高考化學二輪復習專題4物質結構與元素周期律(含解析)

物質結構與元素周期律04考能探究知識整合目錄

08元素周期表與元素周期律元素周期律

09元素推斷的解題技巧知識整合考能探究知識整合對點集訓元素周期表與元素周期律PART081.利用“三看”比較微粒半徑的大小在中學化學范疇內,可按“三看”規(guī)律來比較微粒半徑的大小:(1)“一看”電子層數(shù)。當電子層數(shù)不同時,電子層數(shù)越多,半徑越大。例如,r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs);r(O2-)<r(S2-)<r(Se2-)<r(Te2-);r(Na)>r(Na+)。(2)“二看”核電荷數(shù)。當電子層數(shù)相同時,核電荷核數(shù)越大,半徑越小。例如,r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl);r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。(3)“三看”核外電子數(shù)。當電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時,核外電子數(shù)越多,半徑越大。例如,r(Cl-)>r(Cl);r(Fe2+)>r(Fe3+)。2.元素金屬性、非金屬性強弱判斷考點1元素周期表的應用典型例題答案1.(改編)2019年是“國際化學元素周期表年”。下列有關說法不正確的是()。A.元素周期表中含元素種類最多的族是第ⅢB族B.新發(fā)現(xiàn)的115號元素(Mc)位于元素周期表第ⅢA族C.元素周期表中第14列元素所形成的化合物種類最多D.在元素周期表的金屬與非金屬分界線附近尋找半導體材料B解析解析?元素周期表中第ⅢB族包括鑭系元素、錒系元素,共32種元素,在所有族中所含元素種類最多,A項正確;115號元素(Mc)位于元素周期表第ⅤA族,B項錯誤;第14列為碳族元素,C元素可以形成有機物,故該列元素形成化合物的種類最多,C項正確;金屬元素與非金屬元素分界線附近往往可以尋找作半導體材料的元素,如硅,D項正確。答案解析突破訓練1.(原創(chuàng))2019年1月29日聯(lián)合國教科文組織啟動了“化學元素周期表國際年”系列活動。下列說法正確的是()。A.元素周期表中第ⅠA族的元素均為堿金屬元素B.位于第四周期ⅤA族的元素為非金屬元素C.短周期元素的正化合價數(shù)值和其族序數(shù)相同D.自然界中的元素是取之不盡、用之不竭的B解析?

元素周期表第ⅠA族的元素中除H元素外都是堿金屬元素,A項錯誤;位于第四周期ⅤA族的元素是砷(As)元素,為非金屬元素,B項正確;短周期元素最高正化合價的數(shù)值和其族序數(shù)相同(O、F除外),C項錯誤;有些元素具有放射性,存在時間很短暫,不是取之不盡、用之不竭的,D項錯誤。易錯易混1.元素周期表中,元素種類最多的是第ⅢB族,形成化合物種類最多的是第ⅣA族。2.現(xiàn)行的元素周期表不是按照相對原子質量排列的,而是按照原子序數(shù)排列的。3.描述元素在周期表中的位置時,族序數(shù)要用羅馬數(shù)字表示,分清羅馬數(shù)字的4(Ⅳ)和6(Ⅵ)。4.短周期中兩元素原子序數(shù)相差8,它們不一定位于同一主族(如H和F)。5.元素活潑,其單質不一定活潑。如N元素,因為N2形成了三鍵。元素周期律的應用考點2典型例題2.(2019年四川成都第七中學模擬)W、X、Y、Z為四種短周期主族元素且其中只有一種是金屬元素。它們在元素周期表中的相對位置如圖所示。下列說法正確的是()。

A.X、Y、Z中Y單質與氫氣化合最容易B.W的氫化物具有較強的還原性C.元素Y和Z在自然界中均存在游離態(tài)D.X的氫化物的沸點一定小于Y的氫化物B答案解析

解析?

由各元素在元素周期表中的相對位置可知,W為Al元素,X為C元素,Y為Si元素,Z為P元素。元素的非金屬性越強,越容易與氫氣化合,X、Y、Z中P的非金屬性最強,則Z單質與氫氣化合最容易,A項錯誤;W為Al元素,W的氫化物中H為-1價,具有較強的還原性,B項正確;硅為親氧元素,在自然界中只能以化合態(tài)存在,C項錯誤;C的氫化物很多,當C原子數(shù)較多時,形成的烴可能為固體,X的氫化物的沸點不一定小于Y的氫化物,D項錯誤。突破訓練2.(2019年全國Ⅱ卷,9改編)今年是門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z均為短周期主族元素,Z的質子數(shù)是W的質子數(shù)的2倍。下列說法錯誤的是()。

A.簡單離子半徑:W>XB.常溫常壓下,Y單質為固體C.氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Z<WD.X的最高價氧化物對應的水化物是強堿D答案解析

解析?

