍵的原子不顯電性，這樣的共價鍵叫非極性鍵。簡稱非極性鍵。

（2）形成條件：相同的非金屬元素原子間電子配對

（3）存在范圍：非金屬單質(zhì)（稀有氣體除外）及某些化合物中，如

H₂、N₂、O₂、H₂O₂中的O-O鍵、Na₂O₂中的O-O鍵。

3．物質(zhì)中化學鍵的存在規(guī)律：

（1）離子化合物中一定有離子鍵，可能還有共價鍵。簡單離子組成的離子化合物中只有離子鍵，如MgO、NaCl等，復雜離子（原子團）組成的離子化合物中既有離子鍵又有共價鍵，既有極性共價鍵，又有非極性共價鍵。如：

只含有離子鍵：MgO、NaCl、MgCl₂

含有極性共價鍵和離子鍵：NaOH、NH₄Cl、Na₂SO₄

含有非極性共價鍵和離子鍵：Na₂O₂、CaC₂、Al₂C₃等

（2）共價化合物中只有共價鍵，一定沒有離子鍵。

（3）在非金屬單質(zhì)中只有共價鍵：

（4）構(gòu)成稀有氣體的單質(zhì)分子，由于原子已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在這些原子分子中不存在化學鍵。

（5）非金屬元素的原子之間也可以形成離子鍵，如NH₄Cl

4．化學鍵強弱的比較：

（1）離子鍵：離子鍵強弱的影響因素有離子半徑的大小的離子所帶電荷的多少，既離子半徑越小，所帶電荷越多，離子鍵就越強。離子鍵的強弱影響物質(zhì)的熔沸點、溶解性，其中離子鍵越強，熔沸點越高。如：離子化合物AlCl₃與NaCl比較，r(Al³⁺)＜r（Na⁺），而陰離子都是Cl^-，所以AlCl₃中離子鍵比NaCl中離子鍵強。

（2）共價鍵：影響共價鍵強弱的因素有成鍵原子半徑和成鍵原子共用電子對數(shù)，成鍵原子半徑越小，共用電子對數(shù)目越多，共價鍵越穩(wěn)定、越牢固。例如：r（H）＜r(Cl)，所以H₂比Cl₂穩(wěn)定，N₂中含有N≡N共價三鍵，則N₂更穩(wěn)定。

3． 例題精講

[題型一]化學鍵類型、分子極性和晶體類型的判斷

[ 例1 ]下列各組物質(zhì)的晶體中,化學鍵類型相同、晶體類型也相同的是   [    ]

(A)SO2和SiO2   (B)CO2和H2  (C)NaCl和HCl   (D)CCl4和KCl

[點撥]首先根據(jù)化學鍵、晶體結(jié)構(gòu)等判斷出各自晶體類型。A都是極性共價鍵，但晶體類型不同，選項B均是含極性鍵的分子晶體，符合題意。C NaCl為離子晶體，HCl為分子晶體

D中CCl4極性共價鍵，KCl離子鍵，晶體類型也不同。

規(guī)律總結(jié) 1、含離子鍵的化合物可形成離子晶體

         2、含共價鍵的單質(zhì)、化合物多數(shù)形成分子晶體，少數(shù)形成原子晶體如金剛石、晶體硅、二氧化硅等。

         3、金屬一般可形成金屬晶體

[例2]、.關(guān)于化學鍵的下列敘述中,正確的是(     ).

(A)離子化合物可能含共價鍵 (B)共價化合物可能含離子鍵

(C)離子化合物中只含離子鍵 (D)共價化合物中不含離子鍵

[點撥]化合物只要含離子鍵就為離子化合物。共價化合物中一定不含離子鍵，而離子化合物中還可能含共價鍵。答案 A、D

[鞏固]下列敘述正確的是

    A. P₄和NO₂都是共價化合物

    B. CCl₄和NH₃都是以極性鍵結(jié)合的極性分子

    C. 在CaO和SiO₂晶體中，都不存在單個小分子

D. 甲烷的結(jié)構(gòu)式：           ，是對稱的平面結(jié)構(gòu)，所以是非極性分子

答案：C

題型二：各類晶體物理性質(zhì)（如溶沸點、硬度）比較

[例3]下列各組物質(zhì)中，按熔點由低到高排列正確的是（  ）

A  O2 、I2  Hg    B、CO2 KCl SiO2  C、Na  K  Rb   D、SiC  NaCl SO2

[點撥]物質(zhì)的熔點一般與其晶體類型有關(guān)，原子晶體最高，離子晶體（金屬晶體）次之，分子晶體最低，應注意汞常溫液態(tài)選B

 [例4]碳化硅(SiC)的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石、②晶體硅、③碳化硅中，它們的熔點從高到低的順序是

    A. ①③②            B. ②③①           C. ③①②           D. ②①③

[解析]由于題給的三種物質(zhì)都屬于原子晶體，而且結(jié)構(gòu)相似都是正四面體形的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以晶體的熔點有微粒間的共價鍵強弱決定，這里共價鍵強弱主要由鍵長決定，可近似地看作是成鍵原子的半徑之和，由于硅的原子半徑大于碳原子，所以鍵的強弱順序為C―C>C―Si>Si―Si，熔點由高到低的順序為金剛石>碳化硅>晶體硅。本題正確答案為A。

[題型三]成鍵原子最外層8電子結(jié)構(gòu)判斷，離子化合物、共價化合物電子式書寫判斷

[例5] 下列分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是
         A、光氣（COCl₂）                       B、六氟化硫
         C、二氟化氙                                        D、三氟化硼

[解析]光氣從結(jié)構(gòu)式可看出各原子最外層都是8電子結(jié)構(gòu)，硫最外層6個電子，氙最外層已有8個電子分別形成二氟化物、六氟化物最外層電子數(shù)必超過8，硼最外層3個電子，分別與氟形成3個共價單鍵后，最外層只有6個電子。

[題型四]根據(jù)粒子、晶體的空間結(jié)構(gòu)推斷化學式，將掌握晶體結(jié)構(gòu)知識在新情境下進行應用。

[例6]第28屆國際地質(zhì)大會提供的資料顯示，海底有大量的天然氣水合物，可滿足人類  1000年的能源需要。天然氣水合物是一種晶體，晶體中平均每46個水分子構(gòu)建成8個籠，每個籠可容納五個CH₄分子或1個游離H₂O分子。根據(jù)上述信息，完成第1、2題：

（1）．下列關(guān)于天然氣水合物中兩種分子極性的描述正確的是

A  兩種都是極性分子                    B  兩種都是非極性分子

C  CH₄是極性分子，H₂O是非極性分子    D  H₂O是極性分子，CH₄是非極性分子

（2）．若晶體中每8個籠只有6個容納了CH₄分子，另外2個籠被游離H₂O分子填充，則天然氣水合物的平均組成可表示為

ACH₄?14H₂O    B  CH₄?8H₂O   C  CH₄?(23/3)H₂O     D  CH₄?6H₂O

[點撥]晶體中8個籠只有6個容納CH4分子，另外2個籠被水分子填充，推出8個籠共有6個甲烷分子，46+2=48個水分子。答案（1）D（2）B

[例7]⑴中學化學教材中圖示了NaCl晶體結(jié)構(gòu)，它向三維空間延伸得到完美晶體。NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)與NaCl相同，Ni²⁺與最鄰近O^2-的核間距離為a×10^-8cm，計算NiO晶體的密度(已知NiO的摩爾質(zhì)量為74.7g/mol)。

    ⑵天然和絕大部分人工制備的晶體都存在各種缺陷，例如在某氧化鎳晶體中就存在如圖4-4所示的缺陷：一個Ni²⁺空缺，另有兩個Ni²⁺被兩個Ni³⁺所取代。其結(jié)果晶體仍呈電中性，但化合物中Ni和O的比值卻發(fā)生了變化。某氧化鎳樣品組成為Ni_0.97O，試計算該晶體中Ni³⁺與Ni²⁺的離子數(shù)之比。

                                                              圖4-1

[解析]晶胞中陰、陽離子個數(shù)的確定通常采用“原子分割法”，具體如下：①處于頂點的離子，同時為8個晶胞共有，每個離子有1/8屬于晶胞；②處于棱上的離子，同時為4個晶胞共有，每個離子有1/4屬于晶胞；③處于面上的離子，同時為2個晶胞共有，每個離子有1/2屬于晶胞；④處于內(nèi)部的1個離子，則完全屬于該晶胞，該離子數(shù)目為1。要確定NiO的密度，就應確定單位體積中NiO分子的個數(shù)，再結(jié)合NiO的摩爾質(zhì)量求算出該晶體中NiO的質(zhì)量，最后求出密度。本題解答如下：

    ⑴如圖4-5所示，以立方體作為計算單元，此結(jié)構(gòu)中含有

Ni²⁺―O^2-離子數(shù)為：4×=(個)，所以1molNiO晶體中應含有

此結(jié)構(gòu)的數(shù)目為6.02×10²³÷=12.04×10²³(個)，又因一個此結(jié)構(gòu)的體積為(a×10^-8cm)³，所以1molNiO的體積應為12.04×10²³×(a×10^-8cm)³，NiO的摩爾質(zhì)量為74.7g/mol，所以NiO晶體的密度為

    ⑵解法一(列方程)：設1molNi_0.97O中含Ni³⁺為xmol，Ni²⁺為ymol，則得

的化合物N₅AsF₆，下列敘述中錯誤的是

A.N共有34個核外電子?

B.N中氮―氮原子間以共用電子對結(jié)合?

C.化合物N₅AsF₆中As化合價為＋1?

