2022高考化学第5章物质结构元素周期律第2节元素周期律和元素周期表考点2元素“位_构_性”的推断讲与练含解析

第五章　物质结构　元素周期律李仕才考点二　元素“位—构—性”的推断1．元素位—构—性的关系元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质，元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。2．三者的推断关系(1)结构与位置的互推①明确四个关系式a．电子层数＝周期序数。b．质子数＝原子序数。c．最外层电子数＝主族序数。d．主族元素的最高正价＝最外层电子数。最低负价＝－|8－最外层电子数|。②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律8\na．各周期所能容纳元素种数。b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。c．同族上下相邻元素原子序数的关系。(2)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。主要包括：①元素的金属性、非金属性。②气态氢化物的稳定性。③最高价氧化物对应水化物的酸碱性。④金属与H2O或酸反应的难易程度。例如①根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强，则可知A、B、C在同周期中按C、B、A的顺序从左向右排列。②根据元素在周期表中的位置关系可以推断元素的性质。如A、B、C三种元素在同一主族中由上而下排列，则A、B、C的单质氧化性依次减弱或还原性依次增强。3．结构和性质的互推(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。　　　　　　　　　　　　　　推断一　根据元素的位置推断结构与性质1．W、X、Y、Z、R为五种短周期主族非金属元素，它们在元素周期表中的相对位置如图所示。下列关于五种元素的说法正确的是(　　)WXRYZA.粒子半径：原子半径最大的是W，简单阴离子半径最小的是RB．单质：氧化性最强的是Z，还原性最强的是YC．最高价氧化物对应水化物：酸性最强的是Z，水溶性最差的是YD．最简单氢化物：沸点最高的是X，稳定性最差的是W8\n解析：由Y为短周期主族非金属元素知，Y为Si，由此可知：W为N，X为O，R为F，Z为Cl。A中原子半径最大的是Si；B中非金属性R>Z，故非金属性最强的是F；C中由于F无正价，故酸性最强的是高氯酸，硅酸是难溶于水的酸；D中简单氢化物的稳定性最差的是SiH4。答案：C2．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，下列说法中正确的是(　　)A.原子半径Y<Z<WB．元素Y的最高正化合价比元素X的最高正化合价高C．元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的弱D．元素X的气态氢化物的热稳定性大于元素Y的气态氢化物的稳定性解析：根据元素在周期表中的位置可知，X为N元素、Y为O元素、Z为Al元素、W为S元素、Q为Cl元素。A项，原子半径：Y<W<Z，故A错误；B项，Y为O元素，其没有最高正化合价，X为N元素，N元素的最高正化合价为＋5，无法比较，故B错误；C项，非金属性：W<Q，则最高价氧化物对应的水化物酸性：W<Q，故C正确；D项，非金属性越强，对应的气态氢化物热稳定性越强，非金属性：X<Y，则气态氢化物的热稳定性：X<Y，故D错误。答案：C3．短周期元素X、Y、Z、W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：r(Z)>r(Y)>r(X)B．X、Y、W简单气态氢化物的稳定性：XH4>YH3>HWC．Y的简单气态氢化物与W的简单气态氢化物化合所得产物中只含有共价键D．X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物对应的水化物均能与强碱反应8\n解析：X、Y、Z、W都是短周期元素，根据其在元素周期表中的相对位置可知，X是C(碳)、Y是N、Z是Al、W是Cl。同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，故原子半径：Z>X>Y，A项错误；稳定性：HCl>NH3>CH4，B项错误；NH3与HCl形成的化合物为氯化铵，属于离子化合物，含有离子键和共价键，C项错误；X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为碳酸、硝酸、氢氧化铝、高氯酸，它们都能与强碱反应，D项正确。答案：D4．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，m为元素Y的单质，通常为无色无味的气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)A．简单离子半径：Z<YB．阴离子的还原性：Y>WC．简单气态氢化物的热稳定性：Y>XD．W2Y2中含有非极性键解析：短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，则d为Na2O2，结合图中转化关系可知，元素Y的单质气体m为O2，则Y为O，a为烃，b、c分别为CO2、H2O，e、f分别为Na2CO3、NaOH，结合原子序数可知，W为H，X为C，Y为O，Z为Na。O2－、Na＋具有相同电子层结构，原子序数大的离子半径小，则简单离子半径：Na＋<O2－，故A正确；由NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，可知H－易失去电子，阴离子的还原性：O2－<H－，故B错误；元素的非金属性越强，对应简单气态氢化物越稳定，则简单气态氢化物的热稳定性：H2O>CH4，故C正确；H2O2中含有O—O非极性键，故D正确。答案：B推断二　根据元素的性质推断位置和结构5．根据表中有关短周期元素性质的数据，下列说法不正确的是(　　)8\nA.③和⑥、④和⑦分别位于同主族B．元素④位于第三周期第ⅤA族C．元素①与元素⑥形成的化合物中不可能存在共价键D．