内容正文:
新选考·热点题型(十一) “位—构—性”综合推断(见学生用书P197)
1.同一元素的“位—构—性”关系
2.元素推断类题目的基本特点
3.推断题要点总结
(1)结构与位置互推是解题的核心
①掌握四个关系式:A.电子层数=周期数;B.质子数=原子序数;C.最外层电子数=主族序数;D.主族元素的最高正价=主族序数(O、F除外),负价=主族序数-8。
②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律
a.“凹”型结构;B.各周期元素种类;C.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置;D.同主族上下相邻元素原子序数的关系。
(2)性质与位置互推是解题的关键
掌握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金属与水或酸反应置换H2的难易程度。
(3)结构和性质互推是解题的要素
①电子层数和最外层电子数决定元素的金属性和非金属性;②同主族元素最外层电子数相同,化学性质相似;③正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点;④判断元素金属性和非金属性的强弱。
例1 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W的单质常被保存在煤油中,Y的主族序数等于其周期数的3倍,由X与Z组成的高分子是传统不粘锅涂层的主要成分。下列说法正确的是( C )
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.第一电离能:I1(X)>I1(Y)>I1(Z)>I1(W)
C.由W与Y组成的常见化合物中阴、阳离子数之比一定为1∶2
D.元素Z与元素W的最高正化合价之和的数值为8
【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W的单质常被保存在煤油中,则W为钠元素;Y的主族序数等于其周期数的3倍,则Y为氧元素;由X与Z组成的高分子是传统不粘锅涂层的主要成分可知,该高分子是聚四氟乙烯,则X为碳元素,Z为氟元素,以此分析解答。同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:r(W)>r(X)>r(Y)>r(Z),故A错误;同一周期从左向右元素的第一电离能总体呈增大趋势,同一主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小,则第一电离能:I1(Z)>I1(Y)>I1(X)>I1(W),故B错误;O、Na形成的常见化合物为Na2O、Na2O2,Na2O2是由Na+和O构成的,故Na2O 和Na2O2中阴、阳离子数之比均为1∶2,故C正确;F的非金属性最强,没有正化合价,故D错误。
例2 2023·绍兴高级中学模拟]前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且都不在同一周期。X的价层电子排布式为nsxnpx+1,Y的最高能级的单电子数是W的3倍,Z与W中的单电子数和最外层电子数均相同,但两者族序数不同。下列说法正确的是( B )
A.电负性:Y>X>Z
B.Y元素的第一电离能高于其相邻元素
C.Z元素在周期表中的位置可能为第四周期第ⅥB族
D.X的简单氢化物比Y的简单氢化物键角小
【解析】W、X、Y、Z都不在同一周期,则分别为第一、二、三、四周期,W应为H;X的价层电子排布式为nsxnpx+1,即ns2np3,位于第ⅤA族,则为N;Y的最高能级的单电子数是W的3倍,则Y的价层电子排布式为3s23p3,为P;Z与W中的单电子数和最外层电子数均相同,但两者族序数不同,则Z的价层电子排布式为3d104s1,为Cu。非金属性越强电负性越大,非金属性N>P>Cu,则电负性N(X)>P(Y)>Cu(Z),A错误;P的最高能级为半充满稳定状态,第一电离能大于相邻元素,B正确;Z为Cu,位于第四周期第ⅠB族,C错误;X、Y的简单氢化物分别为NH3、PH3,二者均为三角锥形,但N的电负性更大,对孤电子对、成键电子对的吸引力更强,电子对更靠近中心原子,相互之间的排斥作用更大,键角更大,D错误。
例3 X、Y、Z、W、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。Z的核电荷数等于X、Y原子核外电子数之和,W与X同主族且其核外电子空间运动状态有6种,Y元素的最高价氧化物对应的水化物能与其氢化物水溶液发生反应,YX3气体分子中Y原子采用sp3杂化,Q是同周期主族元素中原子半径最小的元素。下列说法正确的是( B )
A.X与Y不能形成具有18电子的分子
B.简单离子的半径大小:Q>Z>W
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Q
D.X2Z2和W2Z2中含有的化学键类型相同
【解析】由题干信息可知,X、Y、Z、W、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大, W与X同主族且其核外电子空间运动状态有6种,则W核外有6个原子轨道,则W为Na或者Mg,Y元素的最高价氧化物对应的水化物能与其氢化物水溶液发生反应,故Y为N,YX3气体分子中Y原子采用sp3杂化,即NH3中