新课标·跨越高考同步导学与评估
化 学 必修2
目　　录 总复习
第一章 物质结构　元素周期律
　第一节　元素周期表
　第二节　元素周期律
　第三节　化学键
第二章　化学反应与能量
　第一节　化学能与热能
　第二节　化学能与电能
　第三节　化学反应的速率和限度
第三章　有机化合物
　第一节　最简单的有机化合物——甲烷
　第二节　来自石油和煤的两种基本化工原料
　第三节　生活中两种常见的有机物
　第四节　基本营养物质
第四章　化学与自然资源的开发利用
　第一节　开发利用金属矿物和海水资源
　第二节　资源综合利用　环境保护
第一章 物质结构　元素周期律
第一节　元素周期表
第1课时　元素周期表
　　三维目标
思维激活
　　俄罗斯化学家门捷列夫(1834－1907)在研究前人所得成果的基础上，发现一些元素除有特性之外还有共性，于是开始试着排列这些元素。经过了一系列的排队以后，他发现了元素化学性质的规律性。当有人轻
松地说他是用玩扑克牌的方法得到
这一伟大发现时，门捷列夫却认真
地回答说，从他立志从事这项探索
工作起，花了大约20年的功夫，才
终于在1869年制出了第一张元素周
期表。你想知道元素周期表是怎样
绘制的吗？
自学导引
　　一、元素周期表的发展史
　　1．1869年，俄国化学家门捷列夫将已知的元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵行，制出了第一张元素周期表。
　　2．随着化学科学的不断发展，元素周期表中元素的排序依据改为原子的核电荷数。
　　3．按照元素在周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数。原子的原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系:
　　原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数
　　二、元素周期表(长式)的结构
　　1．元素周期表的排列原则
　　横行：电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。
　　纵行：最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列。
2．元素周期表的结构
　　(1)周期
　　元素周期表有7个横行，叫做周期。
　　每一周期中元素的电子层数相同,从左到右原子序数递增。
　　其中,第一、二、三周期称为短周期,其他周期均为长周期。
　　(2)族
　　元素周期表有18个纵行，称为族。
　　主族：元素的族序数后标A
　　副族：元素的族序数后标B
　　Ⅷ族：第8、9、10纵行
　　0族：稀有气体元素
　　思考题　某同学总结ⅡA族元素原子的最外层电子数都为2，由此得出原子最外层电子数为2的元素就一定是ⅡA族元素。你认为正确吗？
　　答案　不正确；0族中的He元素和某些副族元素(如Zn)原子的最外层电子数也为2。
名师解惑
　　一、元素周期表(长式)的结构
1．第七周期属于长周期，因目前尚未排满也称不完全周期，若排满应包括32种元素。
　　2．0族元素原子最外层电子数为8(He元素为2)，因化学性质不活泼，把它们的化合价定为0，叫做0族，在元素周期表的第18纵行。
　　3．Ⅷ族包括周期表中第8、9、10三个纵行，其余15个纵行，每个纵行为一族，因此周期表18个纵行共16个族。
　　4．周期表中族的排列方式
　　1～7纵行：ⅠA→ⅡA→ⅢB→…→ⅦB
　　8、9、10纵行：Ⅷ
　　11～18纵行：ⅠB→ⅡB→ⅢA→…→ⅦA→0
　　5．过渡元素包括所有的副族元素和Ⅷ族元素，且都是金属元素。
[特别提醒]
　　①0族及Ⅷ族不属于主族也不属于副族，所以表示族序数时，后面不能加A和B。
　　②最外层电子数相同的元素不一定在同一族，同族元素最外层电子数不一定相同，如某些副族和0族。但同一主族元素最外层电子数均相同。
　　③副族元素都是过渡元素，但过渡元素不都是副族元素，还包括Ⅷ族元素。
二、元素周期表中的数字规律
　　1．周期序数＝原子的电子层数
　　主族序数＝主族元素原子的最外层电子数
