2024年高中化学新教材同步 必修第一册 第4章　第2节　微专题5　“位-构-性”与元素的综合推断

微专题5“位—构—性”与元素的综合推断1．元素“位—构—性”关系元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，而根据元素的原子结构又可推测它在元素周期表中的位置和性质，三者之间的关系如图所示。2．元素“位—构—性”关系在解题中的应用1．(2022·佛山高一质检)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X和Z位于同一主族，Z与冷水反应生成X的单质，X、Y、Z的原子序数之和为20，W的最外层电子数比次外层少2个。下列说法正确的是()A．Y和X形成的化合物液态时只有水B．简单气态氢化物的稳定性：W>YC．简单离子半径大小：Y>ZD．X和W形成的化合物中，各原子均为8电子稳定结构答案C解析Z为Na，X为H，Y为O，W为S。根据元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，因此简单气态氢化物的稳定性：Y>W，故B错误；根据同电子层结构，核多径小原则得到简单离子半径大小：Y>Z，故C正确；X和W形成的化合物为H2S，H原子是2电子稳定结构，故D错误。2．(2022·陕西长安一中高一期中)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。下列关系错误的是()A．简单气态氢化物沸点：X>WB．氧化物对应水化物的酸性：Z＞WC．Y的氧化物具有两性D．简单离子的半径：Y＜X答案B解析设W元素原子的最外层电子数为a，则X元素原子的最外层电子数为a＋1，Y、Z元素原子的最外层电子数分别为a－2、a＋2，从而得出a＋a＋1＋a－2＋a＋2＝21，a＝5。由短周期元素在周期表中的相对位置，可确定W、X、Y、Z分别为N、O、Al、Cl元素。W、X分别为N、O，二者的简单气态氢化物的沸点：H2O＞NH3，A正确；Z、W分别为Cl、N，没有指明氧化物是否为最高价氧化物，若为最高价氧化物对应的水化物，则酸性：HNO3＜HClO4，B不正确；氧化铝属于两性氧化物，C正确；Y、X的简单离子分别为Al3＋、O2－，二者的电子层结构相同，但Al的核电荷数大于O，所以简单离子半径：Al3＋＜O2－，D正确。3．(2022·天津高一期末)短周期元素a、b、c、d在元素周期表中的位置如图所示。下列叙述错误的是()A．a与c属于同一主族，化学性质相似B．a的单质可与b的单质剧烈化合C．原子半径：c＞d＞bD．b下一周期的同主族元素的单质分别可与a、c、d的单质发生化合反应答案A解析根据元素在周期表的位置可知a是H，b是F，c是Na，d是Mg，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。a是H，c是Na，二者原子核外最外层电子数都是1个，位于元素周期表第ⅠA族，但H是非金属元素，在化学反应中能够表现氧化性、还原性，而Na是活泼的金属元素，只有强还原性，不具有氧化性，因此二者的化学性质不相似，A错误；H2与F2在冷暗处迅速化合形成HF，反应非常剧烈，B正确；同一周期元素，原子序数越大原子半径越小，不同周期元素，一般原子核外电子层数越多，原子半径就越大，所以原子半径：c(Na)＞d(Mg)＞b(F)，C正确；b是F，其下一周期的同主族元素是Cl，Cl2的性质活泼，可与a、c、d的单质发生化合反应，分别生成化合物HCl、NaCl、MgCl2，D正确。4．(2020·全国卷Ⅰ，11)1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)轰击金属原子eq\o\al(W,Z)X，得到核素eq\o\ar(30,Z＋2)Y，开创了人造放射性核素的先河：eq\o\al(W,Z)X＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\ar(30,Z＋2)Y＋eq\o\al(1,0)n。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()A.eq\o\al(W,Z)X的相对原子质量为26B．X、Y均可形成三氯化物C．X的原子半径小于Y的D．Y仅有一种含氧酸答案B解析由守恒关系可知元素X的质量数为27，eq\o\al(W,Z)X的相对原子质量近似等于该原子的质量数，A项错误；X与Y最外层电子数之和为8，质子数相差2，且X为金属元素，可推知X为Al元素，Y为P元素，二者都有＋3价，都可以形成三氯化物，B项正确；同一周期主族元素自左向右，原子半径逐渐减小，故Al的原子半径大于P，C项错误；P元素对应含氧酸不止一种，有磷酸、次磷酸、亚磷酸等，D项错误。5.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素。m、n、p是由这些元素组成的二元化合物，r是元素Y的常见单质，能使带火星的木条复燃，q为一元强碱，q、s的焰色均呈黄色。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：W＜X＜Y＜ZB．Y的简单气态氢化物的稳定性比X的弱C．元素的非金属性：X＜YD．由W、X、Y、Z四种元素只能组成一种化合物答案C解析由题意与转化图可推知W、X、Y、Z分别为H、C、O、Na。C、O位于同一周期，C的原子半径大于O，故原子半径：W＜Y＜X＜Z，A错误；C、O为同周期元素，元素的非金属性：C＜O，其简单气态氢化物的稳定性：H2O＞CH4，B错误、C正确；由W、X、Y、Z四种元素可组成NaHCO3、CH3COONa等多种化合物，D错误。6．现有X、Y、Z三种元素，已知：①X、Y、Z的单质在常温下均为气体。②X的单质在Z的单质中燃烧，生成XZ，燃烧时火焰为苍白色。③XZ的水溶液可使紫色石蕊溶液变红。④两分子X的单质与一分子Y的单质化合，生成两分子X2Y，X2Y常温下为液态。⑤Z的单质溶于X2Y中，所得溶液具有漂白性。据此推断：(1)3.2gY单质的质子数约为______________；画出元素Y的离子结构示意图：____________________________________________________________________________。(2)X、Y、Z的原子半径由大到小的顺序为________________(用元素符号表示)。(3)请列举Z单质的一种用途：___________________________________________________。(4)写出⑤的化学方程式：_________________________________________________________。答案(1)9.632×1023(或1.6NA)(2)Cl>O>H(3)制漂白剂、染料、药物、塑料、氯化物等(写出其中一种即可)(4)Cl2＋H2OHClO＋HCl解析X、Y、Z的单质在常温下均为气体，X的单质在Z的单质中燃烧生成XZ，燃烧时火焰为苍白色，是氢气在氯气中燃烧的现象，XZ的水溶液可使紫色石蕊溶液变红，说明XZ是HCl，则X为H元素，Z为Cl元素。两分子X的单质与一分子Y的单质化合，生成两分子X2Y，X2Y常温下为液体，Z的单质即Cl2，溶于X2Y中，所得溶液具有漂白性，说明X2Y是H2O，则Y为O元素。(1)由上述分析可知，Y为O元素，其单质为O2，一个O2分子中含有的质子数为8×2＝1