D.化合物N₅AsF₆中F的化合價為－1

7.氫化銨（NH₄H）與氯化銨的結(jié)構(gòu)相似，已知NH₄H與水反應有H₂生成，下列敘述不正確的是?

A.NH₄H是離子化合物，含有離子鍵和共價鍵?

B.NH₄H溶于水，所形成的溶液顯堿性?

C.NH₄H與水反應時，NH₄H是氧化劑?

D.將NH₄H固體投入少量水中，有兩種氣體產(chǎn)生

8.1998年中國十大科技成果之一是合成一維納米氮化鎵。已知鎵是第三主族元素，則氮化鎵的化學式可能是?

A.Ga₃N₂                                            B.Ga₂N₃?

C.GaN                                              D.Ga₃N

9.三氯化氮NCl₃在常溫下是一種淡黃色氣體，其分子呈三角錐型，以下關(guān)于NCl₃敘述正確的是

A.NCl₃分子中的電荷分布是均勻、對稱的?

B.NCl₃分子是非極性分子?

C.NCl₃分子中不存在孤對電子?

D.分子中所有原子最外層都達到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

試題詳情

考點14元素周期表

1．復習重點

1．周期表的結(jié)構(gòu)。理解位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)三者之間的關(guān)系。

2．依據(jù)“位―構(gòu)―性”之間的關(guān)系，會進行元素推斷和確定幾種元素形成化合物形式。

2．難點聚焦

試題詳情

考點13元素周期律

1． 復習重點

1．同周期元素及其化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律；

2．同主族元素及其化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律，理解元素周期律的實質(zhì)

3．.理解元素周期律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

4．.能根據(jù)元素周期律預測元素的性質(zhì)。

2．難點聚焦

元素周期律：

（1）元素原子核外電子排布的周期性變化：

隨著原子充數(shù)的增加，元素排列呈周期性變化

原子序數(shù)

電子層數(shù)

最外層電子數(shù)

1～2

1個

由1～2個達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

3～10

2個

由1～8個達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

11～18

3個

由1～8個達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

19，20～31，36

4個

由1～8個達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

37，38～49，54

5個

由1～8個達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

55，56～81，86

6個

由1～8個達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

87～88

7個

結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)周期性變化。

（2）元素原子半徑的周期性變化：

原子序數(shù)

原子半徑的變化

3～9

0.512nm      0.071nm

   大          小

11～17

0.186nm      0.099nm

   大           小

結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)周期性的變化：電子層數(shù)相同，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減�。ǔ�稀有氣體外）

（3）元素主要化合價的周期性變化：

原子序數(shù)

主要化合價的變化

1～2

＋1     0

3～10

＋1     ＋5

－4     －1    0

11～18

＋1       ＋7

－4      －1     0

結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素主要化合價呈現(xiàn)周期性的變化。

注：①元素重要化合價的變化中O一般無正價，F(xiàn)無正價，最高正價與最低負價的關(guān)系；

②最高正化合價＋|最低負化合價|＝8（僅適用于非金屬元素）

③金屬無正價

④有些非金屬有多種化合價，如：C元素有＋2，＋4，－4價（在有機物中也可以有－3，－2，－1價）；S元素有＋4，＋6，－2價；Cl元素有－1，＋1，＋3，＋5，＋7價；N元素有－3，＋1，＋2，＋3，＋4，＋5價。

（4）元素的金屬性和非金屬性的周期性變化：

電子層數(shù)相同，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑遞減，核對核外電子的引力逐漸增強，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強，即元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。

①．元素的金屬性：指元素氣態(tài)原子失去電子的能力。

元素金屬性強弱判斷的實驗依據(jù)：

a.金屬單質(zhì)跟水或酸反應置換出氫氣的難易程度：越容易則金屬性越強，反之，金屬性越弱；

b.最高價氧化物對應水化物的堿性強弱：最高價氫氧化物的堿性越強，這種金屬元素金屬性越強，反之，金屬性越弱；

c.金屬單質(zhì)間的置換反應

例：

比較1：①鎂與2mL1mol/L鹽酸反應

        ②鋁與2mL1mol/L鹽酸反應

所以金屬性：

比較2：

⑴鈉與水反應（回憶）

⑵鎂與水反應【實驗5-1】

堿性：

金屬性：

②元素的非金屬性：指元素氣態(tài)原子得到電子的能力。

元素非金屬性強弱判斷的實驗依據(jù)：

a.非金屬元素單質(zhì)與氫氣化合的難易程度及生成氫化物的穩(wěn)定性強弱：如果元素的單質(zhì)跟氫氣化合生成氣態(tài)氫化物容易且穩(wěn)定，則證明這種元素的非金屬性較強，反之，則非金屬性較弱；

b.最高價氧化物對應水化物的酸性強弱：酸性越強則對應的元素的非金屬性越強；

c.非金屬單質(zhì)間的置換反應

例：

非金屬性：

對于同一周期非金屬元素：

如等非金屬單質(zhì)與反應漸趨容易，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性為：

上述非金屬元素最高價氧化物對應水化物的酸性強弱順序為：

非金屬性：

結(jié)論：

金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強

(5)元素周期律的實質(zhì)：

元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。換言之，元素性質(zhì)的周期性變化是由元素原子核外電子排布的周期性變化所決定的。

元素周期律的實質(zhì)：元素原子核外電子排布的周期性變化規(guī)律

3．例題精講

【 例1】(2003年全國高考題)根據(jù)中學化學教材所附元素周期表判斷，下列敘述不正確的是(   )

A．K層電子為奇數(shù)的所有元素所在族的序數(shù)與該元素 原子的K層電子數(shù)相等

B．L層電子為奇數(shù)的所有元素所在族的序數(shù)與該元素原子的L層電子數(shù)相等

C．L層電子為偶數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的L層電子數(shù)相等

D．M 層電子為奇數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的M層電子數(shù)相等

【解析】  A項為H元素，根據(jù)最外層電子數(shù)=主族序數(shù)，B和D項最外層電子數(shù)為1、3、5、7，也為主族序數(shù)。對于C項如最外層電子數(shù)為8，則與說法不符。

【答案】C

【命題意圖】本題考查原子結(jié)構(gòu)與周期表結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 周期數(shù)=電子層數(shù), 主族數(shù)=最外層電子數(shù)

2.元素周期律的遷移應用

該類題目的主要特點是，給出一種不常見的主族元素，分析推測該元素及化合物可能或不可能具有的性質(zhì)。解答該類題目的方法思路是：先確定該元素所在主族位置，然后根據(jù)該元素性質(zhì)變化規(guī)律進行推斷判斷。

【例2】 （1997年全國高考題）已知Be的原子序數(shù)為4。下列對鈹及其化合物的敘述中，正確的是 (   )

A.鈹?shù)脑�子半徑大于硼的原子半�?/p>

B.氯化鈹分子中鈹原子的最外層電子數(shù)是8

C.氫氧化鈹?shù)膲A性比氫氧化鈣的弱

D.單質(zhì)鈹跟冷水反應產(chǎn)物為氫氣

【解析】由Be的原子序數(shù)為4，可推知它位于第二周期、第ⅡA族。根據(jù)其位置及同周期、同主族元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律，其原子半徑大于B，A正確；堿性Be(OH)2比Ca(OH)2弱，C正確；Be的金屬性小于Mg，已知Mg跟冷水不反應，Be就更不可能，故D錯誤；Be原子的最外層電子數(shù)是2個，在BeCl2分子中Be最外層2個電子跟Cl共用兩對電子，其最外層電子數(shù)為4個，B錯誤。

【答案】A、C

【命題意圖】本題考查同周期、同主族元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律 ，根據(jù)元素周期律預測元素的性質(zhì)。

3.確定“指定的幾種元素形成的化合物”的形式

該類題目的主要特點是，給出幾種元素的原子結(jié)構(gòu)或性質(zhì)特征，判斷它們形成化合物的形式。解答該類題目的方法思路是：推價態(tài)、定元素、想可能、得形式。該類題目也可由化合物形式判斷元素的原子序數(shù)。

【例3】 （1999年全國高考題）X、Y、Z為短周期元素，這些元素原子的最外層電子數(shù)分別為1、4、6，則由這3種元素組成的化合物的化學式不可能是 (   )

     A. XYZ           B. X2YZ       C. X2YZ2          D. X2YZ3

【解析】原子最外層電子數(shù)為1、4、6的短周期元素分別是：“1”――H、Li、Na，“4”――C、Si，“6”――O、S�？蓪�H、C、O三元素作為代表，它們可組成的物質(zhì)有：H2CO3、HCHO、HCOOH等，將其與題中選項對照，即得答案。

【答案】A

【命題意圖】本題考查1―18元素的原子核外電子排布的特點及核外電子排布規(guī)律。

 [例4]砹(At)是原子序數(shù)最大的鹵族元素，推測砹或砹的化合物不可能具有的性質(zhì)是

    A. HAt很穩(wěn)定                B. 易溶于某些有機溶劑 

    C. AgAt不溶于水             D. 是有色固體

[解析]由題意，砹在周期表中與碘相鄰，故它的性質(zhì)與碘具有相似性，但它的非金屬性應比碘弱。HAt的穩(wěn)定不如HI，故選項A錯誤；碘易溶于某些有機溶劑，則砹也應溶解；AgI不溶于水，則AgAt也不溶于水；碘是紫黑色固體，根據(jù)相似性砹也是有色固體。

    本題正確選項為A。

 [例5]銅有兩種天然同位素Cu和Cu，參考銅的原子量(63.5)估算Cu的百分含量約是

    A. 20%          B. 25%         C. 50%          D. 66.7%        E. 75%

[解析]用十字交叉法可求得兩種同位素的原子個數(shù)比

                65          0.5 (⁶⁵Cu)

