高考化学三轮冲刺 最后30天之考前争分系列 热点突破三 利用元素的“位-构-性”推断元素学案-人教版高三全册化学学案

利用元素的“位­构­性”推断元素[突破方法]1．元素“位­构­性”三者之间的关系2．元素推断的思维流程(1)已知元素原子(离子)的核外电子排布①核外电子排布eq\o(→,\s\up17(推知))电子层数、最外层电子数eq\o(→,\s\up17(推知))周期序数、族序数eq\o(→,\s\up17(推知))单质及化合物的性质②具有结构特征的元素原子的推断a．最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K。b．最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。c．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O；最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne。d．最外层电子数是内层电子数总数一半的元素：Li、P。e．次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。f．次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Li、Mg。g．次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S。h．电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。(2)已知单质或化合物的特性①eq\x(单质或化合物的特性)eq\o(→,\s\up17(推知))eq\x(元素名称或符号)eq\o(→,\s\up17(推知))eq\x(原子结构)eq\o(→,\s\up17(推知))eq\x(周期序数、族序数)②常见元素及其化合物的特性a．单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。b．空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。c．地壳中含量最多的元素或同主族氢化物的沸点最高的元素：O。d．地壳中含量最多的金属元素：Al。e．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：Be、Al。f．最活泼的非金属元素或无正价的元素或无含氧酸的非金属元素或无氧酸(气态氢化物)可腐蚀玻璃的元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素：F。g．单质密度最小的元素：H；单质密度最小的金属元素：Li。h．常温下单质呈液态的非金属元素：Br；常温下单质呈液态的金属元素：Hg。i．元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素：N；元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素：S。(3)已知元素在周期表中的位置①②在周期表中特殊位置的主族元素a．族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。b．族序数等于周期数2倍的元素：C、S。c．族序数等于周期数3倍的元素：O。d．周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca。e．周期数是族序数3倍的元素：Na、Ba。f．最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：H、C、Si。g．最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。h．除H外，原子半径最小的元素：F。i．最高正价不等于族序数的短周期元素：O(F无正价)。例1[2017·安徽安庆一中月考]如图，a、b、c、d、e为元素周期表中前四周期的部分元素，下列有关叙述正确的是()A．元素b位于第ⅥA族，有＋6价、－2价两种常见化合价B．五种元素中，元素e的性质最稳定C．元素c和d的最高价氧化物对应水化物的酸性：c>dD．元素c和e的气态氢化物的稳定性：c>e答案D解析b是氧元素，没有＋6价，A错误；a为稀有气体元素氦，是5种元素中最稳定的，B错误；c的非金属性比d弱，因此c的最高价氧化物对应水化物的酸性比d的弱，C错误；c的非金属性比e强，因此c的气态氢化物的稳定性比e的强，D正确。例2[2018·新疆乌鲁木齐诊断]短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大。