2022届新高考化学人教版二轮复习学案-专题七 物质的结构与性质 元素周期律.docx
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1、宏观辨识与微观探析以图表、文字、物质的结构式等手段结合元素性质、电子排布确定元素种类,并进一步考查原子结构、元素性质、周期律,对“位构性”充分认知考向一元素周期律(表)破题:元素推断元素推断的方法与技巧1原子结构、物质结构推断(1)利用电子排布规律推断原子核内无中子的原子是氢(H)。若a的电子层结构与氦相同,则a是氢(H)。X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则X是碳(C)。短周期主族元素中,原子半径最大的是钠(Na)。短周期主族元素中,最高正价为最低负价绝对值3倍的元素是硫(S)。短周期主族元素中,最外层电子数是次外层2倍的元素是碳(C)、3倍的元素是氧(O)。短周期主族元素中,内层
2、电子数是最外层电子数2倍的元素是锂(Li)或磷(P)。短周期主族元素中,电子层数和最外层电子数相同的金属元素是铍、铝(Be、Al)。利用电子排布推断实质是电子排布规律的体现,如则有最外层电子是内层电子的。(2)利用化合价推断最高正价最外层电子数(O、F除外)负价,以及其他的变价,如N的1、2、3、4价,甚至利用化合价的数值关系。(3)利用物质结构推断如2019年高考,结合有机物的价键规律,C为4价,O为2价,N为3价,H为1价,及形成CC、C=C、CC、C=O、CO、CN等推断元素。(4)10e、18e微粒推断10电子微粒若10电子微粒满足关系:,则一定是NHOHNH3H2O。18电子微粒2元
3、素周期表结构及片段推断(1)元素周期表结构(2)元素周期表片段应用只要推断一种,则均可确定,利用原子序数等确定。3元素及化合物性质推断(1)常考11种元素推断元素排布特点(结构特征)性质特征H最外层只有一个电子族序数等于周期数无中子半径最小密度最小的单质宇宙含量最多的元素Li周期数是族序数2倍的元素最外层电子数是内层电子数的一半电极材料C族序数等于周期数2倍的元素最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素形成化合物种类最多的元素单质是自然界中硬度最大的物质元素的气态氢化物中氢的质量分数最高的元素N空气中含量最多的元素气态氢化物的水溶液呈碱性的元素元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起
4、化合反应某一氢化物可作液态燃料常见氢化物可作制冷剂O族序数等于周期数3倍的元素最外层电子数是最内层电子数的3倍最外层电子数是电子层数的3倍最高正化合价不等于族序数的元素地壳中含量最多的元素氢化物在通常情况下呈液态的元素某一单质可杀菌、消毒、漂白Na周期数是族序数3倍的元素原子半径最大的短周期元素L层电子数为8,与H同主族的短周期元素短周期中金属性最强的元素元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期金属元素两种最常见氧化物的水化物皆呈碱性的短周期元素Al族序数等于周期数的元素最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素氧化物可作耐火材料地壳中含量最多的金属元素Si最外层电子
5、数是次外层电子数的一半单质是重要的半导体材料氧化物可用作光导纤维最高价氧化物对应的水化物难溶于水P最外层电子数是内层电子数的一半组成骨骼和牙齿的必要元素某一单质和其氢化物都能自燃S族序数等于周期数2倍的元素与氧同主族的短周期元素最外层电子数是电子层数的2倍某一氧化物可作漂白剂和防腐剂最高价氧化物的水化物是常见的干燥剂元素的氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物可发生氧化还原反应Cl第三周期主族元素原子半径最小最高价氧化物对应的水化物酸性最强单质可用作自来水的杀菌消毒与同周期半径最大的金属组成的化合物溶液呈中性说明:如果题干没有指明是短周期元素,所推断元素中可能会出现第四周期元素如K、Ca等(2)
6、常涉及的反应及物质的转化()元素推断中常用的10个反应:NH3HNO3=NH4NO3SiO24HF=SiF42H2ONa2SiO32HCl=2NaClH2SiO3Cl2H2S=S2HClAl2O32NaOH=2NaAlO2H2OAl(OH)3NaOH=NaAlO22H2O2Al(OH)33H2SO4=Al2(SO4)36H2OAl(OH)33HClO4=Al(ClO4)33H2ONa2S2O32HCl=2NaClSSO2H2OCaC22H2O=Ca(OH)2C2H2()常见转化关系金属,满足此关系的有Na、K、Ca。非金属,满足此关系的有N、S。化合物ABC酸满足此条件的有CH4、NH3、H2
