2022-2023版高中化學(xué) 第1章 原子結(jié)構(gòu)章末復(fù)習(xí)章末重難點(diǎn)專題突破學(xué)案 魯科版選修3

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1、2022-2023版高中化學(xué) 第1章 原子結(jié)構(gòu)章末復(fù)習(xí)章末重難點(diǎn)專題突破學(xué)案 魯科版選修3 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.理清能層、能級(jí)和原子軌道之間的能量和數(shù)量關(guān)系。2.理解原子核外電子排布的規(guī)律、規(guī)則,能用不同的方法表示原子的結(jié)構(gòu)。3.靈活利用“位—構(gòu)—性”的關(guān)系,掌握元素周期律的綜合題的分析方法。4.能根據(jù)原子核外電子排布的特點(diǎn)、元素及化合物的特殊性質(zhì)進(jìn)行元素的推斷。 一、能層、能級(jí)、原子軌道與原子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的考查 例1 (2018·樂(lè)山沫若中學(xué)月考)下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.任何一個(gè)能層最多只有s、p、d、f四個(gè)能級(jí) B.同一原子中,2p、3p、4p能級(jí)的軌道數(shù)依次增多 C

2、.在一個(gè)多電子原子中,不可能有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子 D.在一個(gè)多電子原子中,N層上的電子能量肯定比M層上的電子能量高 答案 C 解析 第5能層開(kāi)始含有5個(gè)能級(jí),A錯(cuò)誤;不同電子層中p軌道均為3個(gè),則同一原子中,2p、3p、4p能級(jí)的軌道數(shù)相同, B錯(cuò)誤;在多電子的原子中,電子填充在不同的能層,能層又分不同的能級(jí),同一能級(jí)又有不同的原子軌道,每個(gè)軌道中最多可以填充兩個(gè)電子,自旋相反,在一個(gè)基態(tài)多電子的原子中,不可能有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子,C正確;由構(gòu)造原理得:3d軌道上電子的能量比4s軌道上的要高,D錯(cuò)誤。 方法規(guī)律——能層、能級(jí)、原子軌道與原子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系 (1)同一能

3、層,不同能級(jí)其原子軌道形狀不同,數(shù)目不同;不同能層,同種能級(jí)其原子軌道形狀相同,半徑不同,能量不同。 (2)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與能層、能級(jí)、自旋狀態(tài)有關(guān),同一原子內(nèi)部不存在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子。 二、核外電子排布表示方法的考查 例2 (2017·安陽(yáng)一中高二期中)下列化學(xué)用語(yǔ)的表達(dá)正確的是(  ) A.原子核內(nèi)有10個(gè)中子的氧原子:O B.氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖: C.Fe3+的最外層電子排布式:3s23p63d5 D.基態(tài)銅原子的外圍電子軌道表示式: 答案 C 解析 原子核內(nèi)有10個(gè)中子的氧原子應(yīng)表示為O,A錯(cuò)誤;氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖為,B錯(cuò)誤;Fe的原子序數(shù)是26,故Fe3+

4、的最外層電子排布式為3s23p63d5,C正確;銅的原子序數(shù)是29,基態(tài)銅原子的外圍電子排布符合洪特規(guī)則的特例,外圍電子軌道表示式為,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 易誤提醒——核外電子的排布表示方法的常見(jiàn)誤區(qū) (1)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí),雖然電子按ns、(n-1)d,np的順序填充,但在書寫電子排布式時(shí),仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2正確,F(xiàn)e:1s22s22p63s23p64s23d6錯(cuò)誤。 (2)在畫基態(tài)原子的軌道表示式時(shí),常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤: ①(違反能量最低原則) ②(違反泡利不相容原理) ③(違反洪特規(guī)則) ④(違反洪特規(guī)則) ⑤畫軌道表示式時(shí),省