元素X的一种高硬度单质是宝石，Y2＋电子层结构与氖相同，Z的质子数为偶数，室温下，M的单质为淡黄色固体。下列说法不正确的是()A．X的单质与M的单质不能直接化合B．Y的合金可用作航空航天飞行器材料C．M的简单离子半径大于Y2＋的半径D．X和Z的气态氢化物，前者更稳定答案A解析元素X的一种高硬度单质是宝石，即X是C；Y2＋电子层结构与氖相同，则Y为Mg；Z的质子数为偶数，Z可能是Si，也可能是S；室温下，M的单质为淡黄色固体，则M为S，即Z为Si。C与S能直接化合生成CS2，故A错误；镁合金质量轻、硬度大、耐高温，可用作航空航天飞行器材料，故B正确；S2－比Mg2＋多一个电子层，因此S2－的半径大于Mg2＋的半径，故C正确；元素非金属性越强，其气态氢化物越稳定，非金属性：C>Si，则CH4比SiH4稳定，故D正确。例3[2017·河北八校联考]短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，核电荷数之和为36；X、Z原子的最外层电子数之和等于Y原子的次外层电子数；R原子的质子数是Y原子质子数的两倍。下列有关这四种元素的相关叙述正确的是()A．R的氢化物比Y的氢化物的沸点更高B．X与Z组成的化合物溶于水呈碱性C．只有Y元素存在同素异形体D．X、Y、Z、R形成简单离子的半径依次增大答案B解析由原子序数关系可知X、Z原子的最外层电子数之和应为2，Y的次外层电子数为2，则X为H元素，Z为Na元素，Y为O元素，R为S元素。H2O分子间存在氢键，沸点较H2S高，A错误；X与Z组成的化合物为NaH，与水反应生成氢氧化钠，溶液呈碱性，B正确；S元素存在同素异形体，如单斜硫、斜方硫等，C错误；O、Na对应的离子的电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，即离子半径：O2－>Na＋，D错误。1．如图为元素周期表前四周期的一部分，下列有关B、W、X、Y、Z五种元素的叙述中正确的是()A．常压下，五种元素的单质中，Z单质的沸点最高B．W的氢化物比X的氢化物的稳定性高C．Y元素比W元素的非金属性强D．Y、Z的简单阴离子的电子层结构都与B原子的相同答案C解析根据题意和元素周期表的结构可知B、W、X、Y、Z五种元素分别为Ar、P、N、S、Br。常压下，P和S是固态，其余为气态或液态，A错误；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，故X的氢化物比W的氢化物的稳定性高，B错误；Z的简单阴离子的电子层结构比B原子多一个电子层，D错误。2．X、Y、Z、W、U是分别位于短周期的元素，原子序数依次增大。X与W位于同一主族，Z元素的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应，W原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Z、W、U原子的最外层电子数之和为13。Y元素的单质在X的某种氧化物中可燃。下列说法正确的是()A．W的最高价氧化物能与水反应生成相应的酸B．Y、Z元素的单质作电极，在NaOH溶液环境下构成原电池，Z电极上产生大量气泡C．室温下，0.05mol·L－1U的气态氢化物的水溶液的pH>1D．Y、Z、U元素的简单离子半径由大到小的顺序：Y>Z>U答案C解析本题的突破口是“Z元素的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应”，结合五种元素的原子序数依次增大知，Z为Al；“W原子的最外层电子数是次外层电子数的一半”，且原子序数：W>Al，所以W为Si；由“X与W位于同一主族”推出X为C；由“Z、W、U原子的最外层电子数之和为13”推出U为S；由“Y元素的单质在X的某种氧化物中可燃”推出Y为Mg。SiO2不溶于水，也不与水反应，A项错误；室温下，Al与氢氧化钠溶液反应，Mg与氢氧化钠溶液不反应，Mg、Al作电极，在NaOH溶液环境下构成原电池，Al作负极，在Mg电极上产生大量气泡，B项错误；因为H2S为弱酸，部分电离，所以0.05mol·L－1H2S溶液中H＋浓度远小于0.1mol·L－1，C项正确；离子半径：S2－>Mg2＋>Al3＋，D项错误。3．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，由以上四种元素组成的化合物A在一定条件下完全分解，生成甲、乙、丙、丁四种气体，甲、乙分别能使无水硫酸铜、湿润的红色石蕊试纸变蓝，丙能用品红试液检验，丁能参与大气循环。下列说法正确的是()A．原子半径：W<X<Y<ZB．简单氢化物的稳定性：X>Y>ZC．W分别与X、Z形成的化合物均能抑制水的电离D．在化合物A的分解反应中丙为氧化产物，丁为还原产物答案C解析甲、乙分别能使无水硫酸铜、湿润的红色石蕊试纸变蓝，丙能用品红试液检验，丁能参与大气循环，可知甲为H2O、乙为NH3、丙为SO2、丁为氧气，则W、X、Y、Z分别为H、N、O、S元素。