2022年高考化学二轮复习讲义第3讲 元素周期表中“位-构-性”关系及应用(教案).doc
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1、第3课时关键能力元素周期表中“位构性”关系及应用元素周期律和元素周期表是高考命题的热点和重点,主要以选择题的形式考查元素在周期表中的位置、原子结构、元素性质的关系及相互推断,同时也渗透着对元素及其化合物知识的考查,该类题目命题形式和命题角度灵活多变,体现中国高考评价体系对知识获取能力、思维认知能力的要求,考生要能够阅读和理解各种主要文本、基本符号;能够客观全面地获取相关信息,并从情境中提取有效信息;能够准确概括和描述学科所涉及基本现象的特征及其相互关系,并从中发现问题;能够灵活地、创造性地运用不同方法,发散地、逆向地解决问题;能够通过敏锐的洞察能力,发现复杂、新颖情境中的关键事实特征和有价值的
2、新问题;能够将所学知识迁移到新情境,解决新问题,得出新结论。考向1文字描述型推断(演绎与推理能力)文字叙述的角度是多方面的,大多要求考生根据元素及其化合物特殊组成、特殊性质及应用,原子核外电子排布及原子半径的递变规律等进行演绎与推理,通过自己的逻辑思辨,创造性地运用不同方法,确定未知元素,并结合元素周期律、化学键等知识进行分析、判断。此类题目一般通过文字叙述提供某些数据或相关性质(如能腐蚀玻璃、黄绿色气体等),解题时抓住这些关键特性,首先确定其为何种元素,然后以此为突破口,推知其他未知元素。1根据元素化合价的特征关系推断(1)根据等式确定元素在周期表中的位置:最高正化合价数最外层电子数主族序数
3、(O、F除外)。(2)如果已知负化合价(或简单阴离子的符号),则需用等式先求出最高正化合价:最高正化合价8|负化合价|,再确定元素在周期表中的位置。2根据原子半径的递变规律推断根据原子半径来推断元素的相对位置:同周期中左边元素的原子半径比右边元素的原子半径大,同主族中下边元素的原子半径比上边元素的原子半径大。3根据元素的特征来推断(1)地壳中含量最多的元素或氢化物呈液态的元素为O;地壳中含量第二的元素为Si;地壳中含量最多的金属元素为Al。(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液显碱性的元素为N;气态氢化物与最高价氧化物的水化物能反应生成盐的元素为N。(3)单质硬度最大,熔沸点最高,形成
4、化合物种类最多,正负化合价代数和为0且气态氢化物中含氢质量分数最高的元素是C。(4)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素在中学阶段为Al。(5)两短周期金属元素的最高价氧化物对应水化物相互反应,这两种元素分别为Na和Al。(2019·全国卷)X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是()A熔点:X的氧化物比Y的氧化物高B热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物CX与Z可形成离子化合物ZXDY的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸BX、Y、Z均为短周期主族元素,X与Z同族,Y
5、最外层电子数等于X次外层电子数,Y的最外层电子数不可能是8,只能为2,且Y原子半径大于Z,所以Y为Mg,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为10,故X为C,Z为Si。A错:MgO的熔点高于CO2、CO的熔点。B对:元素的非金属性越强,则其气态氢化物的热稳定性越强,C的非金属性强于Si,故CH4的热稳定性大于SiH4。C错:X与Z形成的SiC是共价化合物。D错:Mg能溶于浓硝酸,但是Si单质不能溶于浓硝酸。强化1 (2018·全国卷)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃
6、。下列说法正确的是()A常温常压下X的单质为气态BZ的氢化物为离子化合物CY和Z形成的化合物的水溶液呈碱性DW与Y具有相同的最高化合价B可腐蚀玻璃的物质是HF。以此为切入点,根据题意进行元素推断,可知W是F、X是Na、Y是Cl、Z是Ca。B对:钙是活泼金属元素,氢是非金属元素,CaH2是由Ca2和H构成的离子化合物。A错:常温常压下,钠的单质是固体。C错:CaCl2是强酸强碱盐,水溶液呈中性。D错:氯有最高化合价7,氟没有正价。强化2 (2021·安徽安庆检测)五种短周期元素的某些性质如表所示,下列说法不正确的是()元素元素的相关信息Q最高价氧化物对应的水化物能与其气态氢化物反应生成
