2025版新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第4章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第2節(jié)素養(yǎng)提升10“位構(gòu)性”關(guān)系的綜合推斷學(xué)案魯科版

PAGE5-素養(yǎng)提升10“位、構(gòu)、性”關(guān)系的綜合推斷一、依據(jù)元素原子結(jié)構(gòu)推斷元素利用原子結(jié)構(gòu)、核外電子排布特征、電子排布式或價(jià)電子排布式為元素推斷的突破口，是元素推斷題的重要類型之一，題目通常以文字?jǐn)⑹龅男问浇o出元素原子的核外電子排布、位置關(guān)系等關(guān)鍵信息。解題時(shí)可結(jié)合短周期元素的原子結(jié)構(gòu)及元素的特別性質(zhì)，對(duì)元素進(jìn)行合理的推斷。1．依據(jù)核外電子排布的五大規(guī)律推斷元素(1)最外層電子規(guī)律最外層電子數(shù)(N)3≤N<8N＝1或2N>次外層電子數(shù)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)元素周期表的分區(qū)和價(jià)電子排布式規(guī)律①主族②0族：He：1s2；其他ns2np6。③過渡元素(副族和Ⅷ族)ⅢB→ⅦB族元素：價(jià)電子排布式為(n－1)d1～5ns1～2，族序數(shù)等于(n－1)d和ns電子數(shù)之和。Ⅷ族元素：價(jià)電子排布式為(n－1)d6～8ns1～2，(n－1)d和ns電子數(shù)之和為8、9、10；除鑭系和錒系元素外ⅢB→Ⅷ族元素為d區(qū)元素。ⅠB和ⅡB族元素：價(jià)電子排布式為(n－1)d10ns1～2，族序數(shù)等于ns電子數(shù)。(3)未成對(duì)電子數(shù)規(guī)律未成對(duì)電子數(shù)為1的元素可能位于ⅠA、ⅦA、ⅢB、ⅠB族；未成對(duì)電子數(shù)為2的元素可能位于ⅣA、ⅥA、ⅣB、Ⅷ(如Ni)族；未成對(duì)電子數(shù)為3的元素可能位于ⅤA、ⅤB、Ⅷ(如Co)族；前36號(hào)元素中未成對(duì)電子數(shù)最多的元素為Cr，有6個(gè)未成對(duì)電子。(4)“陰三、陽(yáng)四”規(guī)律某元素陰離子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等，該元素位于第3周期；若為陽(yáng)離子，則位于第4周期。如S2－、K＋最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等，則S位于第3周期，K位于第4周期。(5)“陰上、陽(yáng)下”規(guī)律電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，若電性相同，則位于同周期；若電性不同，則陽(yáng)離子位于陰離子的下一周期。如O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋電子層結(jié)構(gòu)相同，則Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。2．依據(jù)元素在周期表中位置，確定其化合物的化學(xué)式。知道元素在周期表中的主族序數(shù)后，依據(jù)化合價(jià)規(guī)律就可以寫出它的化合物的化學(xué)式，例如(用R代表元素)：族化合物ⅣAⅤAⅥAⅦA氫化物RH4RH3H2RHR最高價(jià)氧化物RO2R2O5RO3R2O7最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物H4RO4或H2RO3H3RO4或HRO3H2RO4HRO4二、依據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)推斷元素殘缺元素周期表型推斷題一般給出兩種信息：一是給出局部的元素周期表，展示出幾種不同元素的相對(duì)位置；二是給出某種元素的位置特征、原子結(jié)構(gòu)特征或由該元素形成的單質(zhì)或化合物的特別性質(zhì)。解答此類題目時(shí)，要先依據(jù)給出的某種元素的特別結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，確定該元素在周期表中的位置，然后以此為“坐標(biāo)原點(diǎn)”，依據(jù)其他元素與該元素的位置關(guān)系，進(jìn)而確定其他未知的元素。1．元素周期表中短周期特別結(jié)構(gòu)的應(yīng)用(1)元素周期表中第1周期只有兩種元素H和He，H元素所在的ⅠA族為元素周期表的左側(cè)邊界，ⅠA族左側(cè)無元素分布。(2)He為0族元素，0族元素為元素周期表的右側(cè)邊界，0族元素右側(cè)沒有元素分布。利用這個(gè)關(guān)系可以確定元素所在的周期和族。2．