                     63.5

                63          1.5 (⁶³Cu)

即⁶⁵Cu與⁶³Cu的原子個數(shù)比為1:3，所以Cu%=，故應選B。

 [例6]若短周期中的兩種元素可以形成原子個數(shù)比為2:3的化合物，則這兩種元素的原子序數(shù)之差不可能是

     A. 1                B. 2               C. 5              D. 6

[解析]設兩種元素的符號分別為X和Y，則化合物的化學式為X₂Y₃，即X為+3價，Y為-2價，在短周期元素中滿足此要求的X元素有₅B、₇N、₁₃Al，Y元素有₈O和₁₆S，原子序數(shù)差值見下表

                       X

         原子序數(shù)差

Y

5

13

7

8

3

5

1

16

11

3

9

    本題正確答案為D。

[例7]X和Y兩元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，X元素的陽離子半徑大于Y元素的陽離子半徑，Z和Y兩元素的原子核外電子層數(shù)相同，Z元素的原子半徑小于Y元素的原子半徑。X、Y、Z三種元素原子序數(shù)的關(guān)系是

    A. X>Y>Z          B. Y>X>Z          C. Z>X>Y         D. Z>Y>X

[解析]對于電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，現(xiàn)X元素的陽離子半徑大于Y，故核電荷數(shù)應是Y>X。Z和Y的電子層數(shù)相同，則它們在同一周期，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，現(xiàn)Z的原子半徑小于Y，則核電荷數(shù)是Z>Y。綜合以上關(guān)系得Z>Y>X。

    本題正確答案為D。

六、原子結(jié)構(gòu)知識的綜合推斷

[例8]周期表中相鄰的A、B、C三元素中，A、B同周期，A、C同主族。已知三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為19，三種元素的原子核中質(zhì)子數(shù)之和為41。則這三種元素是A______、B_______、C________、D_________(填元素符號)。

[解析]本題采用平均值法解答比較簡單。由A、B、C三元素為相鄰元素以及它們的平均質(zhì)子數(shù)41/3≈14<18，可知A、B、C三元素為短周期元素；又根據(jù)最外層電子數(shù)的平均值19/3≈6.3<7，推知其中必有最外層電子數(shù)為7的元素，所以A、B、C三種元素應分布在ⅥA、ⅦA族，經(jīng)推斷A為S，B為Cl、C為O符合題意。

[例9]已知某主族金屬元素X的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之比為1:1，含該金屬陽離子0.192g的溶液恰好能將20mL0.4mol/L的Na₂CO₃溶液中的CO₃^2-全部沉淀，推斷X是什么元素及在周期表中的位置。

[解析]周期表中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等的金屬元素只有Mg和Ca兩種，它們都是+2價金屬。設金屬的相對原子質(zhì)量為M，由關(guān)系式 X²⁺～Na₂CO₃得：M:1=0.192:(0.4×0.02)，解得M=24。則X為鎂，位于第3周期第ⅡA族。

4．實戰(zhàn)演練

試題詳情

              考點12原子結(jié)構(gòu)

1．復習重點

1．  了解原子的組成及同位素的概念；

2．   掌握原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)等基本量間的相互關(guān)系 ；了解原子核外電子排布規(guī)律

3．關(guān)于原子的組成及各粒子間的關(guān)系；分子、原子、離子核外電子數(shù)的比較；

4。同位素的質(zhì)量數(shù)和平均相對原子質(zhì)量，求同位素的原子個數(shù)比 ；粒子半徑大小   

2．難點聚焦

一、原子結(jié)構(gòu)

    1．幾個量的關(guān)系(X)

    質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)

    質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)=原子的核外電子數(shù)

    離子電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)-核外電子數(shù)

    2．同位素

    ⑴要點：同――質(zhì)子數(shù)相同，異――中子數(shù)不同，微粒――原子。

    ⑵特點：同位素的化學性質(zhì)幾乎完全相同；自然界中穩(wěn)定同位素的原子個數(shù)百分數(shù)不變。

注意：同種元素的同位素可組成不同的單質(zhì)或化合物，如H₂O和D₂O是兩種不同的物質(zhì)。

    3．相對原子質(zhì)量

    ⑴原子的相對原子質(zhì)量：以一個¹²C原子質(zhì)量的1/12作為標準，其它原子的質(zhì)量跟它相比較所得的數(shù)值。它是相對質(zhì)量，單位為1，可忽略不寫。

    ⑵元素的相對原子質(zhì)量：是按該元素的各種同位素的原子百分比與其相對原子質(zhì)量的乘積所得的平均值。元素周期表中的相對原子質(zhì)量就是指元素的相對原子質(zhì)量。

    4．核外電子排布規(guī)律

    ⑴核外電子是由里向外，分層排布的。

    ⑵各電子層最多容納的電子數(shù)為2n²個；最外層電子數(shù)不得超過8個，次外層電子數(shù)不得超過18個，倒數(shù)第三層電子數(shù)不得超過32個。

    ⑶以上幾點互相聯(lián)系。

    核外電子排布規(guī)律是書寫結(jié)構(gòu)示意圖的主要依據(jù)。

    5．原子和離子結(jié)構(gòu)示意圖

注意：①要熟練地書寫1～20號元素的原子和離子結(jié)構(gòu)示意圖。

  ②要正確區(qū)分原子結(jié)構(gòu)示意圖和離子結(jié)構(gòu)示意圖(通過比較核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù))。

    6．微粒半徑大小比較規(guī)律

     ⑴同周期元素(稀有氣體除外)的原子半徑隨原子核電荷數(shù)的遞增逐漸減小。

     ⑵同主族元素的原子半徑和離子半徑隨著原子核電荷數(shù)的遞增逐漸增大。

     ⑶電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，則離子半徑越小。

     ⑷同種元素的微粒半徑：陽離子<原子<陰離子。

     ⑸稀有氣體元素的原子半徑大于同周期元素原子半徑。

     ⑹電子層數(shù)多的陰離子半徑一定大于電子層數(shù)少的陽離子半徑，但電子層數(shù)多的陽離子半徑不一定大于電子層數(shù)少的陰離子半徑。

7．知識網(wǎng)絡

3． 例題精講

   例1.(全國高考)科學家最近制造出第112號新元素，其原子的質(zhì)量素為277，這是迄今已知元素中最重的原子。關(guān)于該新元素的下列敘述正確的是(   )

        A.其原子核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)都是112     B. 其原子核內(nèi)中子數(shù)為165，核外電子數(shù)為112   C.其原子質(zhì)量是¹²C原子質(zhì)量的277倍     D. 其原子質(zhì)量與¹²C原子質(zhì)量之比為277：12

  解析：原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)等于原子的核外電子數(shù)，等于原子序數(shù)。質(zhì)量數(shù)等于原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。第112號元素有112個質(zhì)子，其原子有112個電子。因它的質(zhì)量數(shù)是277，所以中子數(shù)為277-112=165，故A不正確，B正確。某種原子的相對原子質(zhì)量，是該原子的質(zhì)量與¹²C同位素原子質(zhì)量的1/12之比，而不是與¹²C原子質(zhì)量之比，所以C不正確，D正確       答案：BD

  命題意圖：本題意在考查組成原子的微粒間的關(guān)系。本題只涉及一種同位素原子的質(zhì)量數(shù)和相對原子質(zhì)量，如果涉及多種天然同位素時，其相對原子質(zhì)量是各有關(guān)天然穩(wěn)定同位素的原子所占的原子百分數(shù)（即豐度）與各上述同位素的相對原子質(zhì)量算出來的平均值。

  例2.有A、B、C、D四種元素，A元素的原子得2個電子，B元素的原子失去2個電子后所形成的微粒均與氖原子有相同的電子層結(jié)構(gòu)。C元素的原子只有1個電子，D元素原子的電子層電子數(shù)比層電子數(shù)多6個。試寫出A、B、C、D的元素符號和名稱，并畫出A、B兩元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖。

解析：A原子得2e^-和B原子失去2e^-形成的陰、陽離子和氖原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，（即核外有10e^-），所以A的核電荷數(shù)為10-2=8；B的核電荷數(shù)為10+2=12，因此A為氧元素、B為鎂元素。C的原子只有1e^-，所以C為氫元素。而D原子第M層電子數(shù)比N層電子數(shù)多6個，因此D原子的K層有2e^-，L層有8e^-，核外共有20e^-，質(zhì)子數(shù)為20，應為鈣元素。

答案：A：O（氧）B：Mg（鎂）C：H（氫）D：Ca（鈣）A^2-：        B²⁺：

命題意圖：原子結(jié)構(gòu)的特點和規(guī)律是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎。本題的主要考查意圖在于檢查考生能否靈活運用有關(guān)規(guī)律進行分析和推斷元素。

例3：X和Y屬短周期元素，X原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半，Y位于X的前一周期，且最外層只有一個電子，則X和Y形成的化合物的化學式可能表示為（    ）A.XY      B.XY₂             C.XY₃                    D.X₂Y₃              

解析：根據(jù)題意X可能為Li或Si。若X為Li，則Y是H，可組成LiH即XY；若X為Si，則Y為Li，Li和Si不能形成化合物。答案：A

命題意圖：本題主要考查1∽18號元素的原子核外電子排布的特點及核外電子的排布規(guī)律

例4設某元素某原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為m，中子數(shù)為n，則下述論斷中正確的是