7、盐R原子的M电子层上有3个电子W在短周期元素中,其原子半径最大X其最外层电子数是电子层数的2倍,且低价氧化物能与其气态氢化物反应生成X的单质和H2OY元素最高正价与最低负价的代数和为6AQ的气态氢化物具有还原性,常温下,该氢化物水溶液的pH>7BW单质在氧气中燃烧后的产物中阴阳离子个数之比为12C由R和Y所形成的化合物中存在离子键,属于离子化合物DR、W、X的最高价氧化物对应的水化物两两之间能发生反应C由题意知,Q为N;R为Al;W为Na;X为S;Y为Cl。氨气分子中N元素处于最低价,具有还原性,其水溶液呈碱性,A项正确;钠在氧气中燃烧后的产物为过氧化钠,阴阳离子个数之比为12,B项正确
8、;R和Y所形成的化合物为AlCl3,属于共价化合物,含有共价键,C项错误;硫酸为强酸,氢氧化钠为强碱,氢氧化铝为两性氢氧化物,三者两两之间能发生反应,D项正确。考向2结构片段型推断(分析与推测能力)结构片段型元素周期表类题一般给出两种信息:一是给出局部的元素周期表,展示出几种不同元素在元素周期表中的相对位置关系;二是给出某种元素的位置特征、原子结构特征或由该元素形成的单质或化合物的特殊性质,要求考生运用严谨的理性思维和丰富的感性思维,发现新线索、解决新问题、获得新结论。解答此类题目时,要先根据给出的某种元素的特殊结构或性质,确定该元素在周期表中的位置,然后以此为“坐标原点”,根据其他元素与该元
9、素的相对位置关系,进而确定其他未知的元素,并结合元素周期律进行分析、判断。(2019·全国卷)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是()A原子半径:W<XB常温常压下,Y单质为固态C气态氢化物热稳定性:Z<WDX的最高价氧化物的水化物是强碱D由题意,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8,可推出W、X、Y、Z分别为N、Al、Si、P。A对:根据电子层数越多,原子半径越大,可得原子半径:W<X。B对:常温常压下,硅单质为固态。C对:同一主族由下到
10、上简单气态氢化物的稳定性逐渐增强,所以热稳定性:NH3>PH3。D错:X的最高价氧化物的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物。强化3 (2021·山东潍坊检测)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,且四种元素的最外层电子数之和为24。 WXYZ下列说法错误的是()A单核阴离子的还原性Y强于XBW的气态氢化物与其最高价含氧酸反应生成离子化合物CX、Y、Z最简单氢化物中稳定性最弱的是YD在元素周期表中118号元素与Z位于同一主族D结合位置可知,W、X为第二周期元素,Y、Z为第三周期,设X的最外层电子数为x,则W的最外层电子数为x1,Y的最外层电子数为x,Z的最
11、外层电子数为x1,则xx1xx124,解得x6,则W为N,X为O,Y为S,Z为Cl。N的气态氢化物与其最高价含氧酸盐反应生成离子化合物NH4NO3,B项正确; X、Y、Z最简单氢化物是H2O、H2S、HCl,稳定性最弱的是H2S,C项正确; 118号元素位于0族,Z(Cl)位于第A族,D项错误。强化4 (2021·河南部分重点校联考)短周期主族元素X、Y、Z、W的相对位置如图所示,X原子的K层电子数与最外层电子数之比为27,W的最外层电子数是其原子序数的。下列说法正确的是()Y XWZAW、Z只能形成一种化合物BX的氢化物的水溶液常用塑料瓶保存CY、Z形成的化合物不可能含有非极性共价
12、键DX的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸B由四种元素的相对位置关系,W处于第三周期,W的最外层电子数是其原子序数的1/3,设W的最外层电子数为x,则有:28x3x,解得x5,推知W是P。X原子的K层电子数与最外层电子数之比为27,则X是F,从而推知Z是Cl,Y是C。P、Cl可形成化合物PCl3、PCl5,A项错误;X的氢化物是HF,玻璃中含SiO2,可与氢氟酸反应,故常用塑料瓶保存,B项正确;C、Cl元素可形成多氯代烃,如CCl2=CCl2、CCl3CCl3等,含有非极性键,C项错误;X是F,无最高价氧化物,D项错误。考向3物质转化型推断(分析与推测能力)利用物质转化关系作为元素推断的突破口
13、,是元素推断的新型考法之一,题目通常以框图转化的形式给出物质的转化关系、反应现象等关键信息,要求考生结合短周期主族元素的原子结构及元素的特殊性对元素进行合理的推断,此类试题体现中国高考评价体系对于分析与推测、归纳与论证等学科关键能力的要求,要求结合物质的结构、性质、转化及反应现象等信息,识别有效证据、科学推理论证,推断相关物质及元素,结合元素周期表、元素周期律及化学键等知识,进行分析、判断。(全国卷)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,q的水溶液具有漂白性,0.01 mol·L1r溶液的pH为2,s通