7、S。X、Y、Z、W四种物质在一定条件下具有如图所示的转化关系,列举出符合此转化关系X、Y、Z、W的三组物质化学式题组一:原子结构、物质结构推断元素1(2021全国甲卷)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和,也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是(D)A原子半径:ZYXWBW与X只能形成一种化合物CY的氧化物为碱性氧化物,不与强碱反应DW、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物解析:W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和,也是Y的最外层电子数的2倍
8、,则Z的最外层电子数为偶数,W和X的单质常温下均为气体,则W和X为非金属元素,可判断W为H元素,X为N元素,Z的最外层电子数为156,Y的最外层电子数为3,则Y为Al元素,Z为S元素。电子层数越多的元素原子半径越大,同周期元素原子半径依次减小,则原子半径:Y(Al)Z(S)X(N)W(H),A错误;W为H元素,X为N元素,两者可形成NH3和N2H4,B错误;Y为Al元素,其氧化物为两性氧化物,可与强酸、强碱反应,C错误;W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS,两者既含有离子键又含有共价键,D正确。2(2021河北省学业水平选择性考试)用中子轰击X原子产生粒子(即氦核He)的核反应为XnYH
9、e。已知元素Y在化合物中呈1价。下列说法正确的是(A)AH3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液BY单质在空气中燃烧的产物是Y2O2CX和氢元素形成离子化合物D6Y和7Y互为同素异形体解析:根据核反应为XnYHe可知,X的质量数N为47110,又因为Y在化合物中呈1价,则推知Y位于A族,质量数质子数中子数,Y的质量数为7,所以得出Y为Li,其质子数p3,所以X的质子数Z3205,核电荷数原子序数核内质子数5,则推知X属于B元素。H3XO3为H3BO3,氢氧化钠溶液具有腐蚀性,若不慎将NaOH溶液溅到皮肤上,则需用大量水冲洗,同时涂抹H3BO3,以中和碱液,A正确;Y为Li,在空气中燃烧的产
10、物只有Li2O,B错误;X为B,与氢元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物,B元素与H元素以共价键结合,属于共价化合物,C错误;6Li和7Li两者的质子数均为3,中子数不同,所以两者互为同位素,D错误。3(2021湖南省学业水平选择性考试)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的原子序数等于W与X的原子序数之和,Z的最外层电子数为K层的一半,W与X可形成原子个数比为21的18e分子。下列说法正确的是(B)A简单离子半径: ZXYBW与Y能形成含有非极性键的化合物CX和Y的最简单氢化物的沸点: XYD由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性解析:Z的最外层电子数为K层的一半
11、,则Z的核外有3个电子层,最外层电子数为1,为Na元素,W与X能形成原子个数比为21的18电子的分子,则形成的化合物为N2H4,则W为H元素,X为N元素,Y的原子序数是W和X的原子序数之和,则Y为O元素。离子的电子层数相同时,原子序数越小,半径越大,即离子半径大小为N3O2Na,即简单离子半径为XYZ,A错误;W为H元素,Y为O元素,能形成H2O2,含有极性共价键和非极性共价键,B正确;X的最简单氢化物为氨气,Y的最简单氢化物为水,水的沸点高于氨气,即最简单氢化物的沸点为YX,C错误;由W、X、Y三种元素形成的化合物有硝酸、硝酸铵、氨水等,硝酸、硝酸铵显酸性,氨水显碱性,故由W、X、Y三种元素
12、形成的化合物不一定都是酸性,D错误。4(2020全国卷)1934年约里奥居里夫妇在核反应中用粒子(即氦核He)轰击金属原子X,得到核素Y,开创了人造放射性核素的先河:XHeYn其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是(B)A.X的相对原子质量为26BX、Y均可形成三氯化物CX的原子半径小于Y的DY仅有一种含氧酸解析:设金属元素X的最外层电子数为x,由X和Y可知元素Y的最外层电子数为x2,由“元素X、Y的最外层电子数之和为8”知,xx28,x3,结合核反应方程式中质量数守恒知,X的质量数W301427,X为最外层电子数为3的金属元素铝,Y为质子数是15的非金属元素磷。X的近似相对原
13、子质量等于其质量数27,A错误;铝、磷分别形成的AlCl3、PCl3均为三氯化物,B正确;铝和磷都是第三周期元素,同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故铝的原子半径大于磷的原子半径,C错误;磷的常见含氧酸有次磷酸(H3PO2)、亚磷酸(H3PO3)、磷酸(H3PO4)等,D错误。5(2021河北省学业水平选择性考试)(双选)如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同主族,Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是(CD)AX和Z的最高化合价均为7价BHX和HZ在水中均为强酸,电子式可表示为H与HC四种元素中,Y原
