文章編號:1005-6629(2007)10-0060-03中圖分類號:G424.74 文獻標識碼:B
在含有相等電子數(shù)目的微粒(等電子微粒)中,10電子與18電子微粒成為2007年高考推斷題中的一個熱點與亮點,在全國理綜卷Ⅱ、寧夏理綜卷、北京理綜卷、天津理綜卷、江蘇高考化學試卷中都有涉及,僅主觀大題中的考查就有5處。這是由于10電子與18電子微粒對應物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),所涵蓋的知識具有極強的輻射與發(fā)散性,對學生化學基本知識與能力起到很好的考查作用,從而倍受高考命題者的青睞。本文對10電子與18電子微粒問題作出歸納并對2007年全國高考部分省市試卷相關推斷題給出分類解析,文后再附2道練習題。
1常見的10電子與18電子的微粒
1.1常見10電子微粒有:
①分子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4
②陽離子:Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH4+
③陰離子:F-、O2-、N3-、OH-、NH2-
總結(jié)方法:以18電子的Ar為基準,原子序數(shù)每小1,就增添1個H原子,可寫出HCl、H2S、PH3、SiH4,將10電子分子中的HF、H2O、NH3、CH4各去掉1個H原子,-F、-OH、-NH2、-CH3均為9電子,每個自身加合可寫出F2、H2O2、N2H4、CH3CH3,或是彼此兩兩組合,又可寫出HFO、NH2F、CH3F、NH2OH、CH3OH、CH3NH2等。將H2O2減少2個H但得
2相關高考題分類解析
2.1 直接由微粒組成的結(jié)構(gòu)特點與某些特性,明確10電子與18電子微粒
題目1(2007年高考全國卷II理綜第26題):用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分別表示含有18個電子的八種微粒(離子或分子),請回答:
(1)A元素是________,B元素是_______,C元素是_________(用元素符號表示)。
(2)D是由兩種元素組成的雙原子分子,其分子式是_________。
(3)E是所有含18個電子的微粒中氧化性最強的分子,其分子式是_________。
(4)F是由兩種元素組成的三原子分子,其分子式是_________,電子式是_________。
(5)G分子中含有4個原子,其分子式是____。
(6)H分子中含有8個原子,其分子式是____。
解析:以18電子Ar為基準,A+、B-、C2-不難推理對應為K+、Cl-、S2-,D是由兩種元素組成的雙原子分子,故D只能是HCl,E是氧化能力最強的18電子分子,想到F2, F是由兩種元素組成的三原子分子,元素之一必為H,而且必定有2個H,F(xiàn)只能是H2S,由微粒組成的結(jié)構(gòu)特點知,4個原子的18電子分子為H2O2或PH3,8個原子的18電子分子為C2H6。
答案:(1)KClS(2)HCl(3)F2(4)H2S(5)H2O2(或答PH3)(6)C2H6
題目2(2007年高考寧夏卷理綜第31題B):已知A、B、C、D和E 5種分子所含原子的數(shù)目依次為1、2、3、4和6,且都含有18個電子。又知B、C和D是由兩種元素的原子組成。請回答:
(1)組成A分子的原子的核外電子排布式是_______。
(2)B和C的分子式分別是_______和______;C分子的立體結(jié)構(gòu)是_______形,該分子屬于_____分子(填“極性”或“非極性”);
(3)若向D的稀溶液中加入少量二氧化錳,有無色氣體生成,則D的分子式是_______,該反應的化學方程式是_______。
(4)若將1mol E在氧氣中完全燃燒,只生成1mol CO2和2mol H2O,則E的分子式是_______。
解析:A為18電子的單原子分子即為Ar,B、C和D是由兩種元素的原子組成的,則元素之一必為H,知B為HCl,C為H2S,D由4個原子組成且D的溶液中投MnO2有無色氣體生成知D為H2O2,1mol E完全燃燒只生成1mol CO2和2mol H2O,推知E為CH4O。
答案:(1)1s22s22p63s23p6(2)HCl H2SV極性(3)H2O22H2O22H2O+O2↑(4)CH4O(答CH3OH也可以)
點評:以上兩題考查了10電子與18電子微粒組成的結(jié)構(gòu)特點,還涉及了核外電子排布、分子極性與空間構(gòu)型等知識點。題目1的第(3)小題考查了對強氧化性的認識,題目2第(3)小題考查了H2O2的催化分解,第(4)小題簡單考查了有機物分子式的確定。題目設計時還可以出現(xiàn)電子式、結(jié)構(gòu)式的書寫。
