2025版新教材高考化学一轮复习第4章物质结构与性质第2节素养提升10“位构性”关系的综合推断学案鲁科版

PAGE5-素养提升10“位、构、性”关系的综合推断一、依据元素原子结构推断元素利用原子结构、核外电子排布特征、电子排布式或价电子排布式为元素推断的突破口，是元素推断题的重要类型之一，题目通常以文字叙述的形式给出元素原子的核外电子排布、位置关系等关键信息。解题时可结合短周期元素的原子结构及元素的特别性质，对元素进行合理的推断。1．依据核外电子排布的五大规律推断元素(1)最外层电子规律最外层电子数(N)3≤N<8N＝1或2N>次外层电子数元素在周期表中的位置ⅢA族～ⅦA族ⅠA族、ⅡA族、Ⅷ族、副族、0族元素氦第2周期(Li、Be除外)(2)元素周期表的分区和价电子排布式规律①主族②0族：He：1s2；其他ns2np6。③过渡元素(副族和Ⅷ族)ⅢB→ⅦB族元素：价电子排布式为(n－1)d1～5ns1～2，族序数等于(n－1)d和ns电子数之和。Ⅷ族元素：价电子排布式为(n－1)d6～8ns1～2，(n－1)d和ns电子数之和为8、9、10；除镧系和锕系元素外ⅢB→Ⅷ族元素为d区元素。ⅠB和ⅡB族元素：价电子排布式为(n－1)d10ns1～2，族序数等于ns电子数。(3)未成对电子数规律未成对电子数为1的元素可能位于ⅠA、ⅦA、ⅢB、ⅠB族；未成对电子数为2的元素可能位于ⅣA、ⅥA、ⅣB、Ⅷ(如Ni)族；未成对电子数为3的元素可能位于ⅤA、ⅤB、Ⅷ(如Co)族；前36号元素中未成对电子数最多的元素为Cr，有6个未成对电子。(4)“阴三、阳四”规律某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相等，该元素位于第3周期；若为阳离子，则位于第4周期。如S2－、K＋最外层电子数与次外层电子数相等，则S位于第3周期，K位于第4周期。(5)“阴上、阳下”规律电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期；若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期。如O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋电子层结构相同，则Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。2．依据元素在周期表中位置，确定其化合物的化学式。知道元素在周期表中的主族序数后，依据化合价规律就可以写出它的化合物的化学式，例如(用R代表元素)：族化合物ⅣAⅤAⅥAⅦA氢化物RH4RH3H2RHR最高价氧化物RO2R2O5RO3R2O7最高价氧化物对应水化物H4RO4或H2RO3H3RO4或HRO3H2RO4HRO4二、依据元素周期表结构推断元素残缺元素周期表型推断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的相对位置；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别性质。解答此类题目时，要先依据给出的某种元素的特别结构或性质，确定该元素在周期表中的位置，然后以此为“坐标原点”，依据其他元素与该元素的位置关系，进而确定其他未知的元素。1．元素周期表中短周期特别结构的应用(1)元素周期表中第1周期只有两种元素H和He，H元素所在的ⅠA族为元素周期表的左侧边界，ⅠA族左侧无元素分布。(2)He为0族元素，0族元素为元素周期表的右侧边界，0族元素右侧没有元素分布。利用这个关系可以确定元素所在的周期和族。2．熟识主族元素在周期表中的特别位置族序数等于周期数的元素H、Be、Al族序数等于周期数2倍的元素C、S族序数等于周期数3倍的元素O周期数是族序数2倍的元素Li、Ca周期数是族序数3倍的元素Na、Ba最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素H、C、Si最高正价是最低负价肯定值3倍的短周期元素S除H外，原子半径最小的元素F三、依据元素及其化合物性质推断元素利用元素及其化合物特别组成与特别性质的元素推断题，是近几年高考的热点题型，题目一般通过文字叙述供应某些元素及其化合物的相关性质(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。物质特性推断元素形成化合物种类最多的元素或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地壳中含量最多的元素或氢化物的沸点最高的元素或氢化物在通常状况下呈液态的元素O最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素Cs单质最易着火的非金属元素P焰色反应呈黄色的元素Na焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃视察)的元素K单质密度最小的元素H单质密度最小的金属元素Li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Al元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物能发生氧化还原反应的元素S常见的存在几种单质的元素C、P、O、S1．