1、物质结构元素周期律 专题一 元 素 及 化 合 物 的 推 断 专题归纳 元素推断题在历年高考中占有一定的比例(主要在选择题体现)，主要考查元素周期表 中“位、构、性”的关系及利用物质结构和性质进行综合推断的能力，要求熟练掌握短周 期所有元素的结构特点，在周期表中的位置以及它们的重要化合物的性质，在此基础上进 行综合分析。 1一般解题思路。 在以上基础上，针对题目按以下具体方法进行推断。 2与元素推断相关的几个问题。 (1)原子结构与元素在周期表中位置关系的规律。 核外电子层数周期数。 主族元素的最外层电子数主族序数。 质子数原子序数原子核外电子数。 主族元素的最高正化合价主族序数；最低负化合
2、价的绝对值8主族序数。 (2)周期表中特殊位置的短周期元素。 族序数等于周期数的短周期元素：H、Be、Al。 族序数等于周期数 2 倍的短周期元素：C、S。 族序数等于周期数 3 倍的短周期元素：O。 周期数是族序数 2 倍的短周期元素：Li。 周期数是族序数 3 倍的短周期元素：Na。 最高正化合价与最低负化合价的代数和为零的短周期元素：C、Si。 最高正化合价是最低负化合价绝对值 3 倍的短周期元素：S。 除 H 外，原子半径最小的元素为 F(H 是原子半径最小的元素)。 最高正化合价不等于族序数的主族元素有：O、F。 核内无中子的元素：H。 (3)元素性质、存在、用途的特殊性。 形成化合
3、物种类最多的元素：C。 气态氢化物中含氢元素质量分数最大的元素：C(CH 4中 H 的质量分数)。 空气中含量最多的元素：N。 地壳中含量最多的元素：O；地壳中含量最多的金属元素：Al。 最活泼的非金属元素或无正价的非金属元素或无含氧酸的非金属元素或气态氢化物 最稳定的非金属元素：F。 自然界中稳定存在的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： Cs。 焰色反应呈黄色的元素：Na；焰色反应呈紫色(透过蓝色的钴玻璃观察)的元素：K。 单质最轻的元素：H；最轻的金属元素：Li。 常温下单质呈液态的金属元素：Hg；常温下单质呈液态的非金属元素：Br。 例 1 由短周期元素组成的 A、
4、B、C、D、E、F 六种粒子，其中只有 C、D 是分子， 其余四种均为离子，且每个粒子中均含有 10 个电子。已知 A、E 是由非金属元素组成的阳 离子，六种粒子间存在下列关系： A、B 两种粒子在加热条件下生成 C、D 两种分子； 通常情况下 C 为气态，且可使湿润的红色石蕊试纸变蓝； 1 mol B 离子与 1 mol E 离子作用可生成 2 mol D 分子； 向含 F 离子的溶液中加入 C 的溶液，可生成白色沉淀 W，C 的溶液过量时沉淀不消失， 若加入含大量 B 离子或大量 E 离子的溶液，沉淀 W 溶解。 (1)粒子 B 的化学式是_，所含化学键类型是_；粒子 E 的名称是 _；粒
5、子 F 对应的元素在周期表中的位置是_。 (2)写出下列反应的离子方程式。 F过量 C 的溶液：_。 W含大量 B 离子的溶液：_。 解析：由可知 C 为 NH3，根据 A、E 是非金属元素组成的阳离子，可知 A、E 分别是 NH 和 H3O 中的一种。由和可确定 A 为 NH ，B 为 OH ，D 为 H2O，E 为 H3O ，白色 4 4 沉淀不溶于氨水，却既溶于强酸又溶于强碱，F 只能是铝离子。 答案：(1)OH 极性共价键(或共价键) 水合氢离子 第三周期第A 族 (2)Al3 3NH 3H2OAl(OH) 33NH 4 Al(OH)3OH =AlO 2H 2O 2 专题训练 1X、Y
6、、Z 都是短周期元素，X 原子的最外层只有 1 个电子，Y 原子的 M 层电子数只 有 K 层与 L 层电子数之和的一半，Z 原子的 L 层电子数比 Y 原子的 L 层电子数少 2，且 Y 元 素可有 2 种正价，两种正价的差值为 2。由 X、Y、Z 三种元素组成的化合物的化学式可能 是(C) X 2YZ3 XYZ 3 XYZ 4 X 2YZ4 X 3YZ3 X 3YZ4 A B C D 解析：由 Y 原子的 M 层电子数只有 K 层与 L 层电子数之和的一半可得 Y 为 P，由 Z 原 子的 L 层电子数比 Y 原子的 L 层电子数少 2 可得 Z 为 O，X 原子的最外层只有 1 个电子，