W、X、Y、Z均為短周期主族元素,Z的質子數(shù)是W的質子數(shù)的2倍,推出Z為S元素,W為O元素,X為Al元素,Y為Si元素。O2-和Al3+具有相同的電子層結構,簡單離子半徑O2->Al3+,A項正確;Si單質在常溫常壓下為固體,B項正確;非金屬性O>S,故氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性H2O>H2S,C項正確;氫氧化鋁是兩性氫氧化物,堿性較弱,D項錯誤。易錯易混1.氫元素不一定顯+1價。一般氫化物中氫元素為+1價,但在金屬氫化物中氫元素為-1價,如NaH、CaH2等。2.氧元素能與大多數(shù)元素形成多種化合物。如H、N、C、Na、S、Cl等,都有兩種或兩種以上氧化物。3.氧化物所對應水化物的酸性或堿性越強,其非金屬性或金屬性不一定越強,而是要求“最高價”。也不能根據(jù)氫化物的酸性來比較元素的非金屬性,如酸性HCl>H2S,并不能說明Cl的非金屬性強于S。反例,非金屬性F>Cl,但酸性HF<HCl。4.難失電子的粒子不一定易得電子。如稀有氣體原子。5.對主族元素來說,最高正價+|最低負價|不一定等于8。例如,對于H,最高正價+|最低負價|=2,而O、F沒有最高正價。6.最高正價=|最低負價|,除第ⅣA族元素滿足外,H元素也滿足。7.原電池中負極材料的金屬性不一定強于正極材料的金屬性。還要注意介質對電極反應的影響。如Al-Mg-NaOH溶液形成原電池時,Al為負極;Al-Mg-HNO3(濃)溶液形成原電池時,Al為正極。元素推斷的解題技巧PART09一、元素推斷常用的兩個關系1.原子或離子中基本微粒間的關系(1)質子數(shù)=核電荷數(shù)=原子的核外電子數(shù)=原子序數(shù)。(2)質量數(shù)=質子數(shù)+中子數(shù)。(3)質子數(shù)=陽離子的核外電子數(shù)+陽離子所帶電荷數(shù)。(4)質子數(shù)=陰離子的核外電子數(shù)-陰離子所帶電荷數(shù)。2.化合物與化學鍵的關系二、元素推斷常用的五個方法1.根據(jù)原子中幾個重要關系推斷(1)電子層數(shù)=周期序數(shù)。(2)質子數(shù)=原子序數(shù)。(3)最外層電子數(shù)=主族序數(shù)。2.根據(jù)原子或離子結構特征推斷(1)次外層電子數(shù)是2的元素在第二周期;次外層電子數(shù)是8的元素在第三周期或第四周期的ⅠA族、ⅡA族。(2)某元素陰離子的最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同時,該元素位于第三周期;若為陽離子,則對應元素位于第四周期ⅠA族、ⅡA族。(3)電子層結構相同的離子。陰離子對應的元素在具有相同電子層結構的稀有氣體元素的前面,陽離子對應的元素在具有相同電子層結構的稀有氣體元素的下一周期的左邊位置,簡稱“陰前陽下”。3.根據(jù)元素化合價的特征關系推斷主族元素的最高正價=主族序數(shù)(O、F除外);最低負價=主族序數(shù)-8(或2)。4.根據(jù)原子半徑的遞變規(guī)律推斷同周期元素從左到右,原子半徑遞減;同主族元素從上到下,原子半徑遞增。5.根據(jù)元素的性質來推斷元素的位置如根據(jù)“形成化合物種類最多的元素(C)”“空氣中含量最多的元素(N)”“地殼中含量最多的元素(O)”等特征來推斷?？键c1根據(jù)微粒結構特點推斷典型例題答案1.(2019年全國Ⅰ卷,13)科學家合成出了一種新化合物(如圖所示),其中W、X、Y、Z為同一短周期元素,Z核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半。下列敘述正確的是()。A.WZ的水溶液呈堿性B.