　　2．镧系和锕系各有15种元素，因性质相近，分别在周期表中占同一个位置，因此到目前为止，元素种类最多的族是ⅢB族。
　　3．元素原子序数差
　　同周期ⅢA族与ⅡA族元素原子序数差，从第二周期到第七周期分别为1、1、11(加过渡元素10种)、11、25(镧系15种，加14)、25(锕系15种，加14)。
　　ⅠA族内自上而下，相邻周期原子序数差值为2、8、8、18、18、32；0族内自上而下，相邻周期原子序数差值为8、8、18、18、32、32。
典例导析
　　知识点1：元素周期表的结构
　　例1　下列有关元素周期表的说法中正确的是(　　)
　　A．元素周期表中元素种类最多的周期是第五周期
　　B．长周期中每个周期所含元素种类可能是8种、18种或32种
　　C．元素周期表中每个纵行均是一个族
　　D．ⅦA族元素即卤族元素
　　解析　元素周期表中第六周期的镧系、第七周期的锕系分别包含15种元素，长周期第四、五、六周期分别包含18、18、32种元素；周期表中的第8、9、10纵行同为Ⅷ族元素；第ⅦA族元素包括F、Cl、Br、I、At，又称卤族元素。
　　答案　D
跟踪练习1　下列各表中的数字均代表元素的原子序数，其表示的元素与它们在元素周期表中的相对位置合理的一组是(　　)
　　答案　A
知识点2：元素周期表中的数字规律
　　例2　原子序数为x的元素位于周期表中的ⅡA 族，则原子序数为x＋1的元素不可能处在(　　)
　　A．ⅢA族 B．ⅠA族
　　C．镧系元素 D．ⅢB族
　　解析　原子序数为x的元素位于ⅡA族，而与之相邻原子序数为x＋1的元素可能位于ⅢA族或ⅢB族，其中镧系属于ⅢB族。
　　答案　B
　　跟踪练习2　同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是(　　)
　　A．16 B．26 C．36 D．46
　　答案　D
第2课时　元素的性质与原子结构
　　三维目标
思维激活
　　纵观化学史，在元素周期律的发现过程中，不论是拉瓦锡的最初尝试，还是德贝莱纳、纽兰兹、门捷列夫等人的具体探索，无不浸透着科学家对化学的探究。这些探究不仅表现在元素周期律的外部形式之上，而且深入到了它的内部联系之中。科学家的探究途径中化学实验贡献甚大，化学实验是化学基石，是检验化学理论的标准。那么，如何通过实验来探究元素结构与性质的关系呢？
自学导引
　　一、碱金属元素
　　1．原子结构
相同点：最外层均为1个电子。
　　不同点：随着核电荷数的增加，电子层数递增，原子半径递增。
　　2．化学性质
　　(1)钾的化学性质的实验探究及其与钠的比较
　　①钾的保存及取用方法
　　钾保存在煤油中，取用时先用镊子夹取，再用滤纸吸干煤油，然后在玻璃片上用小刀切割。
　　②钾、钠性质的实验探究与对比
(2)碱金属元素化学性质的特点
　　①相似性：原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们都能与氧气等非金属单质及水反应。
　　4Li＋O2 2Li2O
　　2Na＋O2 Na2O2
　　2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
　　2K＋2H2O＝2KOH＋H2↑
　　思考题1　完成下列离子方程式。
　　(1)锂与稀盐酸反应的离子方程式为
____________________________________。
　　(2)铷与水反应的离子方程式为
____________________________________。
　　答案　(1)2Li＋2H＋＝2Li＋＋H2↑
　　(2)2Rb＋2H2O＝2Rb＋＋2OH－＋H2↑
②差异性：随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。碱金属元素的性质也有差异，从锂到铯，单质还原性逐渐增强，如钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈。
　　3．单质的物理性质
　　相似性：都是银白色金属(铯略带金色光泽)，较柔软，有延展性，密度都比较小，熔点也都比较低，导电、导热性能都很好。
　　递变性：从锂到铯，密度逐渐增大(钾的密度反常)，熔、沸点逐渐降低。
二、卤族元素
　　1．原子结构