熟識(shí)主族元素在周期表中的特別位置族序數(shù)等于周期數(shù)的元素H、Be、Al族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素C、S族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素O周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素Li、Ca周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素Na、Ba最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零的短周期元素H、C、Si最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)肯定值3倍的短周期元素S除H外，原子半徑最小的元素F三、依據(jù)元素及其化合物性質(zhì)推斷元素利用元素及其化合物特別組成與特別性質(zhì)的元素推斷題，是近幾年高考的熱點(diǎn)題型，題目一般通過文字?jǐn)⑹龉?yīng)某些元素及其化合物的相關(guān)性質(zhì)(如能腐蝕玻璃、黃綠色氣體等)，解題時(shí)抓住這些關(guān)鍵特性，首先確定其為何種元素，然后以此為突破口，推知其他未知元素。物質(zhì)特性推斷元素形成化合物種類最多的元素或單質(zhì)是自然界中硬度最大的物質(zhì)的元素或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的元素C空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素N地殼中含量最多的元素或氫化物的沸點(diǎn)最高的元素或氫化物在通常狀況下呈液態(tài)的元素O最活潑的金屬元素或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性最強(qiáng)的元素或陽(yáng)離子的氧化性最弱的元素Cs單質(zhì)最易著火的非金屬元素P焰色反應(yīng)呈黃色的元素Na焰色反應(yīng)呈紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃視察)的元素K單質(zhì)密度最小的元素H單質(zhì)密度最小的金屬元素Li常溫下單質(zhì)呈液態(tài)的非金屬元素Br常溫下單質(zhì)呈液態(tài)的金屬元素Hg最高價(jià)氧化物及其水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的元素Al元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素S常見的存在幾種單質(zhì)的元素C、P、O、S1．(雙選)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對(duì)位置如下圖所示，其中W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍，下列說法不正確的是()A．原子半徑：W>Z>Y>XB．電負(fù)性：Y>X>W>ZC．四種元素第一電離能最大的元素為YD．元素X、Z、W的最高化合價(jià)分別與其主族序數(shù)相等AC解析：在短周期元素中，W原子的質(zhì)子數(shù)是其最外層電子數(shù)的三倍，則W是15號(hào)的P元素，依據(jù)元素在周期表中的相對(duì)位置關(guān)系可確定：X是N元素，Y是O元素；Z是Si元素。原子半徑：Si>P>N>O，即Z>W>X>Y，A說法錯(cuò)誤；同周期元素從左向右第一電離能總體漸漸增大，但ⅡA、ⅤA族元素偏大，因此電離能：N>O，P>Si，同主族元素從上至下第一電離能漸漸減小，因此第一電離能：N>P，即四種元素第一電離能最大的元素為N(X)，C說法錯(cuò)誤。2．如圖所示的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，下列說法正確的是()XYZWA．X、Y、W三種元素最低價(jià)氫化物的沸點(diǎn)依次上升B．Z、X、W三種元素氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性依次增加C．由X、W和氫三種元素形成的化合物中只含共價(jià)鍵D．四種元素中未成對(duì)電子數(shù)相等的元素為Y和ZD解析：依據(jù)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，設(shè)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，即Z的最外層電子數(shù)為4，Z元素為Si，同理可知X、Y、W分別為N、O、Cl。