人教版 春季高一化学同步第5讲 物质结构元素推断.docx
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人教版春季高一化学同步第5讲物质结构元素推断
第5讲物质结构和元素推断
知识点一推断方法
1.根据在周期表中的位置推断元素
(1)根据核外电子的排布规律。
①最外层电子规律。
最外层电子数(N)
3≤N<8
N=1或2
N>次外层电子数
元素在周期表中的位置
主族
第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦
第2周期
②“阴三、阳四”规律:
某元素阴离子最外层电子数与次外层相同,该元素位于第3周期;若为阳离子,则位于第4周期。
③“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。
④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)根据元素周期表结构与原子电子层结构的关系推断。
几个重要关系式:
①核外电子层数=周期序数;
②主族序数=最外层电子数=最高正价=8-|最低负价|(氧、氟元素除外);
③|最高正价|-|最低负价|=
(3)周期表中特殊位置的元素(1~20号元素)。
①族序数等于周期数的元素:
H、Be、Al。
②族序数等于周期数2倍的元素:
C、S。
③族序数等于周期数3倍的元素:
O。
④周期数是族序数2倍的元素:
Li、Ca。
⑤周期数是族序数3倍的元素:
Na。
⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素:
H、C、Si。
⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素:
S。
⑧除氢外,原子半径最小的元素:
F。
2.由元素及其化合物的性质推断
(1)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的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素:
C。
(2)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。
(3)地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素:
O。
(4)等物质的量的单质最轻的元素:
H;最轻的金属单质:
Li。
(5)单质在常温下呈液态的非金属元素:
Br;金属元素:
Hg。
(6)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。
(7)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化合反应的元素:
N;能起
氧化还原反应的元素:
S。
(8)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素:
Li、Na、F。
3.综合利用“位”“构”“性”关系推断
(1)“位、构、性”三者之间的关系。
(2)推断元素的常用思路。
根据原子结构、元素周期表的知识及已知条件,可推算原子序数,判断元素在周期表中的位置等,基本思路如下:
【例题讲解】
1.短周期主族元素甲、乙、丙、丁、戊五种元素在元素周期表中的位置如
图所示,其中戊是同周期中原子半径最小的元素。
下列有关判断正确的是( )
甲
乙
丙
丁
戊
A.最外层电子数:
甲>乙>丙>丁>戊
B.简单离子的离子半径:
丙<乙<丁<戊
C.含有丁元素的酸有多种
D.乙的氢化物多种多样,丙、丁、戊的氢化物各有一种
【答案】C
2.X、Y、Z是3种短周期元素,其中X、Y位于同一主族,X、Z位于同一周期。
X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,Z原子的核外电子数比Y原子的少1。
下
列说法不正确的是( )
A.原子半径由大到小的顺序为Z>Y>X
B.元素非金属性由弱到强的顺序为Z C.X元素不可能在第1周期,且没有最高正价 D.Z在元素周期表的ⅤA族,其最高价氧化物对应水化物的分子式为HZO3 【答案】D 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<Z 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 4.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<Z 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 5.(2019·四川南充调研)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<Y C.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 【变式训练】 1.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>h B.与x形成简单化合物的沸点: y>z>d C.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 2.短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示,其中T所处的周期序数与主族序数相等。 (1)T的原子结构示意图是________,用化学方程式表示工业上常用于冶炼T单质的原理: ________________________。 (2)与W同主族的某元素,其氢化物分子中含有18个电子,该分子中的共价键类型是________________________________________________________________________。 (3)元素的非金属性: Q_____ ___W(填“强于”或“弱于”),结合方程式简述其原因: _____________________________________________________________________________。 (4)甲是R的氧化物,通常状况下呈红棕色,现有一试管,欲使元素R全部转化为其最高价氧化物对应的水化物,实验步骤: 将盛有甲的试管倒扣在水槽中,______________________。 【答案】 (1) 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ (2)极性键和非极性键 (3)弱于 CO +H2OHCO +OH-,碳酸根水解,而硫酸根不发生水解 (4)向试管中缓缓通入足量氧气 3.现有部分短周期主族元素的性质或原子结构如下表所示: 元素编号 元素性质或原子结构 X 周期序数=主族序数=原子序数 Y 原子最外层电子数为a,次外层电子数为b Z 原子L层电子数为a+b,M层电子数为a-b M 单质在自然界中的硬度最大 N 位于第3周期,最外层电子数是电子层数的2倍 回答下列问题: (1)写出X、Y、Z、N四种元素的名称: X________,Y________,Z________,N________。 (2)由X、Y、Z、M、N五种元素两 两组成的分子中,许多分子含有的电子数相等,写出符合下列要求的分子式: ①含10e-且呈正四面体结构的分子________; ②含14e-的双原子分子________; ③含16e-且能使溴水退色的分子________; ④含18e-且常温下呈液态的分子________。 【答案】 (1)氢 氧 硅 硫 (2)①CH4 ②CO ③C2H4 ④H2O2 【提升训练】 1.(2019·全国Ⅲ卷)X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10,X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。 下列叙述正确的是() A.熔点: X的氧化物比Y的氧化物高 B.热稳定性: X的氢化物大于Z的氢化物 C.X与Z可形成离子化合物ZX D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸 【答案】B 2.(2018·全国卷Ⅰ)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。 W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。 下列说法正确的是( ) A.常温常压下X的单质为气态 B.Z的氢化物为离子化合物 C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性 D.W与Y具有相同的最高化合价 【答案】B 3.(2017·全国Ⅰ卷)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。 由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。 下列说法不正确的是( ) A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强 B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构 C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红 D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期 【答案】C 4.(2019·成都七中期末)元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。 下列说法不合理的是() A.由水溶液的酸性: HCl>HF,不能推断出元素的非金属性: Cl>F B.人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料 C.原子半径随着周期序数的增加而增加 D.短周期元素形成的微粒X2-和Y2+核外电子排布相同,离子半径: X2->Y2+ 【答案】C 5.(2019·成都七中期末)常见的短周期主族元素R、X、Y、Z、M、A的原子序数依次增大,它们占据三个周期。 Y和M同主族,Y原子最外层电子数是电子层数的3倍。 前五种元素组成一种离子化合物Q。 取一定量Q溶于蒸馏水得到溶液,向溶液中滴加稀氢氧化钠溶液,产生沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液体积的关系如图所示: 下列说法不正确的是() A.简单离子半径: M>Y>Z B.气态氢化物的热稳定性: Y>X C.XA3、MA2中,每个原子均达到8电子结构 D.由R、X、Y、M四种元素组成的盐有两种 【答案】D 6.(2018·棠湖期中)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“石田”,tián),Ts的原子核外最外 层电子数是7。 