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第3课时 核心素养——元素“位—构—性”关系及应用
元素周期律和元素周期表是高考考查的热点和重点,在近三年的全国卷、江苏卷和天津卷中都是命题的重点,主要以选择题的形式考查元素在周期表中的位置、原子结构、元素性质的关系及相互推断,同时也渗透着元素化合物知识的考查,该类题目命题形式和命题角度灵活多变,能够很好地考查学生综合分析问题和解决问题的能力,复习备考中要引起高度的重视。
考点1 文字描述型推断
文字叙述的角度是多方面的,利用元素及其化合物化合价的特征关系、根据原子半径的递变规律、根据元素的特殊组成与特殊性质的元素推断题,是近几年高考的热点题型,题目一般通过文字叙述提供某些数据或相关性质(如能腐蚀玻璃、黄绿色气体等),解题时抓住这些关键特性,首先确定其为何种元素,然后以此为突破口,推知其他未知元素。
1.根据元素化合价的特征关系推断
(1)根据等式确定元素在周期表中的位置:最高正化合价数=最外层电子数=主族序数(O、F除外)。
(2)如果已知负化合价(或阴离子的符号),则须用等式先求出最高正化合价:最高正化合价=8-|负化合价|,再确定元素在周期表中的位置。
2.根据原子半径的递变规律推断
根据原子半径来推断元素的相对位置:同周期中左边元素的原子半径比右边元素的原子半径大,同主族中下边元素的原子半径比上边元素的原子半径大。
3.根据元素的特征来推断
(1)地壳中含量最多的元素或氢化物呈液态的元素为O;地壳中含量第二的元素为Si;地壳中含量最多的金属元素为Al。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液显碱性的元素为N;气态氢化物与最高价氧化物的水化物能反应生成盐的元素为N。
(3)单质硬度最大,熔沸点最高,形成化合物种类最多,正负化合价代数和为0且气态氢化物中含氢质量分数最高的元素是C。
(4)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在中学阶段为Al。
(5)两短周期金属元素的最高价氧化物对应水化物相互反应,这两种元素分别为Na和Al。
(2019·全国卷Ⅲ)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
试一试,你能行!________
B [X、Y、Z均为短周期主族元素,X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,Y的最外层电子数不可能是8,只能为2,且Y原子半径大于Z,所以Y为Mg,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为10,故X为C,Z为Si。A错:MgO的熔点高于CO2、CO的熔点。B对:元素的非金属性越强,则其气态氢化物的热稳定性越强,C的非金属性强于Si,故CH4的热稳定性大于SiH4。C错:X与Z形成的SiC是共价化合物。D错:Mg能溶于浓硝酸,但是Si单质不能溶于浓硝酸。]
[决胜策略] 文字描述型推断题的推断方法
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:
[提升1] (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
B [可腐蚀玻璃的物质是HF。以此为切入点,根据题意进行元素推断,可知W是氟、X是钠、Y是氯、Z是钙。B对:钙是活泼金属元素,氢是非金属元素,CaH2是由Ca2+和H-构成的离子化合物。A错:常温常压下,钠的单质是固体。C错:CaCl2是强酸强碱盐,水溶液呈中性。D错:氯有最高化合价+7,氟没有正价。]
[提升2] (2020·安徽安庆检测)五种短周期元素的某些性质如表所示,有关说法不正确的是( )
元素
元素的相关信息
Q
最高价氧化物对应的水化物能与其气态氢化物反应生成盐
R
原子的M电子层上有3个电子
W
在短周期元素中,其原子半径最大
X
其最外层电子数是电子层数的2倍,且低价氧化物能与其气态氢化物反应生成X的单质和H2O
Y
元素最高正价与最低负价的代数和为6
A.Q的气态氢化物具有还原性,常温下,该氢化物水溶液的pH>7
B.W单质在氧气中燃烧后的产物中阴阳离子个数之比为1∶2
C.由R和Y所形成的化合物中存在离子键,属于离子化合物
D.R、W、X的最高价氧化物对应的水化物两两之间能发生反应
C [由题意知,Q为N元素;R为Al元素;W为Na元素