A项，N、O为同周期元素，核电荷数越大，原子半径越小，H是原子半径最小的元素，则H、N、O、S的原子半径由小到大的顺序为H<O<N<S，错误；B项，N、O、S的非金属性强弱顺序为O>N>S，则简单氢化物的稳定性：H2O>NH3>H2S，错误；C项，H分别与N、S形成的化合物为NH3和H2S，在水溶液中均能抑制水的电离，正确；D项，在化合物A的分解反应中，SO2为还原产物，O2为氧化产物，错误。利用元素的“位­构­性”推断元素专题训练1．[2017·江西南昌调研]下表为几种短周期元素的性质：对上述元素有关说法正确的是()A．元素④的原子序数小于元素⑦的原子序数B．②、③处于同一周期C．上述八种元素中，最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是⑤D．⑧号元素原子结构示意图为答案C解析①～⑧都为短周期元素，①有最低价－2价，处于第ⅥA族，没有正价，则①为O元素；④、⑦都有最低价－3价、最高价＋5价，处于第ⅤA族，且④的原子半径较大，则④为P元素、⑦为N元素；⑤有＋7、－1价，处于第ⅦA族，且原子半径比①大，则⑤为Cl元素；③、⑥都有＋1价，处于第ⅠA族，⑥的原子半径较大，且③不是所有元素中原子半径最小的元素，则③为Li元素、⑥为Na元素；②有＋2价，处于第ⅡA族，原子半径大于Li，则②为Mg元素；⑧有＋3价且原子半径比O大，比P小，则⑧为B元素。A项，④为P、⑦为N，P的原子序数大于N，错误；B项，②为Mg、③为Li，二者为不同周期的元素，错误；C项，⑤为Cl，O元素无最高正价，八种元素中，最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是Cl，正确；D项，⑧为B，其原子序数为5，错误。2．W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增大。X原子的次外层电子数为a，最外层电子数为b；Y原子的L层电子数为(a＋b)，M层电子数为(b－a)；W、Z原子的最外层电子数分别为(b－1)、b。下列有关说法一定正确的是()A．气态氢化物的稳定性：X<ZB．氧化物的水化物的酸性：W>ZC．W的气态氢化物能与Z的气态氢化物化合成盐D．X与Y形成的化合物常温下不能与任何酸反应答案C解析根据提供信息，可以推断W为N，X为O，Y为Si，Z为S。A项，非金属性：O>S，则气态氢化物稳定性：H2O>H2S，错误；B项，W的氧化物的水化物有HNO2、HNO3，Z的氧化物的水化物有H2SO3、H2SO4，没有指明是哪种含氧酸，无法判断，错误；C项，NH3与H2S可以化合生成(NH4)2S或NH4HS，正确；D项，O与Si形成的SiO2，常温下能与HF反应，错误。3．[2018·四川南充调研]X、Y、Z、M、R为五种短周期元素，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法错误的是()A．R的氧化物含有离子键B．最高价含氧酸的酸性：Z<YC．M的氢化物常温常压下为气体D．Y形成的化合物种类最多答案B解析主族元素原子的最外层电子数＝主族序数，X、Y、Z、M、R原子最外层电子数分别为1、4、5、6、1，说明元素分别位于第ⅠA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅠA族。原子半径：M>Y>Z，则M是第三周期的硫，Y、Z分别是第二周期的碳、氮；原子半径：X<Y，则X是第一周期的氢；原子半径：R>M，可知R为钠。钠的氧化物有氧化钠和过氧化钠，都含有离子键，故A正确；非金属性：Z(N)>Y(C)，所以最高价含氧酸的酸性：Z>Y，故B错误；常温常压下硫化氢为气体，故C正确；有机物比无机物的种类多得多，有机物都是含碳的化合物，所以Y形成的化合物种类最多，故D正确。4．被誉为“矿石熊猫”的香花石，是我国地质学家首次发现的，它由前20号元素中的6种组成，其化学式为Y2X3(ZWR4)3T2，其中X、Y、Z为金属元素，Z的最外层电子数与次外层电子数相等，X、Z位于同族，Y、Z、R、T位于同周期，R的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，T无正价，X与R的原子序数之和是W的2倍。下列说法错误的是()A．原子半径：Y>Z>R>TB．气态氢化物的稳定性：W<R<TC．最高价氧化物对应水化物的碱性：X>ZD．XR2、WR2两种化合物中R的化合价相同答案D解析R的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，R原子只能有两个电子层，最外层电子数为6，则R为O；Y、Z、R、T位于同周期，即处于第2周期，T无正价，则T为F；Z的最外层电子数与次外层电子数相等，则Z为Be，Y为金属元素，则Y为Li；X、Z位于同族，则X为Mg或Ca，若X为Mg，X与R的原子序数之和是W的2倍，则W为Ne，与题意不符，若X为Ca，则W为Si，与题意相符。