7、X 可以为 H、Li 或者 Na，化合价均为1。 2短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。X 原子的最外层电子数是其内 层电子数的 2 倍，Y 是地壳中含量最高的元素，Z 2 与 Y2 具有相同的电子层结构，W 与 X 同主族。下列说法正确的是(D) A原子半径大小顺序： r(W) r(Z) r(Y) r(X) BY 分别与 Z、W 形成的化合物中化学键类型相同 CX 的最高价氧化物对应水化物的酸性比 W 的弱 DY 的气态简单氢化物的热稳定性比 W 的强 解析：短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。X 原子的最外层电子数是其 内层电子数的 2 倍，因此 X 是碳元
8、素。Y 是地壳中含量最高的元素，则 Y 是氧元素。Z 2 与 Y2 具有相同的电子层结构，则 Z 是镁元素。W 与 X 同主族，因此 W 是硅元素。A.同周期自 左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径大小顺序： r(Z) r(W) r(X) r(Y)，A 不正确；B.Y 分别与 Z、W 形成的化合物分别是氧化镁和二氧化硅， 前者含有离子键，后者含有共价键，化学键类型不相同，B 不正确；C.碳元素的非金属性 强于硅元素，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，因此 X 的最高价氧化 物对应水化物的酸性比 W 的强，C 不正确；D.氧元素的非金属性强于硅元素，非
9、金属性越 强，氢化物的稳定性越强，因此 Y 的气态简单氢化物的热稳定性比 W 的强，D 正确，答案 选 D。 3短周期元素 A、B、C、D、E，其原子序数的大小顺序为：ACDEB。A、C、D 位于同一周期，E 原子最外层电子数是次外层电子数的 3 倍，B 原子比 E 原子少 2 个电子。 A 元素的单质 0.015 mol 与足量盐酸完全反应时，有 2.7091022个电子发生转移。 (1)A 位于元素周期表的第_周期、第_族，E 位于第_周期、第 _族。 (2)B 单质在 E 单质中完全燃烧生成的化合物的结构式为_，该分子中含 _(选填“极性”或“非极性”)键。 (3)写出 A、C、D 的最
10、高价氧化物对应水化物的化学式，并比较其酸碱性强弱： _。 解析：由 E 原子最外层电子数是次外层电子数的 3 倍可得 E 为 O，由 B 原子比 E 原子 少 2 个电子可得 B 为 C，由原子序数大小顺序可知 A、C、D 位于第三周期。由 0.015 mol A 与盐酸反应时，转移电子的物质的量为 0.045 mol 可知 A 为 Al，则 C 为 Mg，D 为 Na。 答案：(1)三 A 二 A (2)O=C=O 极性 (3)碱性：NaOHMg(OH) 2Al(OH) 3 专题二 关 于 元 素 “位 、 构 、 性 ”关 系 的 问 题 专题归纳 同一元素的“位、构、性”关系可表示如下。
11、 在具体解题过程中，必须具备以下四个方面的基础。 1结构与位置互推问题是解题的基础。 (1)掌握四个关系式。 电子层数周期序数。 质子数原子序数。 最外层电子数主族序数。 主族元素的最高正价主族序数，主族元素的最低负价主族序数8。 2性质与位置互推问题是解题的关键。 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括： (1)元素的金属性、非金属性； (2)气态氢化物的稳定性； (3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性； (4)单质的氧化性、还原性。 3结构和性质的互推问题是解题的要素。 (1)最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性。 (2)原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元
12、素组成的化合物的性质。 4元素“位、构、性”规律的应用。 根据原子序数推断元素在元素周期表中的位置规律。 (1)根据每一周期结尾的稀有气体元素的原子序数分别为 2、8、18、36、54、86，用 给定的原子序数减去比它小且最接近的稀有气体元素的原子序数，即得该元素所在的纵行。 元素周期表共有 18 个纵行，从左到右依次为： A、A、B、B、B、B、B、B、B、A、A、A、A、A、0 族。 这种元素的周期数比相近的原子序数小的稀有气体元素的周期数大 1。 (2)同一主族相邻周期两元素原子序数的差值。 第A、A 族，上一周期元素的原子序数该周期元素的数目下一周期元素的原 子序数。 第A、A、A、A