元素⑧对应的氢氧化物可能具有两性解析：根据原子半径和主要化合价可以判断出③④⑥⑦分别是Li、P、Na、N元素，进而推出①②⑤⑧分别是O、Mg、Cl、B(硼)元素，A、B正确；元素①与元素⑥形成的化合物有Na2O和Na2O2两种，Na2O2中既存在离子键又存在非极性共价键，C错误；由于B(硼)元素在元素周期表中位于金属和非金属分界线附近，且与Al处于同主族，它们之间的性质有相似之处，D正确。答案：C6．短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数逐渐增大，X的氢化物极易溶于Y的氢化物，Z的单质能溶于W的最高价氧化物的水化物的稀溶液，却不溶于其浓溶液。由此得出的正确结论是(　　)A．元素Y的最高正价是＋6B．离子半径的大小顺序为W>Q>Z>X>YC．元素X的最高价氧化物对应的水化物酸性比Q的强D．氢化物的沸点Y>W解析：根据题中信息可知X为N，Y为O，Z为Al，W为S，Q为Cl。A中O无最高正价；B中离子半径的大小顺序为S2－>Cl－>N3－>O2－>Al3＋；C中HNO3的酸性比HClO4的酸性弱；D中H2O在常温下为液态，H2S为气态，故沸点比H2S高。答案：D7．四种短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，请结合表中信息回答下列问题。(1)Z在元素周期表中位于________族。(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中，有一种物质在一定条件下均能与其他三种物质发生化学反应，该元素是________(填元素符号)。8\n(3)①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据的是________(填选项字母)。a．自然界中的含量b．相应氯化物水溶液的pHc．单质与水反应的难易程度d．单质与酸反应时失去的电子数②从原子结构的角度解释X的金属性强于Y的原因：________，原子半径X>Y，所以原子核对最外层电子的吸引力X<Y，失电子能力X>Y。(4)W的一种氢化物HW3可用于有机合成，其酸性与醋酸相似。体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物的溶液混合，反应的化学方程式是________，混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是________。(5)Y单质和Mg组成的混合物是一种焰火原料，某兴趣小组设计如图所示的实验方案，测定混合物中Y的质量分数。能确定混合物中Y的质量分数的数据有________(填选项字母)。a．m、n　　　　　　b．m、y　　　　　　c．n、y答案：(1)ⅣA　(2)Na(3)①bc　②电子层数相同，核电荷数Y>X(4)HN3＋NaOH===NaN3＋H2Oc(Na＋)>c(N)>c(OH－)>c(H＋)(5)abc推断三　根据原子结构推断位置和性质8．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子核外最外层电子数是次外层的2倍，Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构，Z是同周期中原子半径最大的元素，W的最高正价为＋7价。下列说法正确的是(　　)A．XH4的稳定性比YH3的高B．X与W形成的化合物和Z与W形成的化合物的化学键类型相同C．Y离子的半径比Z离子的半径小D．元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的强解析：X为C，Y为N，Z为Na，W为Cl。A项，稳定性NH3>CH4，错误；B项，CCl48\n为共价键，NaCl为离子键，错误；C项，离子半径N3－>Na＋，错误；D项，酸性HClO4>HNO3，正确。答案：D9．短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A、B、C原子的最外层电子数之和为12，B、C、D位于同一周期，C原子的最外层电子数既是A原子内层电子数的3倍又是B原子最外层电子数的3倍。下列说法不正确的是(　　)A．原子半径：rB>rC>rD>rAB．工业上可用电解BD2溶液的方法来制取单质BC．D元素的单质可与元素C的氢化物发生置换反应D．AD4分子为正四面体结构解析：因为A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期主族元素，B、C、D同周期，则A与B、C、D不在同一周期，在B、C、D的上一周期。因为A原子既有最外层电子也有内层电子，且C原子的最外层电子数是A原子内层电子数的3倍，确定A元素只能在第二周期，B、C、D三种元素在第三周期，C元素的最外层电子数为6，是S，D为Cl；B元素的最外层电子数为2，为Mg。根据A、B、C的最外层电子数之和为12，可知A元素的最外层电子数为12－6－2＝4，所以A为碳元素。由于Mg、S、Cl同为第三周期元素，且原子序数逐渐增大，故原子半径依次减小，但都大于第二周期元素碳原子的半径，故A项正确；工业上用电解熔融MgCl2的方法来制取金属镁，而电解MgCl2溶液得不到金属镁，故B项错误；由于Cl的非金属性强于S，故反应Cl2＋H2S===S＋2HCl可以发生，C项正确；四氯化碳(CCl4)分子为正四面体结构，故D项正确。答案：B10．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，其原子的最外层电子数之和为13。X和Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍，是Y原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是(　　)A．X的氢化物溶于水显酸性B．Y的氧化物是离子化合物C．Z的氢化物比H2O稳定D．X和Z的氧化物都具有漂白性解析：由题意知Z原子在第三周期第ⅥA族，为硫，Y是镁，X在第二周期，据X、Y、Z原子的最外层电子数之和为13知，X为氮，NH3的水溶液显碱性，A错误；H2O比H2S稳定，C错误；NO和SO3无漂白性，D错误。答案：B8\n8