2.2由粒子之間的反應關系,推理辨析10電子與18電子微粒
題目3(2007年江蘇高考化學試卷第19題):通常情況下,微粒A和B為分子,C和E為陽離子,D為陰離子,它們都含有10個電子,B溶于A后所得的物質(zhì)可電離出C和D;A、B、E三種微粒反應后可得C和一種白色沉淀。請回答:
(1)用化學符號表示下列4種微粒:
A:____;B:____;C:____;D:____。
(2)寫出A、B、E三種微粒反應的離子方程式:____。
2.3 由10電子與18電子微粒的形成及其相互之間的反應牽引發(fā)散其它知識的考查
題目5(2007年高考北京卷理綜第26題):短周期元素的單質(zhì)X、Y、Z在通常狀況下均為氣態(tài),并有下列轉(zhuǎn)化關系(反應條件略去):
已知:a、常見雙原子單質(zhì)分子中,X分子含共價鍵最多。
b、甲分子含10個電子,乙分子含18個電子。
(1)X的電子式是_______。
(2)實驗室可用右圖所示裝置(缺少收集裝置,夾持固定裝置略去)制備并收集甲。
①在圖中方框內(nèi)繪出用燒瓶收集甲的儀器裝置簡圖。
②試管中的試劑是(填寫化學式)_______。
③燒杯中的溶液由無色變?yōu)榧t色,其原因是(用電離方程式表示)_______。
(3)磷在Z中燃燒可生成兩種產(chǎn)物,其中一種產(chǎn)物丁分子中各原子最外層不全是8電子結(jié)構(gòu),丁的化學式是_______。
(4)nmol丁與nmol丙在一定條件下反應,生成4nmol乙和另一化合物,該化合物蒸氣的密度是相同狀況下氫氣的174倍,其化學式是_______。
解析:因為10電子與18電子分子的二元化合物都為氣態(tài)氫化物,甲由X、Y化合得到,乙由Y、Z化合得到,知Y為H2,氣體X為含共價鍵最多的雙原子單質(zhì)分子,知X為N2,氣體Z為Cl2,甲與乙化合得丙即NH3+HCl=NH4Cl,第(2)小題考查NH3的實驗室制法,原理為Ca(OH)2 + 2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑,收集時應采用向下排空氣法,故倒置的燒瓶中玻璃導管應為長進短出,將漏斗倒扣在水面吸收NH3可以防倒吸,NH3溶于水得到的NH3·H2O,電離出OH-呈堿性,故滴有酚酞的蒸餾水可變紅色。P在Cl2中的燃燒產(chǎn)物有PCl3和PCl5,其中PCl5分子中各原子最外層不全是8電子結(jié)構(gòu),但PCl5為非極性分子,而PCl3分子中各原子最外層都是8電子結(jié)構(gòu),PCl3卻為極性分子。nmol PCl5與nmol NH4Cl反應生成4nmol HCl和另一化合物,由質(zhì)量守恒可推其最簡式為PNCl2由其蒸氣密度是相同狀況下H2的174倍,可知其化學式為P3N3Cl6。
答案:(1)(2)①如右圖
點評:本題由10電子與18電子微粒的形成及其相互反應引出氣體的實驗室制備、P與Cl2的反應和產(chǎn)物結(jié)構(gòu)以及新情境下物質(zhì)化學式的推導。
3 供題練習
(1)A、B、C、D、E是中學化學常見的分子和離子,它們具有相同的電子數(shù),且A是由5個原子核組成的粒子,它們之間可發(fā)生如下變化:A+B=C+D,B+E=2D,且D與大多數(shù)酸性氧化物及堿性氧化物均能反應。
①寫出A的電子式:_______;寫出E的電子式:______。
②寫出B、C、D、E的化學式:B ________,C______,D______,E_______。
③用電子式表示D的形成過程:______。
(2)已知A、B、C、D是中學化學中常見的四種不同粒子,它們之間存在如下關系(如右圖)
①如果A、B、C、D均是10電子的粒子,請寫出:A的結(jié)構(gòu)式______;D的電子式______。
②如果A和C是18電子的粒子,B和D是10電子的粒子,請寫出:
①A與B在溶液中反應的離子方程式______。
②根據(jù)上述離子方程式,可以判斷C與B結(jié)合質(zhì)子的能力大小是(用化學式或離子符號表示):______>______。
③已知肼(H2N-NH2)和甲胺(CH3-NH2)都是含18個電子的分子,分析肼和甲胺的結(jié)構(gòu)特點并從中受到啟發(fā),寫出與其具有相同電子數(shù)的有機化合物的結(jié)構(gòu)簡式(至少寫兩個)。
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。”