5、略空軌道。如C的軌道表示式應(yīng)為,而不是。 三、基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律的綜合考查 例3 (2018·邢臺(tái)市月考)下列由電子排布式或軌道表示式所得的結(jié)論錯(cuò)誤的是(  ) 選項(xiàng) 電子排布式 結(jié)論 A 1s22s22p2p2p 違背洪特規(guī)則 B 1s22s22p63s23p63d3 違背能量最低原則 C N的軌道表示式: 違背泡利不相容原理 D 1s22s22p63s23p63d54s1 違背能量最低原則 答案 D 解析 A項(xiàng)2px,2py,2pz就是2p能級(jí)的3個(gè)簡(jiǎn)并軌道,兩個(gè)電子排入2p能級(jí),它們將分別占據(jù)2個(gè)簡(jiǎn)并軌道且自旋相同,而不是自旋相反地?cái)D入其中

6、一個(gè)軌道,違反洪特規(guī)則;B項(xiàng) 3d軌道能量高于4s軌道,所以電子排布優(yōu)先占據(jù)4s軌道,電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2,違反能量最低原則;C項(xiàng)1s、2s軌道上兩個(gè)電子自旋方向相同,違反泡利不相容原理;D項(xiàng)電子排布式是正確的,此時(shí)3d和4s軌道均為半充滿結(jié)構(gòu),能量較低,符合三個(gè)原理。 易誤提醒——關(guān)于核外電子排布規(guī)律理解的常見(jiàn)誤區(qū) (1)只考慮能量最低原則而忽視構(gòu)造原理,例如,要先排4s能級(jí)再排3d能級(jí)。 (2)書寫軌道表示式時(shí),只考慮泡利不相容原理或洪特規(guī)則。 四、元素的電離能和電負(fù)性的規(guī)律及應(yīng)用 例4 下列關(guān)于電離能和電負(fù)性的說(shuō)法中不正確的是(  ) A.

7、元素電負(fù)性越大,元素的非金屬性越強(qiáng) B.通常元素的第一電離能越小,元素的金屬性越強(qiáng) C.根據(jù)元素逐級(jí)電離能的數(shù)值可以確定主族元素的最高化合價(jià) D.在形成化合物時(shí),元素的電負(fù)性大的顯正價(jià),電負(fù)性小的顯負(fù)價(jià) 答案 D 解析 元素的電負(fù)性越大,非金屬性越強(qiáng),得電子能力越強(qiáng),在化合物中顯負(fù)價(jià),A正確,D錯(cuò)誤;電離能和金屬性某種程度上都可以理解為失去電子的能力,而通常這是一致的,B項(xiàng)正確;同一電子層中電子的電離能相差不大,層與層之間電子的電離能數(shù)值上會(huì)發(fā)生突變,相差較大,所以根據(jù)逐級(jí)電離能的數(shù)值可以確定元素的核外電子的分層排布情況,主族元素的最高化合價(jià)等于其最外層電子數(shù),C正確。 方法規(guī)律

8、 (1)利用元素的第一電離能和電負(fù)性的大小可以比較元素金屬性、非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱。 (2)利用兩種元素電負(fù)性的相對(duì)大小可以判斷化合物的類型、化學(xué)鍵的類型以及元素化合價(jià)的正負(fù)。 (3)利用元素的逐級(jí)電離能可以判斷原子核外電子的分層排布情況和可能的化合價(jià)。 五、元素周期律的綜合應(yīng)用 例5 (2017·山西重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體高三期中)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下: ①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3?、?s22s22p3?、?s22s22p5 則下列有關(guān)比較中正確的是(  ) A.第一電離能:④>③>②>① B.原子半徑:④>③>②>① C.電負(fù)

9、性:④>③>②>① D.最高正化合價(jià):④>③=②>① 答案 A 解析 根據(jù)元素的基態(tài)原子的電子排布式可知,①②③④分別是S、P、N、F元素。非金屬性越強(qiáng),第一電離能越大,但由于P元素的3p軌道處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強(qiáng),第一電離能P大于S,故第一電離能:④>③>②>①,A正確;原子半徑應(yīng)該是②>①>③>④,B錯(cuò)誤;非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大,則電負(fù)性應(yīng)該是④>③>①>②,C錯(cuò)誤;F沒(méi)有正價(jià),D錯(cuò)誤。 易錯(cuò)警示 (1)同周期從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì),但要注意第ⅡA族的反常(如Be>B,Mg>Al),第ⅤA族的反常(如N>O,P>S)。同主族從上到下元素的第一電離能逐漸減小。 (