　　
　　(1)相同点：最外层都是7个电子。
　　(2)不同点：随核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。
　　2．单质的物理性质
F2　Cl2　Br2　I2
　　(1)颜色：由浅到深。
　　(2)密度：由小到大。
　　(3)熔、沸点：由低到高。
3．单质的化学性质
　　(1)卤素单质与氢气反应的比较
(2)卤素间的置换反应实验


　　思考题2　砹(At)是卤素中原子序数最大的元素，则通常条件下砹应该是______(填“深”或“浅”)色______体，______(填“易”或“难”)与H2化合，产物的稳定性______。
　　答案　深；固；难；差
名师解惑
　　一、元素的金属性、非金属性强弱的判断依据
　　1．金属性强弱的判断依据
　　(1)元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行，则其金属性越强。
　　(2)元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则其金属性越强。
　　(3)金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A置换出B，则A的金属性强于B。
　　(4)在金属活动性顺序表中，前者的金属性强于后者。
　　(5)金属阳离子的氧化性越强，则其单质的还原性越弱，元素的金属性越弱(注：Fe的阳离子仅指Fe2＋)。
2．非金属性强弱的判断依据
　　(1)非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行，则其非金属性越强。
　　(2)非金属元素气态氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强。
　　(3)元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则其非金属性越强。
　　(4)非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A置换出B，并且A体现出氧化性，则A的非金属性强于B。
　　(5)非金属阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱。
二、同主族元素的相似性、递变性和特殊性
　　1．原子结构
　　(1)相似性：最外层电子数相同。
　　(2)递变性：随着核电荷数的增加，电子层数递增，原子半径逐渐增大。
　　2．化学性质
　　(1)相似性：
　　①能发生相似的化学反应。
　　如碱金属都能与O2、Cl2等非金属反应，都能与水反应；卤素单质都能与H2、H2O等反应。
　　②同类化合物中元素化合价相同，化学式形式相同。
如碱金属氢氧化物都可表示为ROH，卤素单质分子式都可表示为X2，氢化物都可表示为HX。
　　(2)递变性：随着核电荷数的增加,元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱；单质还原性逐渐增强,氧化性逐渐减弱;最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,酸性逐渐减弱;非金属单质与H2化合逐渐变难,氢化物的稳定性逐渐降低。
　　(3)特殊性：因递变性的影响，同一主族元素均有一定的特殊性，首尾两种元素更明显。碱金属中锂(Li)的单质和化合物的性质与镁(Mg)的单质和化合物相似，而与其他碱金属不同，如Li与水较难反应，产物LiOH微溶等。卤素中氟的化学性质具有特殊性，如氟无正价，F2与水反应的化学方程式为2F2＋2H2O＝4HF＋O2↑(其他卤素均可表示为X2＋H2O＝HX＋HXO)，HF是弱酸(其他HX均为强酸且从上到下HX的酸性逐渐增强)。
典例导析
　　知识点1：金属性与非金属性强弱的判断
　　例1　X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素，下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是(　　)
　　A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
　　B．Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定
　　C．Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
　　D．X在暗处可与H2反应，Y在加热条件下才能与H2反应
　　解析　X原子比Y原子的电子层数多，X在Y的下方，则非金属性X比Y弱，A项不正确；元素氢化物越稳定，其非金属性越强，B项不正确；Y能置换NaX中的X，则非金属性X比Y弱，C项不正确；单质与H2化合越容易，其非金属性越强，D项正确。
　　答案　D
跟踪练习1　下列叙述中一定能说明A的金属性比B强的是(　　)
　　A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
　　B．A原子的电子层数比B原子的电子层数多
　　C．1 mol A从酸中置换的H2比1 mol B从酸中置换的H2多
　　D．常温时，A能从酸中置换出氢气，而B不能反应
　　答案　D
　　知识点2：同主族元素性质的相似性、递变性和特殊性
　　例2　某学生做同主族元素性质递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。现在请你帮助该学生整理并完成实验报告。
　　(1)实验目的：__________________________________。
　　(2)实验用品：
药品:氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳
　　仪器：①__________；②__________。(请填写两件主要的玻璃仪器)
　　(3)实验内容(在下列空格内填写相关内容)：