Y为Li，Z为Be，R为O，T为F，四者位于同周期，则元素的原子半径从左向右依次减小，A项不符合题意。W为Si，R为O，T为F，非金属性F>O>Si，则气态氢化物的稳定性HF>H2O>SiH4，B项不符合题意。X为Ca，Z为Be，金属性Ca>Be，则最高价氧化物对应水化物的碱性Ca(OH)2>Be(OH)2，C项不符合题意。XR2、WR2分别为CaO2、SiO2，O在两种化合物中的化合价分别为－1、－2，D项符合题意。5．短周期主族元素甲、乙、丙、丁、戊、己、庚在周期表中的相对位置如图(甲不一定在丁、庚的连线上)，戊、己分别是空气、地壳中含量最高的元素。下列判断正确的是()A．甲一定是金属元素B．气态氢化物的稳定性：庚>己>戊C．乙、丙、丁的最高价氧化物对应水化物可以相互反应D．庚的最高价氧化物对应水化物的酸性最强答案B解析由戊、己的位置及二者分别是空气、地壳中含量最高的元素，可判断出戊是N元素，己是O元素，则庚是F元素，丁是C元素，丙是Al元素，乙是Mg元素。A项，甲可能是H或Li，错误；B项，同周期，从左到右元素的非金属性逐渐增强，气态氢化物的稳定性也增强，正确；C项，Mg(OH)2和Al(OH)3不能发生反应，错误；D项，F没有正价，错误。6．部分短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系如图所示：下列说法正确的是()A．离子半径的大小顺序：e>f>g>hB．与x形成简单化合物的沸点：y>z>dC．x、z、d三种元素形成的化合物可能含有离子键D．e、f、g、h四种元素对应最高价氧化物的水化物相互之间均能发生反应答案C解析根据提供信息，可以推断x为H，y为C，z为N，d为O，e为Na，f为Al，g为S，h为Cl。A项，离子半径：S2－>Cl－>Na＋>Al3＋，错误；B项，与x形成简单化合物的沸点：H2O>NH3>CH4，错误；C项，H、N、O形成的化合物NH4NO3含有离子键，正确；D项，NaOH、Al(OH)3、H2SO4、HClO4中，H2SO4和HClO4不能发生反应，错误。7.X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，它们在元素周期表中的相对位置如图所示，其中Z原子的核外电子总数是其最外层电子数的3倍。下列说法正确的是()A．元素Z一定在第二周期B．W不可能在第ⅦA族C．原子半径大小关系为W>Z>Y>XD．简单气态氢化物的稳定性：Z>W答案B解析根据题意可以推知，X、Y、Z、W分别为C元素、N元素、P元素、S元素。A项，P元素在周期表第三周期，错误；B项，W是S元素，在周期表第三周期第ⅥA族，正确；C项，根据元素周期律判断，原子半径大小关系为Z>W>X>Y，即P>S>C>N，错误；D项，非金属性：W>Z(S>P)，则气态氢化物的稳定性：H2S>PH3，错误。8．如图是部分短周期主族元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法错误的是()A．电解熔融的X与Z构成的化合物可以得到单质ZB．Z的单质在空气中加热，生成一种耐高温物质C．Y、Z、R三种元素对应的最高价氧化物的水化物两两之间可以发生反应D．X、Y两种单质在加热条件下反应生成的产物为碱性氧化物答案D解析由关系图可推知X是O，Y是Na，Z是Al，R是S。A项，电解熔融Al2O3可以冶炼Al，正确；B项，Al2O3具有很高的熔点，可作耐火材料，正确；C项，Al(OH)3是两性氢氧化物，既可以与NaOH反应，又可以与H2SO4反应，正确；D项，Na2O是碱性氧化物，Na2O2不是碱性氧化物，错误。9．[2018·河北武邑中学调研]X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，其中X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍；X与Z同族，Y与Z同周期，Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，W与X、Y既不同族也不同周期且W不是稀有气体元素；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16。下列说法正确的是()A．Q与W不能形成10电子、14电子、18电子分子B．Y的最高价氧化物对应水化物的化学式只能表示为H4YO4C．Y、Z、Q分别与X化合，只能形成AB2型化合物D．X、Z、W中的两种或三种元素形成的钠盐溶液可能显酸性、碱性或中性答案D解析根据题意可知，X、Y、Z、W、Q分别是O元素、Si元素、S元素、H元素、C元素。