10、2)一般情況下元素的電離能越小,元素的電負(fù)性越大,但是電離能有特殊情況。 六、元素的推斷及應(yīng)用 例6 已知元素周期表中1~18號(hào)元素中的四種元素的簡(jiǎn)單離子W3+、X+、Y2-、Z-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),下列判斷正確的是(  ) A.元素的第一電離能:X>W(wǎng) B.離子的還原性:Y2->Z- C.氫化物的穩(wěn)定性:H2Y>HZ D.原子半徑:X<W 答案 B 解析 1~18號(hào)元素中的四種元素的簡(jiǎn)單離子W3+、X+、Y2-、Z-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則W和X是金屬元素,且在周期表中W位于X的右側(cè),Y和Z是非金屬元素,在周期表中位于W和X的上一周期,其中Z位于Y的右側(cè)。同周期元素從左

11、到右金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng),即金屬性:X>W(wǎng),非金屬性:Z>Y,所以元素的第一電離能:X<W,原子半徑:X>W(wǎng),離子的還原性:Y2->Z-,氫化物的穩(wěn)定性:H2Y<HZ,故B項(xiàng)正確。 方法規(guī)律 當(dāng)離子的電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí),可利用“陰上陽(yáng)下,序大徑小”的原則,確定元素在周期表中相對(duì)位置,再結(jié)合元素周期律分析選項(xiàng)。 七、基于元素推斷的綜合考查 例7 在元素周期表前四周期中,有A、B、C、D四種元素,它們的原子序數(shù)依次增大,A原子有3個(gè)未成對(duì)電子;B元素原子次外層有8個(gè)電子,1 mol B單質(zhì)與足量鹽酸反應(yīng)可生成1 mol H2,B單質(zhì)不易與冷水反應(yīng);C元素的+3價(jià)離子的d軌道是半充

12、滿的;D元素易形成-1價(jià)離子。 (1)填寫下表: 元素 A B C D 名稱、符號(hào) 電子排布式 軌道表示式 — — 屬于哪個(gè)區(qū) (2)A元素位于第______周期______族, B元素位于第______周期______族。 (3)C元素位于第______周期______族,C2+的電子排布式為_(kāi)______________________, (4)寫出B與D兩種元素形成的化合物的電子式:______________________________, 此化合物屬于______化合物。 (5)四種元素中

13、電負(fù)性最大的元素是______(用元素符號(hào)表示,下同),第一電離能最小的元素是____________。A、B兩種元素的原子半徑大小關(guān)系是______________,單核離子的離子半徑大小是________________________________________________________。 答案 (1) 元素 A B 名稱、符號(hào) 氮N 鎂Mg 電子排布式 1s22s22p3 1s22s22p63s2 軌道表示式 屬于哪個(gè)區(qū) p區(qū) s區(qū) 元素 C D 名稱、符號(hào) 鐵Fe 溴Br 電子排布式 1s22s2 2p63s2 3p6

14、3d64s2 1s22s22p6 3s23p63d10 4s24p5  軌道表示式 — — 屬于哪個(gè)區(qū) d區(qū) p區(qū) (2)2?、魽 3?、駻 (3)4 Ⅷ 1s22s22p63s23p63d6 (4) 離子 (5)N Mg Mg>N Mg2+<N3- 解析 A原子有3個(gè)未成對(duì)電子,其價(jià)電子排布為2s22p3或3s23p3;1 mol B與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生1 mol H2,B為ⅡA族元素Mg或Ca,又由于B比A的原子序數(shù)大且不易與冷水反應(yīng),則B為Mg元素,那么A為氮元素。C元素的+3價(jià)離子的d軌道是半充滿的即3d5,那么它的原子的價(jià)電子排布式為3d64s2,C為鐵元素;D元素在第4周期(原子序數(shù)比C大)且易形成-1價(jià)陰離子,它是溴元素。推出了A、B、C、D四種元素,則(1)~(5)小題可依次推理作答。 方法規(guī)律 解答原子結(jié)構(gòu)、元素在元素周期表中的位置、元素及其化合物的性質(zhì)間的推斷試題的思路一般可用下面的框線關(guān)系表示:

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