　　(4)实验结论：__________________________________。
　　(5)问题和讨论：
　　①请用结构理论简单说明得出上述结论的原因。
　　②由于F2过于活泼，很难设计一个简单的实验验证其氧化性强弱。试列举两项事实说明F的非金属性比Cl强。
解析　(1)元素周期律具体包括同一周期与同一主族的变化规律。根据以下给出的实验内容不难看出，该学生是想以ⅦA族为例，设计实验验证同一主族元素性质的递变规律。(2)本实验属于试管实验，主要使用试管和胶头滴管。(3)根据提供的药品，该学生显然是用Cl2、Br2、I2之间的置换反应来证明它们的氧化性强弱，用四氯化碳将置换出来的Br2或I2萃取出来，以增强实验的准确性和说服力。(4)该小题具有一定的开放性，比如：Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱或Cl、Br、I的非金属性依次减弱均可，但最好与该实验的目的相对应：同一主族，自上而下，元素非金属性依次减弱。(5)①该题应该主要从原子核对最外层电子的引力方面来回答。②一般来说，置换反应能直接说明两种单质的氧化性强弱，但F2过于活泼，不好直接置换Cl2，只能用间接的证据。如：它们与氢气反应的难易程度，与水反应的难易程度，它们气态氢化物的稳定性等。
答案　(1)探究同一主族元素性质的递变规律
　　(2)试管；胶头滴管
　　(3)①将少量新制氯水注入盛有少量NaBr溶液的试管中，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡；加入氯水后，溶液由无色变为橙色，注入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为橙红色
　　②将少量新制溴水注入盛有少量KI溶液的试管中，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡；加入溴水后，溶液由无色变为褐色，注入四氯化碳后，水层颜色变浅，四氯化碳层(下层)变为紫红色
　　(4)同一主族，自上而下，元素非金属性依次减弱
　　(5)①同一主族，自上而下，元素原子的电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱。
　　②F2在冷暗处就可以与H2剧烈反应而爆炸，而Cl2与H2只有在光照或点燃的条件下才能反应；HF比HCl稳定。
跟踪练习2　下列关于碱金属的原子结构和性质的叙述中不正确的是(　　)
　　A．碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失去
　　B．碱金属都是强还原剂
　　C．碱金属都能在O2中燃烧生成过氧化物
　　D．碱金属都能与水反应生成碱
　　解析　碱金属元素的原子和单质，在结构和性质上，既有相似性又有差异性。 如锂单质在O2中燃烧只生成Li2O，无过氧化物生成。
　　答案　C
第3课时　核　　素
　　三维目标
思维激活
　　始于19世纪末，历时近十年，人类为探索构成物质的基础——原子的构造，作出了巨大的努力，他们出色的实验方法及由此而建立的有关原子结构的理论，在人类科学发展史上写下了光辉的一页，其中有数十位科学家获得了相应的诺贝尔物理、化学奖。正是前人杰出的研究成果，我们才有了对原子结构清晰的认识。那么，原子内部结构是怎样的呢？
　　自学导引
　　一、原子的组成
原子核内质子数和中子数之和称为质量数。
　　符号 中，A表示X原子的质量数；Z表示X原子的质子数，即核电荷数；m表示1个 是由m个X原子构成的；n表示离子所带电荷的正(或负)和数值，n＞0表示阳离子，n＜0表示阴离子，n＝0表示中性。
　　思考题1　是否所有的原子中都含有中子？
　　答案　不是，如 中就没有中子。
　　二、元素、核素和同位素
　　1．元素：具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称。
　　2．核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。
3．同位素
　　(1)概念：具有相同的质子数和不同的中子数的同一种元素的原子互称为同位素。例如， 、 (或D)、 (或T)都是氢的同位素。
　　思考题2　 、H＋、H2、D2O、 五种粒子中都含有氢______，其中粒子______互称为同位素。
　　答案　元素； 和
　　(2)应用：
　　① 和 用于制造氢弹；
　　② 用做相对原子质量计算的标准， 用于考古学上测定文物的年代；
　　③ 用于制造原子弹和核发电；
　　④利用放射性同位素释放的射线育种、治疗癌症和肿瘤。
三、相对原子质量
　　1．原子(或核素)的相对原子质量：以一个12C原子质量的1/12作为标准，X原子的质量跟它相比所得的数值即为X的相对原子质量。

　　2．元素的相对原子质量：是该元素的各种核素的原子数百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值。
　　如A、B、C…为某元素的不同核素，其原子数百分比分别为a%、b%、c%…，则该元素的相对原子质量为MA·a%＋MB·b%＋MC·c%＋…，其中MA、MB、MC…分别表示核素A、B、C…的相对原子质量。
　　思考题3　由 形成的氢气分子有几种？有几种不同的相对分子质量？
　　答案　6种；5种
名师解惑
　　一、原子和离子结构中的数量关系
　　1．质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
　　2．原子：核电荷数＝核内质子数＝核外电子数
　　3．阳离子：核电荷数＝核内质子数>核外电子数
　　4．阴离子：核电荷数＝核内质子数<核外电子数
　　二、元素、核素和同位素概念的辨析
　　1．元素
　　(1)确定元素种类的唯一标准是原子的核电荷数(即质子数)，与中子数没有任何关系。
　　(2)“同一类”指质子数相同的各种不同原子及相同原子的不同状态(即游离态和化合态)。
2．核素
　　核素是确定的一种原子,这个概念有两个要素：原子核内的质子数和中子数,只有这两个要素都确定了才能称为核素。
　　3．同位素
　　同位素是把质子数相同的不同核素联系在一起。大多数元素都有同位素，同一种元素的各种同位素虽然中子数和质量数各不相同，但因为它们的核电荷数相同，所以它们的物理性质不同，但化学性质几乎完全相同。同位素在元素周期表中占据相同的位置，同位素也因此而得名。
　　4．元素、核素、同位素的相互关系：
典例导析
　　知识点1：有关粒子的质量数、质子数、中子数和核外电子数的关系


