高考化学考点28 元素位置、原子结构、元素性质之间的相互推断 20页

1 1．“位”、“构”、“性”关系 同一元素的“位、构、性”关系可表示如下： 2．“位”、“构”、“性”关系的应用 （1）应用一：结构与位置互推 （2）应用二：性质与位置互推 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位 置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。 （3）应用三：结构与性质互推 ①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要因素。 ②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。 ③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。 2 考向一 文字叙述式“位—构—性”推断 典例 1 X、Y、Z、M、W 为五种短周期元素。X、Y、Z 是原子序数依次增大的同周期元素，且最外层电 子数之和为 15；X 与 Z 可形成 XZ2 型分子；Y 与 M 形成的气态化合物在标准状态下的密度为 0.76 g·L−1，W 的质子数是 X、Y、Z、M 四种元素质子数之和的 。下列说法正确的是 A．原子半径：W>Z>Y>X>M B．XZ2、X2M2、W2Z2 均为共价化合物 C．由 X 元素形成的单质不一定能导电 D．由 X、Y、Z、M 四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键 【答案】C 1．元素 X、Y、Z 原子序数之和为 36，X、Y 在同一周期，X2+与 Z2−具有相同的核外电子层结构。下列推 测正确的是 A．同族元素中 Z 的氢化物稳定性最高 B．原子半径 X>Y，离子半径 X2+>Z2− C．同主族元素中 X 的金属性最弱 D．同周期元素中 Y 的最高价含氧酸的酸性最强 1 2 3 “序、层”“序、价”规律 （1）“序、层”规律 ①若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前阳后”(阴离子在前一周期，阳离子在后一周期)， 阳离子的原子序数大。 ②同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，阴离子原子序数大。 （2）“序、价”规律 在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致，“价奇序奇，价偶序 偶”。 考向二 表格片段式“位—构—性”推断 典例 1 W、X、Y、Z 四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示。W、X、Y、Z 原子的最外层电子 数之和为 21。下列说法中错误的是 A．元素 X 的单质能与强酸、强碱反应 B．简单阴离子的还原性：W>Z C．气态氢化物的稳定性：W>Y D．元素 W、X 与钠元素可形成化合物 Na3XW6 元素、Z 是 S 元素、W 为 F 元素。Al 单质能与强酸、强碱反应，故 A 正确；非金属性 ZY，故气态氢化物的稳定性：W>Y，故 C 正确；元素 F、 Al 与钠元素可形成化合物 Na3AlF6，故 D 正确。学& 【答案】B 2．X、Y、Z、W、Q 是原子序数依次增大的五种短周期主族元素。其中只有 Z 是金属，W 的单质是黄色固 体，X、Y、W 在周期表中的相对位置关系如图。下列说法正确的是 4 A．五种元素中，原子半径最大的是 W B．Y 与 Z 形成的化合物都可以和盐酸反应 C．简单阴离子的还原性：Y>W D．Z 与 Q 形成的化合物水溶液一定显酸性 考向三 元素推断的综合应用 典例 1 X、Y、Z、R、Q、M 是六种短周期元素，原子序数依次增大。X 是原子半径最小的元素，Y 的气 态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，Z 为地壳中含量最多的元素，R 与 X 同主族；Y、R、Q 最外 层电子数之和为 8，M 的单质为黄绿色有害气体。请回答下列问题： （1）R 在元素周期表中的位置为__________________。 （2）Z、Q、M 简单离子半径由大到小的顺序为(写元素离子符号)___ _______________________。 （3）X、Y、Z 三种元素形成盐类化合物的水溶液呈酸性的原因：_____________________________(用 离子方程式表示)。溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为_______________________________。 （4）YX4M 的电子式为___________________，Q3Y2 与水可剧烈反应，产生沉淀与气体，反应的化学 方程式为___________________________________。 （5）X、Z 两元素形成的原子个数比为 1∶1 的化合物中含有的化学键类型为____________。 （6）M 的单质与 R 的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为_______________________。 （3）H、N、O 三种元素形成盐类化合物为 NH4NO3 溶液呈酸性，其原因： ＋H2O NH3·H2O＋ H＋，溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为 c( )>c( ) >c(H＋) >c(OH－)。 （4）H、N、Cl 形成的化合物为 NH4Cl，其电子式为 ； Mg3N2 易水解生成 Mg(OH)2 + 4NH 3NO + 4NH 5 和 NH3。反应化学方程式为 Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑。 （5）过氧化氢中含有共价键。 （6）Cl2 与 NaOH 反应的离子方程式为 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O。 【答案】（1）第三周期ⅠA 族 （2）Cl－>O2－>Mg2＋ （3） ＋H2O NH3·H2O＋H＋ c( )>c( )>c(H＋)>c(OH－) （4） Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑ （5）共价键 学& （6）Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O 3．Ⅰ.通常情况下，微粒 A 和 B 为分子，C 和 E 为阳离子，D 为阴离子，它们都含有 10 个电子；B 溶于 A 后所得的物质可电离出 C 和 D；A、B、E 三种微粒反应后可得 C 和一种白色沉淀。请回答下列问题： （1）用化学符号表示下列微粒： C：__________，D：__________。 （2）写出 A、B、E 三种微粒反应的离子方程式：________________________________________。 Ⅱ.A、B、C、D、E 是原子序数依次增大的五种短周期元素，A 原子的电子层数与它的核外电子总数相 同，A 与 C、B 与 D 分别为同主族，B 和 C 的最外层电子数之和与 E 的最外层电子数相同。A 与 E 形成 的化合物的化学式为 AE，其分子中含 18 个电子。请回答下列问题： （1）D 元素的原子结构示意图为______________。 （2）由 A、B、C 三种元素形成的化合物的电子式为_______，这种化合物中所含的化学键类型有 ______。 （3）A2B 的沸点高于 A2D，其原因是_______________________________________________。 （4）B、C、E 三种元素形成一种盐，此盐中三种原子个数比为 1∶1∶1，在 25 ℃时，将该盐溶于水， 测得溶液 pH>7，理由是________________________________________________(用离子方程式表示)；将 该盐溶液在空气中露置一段时间后(充分光照，不考虑水分的挥发)，溶液的 pH 近似为 7，则该过程的总 化学方程式为___________________________________。 + 4NH 3NO + 4NH 6 1．短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。X、Y、Z、W 原子的最外层电子数之和为 18，X 原子的最外层电子数是其内层电子数的 2 倍，Y 是地壳中含量最高的元素，Z2＋与 Y2－具有相同的电子层 结构。下列说法正确的是 A．单质的沸点：Y>Z B．X、Y、Z三种元素不可能形成离子化合物 C．X 的最高价氧化物对应的水化物的酸性比 W 的强 D．Y 分别与 Z、W 形成的化合物中化学键类型不相同 2．下表为元素周期表的一部分，其中 X、 Y、Z、W 为短周期元素，Z 元素的核电荷数为 X 与 Y 元素核电 荷数之和。下列说法正确的是 X Y Z W T A.氢化物稳定性 Y 比 W 强，是因为 Y 的氢化物中存在氢键 B．XY2、XW2、ZY2 熔沸点依次增大，都是由共价键形成的分子晶体 C．一定条件下，X 单质能与 ZY2 反应生成 Z 单质，说明 X 的非金属性比 Z 强 D．根据元素周期律，可以推测 T 元素的单质具有半导体特性，钠能与 T 形成 Na2T2 化合物 3．短周期主族元素 X、Y、Z、W、Q 的原子序数依次增大。X 的气态氢化物极易溶于 Y 的氢化物中，常温 下，Z 的块状单质能溶于 W 的最高价氧化物的水化物的稀溶液，却不溶于其浓溶液。下列说法正确的是 A．元素 Y 的最高正化合价为＋6 价 B．简单离子半径的大小顺序为 W>Q>Z＞X>Y C．气态氢化物的稳定性：Q>W D．元素 W 的最高价氧化物对应的水化物酸性比 Q 的强 4．X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期元素。X、W 同主族，Z、W 同周期，X 原子核内质子数是 Y 原子核内质子数的 3/4，W 原子最外层电子数是 Z 原子最外层电子数的 4 倍。下列说法中正确的是 A．原子半径：r(X)＞r(Y)＞r(W)＞r(Z) B．元素 W 的气态氢化物的热稳定性比元素 X 的强 C．X、Y、Z 三种元素形成的化合物中存在离子键和共价键 7 D．Y 和 W 形成的化合物的熔点肯定比 Y 和 Z 形成的化合物的熔点低 5．X、Y、Z、W 为四种短周期元素，有关这四种元素的说法中正确的是 元　素 X Y Z W 原子半径/nm 0.077 0.075 0.102 0.099 最高正价或最低负价 ＋4 ＋5 －2 －1 A．1 mol W 的单质参加氧化还原反应时转移的电子数一定为 2 mol B．W、X、Y 三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强 C．