元素非金屬性的順序為X>Y>ZC.Y的最高價氧化物的水化物是中強酸D.該新化合物中Y不滿足8電子穩(wěn)定結構解析C解析?本題主要考查元素的推斷與元素周期律的應用,側重考查考生解決和分析化學問題的能力。據(jù)題意知,W、X、Y、Z分別為Na、Si、P、Cl。NaCl溶液呈中性,A項錯誤;非金屬性Cl>P>Si,B項錯誤;H3PO4是中強酸,C項正確;P原子與2個Si原子形成2對共用電子對,再得到1個電子后最外層滿足8電子穩(wěn)定結構,D項錯誤。突破訓練答案1.(2019年山東青島第二次模擬)已知前20號元素X、Y、Z、W、R原子序數(shù)依次增大,其中X、Z、R原子最外層電子數(shù)相等,且X與Z、R均可形成離子化合物;Y、W同主族,Y原子最外層電子數(shù)是內層電子數(shù)的3倍。下列說法正確的是()。A.元素原子半徑大小順序為W>Z>YB.X與Y、Z、W形成的最簡單化合物都屬于電解質C.Y與Z、R形成的化合物中均只含有離子鍵D.Y與X、Z、W均可形成具有漂白性的化合物,且漂白原理相同B解析解析?根據(jù)題意可知,X是H元素,Y是O元素,Z是Na元素,W是S元素,R是K元素。同周期元素從左向右原子半徑逐漸減小,同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,則原子半徑Z(Na)>W(S)>Y(O),A項錯誤;X與Y、Z、W形成的最簡單化合物依次為H2O、NaH、H2S,這幾種物質都屬于電解質,B項正確;Y與Z、R形成的化合物有氧化鈉、過氧化鈉、氧化鉀等,而過氧化鈉中含有離子鍵、共價鍵,C項錯誤;Y分別與X、Z、W可形成具有漂白性的化合物H2O2、Na2O2、SO2,前兩者利用其強氧化性進行漂白,而SO2利用與有機色質化合為不穩(wěn)定的無色物質進行漂白,漂白原理不同,D項錯誤。點石成金1.常見的“10電子”“18電子”微粒(1)常見的“10電子”微粒(2)常見的“18電子”微粒2.短周期元素中常見原子的核外電子排布規(guī)律(1)原子核中無中子的原子H。(2)原子最外層有1個電子的元素:H、Li、Na。(3)原子最外層有2個電子的元素:Be、Mg、He。(4)原子最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素:Be、Ar。(5)原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素:C;是次外層電子數(shù)3倍的元素:O;是次外層電子數(shù)4倍的元素:Ne。(6)原子電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素:H、Be、Al。(7)原子電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素:Be。(8)原子次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素:Li、Si。(9)原子內層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素:Li、P?？键c2根據(jù)元素及其化合物的性質推斷典型例題2.(2019年遼寧沈陽東北育才中學高三一模)X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的短周期元素,且X、Z的原子序數(shù)之和是Y、W原子序數(shù)之和的。甲、乙、丙、丁是由這些元素組成的二元化合物,M是Y元素對應的單質,乙和丁的組成元素相同,且乙是一種“綠色氧化劑”,常溫下化合物N是具有漂白性的氣體。上述物質間的轉化關系如圖所示(部分反應物和生成物省略)。下列說法正確的是()。解析答案C