     A. 不能由此確定該元素的相對原子質(zhì)量

     B. 這種原子的相對原子質(zhì)量為m+n

     C. 若碳原子質(zhì)量為wg，此原子的質(zhì)量為(m+n)wg

     D. 核內(nèi)中子的總質(zhì)量小于質(zhì)子的質(zhì)量

[解析]元素的相對原子質(zhì)量和原子的相對原子質(zhì)量是兩個不同的概念，要求元素的相對原子質(zhì)量，必須知道其各種同位素的相對原子質(zhì)量和原子個數(shù)百分數(shù)，否則無法求解，故選項A正確。質(zhì)子數(shù)m+中子數(shù)n應為質(zhì)量數(shù)，不是相對原子質(zhì)量，選項B錯誤。由相對原子質(zhì)量的數(shù)學表達式可知，某原子的質(zhì)量=×一種碳原子質(zhì)量×該原子的相對原子質(zhì)量，故選項C錯誤。1個質(zhì)子的質(zhì)量略小于1個中子的質(zhì)量，但核內(nèi)質(zhì)子的總質(zhì)量與中子的總質(zhì)量還要取決于質(zhì)子和中子數(shù)目的多少，選項D錯誤。

    本題正確答案為A。本題要求熟悉有關(guān)的基本概念，要注意區(qū)分一些易混淆的概念，如相對原子質(zhì)量與質(zhì)量數(shù)，元素的相對原子質(zhì)量與原子的相對原子質(zhì)量，核素與同位素等。

 例5周期表中相鄰的A、B、C三元素中，A、B同周期，A、C同主族。已知三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為19，三種元素的原子核中質(zhì)子數(shù)之和為41。則這三種元素是A______、B_______、C________、D_________(填元素符號)。

[解析]本題采用平均值法解答比較簡單。由A、B、C三元素為相鄰元素以及它們的平均質(zhì)子數(shù)41/3≈14<18，可知A、B、C三元素為短周期元素；又根據(jù)最外層電子數(shù)的平均值19/3≈6.3<7，推知其中必有最外層電子數(shù)為7的元素，所以A、B、C三種元素應分布在ⅥA、ⅦA族，經(jīng)推斷A為S，B為Cl、C為O符合題意。

例6已知某主族金屬元素X的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之比為1:1，含該金屬陽離子0.192g的溶液恰好能將20mL0.4mol/L的Na₂CO₃溶液中的CO₃^2-全部沉淀，推斷X是什么元素及在周期表中的位置。

[解析]周期表中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等的金屬元素只有Mg和Ca兩種，它們都是+2價金屬。設金屬的相對原子質(zhì)量為M，由關(guān)系式 X²⁺～Na₂CO₃得：M:1=0.192:(0.4×0.02)，解得M=24。則X為鎂，位于第3周期第ⅡA族。

4．實戰(zhàn)演練

1.與OH^-  有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的微粒是(  ) A.Cl^- B.F^- C.NH₂^- D.NH₃

A

B

C

D

質(zhì)子

u夸克

1

2

1

2

d夸克

2

1

2

1

中子

u夸克

1

1

2

1

d夸克

2

2

1

1

    2.(02全國理科綜合測試)目前普遍認為，質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成。u夸克的帶電量為2e/3，d夸克的帶電量為-1e/3，e為基本電荷。下表中關(guān)于質(zhì)子和中子組成的兩類夸克數(shù)目論斷可能確的是       (   )    

3. (03.廣州.五月) 中國科學院近代物理研究所合成了²³⁹₉₁Pa原子，在世界尚屬首次，下列有關(guān)該原子的說法不正確的是        (       )          

   A.該原子屬于一種金屬原子B.該原子核內(nèi)中子數(shù)                                                  為148    C .合成該原子就是創(chuàng)造了一種元素      D.這種原子具有放射性

4. (03.上海) ¹³C-NMR(核磁共振)、¹⁵N-NMR可用于測定蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的空間結(jié)構(gòu)，Kurt W üthrich等人為此獲得2002年諾貝爾化學獎。下面有關(guān)¹³C、¹⁵N敘述正確的是 (     )   A. ^13C與¹⁵N有相同的中子數(shù)      B. ^13C 與C₆₀互為同素異形體      

C.¹⁵N 與¹⁴N互為同位素         D. ¹⁵N的核外電子數(shù)與中子數(shù)相同

5. (02.宣武) 下列說法是報紙和廣告中的用語，其中正確的是        (      )

A.     某報紙報道“從尿液中分離出的‘青春素’是一種對人體有益的元素”

B.      長期飲用純凈的蒸餾水比飲用礦泉水對人體有益

C.      某廣告稱：負氧離子發(fā)生器由于產(chǎn)生O₃，對人體有益無害

D.     與夏季比較，冬季大氣中的SO₂含量偏高，這主要是燃燒含硫煤造成的

6. (02全國高考) 周期表中16號元素和4號元素的原子相比較，前者的下列數(shù)據(jù)是后者的4倍的是  (  )         A.電子數(shù)   B.最外層電子數(shù) C.電子層數(shù)  D.次外層電子數(shù)  

7. (02廣州模擬) 與羥基具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的微粒是  (      ) 

A.  OH^-          B. N      C. -NH₂          D.   CH₄

8 . (02上海高考) 已知自然界氧元素的同位素有¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O，氫的同位素有H、D，從水分子中原子的組成來看，自然界中的水分子一共有(    )A.3種  B.6種 C.9種 D .12種

9. (02高考試測) 已知硼化物BxHy^z-，與B₁₀C₂H₁₂的電子數(shù)相同，則BxHy^z-的正確表達式為  (     )  A. B₉H₁₅^2-        B. B₁₀H₁₄^2-       C. B₁₁H₁₃^2-      D. B₁₂H₁₂^2-

10.  (03高考試測) 具有相同質(zhì)子數(shù)的兩種粒子(  )

  A.一定是同種元素 B.一定是一種分子和一種離子 C.一定是不同的離子   D.無法判斷

11. (03揚州模擬) ( ) 1999年度諾貝爾化學獎獲得者哈邁得.澤維爾開創(chuàng)了“飛秒(10^-15s)化學”的新領域,使運用激光光譜觀測化學反應中原子的運動成為可能.你認為運用該技術(shù)能觀測到的是  A. 化學反應中化學鍵的斷裂     B. Na⁺與 Na中電子層的差別 

C. 化學反應中新分子的形成     D. 同位素原子中中子數(shù)的差別

12.(01.石家莊) 近期，科學家用NaNO₃和Na₂O在573K反應制得了離子化合物Na₃NO₄.

(1)  經(jīng)測定Na₃NO₄中的各原子的最外層電子都達到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則NO₄^3-的電子式為              

(2)  Na₃NO₄與二氧化碳或水都能劇烈反應而轉(zhuǎn)化為常見物質(zhì)，寫出這兩個反應的化學方程式                                                                                         

13. (02上海高考) ^12₆C與¹⁴₆C結(jié)構(gòu)上的差別在于其                的不同，如¹⁴CO₂與碳在高溫條件下反應：¹⁴CO₂ + C↔2CO，達到化學平衡后，平衡混合物中含¹⁴C的微粒有                 A. ¹⁴CO₂  B. ¹⁴CO₂ 、¹⁴CO  C. ¹⁴CO₂、 ¹⁴CO、 ^{14C  D. 14}CO

14. 有若干克某金屬,其各原子核內(nèi)共有3.5x6.02x10²³個中子,同質(zhì)量的該金屬和足量稀硫酸反應共有0.2mol e^-發(fā)生轉(zhuǎn)移,生成6.02x10²²個陽離子,這些陽離子共有3.0x6.02x10²³個質(zhì)子,則該金屬在反應中表現(xiàn)的化合價為              ,它的摩爾質(zhì)量為           (不考慮它的同位素),其核組成符號為(元素符號用X表示)       

15. 有A、B、C、D四種單質(zhì)，在一定條件下，A、B、C與D分別發(fā)生化合反應，相應的生成X、Y、Z （X、Y、Z 每個分子中都含有10個電子），而B和C 發(fā)生化合反應生成W，另外又知這些單質(zhì)化合物之間發(fā)生如下反應：①A+Y?―→B+X, ② B+Z―――→Y+W ③ Z+W――――――→C+Y ,  試回答下列問題：

（1）       單質(zhì)D和化合物X、Y、Z、W的化學式是                                                 

（2）       反應①②③的化學方程式是①                                        

②                              ③                                 

16. (03.崇文) (1)A⁺、B⁺、C^-、D、E五種微粒(分子或離子),它們都分別含有10個電子,已知它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系; ①A⁺+ C^-→D+E, ②B⁺+ C^-→2D Ⅰ.寫出①的離子方程式                  ，寫出②的離子方程式             ，Ⅱ.除外，請再寫出二種含10個電子的分子                      ，Ⅲ.除A⁺ 、B⁺外，請再寫出二種含10個電子的陽離子                .(2) 在相同條件下進行與反應的對照實驗，相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

Mg的質(zhì)量

酸量

開始時反應速率

產(chǎn)生H₂總量

Ⅰ

0.24g

HClmolL^-1100ml

V₁

n₁

Ⅱ

0.24g

HAcmolL^-1100ml

V₂

n₂

① 試比較有關(guān)量的大�。篤₁        V₂，n₁     n₂ （填“?”“?”“?”），②現(xiàn)欲改變有關(guān)條件，使實驗Ⅰ中V₁降低，但不改變n₁的值，試寫出兩種可行的方法。方法Ⅰ.                       

                               方法Ⅱ.                     

