1.2 微专题2 元素推断与元素周期律的综合应用 （课件）-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修2 （人教版2019）

第一章　第二节 微专题2　元素推断与元素周期 律的综合应用 1.元素推断的一般思路 2.元素推断的常用方法 (1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。 (2)利用常见元素及其化合物的特征性质。 3.由基态原子的价层电子排布确定元素在元素周期表中的位置 (1)周期序数＝电子层数＝最高能层序数。 (2)主族元素的族序数＝价层电子数。 (3)第ⅢB族～第ⅦB族的价层电子排布为(n－1)d1～5ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价层电子数。如锰的价层电子排布为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。 (4)第ⅠB族和第ⅡB族的价层电子排布为(n－1)d10ns1～2，族序数＝ns能级上的电子数。 1 2 3 4 1.(2022·辽宁，5)短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态X、Z、Q原子均有两个单电子，W简单离子在同周期离子中半径最小，Q与Z同主族。下列说法错误的是 A.X能与多种元素形成共价键 B.简单氢化物沸点：Z<Q C.第一电离能：Y>Z D.电负性：W<Z 跟踪训练 √ 5 1 2 3 4 跟踪训练 短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大，W简单离子在同周期离子中半径最小，说明W为第三周期元素Al。短周期元素的基态原子中有两个单电子，可分类讨论：①为第二周期元素时，最外层电子排布为2s22p2或2s22p4，即C或O；②为第三周期元素时，最外层电子排布为3s23p2或3s23p4，即Si或S。Q与Z同主族，结合原子序数大小关系可知，X、Z、Q分别为C、O和S，则Y为N。X为C，能与多种元素(H、O、N、S等)形成共价键，A正确； 5 1 2 3 4 跟踪训练 Z和Q形成的简单氢化物分别为H2O和H2S，由于H2O分子间能形成氢键，故H2O的沸点高于H2S，B错误； Y为N，Z为O，N的最外层p轨道电子为半充满结构，比较稳定，故其第一电离能比O大，C正确； W为Al，Z为O，O的电负性更大，D正确。 5 2.(2021·全国乙卷，11)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似，土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是 A.原子半径大小顺序为W>X>Y> Z B.化合物XW中的化学键为离子键 C.Y单质的导电性能弱于Z单质的 D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸 1 2 3 4 跟踪训练 √ 5 7 1 2 3 4 跟踪训练 由题可设W元素的最外层电子数为x，X元素的最外层电子数为y，则Y、Z的最外层电子数分别为y＋1、y＋2，则x＋y＋y＋1＋y＋2＝15，即x＋3y＝12，且x≠y，x≠y＋1，x≠y＋2，可得x＝6，y＝2符合要求；所以W为O元素，X为Mg元素、Y为Al元素、Z为Si元素。原子半径大小顺序为Mg＞Al＞Si＞O，即X>Y>Z>W，A错误； 化合物XW即MgO，为离子化合物，其中的化学键为离子键，B正确； Y单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z单质为硅，为半导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故Y单质的导电性能强于Z单质的导电性能，C错误； Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸的酸性弱于碳酸，D错误。 5 8 1 2 3 4 跟踪训练 3.(2023·哈密市第八中学高二期末)如图为周期表的一小部分，A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高化合价是最低化合价绝对值的3倍，它的最高价氧化物中含氧60%。下列说法正确的是 A.D、B、E三种元素的第一电离能逐渐增大 B.电负性：C>E C.D、B、E三种元素形成的简单离子的半径逐渐增大 D.气态氢化物的稳定性顺序：D＜B＜E √ 5 1 2 3 4 跟踪训练 分析可知，A为O，B为S，C为Se，D为P，E为Cl。元素的非金属性越强，其第一电离能越大，但P的3p能级电子为半充满稳定结构，其第一电离能大于S元素，故A错误； 同主族元素从上到下，电负性逐渐变小，同周期元素从左到右，电负性逐渐变大，则电负性：E＞C，故B错误； D、B、E三种元素形成的简单离子具有相同的核外电子排布，核电荷数越大离子半径越小，故C错误； 非金属性：D(P)＜B(S)＜E(Cl)，故氢化物稳定性：D＜B＜E，故D正确。 5 4.(2022·河南信阳高级中学高二检测)已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素，它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素，D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构，B、C均可与A形成10电子分子，B、C位于同一周期，二者可以形成多种共价化合物，C、F位于同一主族，B元素原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态，C元素原子的最外层电子数是内层电子总数的3倍，E元素原子最外层电子数比最内层电子数多1。请回答下列问题： (1)E元素基态原子的电子排布式为_______________。 1 2 3 4 跟踪训练 1s22s22p63s23p1 5 1 2 3 4 跟踪训练 A是元素周期表中原子半径最小的元素，A是H元素；C与A可形成10电子分子，C元素原子的最外层电子数是内层电子总数的3倍，C为O元素；B元素原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态，B的价层电子排布式为ns2np3，且B的原子序数小于C，B为N元素；D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构，D为Na元素；C、F位于同一主族，F为S元素；G是比F原子序数大的短周期主族元素，G为Cl元素；E元素原子的最外层电子数比最内层电子数多1，即最外层电子数为3，E的原子序数介于D和F之间，E为Al元素。 E为Al元素，基态Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1。 