Y 的氢化物与 W 的单质反应的产物中可能含有共价键和离子键 D．0.3 mol Cu 分别与足量 HYO3 或 H2ZO4 的稀溶液反应均产生 0.2 mol 气体 6．短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X 元素的单质可在自然界形成最硬的矿石，Y 原子 最外层有 6 个电子，Z 元素的氧化物可做高温耐火材料且其最高价氧化物的水化物是难溶于水的碱性物 质，W 与 X 同主族。下列叙述正确的是 A．原子最外层电子数由少到多的顺序：X＝W＜Y＜Z B．原子半径由大到小的顺序：r(W)＞r(X)＞r(Y)＞r(Z) C．元素非金属性由强到弱的顺序：X、Y、W D．元素的简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：Y、X、W 7．短周期元素 X、Y、Z、W、Q 在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是 A．原子半径 YY>M 8 C．单质的还原性：R>M>Y>X D．X、Y、M、Z 四种元素组成的离子化合物受热易分解 9．X、Y、Z、W 为元素周期表中前 20 号元素，它们可以组成化学式为 XYZ3W8 的硅酸盐，该化学式中仅 W 显负价。X、Y 的最外层电子数之和与 Z 的最高正化合价的绝对值相等。Y3＋与 W 的阴离子具有相同的 电子层结构。X、W 的质子数之和等于 Y、Z 的质子数之和。下列说法错误的是 A．简单离子半径：X＞Y B．简单气态氢化物的稳定性：Z＜W C．Y 的氧化物既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反应 D．X2W2、Y2W3 两种化合物含有的化学键类型完全相同 10．随原子序数递增，八种短周期元素(用字母 x 等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化 如下图所示。 根据判断出的元素回答问题： （1）f 在周期表中的位置是________。 （2）比较 d、e 常见离子的半径大小(用化学式表示，下同)：________>________；比较 g、h 的最高价 氧化物对应水化物的酸性强弱________>________。 （3）任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其电子式：__________________。 （4）已知 1 mol e 的单质在足量 d2 中燃烧，恢复至室温，放出 255.5 kJ 热量，写出该反应的热化学方程 式：___________________________________________。 （5）上述元素可组成盐 R：zx4f(gd4)2。向盛有 10 mL 1 mol·L－1R 溶液的烧杯中滴加 1 mol·L－1NaOH 溶 液，沉淀的物质的量随 NaOH 溶液体积的变化示意图如下： 9 ①R 溶液中，离子浓度由大到小的顺序是___________________________。 ②写出 m 点反应的离子方程式：____________________________________。 ③若在 R 溶液中改加 20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2 溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为 ________mol。 1．[2018 新课标Ⅲ]W、X、Y、Z 均为短周期元素且原子序数依次增大，元素 X 和 Z 同族。盐 YZW 与浓盐 酸反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得到 YZW 的溶液。下列说法正确的是 A．原子半径大小为 W＜X＜Y＜Z B．X 的氢化物水溶液酸性强于 Z 的 C．Y2W2 与 ZW2 均含有非极性共价键 D．标准状况下 W 的单质状态与 X 的相同 2．[2018 新课标Ⅱ]W、X、Y 和 Z 为原子序数依次增大的四种短周期元素。W 与 X 可生成一种红棕色有刺 激性气味的气体；Y 的周期数是族序数的 3 倍；Z 原子最外层的电子数与 W 的电子总数相同。下列叙述 正确的是[来源:。网] A．X 与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物 B．Y 与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键 C．四种元素的简单离子具有相同的电子层结构 D．W 的氧化物对应的水化物均为强酸 3．[2018 江苏]短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X 是地壳中含量最多的元素，Y 原子的 最外层只有一个电子，Z 位于元素周期表ⅢA 族，W 与 X 属于同一主族。下列说法正确的是 A．原子半径：r(W) > r(Z) > r(Y) B．由 X、Y 组成的化合物中均不含共价键 C．Y 的最高价氧化物的水化物的碱性比 Z 的弱 D．X 的简单气态氢化物的热稳定性比 W 的强 4．[2017 江苏]短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，其中只有 Y、Z 处于同一周期且相邻，Z 是地壳中含量最多的元素， W 是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是 A．