　　答案　C
跟踪练习1　石材的放射性常用镭( )作为标准，居里夫人(Marie Curie)因对 元素的研究曾两度获得诺贝尔奖。下列有关镭( )的叙述中不正确的是(　　)
　　A． 原子核内有138个中子
　　B． 原子核外有88个电子
　　C． 原子核内有88个质子
　　D． 元素位于第三周期
　　答案　D
知识点2：有关元素、核素和同位素概念
　　例2　下列说法中正确的是(　　)
　　A．质子数相同的粒子一定属于同种元素
　　B．质量数相同的原子一定是同一种核素
　　C．不同元素的核素质量数可能相同
　　D．镧系中15种元素在元素周期表中占同一格，所以互称为同位素
　　解析　A中粒子可以是原子、分子或离子，所以不正确，B中质量数相同并不一定质子数和中子数都相同，如14C和14N等，故不正确；不同元素的核素质子数不同，但质量数可能相同，如 与 ，C正确；D中镧系15种元素质子数互不相同，不是同位素。
　　答案　C
跟踪练习2　简单原子的原子结构可用下图表示方法形象表示：
　

　
　　其中●表示质子或电子，○表示中子，则下列有关①②③的叙述中正确的是(　　)
　　A．①②③互为同位素
　　B．①②③互为同素异形体
　　C．①②③是三种化学性质不同的粒子
　　D．①②③具有相同的质量数
　　答案　A
第二节　元素周期律
第1课时　原子核外电子的排布
　　三维目标
思维激活
　　电子的质量很小(9.1095×10－31 kg)，运动的空间范围很小(直径约为10－10 m)，运动的速度极快(接近光速)，核外电子运动没有确定的路线，不能测量或计算出它在某一时刻所处的位置，也不能准确描绘出它的运动轨迹。那么核外电子是如何排布的呢？
　　自学导引
一、核外电子的分层排布
　　在多电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高，把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层(如右图)。电子总是先从内层排起，这又叫核外电子的分层排布。其关系如下表：
二、1～20号元素原子核外电子排布
三、结构示意图
　　结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。
　　在原子结构示意图中，“圈”表示原子核及核内质子数，“弧”表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数，核内质子数与核外电子数相等。
　　在离子结构示意图中，核内质子数与核外电子数不相等。
　　思考题　试用结构示意图表示下列粒子：Na、S、Mg2+、Cl－。

　　答案 、 、 、
名师解惑
　　一、核外电子的排布规律
　　1．核外电子总是最先排布在能量最低的电子层里，然后依次排布在能量较高的电子层里。
　　2．各电子层最多容纳2n2(n代表电子层)个电子。
　　3．最外层电子数不超过8个(K层不超过2个)。
　　4．次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。
　　[特别提醒]
　　以上四条规律相互联系和制约，一般以少为准，如K原

子为 而不能写成 ，因为尽管第三层最多

可排2×32＝18个，但作为最外层不能超过8个。
二、1～20号元素原子核外电子排布的特殊性
　　1．最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。
　　2．最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。
　　3．最外层电子数和次外层电子数相等的原子有Be、Ar。
　　4．最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。
　　5．最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。
　　6．最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。
　　7．次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。
　　8．内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。
　　9．电子层数和最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。
　　10．电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。
　　11．最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。
　　12．最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。
典例导析
　　知识点1：电子排布规律的应用
　　例1　某原子核外的M电子层和L电子层的电子数的关系是(　　)
　　A．大于 B．小于　　C．等于 D．不能确定
　　解析　当M层为最外层时，电子数最多不超过8个；当M层不是最外层时，电子数最多不超过18个。L层电子数一定为8个，所以它们实际容纳的电子数的大小关系不能确定。
　　答案　D
　　跟踪练习1　某元素的原子核外有3个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6，则该