第一章 微专题2 基于“位-构-性”关系推断元素与元素周期律的综合应用-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学选择性必修2同步导学案配套PPT课件（人教版）单选

微专题2　基于“位-构-性”关系推断元素与元素周期律的综合应用 优化探究 第一章　原子结构与性质 1.元素“位、构、性”关系图解 2.元素推断的一般思路 3.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。 4.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.已知元素周期表中1~18号元素中的四种元素的简单离子W3+、X+、 Y2-、Z-都具有相同的电子层结构,下列判断正确的是(　　) A.元素的第一电离能:X>W B.离子的还原性:Y2->Z- C.氢化物的稳定性:H2Y>HZ D.原子半径:X<W B 1~18号元素中的四种元素的简单离子W3+、X+、Y2-、Z-都具有相同的电子层结构,则W和X是金属元素,且在周期表中W位于X的右侧,Y和Z是非金属元素,在周期表中位于W和X的上一周期,其中Z位于Y的右侧。同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,即金属性:X>W,非金属性:Z>Y,所以元素的第一电离能:X<W,原子半径:X>W,离子的还原性:Y2->Z-,氢化物的稳定性:H2Y<HZ,故B项正确。 2.已知X、Y、Z、W是短周期元素。X元素原子的2p能级处于半充满状态;Y元素原子最外电子层(L电子层)上s电子数和p电子数相等;Z元素的+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M电子层有1个未成对的p电子。下列说法一定正确的是(　　) A.含有X元素的化合物一定是共价化合物 B.Y元素的电负性大于X元素的电负性 C.X元素的单质与Z元素的单质在一定条件下能发生化合反应 D.W元素的单质能与NaOH溶液反应放出氢气 C 根据题给信息可知,X为N元素,Y为C元素,Z为Mg元素,W为Al或Cl元素。A项,NH4Cl为离子化合物,错误;B项,N元素的电负性大于C元素的电负性,错误;C项,N2和Mg在点燃条件下发生化合反应生成Mg3N2,正确;D项,若W为Cl元素,Cl2与NaOH溶液反应不能放出H2,错误。 3.如图为元素周期表的一小部分,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   A   D B E   C   D 由题意可知,A为O,B为S,C为Se,D为P,E为Cl。同周期主族元素从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但P的3p能级为半充满稳定结构,其第一电离能大于S,故A错误;同主族元素从上到下,元素的电负性逐渐变小,同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐变大,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),故气态氢化物稳定 性:D<B<E,故D正确。 4.(2023·全国乙卷)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2-与Y2+具有相同的电子层结构。下列叙述正确的是(　　) A.X的常见化合价有-1、-2 B.原子半径大小为Y>X>W C.YX的水合物具有两性 D.W单质只有4种同素异形体 A 由W、X、Y均为短周期元素,简单离子X2-与Y2+具有相同的电子层结构可知,X为O元素,Y为Mg元素;结合原子序数W<X及该矿物溶于稀盐酸生成无色无味气体可知,W为C元素,该矿物为MgCO3。 氧元素常见化合价有-1、-2,如Na2O2、Na2O中氧元素化合价分别为-1和-2,A正确;根据元素在周期表中的位置可知,原子半径:Mg>C>O,B错误;MgO的水合物是Mg(OH)2,不具有两性,C错误;碳元素可形成金刚石、石墨、石墨烯、C60、碳纳米管等多种同素异形体,D错误。 5.(2023·湖南卷)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2· WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、 Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是(　　) A.电负性:X>Y>Z>W B.原子半径:X<Y<Z<W C.Y和W的单质都能与水反应生成气体 D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性 C 根据基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等可知,X原子的电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,为O元素或Mg元素,又因基态X、 Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3,则X为O元素,基态O原子的未成对电子数为2,则基态Y、Z原子的未成对电子数分别为1、3,结合原子序数关系可知,Y为F元素或Na元素,Z为P元素,则该荧光粉的主要成分为3W3(PO4)2·WF2,结合化合物中各元素化合价代数和为0可知,W为+2价,又因其原子序数最大,故W为Ca元素,Y为F元素。元素电负性:F>O>P>Ca,A项错误;原子半径:F<O<P<Ca,B项错误;F2、Ca与水反应生成的气体分别为O2和H2,C项正确;P元素的最高价氧化物对应的水化物H3PO4不具有强氧化性,D项错误。 6.A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期中的常见元素,其原子序数依次增大。A元素的一种核素的质量数是14,中子数是8;B元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子;C是地壳中含量最多的一种元素;D元素基态原子核外9个原子轨道上都填充了电子且有1个未成对电子;E是一种常见的金属元素,可形成多种氧化物,其中一种氧化物是具有磁性的黑色物质;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子。回答下列问题: (1)D元素的基态原子中,核外电子占据的最高能层的符号为　　　　　,基态C离子占据的最高能级共有　　　　　个原子轨道。  M 3 A元素的一种核素的质量数是14,中子数是8,则A元素的质子数是6,A为C元素;B元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,B为N元素;C是地壳中含量最多的一种元素,C为O元素;D元素基态原子核外9个原子轨道上都填充了电子且有1个未成对电子,即其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,D为Cl元素;E是一种常见的金属元素,可形成多种氧化物,其中一种氧化物是具有磁性的黑色物质即四氧化三铁,E为Fe元素;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,则F原子核外电子数为2+8+18+1=29,F为Cu元素。 (1)D为Cl元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,因此核外电子占据的最高能层的符号为M,C为O元素,基态氧离子的核外电子排布式为1s22s22p6,占据的最高能级为2p,因此有3个原子轨道。 (2)B元素的基态原子价层电子的电子排布图为 　 。  (2)B为N元素,其基态原子价层电子的电子排布图为 。 (3)请解释E3+比E2+稳定的原因: 　 。  (3)E3+为Fe3+,E2+为Fe2+,Fe3+比Fe2+稳定是因为Fe3+的3d轨道为半充满结构,更稳定。 Fe3+的3d轨道为半充满结构,更稳定 (4)基态F二价阳离子的核外电子排布式为 　 。  (4)F为Cu元素,基态Cu2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9。 1s22s22p63s23p63d9 (5)A、B、C三种元素的第一电离能从大到小为 　 (用元素符号表示)。  (5)A、B、C分别为C、N、O元素,同一周期主族元素从左向右第一电离能整体呈增大趋势,但N位于第ⅤA族,2p轨道为半充满结构,第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大,因此三者第一电离能从大到小为N>O>C。 N>O>C (6)BD3与水反应产生有漂白性的物质,写出该反应的化学方程式: 　 。  (6)BD3为NCl3,与水反应生成有漂白性的HClO,依据得失电子守恒和原子守恒可得其化学方程式为NCl3+3H2O===3HClO+NH3或NCl3+4H2O===3HClO+NH3·H2O。 NCl3+3H2O===3HClO+NH3(或NCl3+4H2O===3HClO+NH3·H2O) 7.在元素周期表前四周期中,有A、B、C、D四种元素,它们的原子序数依次增大,A原子有3个未成对电子;B元素原子次外层有8个电子,1 mol B单质与足量盐酸反应可生成1 mol H2,B单质不易与冷水反应;C元素的+3价离子的d轨道是半充满的;D元素易形成-1价离子。 (1)填写下表: 元素 A B C D 名称         电子排布式         轨道表示式         属于哪个区         答案:(1) 元素 A B C D 名称 氮 镁 铁 溴 电子排布式 1s22s22p3 {或[He]2s22p3} 1s22s22p63s2{或[Ne]3s2} 1s22s22p63s23p63d64s2{或[Ar]3d64s2} 1s22s22p63s23p63d104s24p5{或[Ar]3d104s24p5} 元素 A B C D 轨道表示式         属于哪个区 p区 s区 d区 p区 (2)A元素位于第　　　　　周期第　　　　　族,B元素位于第 　　　　　周期第　　　　　族。  (3)C元素位于第　　　　　周期第　　　　　族,基态C2+的电子排布式为　 。  (4)写出B与D两种元素形成的化合物的电子式:　 　　　　　　　　　,此化合物属于　 化合物。  二 ⅤA 三 ⅡA 四 Ⅷ 1s22s22p63s23p63d6{或[Ar]3d6} [︰︰]-Mg2+[︰︰]- 离子 (5)四种元素中电负性最大的元素是　　　　　(用元素符号表示,下同),第一电离能最小的元素是　 。  A、B两种元素的原子半径大小关系是　 ,  简单离子的离子半径大小关系是　 。  N Mg Mg>N Mg2+<N3- A原子有3个未成对电子,其价层电子排布为2s22p3或3s23p3;1 mol B单质与足量盐酸反应可生成1 mol H2,则B为第ⅡA族元素Mg或Ca,又由于B比A的原子序数大且B单质不易与冷水反应,则B为镁元素,A为氮元素;C元素的+3价离子的d轨道是半充满的,即3d5,那么其原子的价层电子排布为3d64s2,C为铁元素;D元素在第四周期(原子序数比Fe大)且易形成-1价离子,它是溴元素。 8.(2024·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充满状态,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　 。  1s22s22p63s23p1 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充满状态,B的价层电子排布为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。 (1)E为Al元素,基态Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1。 (2)F元素原子的价层电子轨道表示式为 　 。  (2)F为S元素,S原子的价层电子轨道表示式为 。 (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　 　　　　　。  (3)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 (4)离子半径:D+　　　　　(填“<”“>”或“=”,下同)B3-,第一电离能: 　　　　　C,电负性:C　 F。  (4)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)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: 　 。  (5)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HH。Cu、稀硫酸与H2O2反应制备CuSO4的离子方程式为Cu+2H++H2O2===Cu2++2H2O。 HH Cu+2H++H2O2===Cu2++2H2O 9.X、Y、Z、M、W、Q、R是分布在元素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: 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)X在元素周期表中的位置是　 ;  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　　　　　。  第三周期第ⅠA族 O2->Na+>Al3+ 共价键 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。(1)Na在元素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,离子半径越小,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。 (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)。  (2)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。 钠 NaOH (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: 　 。  (3)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+3H2O===2Na[Al(OH)4]。 Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4] (4)写出实验室制取M单质的化学方程式:   　 。  (4)实验室制取氯气的化学方程式是MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (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单质得电子多 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 (5)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的氧化性,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。 $$