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

BC

B

C

C

D

D

C

C

D

D

AC

試題詳情

                                                            考點11鹵素

1． 復習重點

1．鹵素單質(zhì)在物理性質(zhì)和化學性質(zhì)上的主要差異及遞變規(guī)律；

2．鹵族元素的化合物性質(zhì)的遞變性；

3．鹵化銀的性質(zhì)、用途及碘與人體健康的關(guān)系。

4．重點考查鹵素性質(zhì)的變化規(guī)律。

2．難點聚焦

1.鹵族元素
鹵族元素包括：F、Cl、Br、I、At。 它們的原子最外電子層都有7個電子， 因此它們的化學性質(zhì)相似，都具有強氧化性。由于原子核外電子層數(shù)不同， 因此它們的性質(zhì)也存在著差異。
(1)相似性
①與金屬反應：2Fe+3Br₂＝2FeBr₃，F(xiàn)e+I₂=FeI₂
②與非金屬反應：H₂+F₂＝2HF，2P+3Br₂＝2PBr₃
③與水反應：H₂O+Br₂=HBr+HBrO(程度更小)；2F₂+2H₂O＝4HF+O₂↑(劇烈、完全)
④ 與堿反應：2NaOH+Br₂＝NaBr+NaBrO+H₂O；2NaOH+I₂＝NaI+NaIO+H₂O(注：也可生成NaI和NaIO₃)
(2) 相異性(變化規(guī)律)注意點：
①F₂ 的氧化性特別強，因此F-的還原性特別弱。
②Br-、I- 都有較強的還原性，都能被濃H₂SO₄和HNO₃氧化，因此用NaBr和濃H₂SO₄反應制HBr時，其中含有Br₂蒸氣和SO₂氣體，應用濃H₃PO₄代替濃H₂SO₄制HBr。用濃H₂SO₄幾乎不能制取HI， 所以必須用濃H₃PO₄和KI等反應制HI。
③HX都極易溶于水，在空氣中形成白霧。
2．兩類置換反應
(1)金屬間的置換： 活潑金屬置換不活潑金屬。
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu反應意義：①說明金屬活動性強弱；②制備金屬。
(2) 非金屬間的置換：活潑非金屬置換不活潑非金屬。
2NaBr+Cl₂=2NaCl+Br₂；2KI+Br₂=2KBr+I₂；2F₂+2H₂O＝4HF+O₂↑意義：①比較非金屬單質(zhì)活潑性強弱；②制備非金屬單質(zhì)。溴和碘在水中溶解性均很弱，而在某些有機溶劑中(如：苯、汽油、四氯化碳)則易溶。

注： 溶液的顏色與濃稀有關(guān)，濃溶液顏色深，稀溶液顏色淺，如飽和溴水為紅棕色，而很稀的溴水則為淺黃色。
4．萃取
(1)原理： 利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來。
(2)操作步驟：①混合振蕩，②靜置分層，③分液。使用的儀器是分液漏斗。
(3)注意點：①萃取劑必須具備兩點：a．與溶劑不相溶，b．溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度較大。
注：酒精易溶于水不能做水溶液萃取劑，苯和汽油比水輕，CCl4比水重。②萃取常在分液漏斗中進行，分液是萃取操作中的一個步驟。③ 分液時，打開分液漏斗的活塞，將下層液體從漏斗頸放出，當下層液體剛好放完時要立即關(guān)閉活塞，不要讓上層液體流出，上層液體從分液漏斗上口倒出。
5．氟化氫(1)性質(zhì)
①有劇毒的無色氣體，極易溶于水。氫氟酸為弱酸(其它氫鹵酸均為強酸)。
②與SiO₂反應：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O 注： 此反應為HF的特性， 換成HCl則與SiO₂不反應。 氫氟酸能腐蝕玻璃，用于玻璃刻字。 氫氟酸應保存在鉛制容器或塑料容器中。
(2)制法  CaF₂+H₂SO₄(濃)=2HF↑+CaSO₄ 此反應不能在玻璃器皿中進行，為什么？CaF₂是螢石的主要成分，它不溶于水，是氟元素的重要資源。
6．鹵化銀
除AgF外， 其它鹵化銀均不溶于水和稀HNO₃，是檢驗X-的原理。
Ag⁺+Cl^-=AgCl↓(白色)；Ag⁺+Br^-＝AgBr↓(淺黃色)；Ag⁺+I-＝AgI↓(黃色)
注意點：①3Ag⁺+PO4₃-=Ag3PO4 (黃色)。但Ag₃PO₄溶于HNO₃：Ag₃PO₄+2H⁺＝3Ag++H₂PO₄^-
②AgX(除AgF) 見光易分解成銀和鹵素單質(zhì)。 AgBr和AgI可做感光材料或變色鏡。反應及現(xiàn)象為：2AgCl = 2Ag+Cl₂；2AgBr = 2Ag+Br₂；2AgI = 2Ag+I₂ 固體逐漸變成黑色，這是單質(zhì)銀的小顆粒。
1．鹵素單質(zhì)在不同的溶劑中分別呈什么顏色？Cl₂在水中溶解度較大，它在水中和有機溶劑中均呈黃綠色，與氣態(tài)顏色相近。Br₂、I₂在水中溶解度較小，所以它們在水中顏色較在有機溶劑中的顏色淺。具體為：

3．例題精講

【例1】在100mL含等物質(zhì)的量HBr和H₂SO₃的溶液里通入0.01molCl₂，有一半Br^-變?yōu)锽r₂。原溶液中HBr和H₂SO₃的濃度都等于                                   （    ）

    A.0.0075mol/L    B.0.0018mol/L    C.0.075mol/L    D.0.08mol/L

【解析】解此題時首先要明確：H₂SO₃的還原性比Br^-強，氯氣先氧化H₂SO₃，再氧化Br^-，設原溶液中HBr和H₂SO₃的濃度都為x，則：，x=0.08mol/L。

【答案】D

【評析】鹵素單質(zhì)（氯、溴、碘）能和SO₂在水溶液中發(fā)生氧化還原反應：X₂+SO₂+2H₂O=HX+H₂SO₄，由方程式可知氧化性X₂＞SO₂（H₂SO₃）。

【關(guān)鍵詞】鹵族元素/氧族元素

【例2】雙球洗氣管是一種多用途儀器，常用于去除雜質(zhì)、氣體干燥、氣體吸收（能防止倒吸）等實驗操作。右圖是用水吸收下列某氣體時的情形，根據(jù)下面附表判斷由左方進入的被吸收氣體是                                  （    ）

A.Cl₂    B.HCl    C.H₂S    D.CO₂

附：四種氣體的溶解度表（室溫下）。

氣體

Cl₂

HCl

H₂S

CO₂

l體積水約能吸收氣體體積數(shù)

2

500

2.6

1

【解析】由四種氣體的溶解度表可以看出，HCl溶解度最大，溶解的速率大于氣體進入洗氣管的速率，導致左側(cè)洗氣管氣壓降低，出現(xiàn)如圖所示情形。

【答案】B

【評析】一定要從原理上分析實驗現(xiàn)象的可能性才能得出正確的答案。

【關(guān)鍵詞】鹵族元素/氧族元素/碳族元素

【例3】漂白粉在潮濕的空氣中易變質(zhì)失效，請回答：存放環(huán)境中①有水蒸氣無二氧化碳②有二氧化碳無水蒸氣，哪種情況下漂白粉更易變質(zhì)?為什么?

【解析】漂白粉變質(zhì)的原因是↑。

【答案】①有水蒸氣無二氧化碳易變質(zhì)。因為在②所說的環(huán)境中，即使有二氧化碳，由于沒有水份參加，二氧化碳與漂白粉仍然不會發(fā)生反應；但在有水蒸氣存在的情況下，即使沒有二氧化碳，也會由于漂白粉中Ca(ClO)₂的水解而使漂白粉變質(zhì)。

【評析】在最后總復習的時候一定要注意知識的橫向和縱向的聯(lián)系和比較，這樣所學的知識就系統(tǒng)化，條理化，有理于提高解題能力。這里涉及了鹽類水解的知識，有一定的跨度，學生不容易得到正確的解釋。

【關(guān)鍵詞】鹵族元素/電解質(zhì)溶液

【例4】AgF易溶于水，AgCl、AgBr、AgI都具有感光性，在光照條件下容易發(fā)生分解�，F(xiàn)將5mLAg⁺的物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L的溶液與等物質(zhì)的量的堿金屬鹽混合，恰好完全反應。待鹵化物沉淀后過濾，并在200W燈泡下烘干，得到固體物質(zhì)0.01297g。

    （1）試分析溶液中析出的沉淀是不是鹵化銀？

    （2）試通過計算確定溶液中析出的沉淀物的相對分子質(zhì)量是多少？并寫出它的化學式。

【解析】（1）不可能。若為AgX，其物質(zhì)的量為：。光照，AgX分解生成Ag的質(zhì)量為：。故沉淀不可能為鹵化銀。（2）沉淀應為堿金屬陽離子與銀鹽溶液中的陰離子結(jié)合而生成，其相對分子質(zhì)量為：堿金屬只能為Li。其化學式故為LiF。

【答案】（1）不是    （2）LiF

【評析】此題的焦點是沉淀物為何物。學生根據(jù)已有的知識，多數(shù)會認為是鹵化銀。這樣就陷入思維的誤區(qū)。此題為此在設問時分為兩步，引導學生從兩個層面上去分析求解。

【關(guān)鍵詞】鹵族元素/堿金屬元素

【例5】已知Cl^-和Ag⁺反應生成AgCl，每次新生成的AgCl中又有10%見光分解成單質(zhì)銀和氯氣，氯氣又可在水溶液中岐化成HClO₃（為強酸）和HCl。而這樣生成的Cl^-又與剩余的Ag⁺作用生成沉淀，如此循環(huán)往復，直至最終�，F(xiàn)有含1.1molNaCl的溶液，向其中加入足量AgNO₃，求最終能生成多少克難溶物（AgCl和Ag）？若最后溶液體積為1L，求溶液中H⁺物質(zhì)的量濃度是多少？