下列说法不正确的是) A.Ts是第七周期第ⅦA族元素B.Ts的同位素原子具有相同的电子数 C.Ts在同族元素中非金属性最弱D.中子数为176的Ts核素符号是176Ts 【答案】D 7.(2017·树德中学期末)X、Y是周期表中的两种元素,X原子的半径比Y的半径小,且具有相同的电子层数,(选项中m、n均为正整数)下列有关叙述正确的是( ) A.若X、Y原子序数相差l,Y为IIA族,则X一定是IIIA族 B.若Y(OH)m易溶于水,则X(OH)n一定不溶于水 C.若HnXOm为强酸,则X的氢化物溶液于水一定显酸性 D.若Y元素形成的单质是气体,则X元素形成的单质一定也是气体 【答案】D 8.(2019·雅安中学期末)下表标出的是元素周期表的一部分元素,回答下列问题: (1)除稀有气体外第三周期中原子半径最小的是 (填元素符号) (2)表中用字母标出的12种元素中,化学性质最不活泼的是 (用元素符号表示,下同),金属性最强的是 (用元素符号表示),属于过渡元素的是 (该空格用表中的字母表示) (3)元素B的单质的含有的化学键为 。 (填“离子键’’、“极性共价键”、“非极性共价键”) (4)D、F元素最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为 (5)为比较元素A和G的非金属性强弱,用图所示 装置进行实验(夹持仪器已略去,装置气密性良好)。 溶液B应该选用 溶液,作用是 , 能说明A和G非金属性强弱的化学方程式是: 。 【答案】 (1)Cl;(1分)[来源: 学科网ZXXK] (2)Ar;Na;M;(共3分,各1分) (3)非极性共价键;(1分) (4)Al(OH)3+OH﹣═AlO2﹣+2H2O;(2分) (5)饱和NaHCO3;(1分) 除去CO2中的HCl杂质;(1分)CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3↓(2分) 9.(2018·棠湖期中)下表是元素周期表的一部分,针对①~⑧元素在表中的位置,回答下列问题: (1)⑥元素在元素周期表中的位置为。 (2)写出②含有10个中子的核素的化学符号。 (3)在②、③、④、⑤四种元素中,其离子半径按由大到小的排列顺序为。 (用离子符号比较大小) (4)②、③、⑥元素所形成氢化物的稳定性由强到弱的顺序是。 (用化学式比较强弱) (5)请写出①的氢化物发生催化氧化的化学方程式。 (6)由②④⑥三种元素组成的一种盐在空气中放置会变质,请用化学方程式表示变质的反应。 (7)在⑥与⑦的单质中,化学性质较活泼的是 (填化学式);可以用下列事实证明上述结论的是。 a.元素⑥单质的熔点比元素⑦单质的熔点高 b.元素⑦的氢化物比元素⑥的氢化物稳定 c.元素⑦的氢化物的水溶液的酸性强于元素⑥的氢化物的水溶液的酸性 d.一定条件下⑥和⑦的单质分别与Cu反应时,⑦产物中的铜元素价态更高 【答案】 (1)第三周期第 族; (2) O (3)O2->F->Na+>Al3+(4)HF>HBr>HI (5)4NH3+5O2 4NO+6H2O(6)2Na2SO3+O2=2Na2SO4 (7)Cl2;b、d 10.(2018·树德期末)A、B、C、D、E均是短周期元素,其原子序数依次增大,A和B同周期,A和D同主族,A原子最外层电子数是内层电子数的二倍,B元素族序数是周期数的三倍,B的阴离子与C的阳离子电子层结构相同,C的单质与B的单质在不同条件下反应,可生成C2B或C2B2,E是所在周期中原子半径最小的元素。 请回答: (1)D在元素周期表中的位置是。 (2)C2B的电子式是;AB2的结构式是。 (3)B、C、E的离子半径由大到小的顺序为(用化学式回答,下同);A、D、E元素最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱为。 (4)B的气态氢化物与H2S相比沸点高的是(用化学式回答);原因是。 (5)水中锰含量超标,容易使洁具和衣物染色,使水产生异味,EB2可以用来除去水中超标的Mn2+,生成黑色沉淀MnO2,当消耗13.50gEB2时,共转移了1mol电子,则反应的离子方程式: 。 【答案】 (1)第三周期第ⅣA族; (2) ;O=C=O; (3)Cl−>O2−>Na+;HClO4>H2CO3>H2SiO3;(4)H2O;水分子之间有氢键; (5)2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl−+12H+。 【巩固提升】 1、短周期元素A、B、C、D的原子序数依次递增,它们的核电荷数之和为32,原子最外层电子数之和为10。 A与C同主族,B与D同主族,A、C原子的最外层电子数之和等于B原子的次外层电子数。 则下列叙述正确的是( ) A.D元素处于元素周期表中第三周期ⅥA族 B.四种元素的原子半径: A<B<C<D C.B、D的最高价氧化物具有相似的物理性质和化学性质 D.一定条件下,B单质能置换出D单质,C单质能置换出A单质 2、某粒子的结构示意图为 ,关于该粒子的说法正确的是() A.核电荷数为18 B.核外有3个电子层 C.属于非金属元素的原子 D.在化学反应中易得2个电子 3、X+的核 外电子数分别为2、8、8,则X元素在周期表中的位置是() A.第三周期第0族B.第四周期第ⅠA族 C.第三周期第 ⅠA族D.第三周期第ⅦA族 【答案】 1、D2、B3、B 4、某矿石由前20号元素中的4种组成,其化学式为WmYnZpXq。 