A.原子半徑:r(Y)>r(Z)>r(W)B.化合物N與乙烯均能使溴水褪色,且原理相同C.含W元素的鹽溶液可能呈酸性、中性或堿性D.Z分別與X、Y、W形成的化合物中,各元素均滿足8電子結構解析?乙是一種“綠色氧化劑”,即乙為H2O2;乙和丁的組成元素相同,則丁為H2O;常溫下化合物N是具有漂白性的氣體,則N為SO2。根據(jù)轉化關系,M是單質,H2O2分解成O2和H2O,即M為O2,甲在酸中生成丙,丙為二元化合物,且含有S元素,即丙為H2S,四種元素原子序數(shù)依次增大,且都為短周期元素,X為H元素,Y為O元素,如果W為S元素,X、Z的原子序數(shù)之和是Y、W原子序數(shù)之和的,則Z為Na元素,如果Z為S元素,則W不符合要求。同周期從左到右,元素原子半徑逐漸減小,同主族從上到下,元素原子半徑逐漸增大,原子半徑大小順序是r(Na)>r(S)>r(O),A項錯誤;SO2能使溴水褪色,發(fā)生反應SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,利用的是SO2的還原性,乙烯和溴水反應,發(fā)生的是加成反應,B項錯誤;含S元素的鹽溶液,若是Na2SO4,則溶液呈中性,若是NaHSO4,則溶液呈酸性,若是Na2SO3,則溶液呈堿性,C項正確;形成的化合物分別是NaH、Na2O/Na2O2、Na2S,NaH中H原子最外層只有2個電子,不滿足8電子結構,D項錯誤。突破訓練2.(2019年四川綿陽第三次診斷性考試)2019年是元素周期表誕生的第150周年,聯(lián)合國大會宣布2019年是“國際化學元素周期表年”。W、X、Y和Z為原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素。W的一種核素可用于文物年代的測定,X與W同周期且相鄰,Y為金屬元素,Z的單質為黃綠色氣體。下列敘述不正確的是()。A.W的最簡單氫化物呈正四面體結構B.Z的最高價氧化物對應的水化物為強酸C.X與Y形成的化合物可發(fā)生水解反應D.電解Y與Z形成的化合物的熔融物一定得金屬單質答案解析D解析?由題意可知,W為C元素,X為N元素,Y為Na(或Mg、Al)元素,Z為Cl元素。W的最簡單氫化物為甲烷,甲烷呈正四面體結構,A項正確;Z的最高價氧化物對應的水化物為高氯酸,B項正確;X與Y形成的化合物為氮化鈉、氮化鎂或氮化鋁,均可發(fā)生水解反應,如氮化鈉水解生成氨氣和氫氧化鈉,氮化鎂水解生成氨氣和氫氧化鎂,氮化鋁水解生成氨氣和氫氧化鋁,C項正確;Y與Z的化合物可能為氯化鋁,熔融狀態(tài)不能導電,電解不能得到鋁單質,D項錯誤。點石成金1.形成化合物種類最多的元素,單質是自然界中硬度最大的物質,氣態(tài)氫化物中氫的質量分數(shù)最高的元素:C。2.空氣中含量最多的元素,氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素:N。3.地殼中含量最多的元素,氫化物沸點最高的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素:O。4.單質最輕的元素:H;單質最輕的金屬元素:Li。5.單質在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素:Br;單質在常溫下呈液態(tài)的金屬元素:Hg。6.最高價氧化物及其對應的水化物既能與強酸反應,又能與強堿反應的元素:Al。7.氣態(tài)氫化物和最高價氧化物對應的水化物能發(fā)生化合反應的元素:N,能發(fā)生氧化還原反應的元素:S。8.單質在常溫下能與水反應放出氣體的短周期元素:Li、Na、F。9.最活潑的非金屬元素(或無正價的元素,無含氧酸的非金屬元素,其無氧酸可腐蝕玻璃的元素,其氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的元素,陰離子的還原性最弱的元素):F。考點3根據(jù)位置關系推斷典型例題D答案解析3.(2019年安徽合肥高三第三次教學質量檢測)X、Y、Z、W四種短周期元素的原子最外層電子數(shù)之和為22,其在元素周期表中的位置如圖所示。下列說法正確的是()。

A.X、Y、W三種元素最簡單氫化物的沸點依次升高B.Z、X、W三種元素氧化物對應水化物的酸性依次增強C.由X、W和氫三種元素形成的化合物中只含共價鍵D.X、Z形成的二元化合物是一種新型無機非金屬材料解析?根據(jù)短周期中X、Y、Z、W的位置可知,X和Y位于第二周期,Z和W位于第三周期,設Z元素原子的最外層電子數(shù)為a,則X、Y、W原子的最外層電子數(shù)分別為a+1、a+2、a+3;有a+a+1+a+2+a+3=22,得a=4,Z的最外層電子數(shù)為4,Z為Si元素,則X、Y、W分別為N、O、Cl元素。X、Y、W三種元素最簡單氫化物分別為NH3、H2O、HCl,由于NH3、H2O分子間存在氫鍵,沸點會更高,因此沸點最高的是H2O,最低的是HCl,A項錯誤;Z、X、W三種元素的氧化物對應水化物的酸性不一定依次增強,如Cl的含氧酸中HClO為弱酸,其酸性比N的最高價氧