【解析】本題涉及三個化反應：Ag⁺+Cl^-=AgCl↓,2AgCl2Ag+Cl₂；3Cl₂+3H₂O=6H⁺+ClO₃^－+5Cl^-，

    若有①60Ag⁺+60Cl^-=60AgCl，則應有②6AgCl6Ag+3Cl₂，③3Cl₂+3H₂O=ClO₃^－+5Cl^－+6H⁺，消去循環(huán)量，可運用總反應式求解，①+②+③得：60Ag⁺+55Cl^-+3H₂O=54AgCl↓+6Ag↓+ClO₃^-+6H⁺。

    據(jù)此易得：；

    難溶物AgCl和Ag的質(zhì)量為：

【答案】167.94g    0.12mol/L

【評析】本題還可以運用數(shù)學上的等比數(shù)列法求解。

【關(guān)鍵詞】鹵族元素

（【例6】現(xiàn)有某純凈氣體A，取標準狀況下體積均為2.24L的兩份樣品，一份與過量的O₂混合，燃燒后無固體物質(zhì)生成，氣體生成物均被過量的澄清石灰水吸收，得到13.90g沉淀。另一份在標準狀況下與一定質(zhì)量的SO₂氣體混合（A不與SO₂反應），測得混合氣體對H₂的相對密度為20。試推測A是什么？并寫出A完全燃燒反應方程式。

【解析】①=20×2=40，故M_A＜40；

②A氣體為0.1mol，若生成的氣體為CO₂，則生成CaCO₃的沉淀質(zhì)量應為10g，20g……顯然與題意不符；

③若生成氣體為SO₂，生成CaSO₃，其質(zhì)量應為12g，24g……顯然也與題目不相符；

④若既生成CaCO₃沉淀又生成CaSO₃沉淀，是否可行呢？也不行，因為A中若含C、S兩元素，其相對分子質(zhì)量已大于40；

⑤只能從Ca²⁺相應的難溶性鹽進行思維發(fā)散：有CaF₂、CaSiO₃、Ca₃(PO₄)₂等；

⑥思維輻合：CaSiO₃、Ca₃(PO₄)₂與題意不符，因為在燃燒時硅、磷變成了固體氧化物；

⑦只含F(xiàn)是不行的；

⑧很可能既含有C、又含有F的F鹵代烴，且都只有一個原子（因受相對分子質(zhì)量的制約）；

⑨代入求算，生成的沉淀恰好為13.90g；

⑩最后確定A的分子式為CH₃F。

【答案】A為CH₃F    完全燃燒時的反應方程式為2CH₃F+3O₂2CO₂+2H₂O+2HF

【評析】此題屬于推理計算題，我們只要選擇問題的切入點，由表及里地分析、推理就不難解答。

【關(guān)鍵詞】鹵族元素/烴的衍生物

4．實戰(zhàn)演練

試題詳情

考點10氯氣

1．復習重點

1．Cl₂的化學性質(zhì)以及Cl₂的實驗室制法和主要用途。

2．重點是氯水性質(zhì)的多重性，難點是Cl₂的實驗室制法。

2．難點聚焦

1．氯元素的知識網(wǎng)絡
　　　　　　　　
　　2．次氯酸、漂白粉的性質(zhì)
　　HClO分子的結(jié)構(gòu)式為H-O-Cl（氧處于中心），所以電子式為 。次氯酸、次氯酸鈣等有多方面的性質(zhì)，經(jīng)常用到以下幾方面性質(zhì)：
　�。�1）HClO是一種弱酸，與碳酸比較電離能力有如下關(guān)系：H₂CO₃>HClO>HCO3-，請分析下列反應：
　　　　 少量二氧化碳通入NaClO溶液中：NaClO + CO₂ + H₂O = NaHCO₃ + HClO
　　　　 氯氣通入碳酸氫鈉溶液中： Cl₂ + NaHCO₃ = NaCl + CO₂↑+ HClO
　　（2）ClO^-是一種弱酸的酸根離子，能發(fā)生水解反應：ClO^-+H₂O HClO+OH^-，所以次氯酸鈣溶液顯堿性。
　　　　 若遇到鐵鹽、鋁鹽易發(fā)生雙水解：3ClO^-+Fe³⁺+3H₂O=Fe(OH)₃↓+3HClO
　�。�3）HClO和ClO^-都具有強氧化性，無論酸性、堿性條件下都可以跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物等發(fā)生氧化還原反應，但不能使品紅溶液褪色。如：
　　　　 硫酸亞鐵溶液遇漂白粉：2Fe²⁺ + 5ClO^- + 5H₂O = 2Fe(OH)₃↓+ Cl^- + 4HClO
　　　　 漂白粉遇亞硫酸酸鹽：ClO^- + SO₃^2- = Cl^- + SO₄^2-
　�。�4）HClO見光易分解：2HClO 2HCl + O₂↑
　�。�5）次氯酸鈣中的Ca²⁺、ClO^-可以表現(xiàn)出一些綜合性質(zhì)。如少量二氧化碳通入次氯鈣溶液中：
　　　　 Ca(ClO)₂ + CO₂ + H₂O = CaCO₃↓+ 2HClO
　　　　 注意理解二氧化碳、碳酸鈉、碳酸氫鈉分別跟次氯酸鈣溶液反應的差異：
　　　　 Ca(ClO)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓+ 2NaClO
　　　　 Ca(ClO)₂ + NaHCO₃ = CaCO₃↓+ HClO + NaClO

3． 例題精講

　例1：下列物質(zhì)中，能使紫色石蕊試液因漂白而褪色的是（ ）

　　A． B．活性炭 C．氯水 D．鹽酸

　　選題角度：考查氯氣的性質(zhì)。此題學生往往因不清楚 在酸性、堿性條件下均具有氧化性，從而具有漂白能力而失分。

　　解析： 具有漂白作用，能使紫色石蕊試液褪色，A正確；活性碳具有吸附作用（物理現(xiàn)象），能吸附有機色素等，故B不正確；鹽酸是一種常見酸，可使紫色石蕊試液變紅，但沒有漂白性，不會使之褪色，故D不正確。氯水因其成分中有 及 等， 能使紫色石蕊試液變紅， 又具有漂白性，使之漂白褪色。

　　解答：A、C

　　啟示：  關(guān)于 學習時應注意下列幾點：

　　氯的含氧酸有高氯酸（ ），氯酸（ ），亞氯酸（ ）和次氯酸（ ），其中次氯酸最為重要，是高考中的熱點，在學習中應注意以下幾點：

　�。�1）它的化學式為 ，電子式為 ，結(jié)構(gòu)式為H―O―Cl

　�。�2）它僅存在于溶液中，濃時呈黃色，稀時無色，有強烈的刺激性氣味。

　�。�3）氯的含氧酸中，它是最弱的酸（ ），

　　 ，比碳酸還弱（ ）。

　�。�4）它具有不穩(wěn)定性，見光分解，

　　（5）次氯酸的生成：將氯氣通入到熟石灰溶液里，以制得次氯酸鈣。再與稀鹽酸或空氣里的二氧化碳和水蒸氣反應便可得到次氯酸�；瘜W反應方程式如下：

　�。�6）次氯酸及其鹽的主要用途是作漂白劑和消毒劑。次氯酸的漂白作用主要有以下三種形式：

　　①次氯酸有很強的氧化性，某些有色物質(zhì)被次氯酸氧化，破壞了其中的顯色結(jié)構(gòu)而褪色。

　�、谀承┯猩�物質(zhì)分子中存在著不飽和鍵，次氯酸與它們起加成反應而褪色。

　　③某些有色物質(zhì)的有機物分子與次氯酸發(fā)生氯化作用而褪色。

　�。�7）次氯酸鹽有強氧化性，如在 固體中滴加濃鹽酸，會生成 （注意與5中比較）

　�。�8） 易發(fā)生水解

　　所以漂白粉在水中沒有酸存在的條件下，也有一定的漂白性、殺菌性。

　　例2：氯氣通入石灰乳制得漂白粉，其主要成分是 ，一定質(zhì)量的漂白粉和一定濃度的鹽酸完全反應，生成 的質(zhì)量與參加反應的漂白粉質(zhì)量之比可標志“有效氯”的多少。如果某漂白粉測其“有效氯”的質(zhì)量分數(shù)為35%，該漂白粉的組成和上述化學式相符時，求式中的n值是（ ）

　　A．0.5  B．8  C．8.5  D．10

　　選題角度：考查對于氯氣化學性質(zhì)的掌握。學生往往不清楚漂白粉與鹽酸反應實質(zhì)而導致錯誤。

　　解析：  題給信息有：①漂白粉的化學式： ；②有效氯

　　該漂白粉與鹽酸反應的化學方程式為：

　　   3×71

　　解答： C

　　啟示：（1）漂白粉制備

　　工業(yè)上制漂白粉通常以石灰石、食鹽、水為主要原料，歷經(jīng)四步反應制源白粉。最后一步是將氯氣通入到石灰乳中：

　　或

　�。�2）漂白粉的質(zhì)量評價標準

　　按它的有效氯以及它能在長時期保持有效氯的能力來決定的。

　　有效氯

　�。�3）漂白粉的使用

　　漂白粉是混和物，它的有效成分是 。商品漂白粉往往含有 、 、 和 等雜質(zhì)。

　　次氯酸鈣很不穩(wěn)定，遇水就發(fā)生水解反應

　　當溶液中堿性增大時，漂白作用進行緩慢。要短時間收到漂白的效果，必須除去 ，所以工業(yè)上使用漂白粉時要加入少量弱酸，如醋酸等，或加入少量的稀鹽酸。家庭使用漂白粉不必加酸，因為空氣里的二氧化碳溶在水里也起弱酸的作用。