X、Y、Z、W分布在三个周期,原子序数依次增大,W、Y为金属元素,X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,W单质能与冷水剧烈反应,Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等,Y、Z位于同周期,Z单质是一种良好的半导体。 下列说法正确的是( ) A.气态氢化物的稳定性: X<Z B.含有1molY的氯化物的水溶液中离子总数为4mol(不考虑水的电离) C.W位于第三周期ⅠA族,其原子半径比其他元素的都大 D.2molW单质和1molY单质投入足量的水中会产生2.5mol气体 5、下列说法正确的是( ) A.原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素 B.原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素 C.最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第2周期 D.某元素的离子的最外层与 次外层电子数相同,该元素一定位于第3周期 6、下列叙述正确的是( ) A.HBr、HI、HCl的稳定性依次减弱 B.RbOH、KOH、NaOH的碱性依次增强 C.K+、Na+、Li+的氧化性依次减弱 D.HIO4、HBrO4、HClO4的酸性依次增强 7、已知原子序数,可推断原子的( ) ①质子数②中子数③质量数④核电荷数⑤核外电子数⑥原子结构示意图⑦元素在周期表中的位置 A.①②③④⑥B.①④⑤⑥⑦C.②③④⑤⑦D.③④⑤⑥⑦ 8、1995年我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤-239,并测知其原子核内有148个中子。 现有A元素的一种同位素,比镤-239的原子核内少54个质子和100个中子,则A元素在周期表中的位置是( ) A.第三周期第ⅠA族B.第三周期第ⅡA族 C.第四周期第ⅠA族D.第五周期第ⅠA族 9、短周期元素A、B、C的原子序数依次增大,其族序数之和为13,且C的族序数是B的族序数的3倍。 下列说法正确的是( ) A.三种元素的原子半径: B最小 B.最高价氧化物对应水化物: 仅B呈碱性 C.常温下,B在A、C的最高价含氧酸的浓溶液中会发生钝化 D.A、B、C的氧化物都是形成酸雨的罪魁祸首 【答案】 4、D5、C6、D7、B8、D9、B 10、几种短周期元素的原子半径及某些化合价见下表。 分析判断下列说法正确的是( ) 元素代号 A B D E G H I J 化合价 -1 -2 +4、-4 -1 +5、-3 +3 +2 +1 原子半径/nm 0.071 0.074 0.077 0.099 0.110 0.143 0.160 0.186 A.I在DB2中燃烧生成两种化合物 B.A、H、J的离子半径由大到小顺序是H>J>A C.G元素的单质不存在同素异形体 D.B和J能形成既含离子键又含共价键的化合物 11、甲~庚等元素在周期表中的相对位置如下表,己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性,甲和丁在同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数。 下列判断正确的是() A.丙与戊的原子序数相差28 B.气态氢化物的稳定性: 庚<己<戊 C.常温下,甲和乙的单质均能与水剧烈反应 D.丁的最高价氧化物可用于制造半导体材料 【答案】10、D11、A 12、如图是元素周期表的一部分,下列说法中正确的是() A.元素的简单离子半径大小: ④>⑤>② B.气态氢化物的稳定性: ⑤>② C.最高价氧化物对应水化物的酸性: ⑥>⑤ D.元素的最高正化合价: ③=⑥ 【答案】C 13、已知X的最低负价与Y的最高正价代数和为零,下列说法正确的是() A.原子半径的大小顺序: r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X) B.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强 C.X的简单气态氢化物的稳定性比W的弱 D.X分别与Y、Z形成的化合物中化学键类型相同 14、短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层有6个电子,Y是迄今发现的非金属性最强的元素,在周期表中Z位于ⅠA族,W与X属于同一主族。 下列说法正确的是() A.元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构 B.由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物 C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强 D.原子半径: r(X) 15、原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。 a−的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c−和d+的电子层结构相同。 下列叙述错误的是() A.元素的非金属性次序为c>b>a B.a和其他3种元素均能形成共价化合物 C.d和其他3种元素均能形成离子化合物 D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6 【答案】13、A14、B15、B
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