X、Y、W三種元素最低價(jià)氫化物分別為NH3、H2O、HCl，由于NH3、H2O分子間存在氫鍵，沸點(diǎn)會(huì)上升，因此沸點(diǎn)最高的是H2O，最低的是HCl，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Z、X、W三種元素氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性不肯定依次增加，如Cl的含氧酸中的HClO為弱酸，其酸性比N的最高價(jià)氧化物的水化物HNO3的弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；X、W和H三種元素形成的化合物為NH4Cl等，NH4Cl為離子化合物，其中既存在離子鍵又存在共價(jià)鍵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；X、Y、Z、W分別為N、O、Si、Cl，未成對(duì)電子數(shù)分別為3、2、2、1，因此O、Si的未成對(duì)電子數(shù)相等，D項(xiàng)正確。3．蒙脫石散是一種溫柔的止瀉劑，適合兒童運(yùn)用。其主要成分是由A、B、D、E四種原子序數(shù)依次增大的短周期元素組成的物質(zhì)D4[E4B10(BA)8]，其中D元素是地殼中含量最高的金屬元素，E元素的單質(zhì)常用來制造太陽(yáng)能電池，A3B＋和BA－含有相同的電子數(shù)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．原子半徑：D>E>B>AB．簡(jiǎn)潔氫化物的穩(wěn)定性：E>BC．A、B組成的一種化合物是綠色氧化劑D．含E的一種鹽溶液常作木材防火劑B解析：依據(jù)分析可知：A為H，B為O，D為Al，E為Si。同周期元素，從左到右原子半徑依次減小，因此原子半徑：Al>Si>O>H，故A正確；非金屬性越強(qiáng)，簡(jiǎn)潔氫化物的穩(wěn)定性越大，非金屬性：O>Si，則簡(jiǎn)潔氫化物的穩(wěn)定性：H2O>SiH4，故B錯(cuò)誤；H2O2是綠色氧化劑，故C正確；Na2SiO3的水溶液常作木材防火劑，故D正確。4．(2024·天津模擬)短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增，a、b、c、d、e、f是由這些元素組成的化合物，d是淡黃色粉末，m為元素Y的單質(zhì)，通常為無色無味的氣體。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．簡(jiǎn)潔離子半徑：Z<YB．d中既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵，其中陽(yáng)離子和陰離子的數(shù)目之比為2∶1C．簡(jiǎn)潔氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Y>XD．a(chǎn)中X與W原子個(gè)數(shù)比可能為1∶4、1∶3、1∶2，不行能為1∶1D解析：短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次遞增，a、b、c、d、e、f是由這些元素組成的化合物，d是淡黃色粉末，則d為Na2O2；m為元素Y的單質(zhì)，通常為無色無味的氣體，則m為O2，則Y為O元素；依據(jù)圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，a為烴或只含C、H、O的烴的衍生物，b、c為CO2、H2O，e、f為Na2CO3、NaOH；結(jié)合原子序數(shù)可知，W為H，X為C，Y為O，Z為Na，據(jù)此解答。Z、Y的離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，原子序數(shù)越大，其相應(yīng)的離子半徑就越小，所以簡(jiǎn)潔離子半徑：Z＜Y，選項(xiàng)A正確。過氧化鈉為離子化合物，含有離子鍵和共價(jià)鍵，含有陽(yáng)離子鈉離子和陰離子過氧根離子，陽(yáng)離子和陰離子的數(shù)目之比為2∶1，選項(xiàng)B正確。元素的非金屬性越強(qiáng)，其對(duì)應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，由于元素的非金屬性：Y>X，因此簡(jiǎn)潔氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Y＞X，選項(xiàng)C正確。a為烴或只含C、H、O的烴的衍生物，C、H的原子個(gè)數(shù)比可為1∶4，如CH4；可為1∶3，如C2H6；可為1∶2，如C2H4；可為1∶1，如C2H2、C6H6，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5．(雙選)短周期主族元素R、X、Y和Z的原子序數(shù)依次增大，RZ3溶于水生成一種具有漂白性的物質(zhì)，生成的另一種物質(zhì)的分子模型如圖A所示。X和Y的單質(zhì)按肯定比例混合后恰好能完全溶于足量水中，在其水溶液中緩慢通入CO2氣體，沉淀質(zhì)量(m)與CO2的體積(V)的關(guān)系如圖B所示。下列說法肯定正確的是()A．RZ3和圖A中分子中心原子均為sp3雜化B．原子半徑：X>Y>ZC．Z與X、Y均形成離子化