14、常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是()A原子半径的大小W<X<YB元素的非金属性Z>X>YCY的氢化物常温常压下为液态DX的最高价氧化物的水化物为强酸C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n是氯气,Z是氯元素;0.01 mol·L1r溶液的pH为2,说明r是强酸,因此W是H;q的水溶液具有漂白性,s通常是难溶于水的混合物,根据转化关系图可知m是水,r是氯化氢,q是次氯酸,p是烷烃(如甲烷),因此X是碳元素,Y是氧元素。同周期自左向右原子半径逐渐
15、减小,同主族自上而下原子半径逐渐增大,则原子半径的大小:W<Y<X,A项错误;同周期自左向右非金属性逐渐增强,同主族自上而下非金属性逐渐减弱,则元素的非金属性:Y>X,B项错误;Y的氢化物是水或双氧水,常温常压下为液态,C项正确;X的最高价氧化物的水化物碳酸为弱酸,D项错误。强化5 (2021·四川成都检测)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,A、B、C、D、E均由上述元素组成的中学化学常见的物质,其中A是单质,C是酸性氧化物,A的水溶液和C均具有漂白性,B是自然界最常见的液体,E是三元化合物,物质之间存在如下图所示的关系。下列说法不正确的是()AYX2
16、遇到蓝色石蕊试液先变红后褪色B离子半径大小关系:Y>Z>X>WC简单阴离子的还原性:Y>ZDY与Z属于同一周期,与X属于同一主族AA单质的水溶液具有漂白性,说明A为Cl2,C是酸性氧化物,其水溶液也具有漂白性,即SO2,由此可判断B为水,D为HCl,E为H2SO4,则W、X、Y、Z分别为H、O、S、Cl四种元素。YX2是 SO2,其水溶液呈酸性,使蓝色石蕊试液变红色,尽管SO2具有漂白性,但只能选择性地漂白像品红、秸秆、毛丝等物质,而不能漂白石蕊及其变色后的物质,A项错误;四种元素形成的简单离子中,H半径最小,离子半径为S2>Cl>O2>H,B项正确;
17、由于S的非金属性弱于Cl,则S2的还原性强于Cl,C项正确;S和Cl是第三周期相邻,S与O是A相邻,D项正确。强化6 (2021·北京海淀区检测)短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大,其中Y元素的原子半径最大。已知A、B、C分别是X、Y、Z三种元素的单质,A和C常温下为气体。在适宜的条件下, A、B、C可以发生如图所示的反应。下列说法正确的是()A化合物YX中含离子键BZ的含氧酸均为强酸C非金属性:X>ZD离子半径:Y>ZA结合题给信息推知,A是H2、B是Na、Mg或Al等活泼金属,C是Cl2,X、Y、Z分别是H、Na(Mg或Al)、Cl。化合物NaH中含离子键,故A正
18、确;HClO是弱酸,故B错误;非金属性:Cl>H,故C错误;离子半径:Cl>Na,故D错误。训练(二十六)元素周期表中“位构性”关系及应用1(2021·江苏苏州调研)如表为元素周期表中短周期的一部分,Y元素最高正价与最低负价的代数和为4, 下列叙述正确的是()A原子半径:W<X<YB元素的非金属性:X>Z>YC氢化物的热稳定性:W<XD氧化物对应水化物的酸性:Y<ZB根据Y元素最高正价与最低负价的代数和为4及在元素周期表中的位置,可推知Y为S,则X为O,W和Z分别为N和Cl。原子半径:r(O)<r(N)<r(S),A项错误;
19、非金属性:O>Cl>S,B项正确;虽然非金属性:O>N,但没有指出是否为最简单的气态氢化物,故无法比较氢化物的热稳定性,C项错误;根据非金属性:Cl>S,只能比较其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,而D项没有说明是否为最高价氧化物对应的水化物,故无法判断,D项错误。2(2020·北京顺义区二模)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X与Z最外层电子数相同,X2和Y的电子层结构相同,Y的原子半径在短周期主族元素原子中最大。下列说法正确的是()A原子半径:ZWB还原性:X2Z2C最高价氧化物的水化物酸性:ZWDX、Y、Z形成的化合物水溶液一定显中性
20、A短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y的原子半径在短周期主族元素原子中最大,则Y是Na;X2和Y的电子层结构相同,且X的原子序数小于Y,则X是O;X和Z最外层电子数相同,且Z的原子序数大于X,则Z是S;W的原子序数大于Z(S),则W是Cl。原子半径:SCl,A项正确;元素的非金属性:OS,则单质的氧化性:O2S,故阴离子的还原性:O2S2,B项错误;元素的非金属性:SCl,则最高价氧化物的水化物酸性:H2SO4HClO4,C项错误;O、Na、S元素形成的常见化合物有Na2SO3、Na2SO4等,其中Na2SO3发生水解而使水溶液呈碱性,D项错误。3(2021·四川宜宾检
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