2018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

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――→推知电子层数、最外层电子数――→推知周期序数、族序数――→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

①单质或化合物的特性――→推知元素名称或符号――→推知

原子结构――→推知周期序数、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

①

②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>d

D．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，0.05 mol·L－1 U的气态氢化物的水溶液的pH>1

D．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0.05 mol·L－1 H2S溶液中H＋浓度远小于0.1 mol·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

B．简单氢化物的稳定性：X>Y>Z

C．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HN>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⑤

D．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

B．氧化物的水化物的酸性：W>Z

C．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。