原子半径：r(X) < r(Y) < r(Z) < r(W) B．W 的最高价氧化物的水化物是一种弱碱 C．Y 的单质的氧化性比 Z 的强 10 D．X、Y、Z 三种元素可以组成共价化合物和离子化合物 5．[2017 新课标Ⅰ]短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W 的简单氢化物可用作制冷剂，Y 的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由 X、Y 和 Z 三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐 酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是 A．X 的简单氢化物的热稳定性比 W 强 B．Y 的简单离子与 X 的具有相同的电子层结构 C．Y 与 Z 形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红 D．Z 与 X 属于同一主族，与 Y 属于同一周期 6．[2017 新课标Ⅲ]短周期元素 W、X、Y 和 Z 在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层 电子数之和为 21。下列关系正确的是 W X[来源:ZXXK] Y Z A．氢化物沸点：WW C．化合物熔点：Y2X3O，A 错误；B．W 的 最高价的氧化物的水化物是氢氧化钠，是强碱，B 错误；C．氮气的氧化性比氧气弱，C 错误；D．H、 N、O 可以组成 HNO3 等共价化合物，也可以组成 NH4NO3 等离子化合物，D 正确。 【名师点睛】本题考查的是元素周期律，考查学生对元素在元素周期表的位置、原子结构及元素的性质 三者之间的关系理解水平。解题时首先要抓住题干中关键信息，准确推断题给元素；然后确定有关短周 期主族元素在周期表中的位置；最后依据同周期、同主族元素性质的递变规律来推断各选项表述是否正 确。学& 5．【答案】C 【解析】氨可作制冷剂，所以 W 是氮；钠是短周期元素中原子半径最大的，所以 Y 是钠；硫代硫酸钠 与稀盐酸反应生成黄色沉淀硫单质和刺激性气味的气体二氧化硫，所以 X、Z 分别是氧、硫。A．非金属 性 O 强于 N，所以 X 的简单氢化物的热稳定性强于 W 的，A 正确；B．Na、O 的简单离子都具有与氖 原子相同的电子层结构，均是 10 电子微粒，B 正确；C．硫化钠水解使溶液呈碱性，该溶液不能使蓝色 石蕊试纸变红，C 错误；D．S、O 属于ⅥA，S、Na 属于第三周期，D 正确。答案选 C。 【名师点睛】本题考查元素周期表和元素周期律的知识，准确判断出元素是解答的关键，注意从元素及其化 合物知识的角度去判断，例如制冷剂、淡黄色沉淀和刺激性气味气体等，然后再根据元素周期律的知识进行解 答，这就需要掌握（非）金属性的强弱、微粒半径的大小比较等知识，因此平时学习中要夯实基础知识， 同时应注意知识的灵活运用。元素周期表、元素周期律是学习化学的工具和基本规律。元素周期表反映 19 了元素的原子结构、元素的性质及相互转化关系的规律，是根据元素周期律的具体表现形式，元素周期 律是元素周期表排布的依据。元素的原子半径、元素的化合价、元素的金属性、非金属性、原子核外电 子排布都随着原子序数的递增而呈周期性的变化。同一周期的元素原子核外电子层数相同，从左到右原 子序数逐渐增大；同一主族的元素，原子最外层电子数相同，从上到下原子核外电子层数逐渐增大。原 子核外电子排布的周期性变化是元素周期律变化的原因，掌握元素的单质及化合物的结构、反应条件、 物质的物理性质、化学性质等是进行元素及化合物推断的关键。 6．【答案】D 7．【答案】C 【解析】短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加。m、p、r 是由这些元素组成的二元化合物，n 是元素 Z 的单质，通常为黄绿色气体，则 Z 是氯元素，n 是 Cl2；0.01 mol·L–1 r 溶液的 pH 为 2，说明 r 是一元强酸，Cl2 与两种元素组成的化合物反应会产生两种化合物，其中一种 r 是 HCl，另一种物质 q 的 水溶液具有漂白性，则说明 W 是 H 元素；m 是 H2O，q 是 HClO；两种元素组成的化合物 p 与 Cl2 光照 反应产生 HCl，同时产生 s，s 通常是难溶于水的混合物，根据转化关系图可知 p 是甲烷，则 s 可能是 CH3Cl、 CH2Cl2、CHCl3、CCl4 中的几种物质。因此 X 是碳元素，Y 是氧元素。A．根据元素周期律的原子半径 变化规律：同一周期的元素，原子序数越大原子半径越小，同一主族的元素，原子核外电子层数越多， 20 原子半径越大，则原子半径的大小 W＜Y＜X，错误；B．同周期元素，随着原子序数的增大，自左向右 元素的非金属性逐渐增强，则非金属性 Y＞X，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，相应元素的非金 属性越弱，高氯酸的酸性大于碳酸的酸性，则非金属性 Z＞X，氯元素与氧元素组成的常见化合物如次氯 酸等，氯元素显正价，氧元素显负价，由此可判断非金属性 Y＞Z，因此元素的非金属性 Y＞Z＞X，错 误；C．Y 元素的氢化物有 H2O 和 H2O2，二者在常温常压下都为液态，正确；D．X 的最高价氧化物的 水化物是碳酸，该物质是二元弱酸，不是强酸，错误。