A项，碳元素与氢元素可以组成甲烷(CH4)、乙炔(C2H2)、乙烷(C2H6)分子，它们分别为10电子、14电子、18电子分子，错误；B项，硅的最高价氧化物对应水化物的化学式有H4SiO4、H2SiO3，错误；C项，碳、硅、硫与氧形成的化合物，除CO2、SiO2、SO2外，还有CO、SO3等，错误；D项，硫、氢、氧形成的钠盐中：NaHSO4溶液显酸性，Na2SO4溶液显中性，Na2SO3溶液显碱性，正确。10.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，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍。下列说法不正确的是()A．原子半径：W>Z>Y>XB．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>ZC．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>X>W>ZD．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等答案A解析根据题给信息推断，W为P，Z为Si，X为N，Y为O，原子半径：Si>P>N>O，A项错误；非金属性：N>P>Si，故最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3>H3PO4>H2SiO3，B项正确；非金属性：O>N>P>Si，故最简单气态氢化物的热稳定性：H2O>NH3>PH3>SiH4，C项正确；N、Si、P分别位于第ⅤA族、第ⅣA族、第ⅤA族，最高正价分别为＋5、＋4、＋5，D项正确。11.短周期元素R、T、X、Y、Z在元素周期表的相对位置如图所示，它们的最外层电子数之和为24。则下列判断正确的是()A．R位于元素周期表中第二周期第ⅤA族B．R能分别与X、Z形成共价化合物C．原子半径大小顺序为X>T>YD．Z元素的最高价氧化物对应水化物的化学式为HZO4答案B解析根据R、T、X、Y、Z在元素周期表的相对位置及它们的最外层电子数之和为24，可知R、T、X、Y、Z分别是C、N、Si、P、S。C元素位于元素周期表中第二周期第ⅣA族，故A错误；C能分别与Si、S形成SiC、CS2等共价化合物，故B正确；原子半径大小顺序为Si>P>N，故C错误；S元素的最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SO4，故D错误。12．五种短周期主族元素X、Y、Z、W、R，X的原子半径是短周期主族元素中最大的，Y元素的原子最外层电子数为m，次外层电子数为n，Z元素的L层电子数为m＋n，M层电子数为m－n，W元素与Z元素同主族，R元素与Y元素同主族。下列叙述错误的是()A．60gZY2中含有2molZ—Y极性共价键B．Y的氢化物比R的氢化物稳定，熔沸点高C．Z、W、R最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序：R>W>ZD．X与Y形成的两种常见化合物中阴、阳离子的个数比均为1∶2答案A解析根据提供信息，可以推断X为Na，Y为O，Z为Si，W为C，R为S。A项，60gSiO2中含有4molSi—O极性共价键，错误；B项，H2O分子间存在氢键，熔沸点比H2S高，O—H键比S—H键的键长短、键能大，故H2O比H2S稳定，正确；C项，非金属性：C>Si，且H2SO4为强酸，H2CO3为弱酸，故最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SO4>H2CO3>H2SiO3，正确；D项，Na2O中阴、阳离子分别为O2－、Na＋，个数比为1∶2，Na2O2中阴、阳离子分别为Oeq\o\al(2－,2)、Na＋，个数比也为1∶2，正确。13．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，W的原子半径在元素周期表中最小，W、Y同主族，X、Z同主族，X、Z的原子序数之和是W、Y原子序数之和的2倍，下列说法中不正确的是()A．由X、Y、Z三种元素形成的化合物只能为Y2ZX3或Y2ZX4B．由W和X两种元素形成的化合物可能含有非极性共价键C．由W、X、Y、Z四种元素形成的化合物水溶液可能呈强酸性D．W、X、Y、Z四种元素两两之间可形成二元化合物答案A解析W的原子半径最小，则W为H元素；W、Y同主族，X、Z同主族，X、Z的原子序数之和是W、Y原子序数之和的2倍，符合条件的Y为Na，X为O，Z为S。由X、Y、Z三种元素形成的化合物为Na2SO3、Na2SO4或Na2S2O3等，故A错误；由W和X两种元素形成的化合物为H2O2时，含有O—O非极性共价键，故B正确；由W、X、Y、Z四种元素形成化合物NaHSO4时，水溶液呈强酸性，故C正确；W、X、Y、Z四种元素两两之间可形成二元化合物，如H2O、NaH、H2S、Na2O、SO2、Na2S等，故D正确。14．[2017·江西师大附中月