5 (2)F元素原子的价层电子轨道表示式为_____________________。 1 2 3 4 跟踪训练 F为S元素，S原子的价层电子轨道表示式为 。 5 (3)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的酸的化学式为_________。 1 2 3 4 跟踪训练 F、G分别为S、Cl元素，S、Cl都是第三周期元素，同周期元素从左到右，元素的非金属性逐渐增强，最高价含氧酸的酸性逐渐增强，故酸性：HClO4>H2SO4。 HClO4 5 (4)离子半径：D＋_____(填“<”“>”或“＝”，下同)B3－，第一电离能：B_____C，电负性：C_____F。 1 2 3 4 跟踪训练 D＋为Na＋，B3－为N3－，Na＋与N3－具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，离子半径：D＋<B3－。B、C分别为N、O元素，第一电离能：B(N)>C(O)。C、F分别为O、S元素，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，电负性：C(O)>F(S)。 < > > 5 (5)A、C形成的一种绿色氧化剂X有广泛应用，X分子中A、C原子个数比 为1∶1，X的电子式为______________，试写出Cu、稀硫酸与X反应制备硫酸铜的离子方程式：_________________________________。 1 2 3 4 跟踪训练 A、C分别为H、O元素，H与O形成的原子个数比为1∶1的分子为H2O2，即X的电子式为 。Cu、稀硫酸与H2O2反应制备CuSO4的离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O。 Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O 5 5.X、Y、Z、M、W、Q、R是分布在周期表中三个短周期的主族元素，已知其原子半径及主要化合价如下： 1 2 3 4 跟踪训练 元素代号 X Y(铝) Z M W Q R 原子半径/nm 0.186 0.143 0.102 0.099 0.075 0.074 0.037 主要化 合价 ＋1 ＋3 ＋6，－2 ＋7，－1 ＋5，－3 －2 ＋1 5 (1)X在周期表中的位置是________________；X、Y、Q各自形成的简单离子中，离子半径由大到小的顺序是________________(填离子符号)。W和R按原子个数比1∶3构成的粒子中所含的化学键类型为________。 1 2 3 4 跟踪训练 第三周期第ⅠA族 O2－>Na＋>Al3＋ 共价键 元素代号 X Y(铝) Z M W Q R 原子半径/nm 0.186 0.143 0.102 0.099 0.075 0.074 0.037 主要化 合价 ＋1 ＋3 ＋6，－2 ＋7，－1 ＋5，－3 －2 ＋1 5 依据题表可得，X是钠元素，Y是铝元素，Z是硫元素，M是氯元素，W是氮元素，Q是氧元素，R是氢元素。 Na在周期表中的位置是第三周期第ⅠA族；在电子层结构相同的情况下，核电荷数越大，半径越小，X、Y、Q各自形成的简单离子电子层结构相同，离子半径由大到小的顺序是O2－>Na＋>Al3＋；氮和氢按原子个数比1∶3构成的粒子(氨)中所含的化学键类型为共价键。 1 2 3 4 5 跟踪训练 (2)X与Y相比，金属性较强的是_____(填元素名称)，两元素最高价氧化物对应的水化物中，碱性较强的是__________(填化学式)。 钠 NaOH 元素代号 X Y(铝) Z M W Q R 原子半径/nm 0.186 0.143 0.102 0.099 0.075 0.074 0.037 主要化 合价 ＋1 ＋3 ＋6，－2 ＋7，－1 ＋5，－3 －2 ＋1 1 2 3 4 5 跟踪训练 同一周期元素从左到右，金属性越来越弱，最高价氧化物对应水化物的碱性越来越弱，钠与铝相比，金属性较强的是钠，两元素最高价氧化物对应的水化物中，碱性较强的是NaOH。 1 2 3 4 5 跟踪训练 (3)写出X元素的最高价氧化物对应的水化物与Y的最高价氧化物反应的化学方程式：________________________________。 Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O 元素代号 X Y(铝) Z M W Q R 原子半径/nm 0.186 0.143 0.102 0.099 0.075 0.074 0.037 主要化 合价 ＋1 ＋3 ＋6，－2 ＋7，－1 ＋5，－3 －2 ＋1 1 2 3 4 5 跟踪训练 钠元素的最高价氧化物对应的水化物(氢氧化钠)与铝的最高价氧化物(氧化铝)反应的化学方程式是Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。 1 2 3 4 5 跟踪训练 (4)写出实验室制取M单质的化学方程式：___________________________ ______________。 ＋Cl2↑＋2H2O 元素代号 X Y(铝) Z M W Q R 原子半径/nm 0.186 0.143 0.102 0.099 0.075 0.074 0.037 主要化 合价 ＋1 ＋3 ＋6，－2 ＋7，－1 ＋5，－3 －2 ＋1 1 2 3 4 5 跟踪训练 元素代号 X Y(铝) Z M W Q R 原子半径/nm 0.186 0.143 0.102 0.099 0.075 0.074 0.037 主要化 合价 ＋1 ＋3 ＋6，－2 ＋7，－1 ＋5，－3 －2 ＋1 1 2 3 4 5 跟踪训练 (5)下列事实能说明M元素的非金属性比Z元素的非金属性强的是_____(填字母)。 a.M单质与H2Z溶液反应，溶液变浑浊 b.在氧化还原反应中，1 mol M单质比1 mol Z得电子多 c.M和Z两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高 ac 1 2 3 4 5 跟踪训练 Cl2与H2S溶液反应，溶液变浑浊，生成了S单质：Cl2＋H2S===2HCl＋S↓，氧化剂的氧化性大于氧化产物，氧化性：Cl2>S，氧化性越强，元素非金属性越强，故a正确； 非金属性的强弱与得电子的能力有关，与得电子的数目无关，故b错误； 氯和硫两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高，说明前者的稳定性高，气态氢化物的稳定性越高，元素非金属性越强，故c正确。 1 2 3 4 5 跟踪训练 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2 实验室制取氯气的化学方程式是MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 $$