13、、0 族，上一周期元素的原子序数下一周期元素的数目 下一周期元素的原子序数。 特别提示：各周期元素所包括的元素种数依次为：2、8、8、18、18、32。 例 2 下图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是( ) A原子半径： B气态氢化物的稳定性：大于，与氢键无关 C元素的单质与元素的最高价氧化物对应的水化物反应时，参加反应的单质与 生成氢气的物质的量之比为 23 D元素、的单质的氧化性依次增强 解析：A 项，原子半径应该是 O 大于 F，错误；B 项，同主族元素所形成的氢化物的稳 定性随着元素的非金属性的增大而增强，与分子间存在的氢键无关，正确；C 项，Al 与 HNO3的反应极其复杂，如
14、果是浓 HNO3则常温下不会反应产生气体，如果是稀 HNO3则反应生 成的不是氢气，而是 NO，错误；D 项，F 2、Cl 2、Br 2的氧化性依次减弱，错误。 答案：B 专题训练 4甲辛等元素在周期表中的相对位置如下表。甲和戊的原子序数相差 3，戊的一种 单质是自然界硬度最大的物质，丁和辛属同周期元素。下列判断正确的是(B) A金属性：甲乙丙 B原子半径：辛己戊 C丙和庚的原子核外电子数相差 11 D乙的单质在空气中燃烧生成只含离子键的化合物 解析：戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，所以戊是 C 元素；则己、庚分别是 Si、Ge 元素；甲和戊的原子序数相差 3，所以甲是 Li 元素，则乙、
15、丙分别是 Na、K 元素； 则丁是 Ca 元素，辛是 Ga 元素。A.根据元素周期律，同主族元素的金属性从上到下逐渐增 强，所以金属性：甲乙丙，错误；B.电子层数越多，原子半径越大，B 正确；丙为 19 号钾元素，庚为 32 号锗元素，故丙和庚的原子核外电子数相差 13，C 错误；乙为 Na 单质， 在空气中燃烧生成 Na2O2含离子键、共价键，D 错误；答案为 B。 5短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X 原子最外层有 6 个电子，Y 是至 今发现的非金属性最强的元素，Z 在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W 的单质广 泛用作半导体材料。下列叙述正确的是(A) A原子最
16、外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、Z B原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、X C元素非金属性由强到弱的顺序：Z、W、X D简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W 解析：四种元素都是短周期元素，且原子序数依次增大，X 原子最外层有 6 个电子， 推出 X 是 O 元素，Y 是至今发现的非金属性最强的元素，推出 Y 是 F 元素，Z 在周期表中处 于周期序数等于族序数的位置，推出 Z 是 Al 元素，W 的单质广泛用作半导体材料，推出 W 是 Si 元素。A.四种元素的原子最外层电子数分别是：6、7、3、4，最外层电子数由多到少 的顺序是：F、O、Si、Al，故 A 正确；B.原子
17、半径：电子层数越多，半径越大，同周期从 左向右半径依次减小(稀有气体除外)，原子半径由大到小的顺序是：AlSiOF，故 B 错误；C.Al 是金属，主要体现金属性，故 C 错误；D.氢化物越稳定，其非金属性越强，非 金属性 FOSi，氢化物稳定性：HFH 2OSiH 4，故 D 错误。 6短周期元素 Q、R、T、W 在元素周期表中的位置如下图所示，其中 T 所处的周期序 数与主族序数相等。请回答下列问题。 (1)T 的原子结构示意图为_。 (2)元素的非金属性强弱顺序(原子的得电子能力)为 Q_(选填“强于”或“弱 于”)W。 (3)W 的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中 一种是气体，反应的化学方程式为 _。 (4)原子序数比 R 多 1 的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的 化学方程式是_。 解析：由几种元素的相对位置，可知 T 所处的周期序数为三，由 T 所处的周期序数与 主族序数相等可得 T 为 Al，则 Q 为 C，R 为 N，W 为 S。