14、子半径最大,X原子半径最小DZ、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物解析:结合图中所示结构可知,图中两种化合物均为共价化合物,根据形成共价键的数目,且X和Z同主族,可得X和Z同为第A族,Y为第A族元素,W为第A族或第A族元素,再结合W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素, Y原子序数为W原子价电子数的3倍推知,W、X、Y、Z分别为N、F、P、Cl元素。X和Z分别是F、Cl,F无正价,A错误;HX和HZ分别是HF和HCl,HF在水中不是强酸,B错误;四种元素W(N)、X(F)、Y(P)、Z(Cl)中,W(N)、X(F)有两个电子层,Y(P)、Z(Cl)有三个电子层,半径大于W
15、(N)和X(F),Y(P)原子序数小于Z(Cl),故Y原子半径在这四种元素中最大;X(F)原子序数大于W(N),故X原子半径在这四种元素中最小,C正确;Z(Cl)、W(N)和氢三种元素可形成氯化铵,属于同时含有离子键和共价键的化合物,D正确,故选CD。6(2021吉林四调)1919年卢瑟福成功地用镭放射出的高速粒子(即氦核He)轰击非金属原子X,得到核素Y:XHeYH,已知:X核内的质子数和中子数相等,下列叙述错误的是(B)A常温下,X元素形成的单质化学性质比较稳定BX的氧化物的水化物均为强酸C原子半径:XYD简单气态氢化物的稳定性和沸点:XXWB气态氢化物的稳定性:ZWYC试管中残留的Z的单
16、质可以用热的氢氧化钠溶液洗涤D化合物M中所有的原子均满足8电子稳定结构解析:短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,根据M的结构图,W能形成2个共价键,W是O元素,Y能形成4个共价键,Y是Si元素;W的原子序数是Z的原子序数的一半,Z是S元素;X形成1价阳离子,X是Na元素。电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,离子半径S2O2Na,A错误;非金属性越强,气态氢化物越稳定,气态氢化物的稳定性H2O H2S SiH4,B错误;S能和热氢氧化钠溶液反应生成硫化钠、亚硫酸钠,所以试管中残留的S的单质可以用热的氢氧化钠溶液洗涤,C正确;Na最外层有8个电子,O原子形成2个共价
17、键、Si原子形成4个共价键,所以M中所有的原子均满足8电子稳定结构,D正确,故选CD。题组二:元素周期表片段推断元素9(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(D)A.原子半径:WXB常温常压下,Y单质为固态C气态氢化物热稳定性:ZWDX的最高价氧化物的水化物是强碱解析: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正确,根据电子层数越多,原子半径越大,可得原子半径:WPH3;D错误,X的最高价氧化物的水化
18、物Al(OH)3是两性氢氧化物而非强碱。10(2021宁德质检)短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图,Z元素的原子半径是同周期元素中原子半径最小的。下列说法错误的是(B)AX元素存在多种同素异形体BY的氢化物只有一种CZ无正价D气态氢化物的稳定性:ZW解析:根据题干信息,从短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系图可知,X、Y、Z处于第二周期,W处于第三周期,因Z元素的原子半径是同周期元素中原子半径最小的,所以Z是F元素,可依次推得Y是O元素,W是Cl元素,X是C元素。X元素是C元素,存在金刚石、石墨、C60等多种同素异形体,A正确;Y是O元素,氢化物有H2O和H2O2,B错误
19、;Z是F元素,只有负价,没有正价,C正确;Z是F元素,W是Cl元素,且非金属性FCl,气态氢化物的稳定性是FCl,D正确,故选B。11(2021广东联考)短周期主族元素R、X、Y、Z在周期表中相对位置如图所示。已知:R的最高价氧化物对应的水化物化学式为H3RO3。下列说法错误的是(C)A原子半径:RXB简单氢化物稳定性:XZYCRX3分子中每个原子价层都有8个电子D常温常压下YX4呈气态解析:已知R的最高价氧化物对应的水化物化学式为H3RO3,R的最高正价为3价,根据其位置,R为第二周期,R为B,X为F,Y为Si,Z为S。R、X分别为B、F,为同周期元素,则B的原子半径大于F,A正确;非金属元
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