　�。�4）漂白粉保存一定要密封否則易變質(zhì)（硬化）

　　例3：氯化碘（ICl）的化學性質(zhì)與鹵素相似，預計它跟水反應的最初生成物是（ ）

　�。ˋ）HI和HClO  （B）HCl和HIO

　　（C）HClO₃和HIO  （D）HClO和HIO

　　選題角度：此題屬于一道信息遷移題，給出氯化碘與鹵素性質(zhì)形似，根據(jù)鹵素的化學性質(zhì)，推斷氯化碘的性質(zhì)。

　　解析：由Cl₂＋H₂O＝HCl＋HClO知識點出發(fā)，遷移H₂O＋ICl＝HCl＋HIO，在ICl中I為＋1價，Cl為－1價， ICl與H₂O反應沒有元素化合價不變。

　　答案：B

　　點評：ICl為擬鹵素，與鹵素化學性質(zhì)相似但并不相同，這是該題解答時容易出錯的地方。

　　例4： 標準狀況下的 混合氣體a L，經(jīng)光照充分反應后，所得氣體恰好使溶液中b mol NaOH完全轉(zhuǎn)變?yōu)辂}，則a、b的關(guān)系不可能為（ ）

　　A． B． C． D．

　　選題角度：討論法是化學題中常用的一種解題方法。當題中隱含某一條件或某一條件不確定，結(jié)果可能是兩個或兩個以上，也可能在某個范圍內(nèi)取值，就要運用討論法分別對所用可能性一一論證。

　　解析： 混合氣在標況下光照充分反應可能有三種情況：

　　設混合氣中 、 ，

　　若為第①種情況 則

　　若為第②種情況，過量 與 以1：2的物質(zhì)的量反應：

　　   則

　　若為第③種情況

　　   則

　　解答  D

　　啟示：（1）有一類特殊的過量問題即：整個變化過程中可用兩個化學反應來描述。且兩個反應滿足：a．連續(xù)進行（兩個反應一前一后）；b．前者的生成物是后者的反應物；c．前一反應的兩個反應物中，必須有某個反應物過量。

例５，①將 通入澄清的石灰水，溶液先渾濁，后澄清；②將稀鹽酸逐滴滴入 溶液中，開始時無現(xiàn)象，后產(chǎn)生氣泡；③將氯氣慢慢的推入裝有火柴頭大小紅磷的反應器中，先有白霧，后有白煙生成等很多實例。

　　研究此類習題要：利用兩個化學方程式找等點；根據(jù)等點劃區(qū)間（二點三段式），兩頭各段利用過量討論法求解；中間一段利用不定方程求解。

　�。�2）例5亦可運用極端假設法求解

　　 ①若a L全部是 ，則生成 為0，消耗 為0；②若a L全部是 ，生成 為0，但 要和 反應：

　　但無論生成何種鹽， ，即

　　現(xiàn) ，所以消耗 最多為 。

　　綜上分析，消耗 的量應大于0，小于 ，即： 。故答案為（D）。

4．實戰(zhàn)演練

試題詳情

考點 6 物質(zhì)的量

1．   復習重點

 1．理解質(zhì)量守恒定律的涵義。

2．明確摩爾的概念，掌握摩爾質(zhì)量與相對分子質(zhì)量、相對原子質(zhì)量之間的區(qū)別與聯(lián)系、理解阿伏加德羅常數(shù)的涵義，其中阿伏加德羅常數(shù)是命題的熱點

2．難點聚焦

試題詳情

考點 22硅酸鹽工業(yè)  新型無機非金屬材料

1．復習重點

水泥工業(yè)和玻璃工業(yè)的基本原理；新型無機非金屬材料的特性及主要用途

2．難點聚焦

1．硅酸（H₂SiO₃）

酸性很弱（弱于碳酸）溶解度很小，由于SiO₂不溶于水，硅酸應用可溶性硅酸鹽和其他酸性比硅酸強的酸反應制得。

Na₂SiO₃＋2HCl == H₂SiO₃＋2NaCl

硅膠多孔疏松，可作干燥劑，催化劑的載體。

四．硅酸鹽

硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱，分布廣，結(jié)構(gòu)復雜化學性質(zhì)穩(wěn)定。一般不溶于水。（Na₂SiO₃ 、K₂SiO₃除外）最典型的代表是硅酸鈉Na₂SiO₃ ：可溶，其水溶液稱作水玻璃和泡花堿，可作肥皂填料、木材防火劑和黏膠劑。 常用硅酸鹽產(chǎn)品：玻璃、陶瓷、水泥。

2．硅單質(zhì)與碳相似，有晶體和無定形兩種。晶體硅結(jié)構(gòu)類似于金剛石，有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高（1410℃），硬度大，較脆，常溫下化學性質(zhì)不活潑。是良好的半導體，應用：半導體晶體管及芯片、光電池。

五．氯元素：位于第三周期第ⅦA族，原子結(jié)構(gòu)：             容易得到一個電子形成氯離子Cl^－,為典型的非金屬元素，在自然界中以化合態(tài)存在。

3．例題精講

[例1] 熔融氫氧化鈉反應選用的器皿是 [ ]

　　A．陶瓷坩堝

　　B．石英坩堝

　　C．普通玻璃坩堝

　　D．生鐵坩堝

　　 分析：陶瓷的成分中含有SiO₂，石英的成分就是SiO₂，玻璃的主要成分中也含有SiO₂，而SiO₂在高溫下可以跟NaOH發(fā)生如下反應：

SiO₂+2NaOHNa₂SiO₃

　　所以A、B、C的器皿都不能選用，只能內(nèi)生鐵坩堝。

　　答案：D

　　[例2] 下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是 [ ]。

　　A．硅酸鈉溶液

　　B．氫氟酸

　　C．氫氧化鈉溶液

　　D．氯化鈉溶液

　　 分析：玻璃的主要成分之一二氧化硅，它能跟氫氟酸迅速反應，所以，氫氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中，只能保存在鉛皿或塑料瓶中。氫氧化鈉溶液與二氧化硅在常溫下反應十分緩慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口處的二氧化硅跟氫氧化鈉緩慢反應后，生成的硅酸鈉是一種礦物膠，使瓶塞與瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞。硅酸鈉溶液可以用玻璃瓶盛放，只是不能用磨口玻璃塞（原因同氫氧化鈉溶液）。氯化鈉溶液不跟玻璃中各種成分反應。

　　答案：AC

　　[例3] 普通玻璃的主要成分為Na₂SiO₃?CaSiO₃?4SiO₂

　�。�1）試計算普通玻璃中相當含有Na₂O，CaO和SiO₂的質(zhì)量分數(shù)各是多少？

　　（2）制造50kg普通玻璃，需要純堿、碳酸鈣和二氧化硅各多少千克？

　　分析：Na₂SiO₃?CaSiO₃?4SiO₂可用二氧化硅和金屬氧化物的形式表示其組成為：Na₂O?CaO?6SiO₂。

　　（1）Na₂O的摩爾質(zhì)量為62g/mol，CaO的摩爾質(zhì)量為56g/mol，SiO₂的摩爾質(zhì)量為60g/mol。

　�。�2）由第（1）題求出普通玻璃中各氧化物的質(zhì)量分數(shù)，可計算50kg普通玻璃中Na₂O、CaO和SiO₂的含量：

　　m（Na₂O）：50kg×13％=6.5kg

　　m（CaO）：50kg×11.7％=5.85kg

　　m（SiO₂）：50kg×75.3％=37.65kg

　　再求需純堿、碳酸鈣和二氧化硅的質(zhì)量：

　　m（SiO₂）：37.65kg

　　 答案：（1）普通玻璃中Na₂O的質(zhì)量分數(shù)為13％，CaO的質(zhì)量分數(shù)為11.7％，SiO₂質(zhì)量分數(shù)為75.3％。

　�。�2）制造50kg普通玻璃，需要純堿11.11kg、碳酸鈣10.45kg、二氧化硅37.65kg。

　　 [例4] 有A、B、C三種不溶于水的固體。A是某元素的一種單質(zhì)，它在氧氣中完全燃燒得到一種無色氣體，此氣體能使澄清石灰水變渾濁，另外測得這種氣體密度為同溫、同壓下氧氣密度的1.375倍。B固體能溶于熱氫氧化鈉溶液，再往所得溶液中加入過量鹽酸時，析出白色膠狀沉淀。此沉淀干燥后，成為不溶于水的白色粉末，這是一種比碳酸酸性還弱的酸。將B與石灰石、純堿按比例混合加熱得到C，C在高溫時軟化，無固定熔點。

　　根據(jù)以上事實，判斷A為哪種元素的單質(zhì)？B、C各是什么物質(zhì)？寫出有關(guān)反應的化學方程式。

　　分析：先求出A燃燒后生成的氣體的相對分子質(zhì)量，根據(jù)該氣體的相對分子質(zhì)量及其反應現(xiàn)象可推出單質(zhì)A；再根據(jù)B的有關(guān)反應現(xiàn)象可推出B；最后根據(jù)制取C的方法及C的性質(zhì)可推出C。

　　A物質(zhì)燃燒后生成的氣體的相對分子質(zhì)量為：

32×1.375=44

　　該氣體能使澄清石灰水變渾濁，所以該氣體為二氧化碳，A為碳元素的一種單質(zhì)。

　　根據(jù)B物質(zhì)能與氫氧化鈉反應，且能繼續(xù)與過量的鹽酸反應生成一種比碳酸還弱的酸，可推出B物質(zhì)為二氧化硅。

　　C物質(zhì)由石灰石、純堿、B物質(zhì)（二氧化硅）混合加熱而得，結(jié)合C物質(zhì)在高溫時軟化且無固定熔點，可推知C物質(zhì)為普通玻璃。