(双选)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如下图所示，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．电负性：Y>X>W>ZC．四种元素第一电离能最大的元素为YD．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等AC解析：在短周期元素中，W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，则W是15号的P元素，依据元素在周期表中的相对位置关系可确定：X是N元素，Y是O元素；Z是Si元素。原子半径：Si>P>N>O，即Z>W>X>Y，A说法错误；同周期元素从左向右第一电离能总体渐渐增大，但ⅡA、ⅤA族元素偏大，因此电离能：N>O，P>Si，同主族元素从上至下第一电离能渐渐减小，因此第一电离能：N>P，即四种元素第一电离能最大的元素为N(X)，C说法错误。2．如图所示的X、Y、Z、W四种短周期元素的原子最外层电子数之和为22，下列说法正确的是()XYZWA．X、Y、W三种元素最低价氢化物的沸点依次上升B．Z、X、W三种元素氧化物对应水化物的酸性依次增加C．由X、W和氢三种元素形成的化合物中只含共价键D．四种元素中未成对电子数相等的元素为Y和ZD解析：依据X、Y、Z、W的位置，可以知道，X和Y位于第2周期，Z和W位于第3周期，设Z元素原子的最外层电子数为a，则X、Y、W原子的最外层电子数分别为a＋1、a＋2、a＋3；有a＋(a＋1)＋(a＋2)＋(a＋3)＝22，得a＝4，即Z的最外层电子数为4，Z元素为Si，同理可知X、Y、W分别为N、O、Cl。X、Y、W三种元素最低价氢化物分别为NH3、H2O、HCl，由于NH3、H2O分子间存在氢键，沸点会上升，因此沸点最高的是H2O，最低的是HCl，A项错误；Z、X、W三种元素氧化物对应的水化物的酸性不肯定依次增加，如Cl的含氧酸中的HClO为弱酸，其酸性比N的最高价氧化物的水化物HNO3的弱，B项错误；X、W和H三种元素形成的化合物为NH4Cl等，NH4Cl为离子化合物，其中既存在离子键又存在共价键，C项错误；X、Y、Z、W分别为N、O、Si、Cl，未成对电子数分别为3、2、2、1，因此O、Si的未成对电子数相等，D项正确。3．蒙脱石散是一种温柔的止泻剂，适合儿童运用。其主要成分是由A、B、D、E四种原子序数依次增大的短周期元素组成的物质D4[E4B10(BA)8]，其中D元素是地壳中含量最高的金属元素，E元素的单质常用来制造太阳能电池，A3B＋和BA－含有相同的电子数。下列说法错误的是()A．原子半径：D>E>B>AB．简洁氢化物的稳定性：E>BC．A、B组成的一种化合物是绿色氧化剂D．含E的一种盐溶液常作木材防火剂B解析：依据分析可知：A为H，B为O，D为Al，E为Si。同周期元素，从左到右原子半径依次减小，因此原子半径：Al>Si>O>H，故A正确；非金属性越强，简洁氢化物的稳定性越大，非金属性：O>Si，则简洁氢化物的稳定性：H2O>SiH4，故B错误；H2O2是绿色氧化剂，故C正确；Na2SiO3的水溶液常作木材防火剂，故D正确。4．(2024·天津模拟)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．简洁离子半径：Z<YB．d中既含有离子键又含有共价键，其中阳离子和阴离子的数目之比为2∶1C．简洁气态氢化物的热稳定性：Y>XD．a中X与W原子个数比可能为1∶4、1∶3、1∶2，不行能为1∶1D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；m为元素Y的单质，通常为无色无味的气体，则m为O2，则Y为O元素；依据图示转化关系可知，a为烃或只含C、H、O的烃的衍生物，b、c为CO2、H2O，e、f为Na2CO3、NaOH；结合原子序数可知，W为H，X为C，Y为O，Z为Na，据此解答。Z、Y的离子具有相同的电子层结构，原子序数越大，其相应的离子半径就越小，所以简洁离子半径：Z＜Y，选项A正确。过氧化钠为离子化合物，含有离子键和共价键，含有阳离子钠离子和阴离子过氧根离子，阳离子和阴离子的数目之比为2∶1，选项B正确。元素的非金属性越强，其对应的氢化物越稳定，由于元素的非金属性：Y>X，因此简洁气态氢化物的热稳定性：Y＞X，选项C正确。a为烃或只含C、H、O的烃的衍生物，C、H的原子个数比可为1∶4，如CH4；可为1∶3，如C2H6；可为1∶2，如C2H4；可为1∶1，如C2H2、C6H6，选项D错误。5．(双选)短周期主族元素R、X、Y和Z的原子序数依次增大，RZ3溶于水生成一种具有漂白性的物质，生成的另一种物质的分子模型如图A所示。X和Y的单质按肯定比例混合后恰好能完全溶于足量水中，在其水溶液中缓慢通入CO2气体，沉淀质量(m)与CO2的体积(V)的关系如图B所示。下列说法肯定正确的是()A．RZ3和图A中分子中心原子均为sp3杂化B．原子半径：X>Y>ZC．Z与X、Y均形成离子化