　　答案：A為碳元素的一種單質(zhì)。

C+O₂CO₂

　　B為SiO₂

　　SiO₂+2NaOH==Na₂SiO₃+H₂O

　　Na₂SiO₃+2HCl=2NaCl+H₂SiO₃↓

　　C為普通玻璃

　　Na₂CO₃+SiO₂==Na₂SiO₃+CO₂↑

　　CaCO₃+SiO₂==CaSiO₃+CO₂↑

　　 [例5] 某硅酸鋅樣品含58.6％的鋅，而ZnO％與SiO₂％的質(zhì)量分數(shù)的總和為100％，寫出這樣品的化學式（最簡式）。

　　分析：題目要求寫出這樣品的化學式（最簡式），即是要求通過計算找出ZnO與SiO₂的物質(zhì)的量之比值，然后用SiO₂和ZnO的形式表示此硅酸鋅樣品的組成。

　　可先由Zn％求算出ZnO％，并求出SiO₂％。然后再運用求最簡式最基本的方法求出此硅酸鋅的組成。

　　SiO₂％=1-73.0％=27.0％

　　該硅酸鋅樣品的化學式為：2ZnO?SiO₂。

　　 [例6] 兩個原硅酸分子的OH原子團之間可以相互作用而脫去一分子水：

2H₄SiO₄===H₆Si₂O₇＋H₂O

　　原硅酸結(jié)構(gòu)為：

　　則在所得的H₆Si₂O₇分子的結(jié)構(gòu)中，含有的硅氧鍵數(shù)目為 [ ]

　　A．5

　　B．6

　　C．7

　　D．8

　　 分析：此題是一道選擇題，也是一道信息遷移題。給出的新情境是原硅酸結(jié)構(gòu)及脫水反應，考查內(nèi)容是H₆Si₂O₇分子中的硅氧鍵數(shù)目。兩個原硅酸共有8個硅氧鍵，當它們相互作用時，雖然有一個硅氧鍵斷裂，但又形成一個新的硅氧鍵，如圖所示：

　　故硅氧鍵的總數(shù)目沒有變，仍然是8個。

　　答案：D

　　[例7] 下列離子方程式書寫不正確的是 [ ]

　　A．往NaOH溶液中通入過量CO₂

　　B．單質(zhì)硅與燒堿溶液反應

　　C．石英砂與燒堿反應制水玻璃

　　D．往水玻璃中通入二氧化碳

　　 分析：往NaOH溶液中通入適量CO₂生成正鹽Na₂CO₃，正鹽能與酸反應變?yōu)樗崾禁}，所以當CO₂過量時即溶液中H₂CO₃過量時，生成物為NaHCO₃，故A式正確。

　　單質(zhì)硅能和燒堿溶液反應生成硅酸鈉和氫氣，NaOH是易溶于水的強堿，Na₂SiO₃。是易溶于水的鹽，均完全電離，故Na⁺可以簡化掉，B式正確。

　　石英的成分是二氧化硅與燒堿液發(fā)生復分解反應生成硅酸鈉和水。故C式正確。

　　碳酸比硅酸酸性強，所以往水玻璃即硅酸鈉的水溶液中通入二氧化碳可以制硅酸。反應物中的Na₂SiO₃和生成物中的Na₂CO₃均為易溶于水的鹽，能完成電離寫成離子式，并且Na⁺可以簡化掉，故D式不正確。

　　 答案：D

　　[例8] 有一鉛錫合金質(zhì)量為100g，完全氧化后得到氧化物的混合物質(zhì)量為116g，求合金中鉛、錫的質(zhì)量分數(shù)各為多少？

　　解法一：

　　分析：設100g鉛錫合金中含錫xg，則含鉛（100-x）g。①Sn氧化后的穩(wěn)定產(chǎn)物是SnO₂（＋4價氧化物穩(wěn)定），Sn的相對原子質(zhì)量為

　　Pb氧化后的穩(wěn)定產(chǎn)物是PbO（＋2價氧化物穩(wěn)定）， Pb的相對原子質(zhì)量為207，PbO的式量為223，（100-x）g Pb氧化生成的PbO質(zhì)量必

　　因為SnO₂與PbO質(zhì)量共為116g，故可列一元一次方程，解方程求出Sn、Pb質(zhì)量。

　　[解] 設100g錫鉛合金中含錫xg，含鉛為（100-x）g。

　　根據(jù)化學式所表示的元素質(zhì)量分數(shù)及題意，列代數(shù)方程式：

　　解得x=43.2（g）

　　100-x=100-43.2=56.8（g）

　　答：合金中錫、鉛質(zhì)量分數(shù)分別為43.2％、56.8％

　　解法二：

　　分析：此題利用物質(zhì)的量計算也很方便。設100g合金中含xg，含鉛為（100-x）g

　　將SnO₂與PbO由物質(zhì)的量換算成質(zhì)量，質(zhì)量和為116g。

　　解：設100g錫鉛合金中含錫為xg，含鉛為（100-x）g

　　Sn的物質(zhì)的量=SnO₂的物質(zhì)的量

　　Pb的物質(zhì)的量=PbO的物質(zhì)的量

　　SnO₂與PbO質(zhì)量和為116g

　　解得 x=43.2（g）

　�。ㄥa的質(zhì)量）

　　100-x=56.8（g）

　�。ㄣU的質(zhì)量）

　　Pb％=1-43.2％=56.8％

　　答：合金中鉛、錫分別占56.8％、43.2％

　　 [例9] 稱取兩份由碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸氫銨組成的混合物7.06g。其中：一份加入過量的鹽酸，可得CO₂為1792mL（在標準狀況下），另一份加熱至質(zhì)量不再減少時為止。冷卻后再跟過量鹽酸反應，可得CO₂為896mL（在標準狀況下）。求原混合物中，碳酸鈉、碳酸氫鈉和碳酸氫銨的物質(zhì)的量之比。

　　分析：此題是根據(jù)化學方程式，計算混合物成分物質(zhì)的量之比的題。解題關(guān)鍵在于正確判斷反應物與生成物、反應物的量與生成物的量之間的關(guān)系。

　　第一份7.06g混合物，各成分都跟過量的鹽酸充分反應，均生成CO₂。CO₂體積之和為1792mL；第二份7.06g混合物加熱后，除碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈉外，碳酸氫銨則因全部轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)物質(zhì)而不存在固體物質(zhì)了�；旌衔镏性�有碳酸鈉及生成的碳酸鈉共同跟過量鹽酸反應，生成896mLCO₂。

　　解 全過程發(fā)生反應的化學方程式為：

　　Na₂CO₃＋2HCl==2NaCl＋H₂O＋CO₂↑

（1）

　　NaHCO₃＋HCl==NaCl＋H₂O＋CO₂↑

（2）

　　NH₄HCO₃＋HCl==NH₄Cl＋H₂O＋CO₂↑

（3）

（4）

（5）

　　　設7.06g該混合物中含Na₂CO₃、NaHCO₃、NH₄HCO₃分別為x、y、zmol

　　從化學方程式（1）（2）（3）可知，第一份7.06g混合物與過量鹽酸反應，共生成CO₂為（x＋y＋z）mol

　　從化學方程式（4）、（5）可知，第二份7.06g混合物加熱，其中

x∶y∶z=0.02∶0.04∶0.02=1∶2∶1

　　答：Na₂CO₃、NaHCO₃、NH₄HCO₃的物質(zhì)的量之比為1∶2∶1。

　新型無機非金屬材料

　　[例10] 新型無機非金屬材料跟傳統(tǒng)硅酸鹽材料相比，有什么特性？

　　【分析】 （1）能承受高溫，強度高。如氮化硅陶瓷在1200℃時仍具有高強度。

　�。�2）具有電學特性。有的可作絕緣體，有的可作半導體、導體、超導體。

　�。�3）具有光學特性。有的能發(fā)出各色光，有的能透過可見光，有的能使紅外線、雷達射線穿過。

　�。�4）具有生物功能。有些對人體組織有較好的適應性，且硬度高、無毒、不溶于水，可直接植于人體內(nèi)。

　　【答案】 略。

　　 　　[例11] 請比較紅寶石和藍寶石成分的異同。人造紅寶石和人造藍寶石各有何用途？

　　【解答】 兩者的主要成分都是Al₂O₃（剛玉）。剛玉中混有少量鉻時，呈現(xiàn)紅色，就形成紅寶石；剛玉中混有少量鈦時，呈現(xiàn)藍色，就形成藍寶石。

　　人造紅寶石硬度高，可制鐘表的軸承，它能放大某一波長的光而產(chǎn)生激光，可作固體激光器。人造藍寶石因能使紫外線和可見光通過，可用于制造光學儀器。

　　 　　[例12] 下列說法正確的是 [ ]

　　A．二氧化硅溶于水顯酸性

　　B．光導纖維傳導光的能力非常強，利用光纜通訊，能同時傳送大量信息

　　C．因為高溫時二氧化硅與碳酸鈉反應放出CO₂，所以硅酸的酸性比碳酸強

　　D．二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸。

　　分析 二氧化硅不溶于水，不溶于強酸，但溶于氫氟酸。因為它能與堿反應生成鹽和水，所以它是酸性氧化物。硅酸酸性比碳酸弱，它反映在CO₂通入Na₂SiO₃溶液可生成硅酸。而SiO₂能和Na₂CO₃高溫下反應生成CO₂，它可說明不揮發(fā)的SiO₂可把氣體CO₂制出，但不能說明碳酸和硅酸的相對強弱。

　　答案：B

4．實戰(zhàn)演練

試題詳情