内容正文:
[对应学生用书P17]
命题热点1 原子与分子结构的叙述型元素推断
一、核心要点填充
1.原子结构与核外电子排布
(1)原子核中没有中子的核素原子为氕元素(或H),元素周期表中原子半径最小的元素是氢元素(或H)。
(2)最外层电子数是电子层数3倍、2倍的主族元素分别为O、C、S。
(3)短周期元素对应的原子中,电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。
(4)最外层电子数是电子总数的的是Li、P,最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C。
(5)短周期元素中原子半径最大的是Na。
(6)短周期中元素最高正价与最低负价绝对值相等的元素有H、C、Si。
2.分子结构与化学键
(1)常见10e-分子有Ne、HF、H2O、NH3、CH4等,常见18e-分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、C2H6、F2、N2H4、CH3OH等。
(2)常见10e-离子有N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+、OH-、H3O+、NH、NH等,常见18e-离子有S2-、Cl-、HS-、K+、Ca2+等。
(3)短周期元素中形成直线形分子有CO2,V形分子有H2O、H2S,正四面体形分子有CH4、CCl4、SiF4、SiCl4、CF4,三角锥形分子有NH3、PH3。
(4)短周期元素形成二元化合物中,既含离子键又含非极性键的化合物有Na2O2,既含极性键又含非极性键的化合物有。
(5)短周期元素形成简单气态氢化物中,最稳定的是HF,沸点最高的是H2O。
(6)H、N、O形成的离子化合物有NH4NO3、NH4NO2等。
3.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)当化合物中存在离子键时,该化合物一定是离子化合物。 ( √ )
(2)共价化合物中一定只存在共价键。 ( √ )
(3)在离子化合物中一定存在金属元素,而共价化合物中一定不存在金属元素。 ( × )
(4)氢化物一定是共价化合物。 ( × )
(5)H2O的稳定性大于H2S,是因为H2O分子间存在氢键。 ( × )
二、感悟考法考向
1.X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大,X与Z同主族,Y与W同主族;X为短周期元素中原子半径最小的元素,Y原子的最外层电子数为次外层电子数的3倍,下列说法正确的是 ( )
A.Y与其他三种元素可分别形成两种化合物
B.Y与Z形成的化合物只含有离子键
C.简单氢化物的沸点:Y<W
D.Z的氧化物对应水化物是强酸
A 解析:X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大,X为短周期元素中原子半径最小的元素,则X为H;Y原子的最外层电子数为次外层电子数的3倍,则Y为O;X与Z同主族,Y与W同主族,则Z为Na,W为S。氧元素与其他三种元素可分别形成两种化合物,即水和双氧水、氧化钠和过氧化钠、二氧化硫和三氧化硫,A正确;Y与Z形成的化合物氧化钠只含有离子键,但过氧化钠含有离子键和共价键,B错误;由于水分子间能形成氢键,则简单氢化物的沸点:Y>W,C错误;Na的氧化物对应水化物氢氧化钠是强碱,D错误。
2.a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。下列叙述正确的是 ( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
B 解析:a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同,b原子次外层的电子数为2或8,若b原子次外层的电子数为2,则a为He,不是主族元素,不符合题意;若b原子次外层的电子数为8,则b为第三周期元素,a为O;d与a同族,则d为S; c所在周期数与族数相同,则c为Al,b为Na或Mg。原子半径:a<d<c<b,A错误;b为Na或Mg,4种元素中b的金属性最强,B正确;c的氧化物的水化物是Al(OH)3,属于两性氢氧化物,不是强碱,C错误;a、d同主族,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,氧化性逐渐减弱,D错误。
3.a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和c+的电子层结构相同,d与b同族。下列叙述错误的是 ( )
A.a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1
B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C.c的原子半径是这些元素中最大的
D.d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性
A 解析:由题中所给的信息可知,a为H,b为O,c为Na,d为S。H与Na可以形成化合物NaH,H的化合价为-1,A错误;O与其他三种元素可以形成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等二元化合物,B正确;四种元素的原子半径大小顺序为Na>S>O>H,C正确;H与S形成化合物H2S,其水溶液呈弱酸性,D正确。
元素推断题的答题流程
(1)寻找突破口——元素推断的关键:
抓住题中的关键信息,把握解题的突破口。
(2)推断元素——正确解题的基础:
应根据题目中的信息,结合突破口找出关键元素,根据元素周期表片段和元素位置关系推出所有元素,充分利用元素周期律,结合所求解的问题解答。
①元素周期表结构:熟练掌握短周期片段。
②原子结构特点:核外电子排布规律,特别是有特性的规律。
③元素周期性递变规律。
④相应单质和化合物的性质:气态氢化物、最高价氧化物的水化物、特性等。
⑤化学键与物质类别的关系:记忆特殊物质的化学键,如Na2O2中既含离子键又含非极性共价键,H2O2中既含非极性共价键又含极性共价键。
(3)明确选项问题,分析正误。
三、考点类题集训
1.X、Y、M、N是短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知X原子的最外层电子数是电子层数的3倍,X、M同主族,Y原子在短周期主族元素中原子半径最大。下列说法正确的是 ( )
A.M与X形成的化合物对应的水化物一定是强酸
B.Y2X和Y2X2中化学键类型相同,阴、阳离子的个数比相同
C.气态氢化物的热稳定性:M>N
D.离子半径:r(X2-)>r(Y+)
D 解析:根据X原子的最外层电子数是电子层数的3倍,知X为O;X、M同主族,则M为S;根据四种元素为短周期主族元素,且原子序数依次增大,知N为Cl;根据Y原子在短周期主族元素中原子半径最大,知Y为Na。M与X形成的化合物有SO2、SO3,对应的水化物分别为H2SO3、H2SO4,H2SO3为弱酸,A错误;Na2O中只含离子键,Na2O2中含离子键、非极性共价键,B错误;非金属性:S<Cl,故气态氢化物的热稳定性:H2S<HCl,C错误;具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径:r(O2-)>r(Na+),D正确。
2.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,W+与Y2-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是 ( )
A.Y与氢元素所形成的化合物分子中只含有极性键
B.W2Y、W2Y2中阴、阳离子个数比均为1∶2
C.Z的最高价氧化物的水化物的酸性比X的强
D.将XY2通入W单质与水反应后的溶液中,生成的盐只有一种
B 解析:X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,则X为C;W+与Y2-具有相同的电子层结构,则W为Na,Y为O;这四种元素均为主族元素,且原子序数依次增大,则Z为F。O与H形成的化合物有H2O、H2O2,H2O中只含有极性键,H2O2中既含有极性键又含有非极性键,A错误;Na2O中离子为Na+、O2-,Na2O2中离子为Na+、O,二者阴、阳离子个数比均为1∶2,B正确;F无正价,也无最高价氧化物的水化物,C错误;Na与水反应后的溶液为NaOH溶液,将CO2通入NaOH溶液中,当≤时,生成的盐只有Na2CO3,当<<1时,生成的盐有Na2CO3和NaHCO3,当≥1时,生成的盐只有NaHCO3,D错误。
3.W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,且原子最外层电子数之和为21,W的内层电子数是最外层电子数的2倍,X与Y同族,Y、Z同周期且相邻,X的一种核素在考古时常用来鉴定文物的年代,下列叙述不正确的是 ( )
A.最高价氧化物的水化物酸性:X>Z>Y
B.W的单质在空气中受热生成氧化物
C.简单氢化物的热稳定性:Q>Z
D.Y的最高价氧化物晶体中只含有共价键
A 解析:W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,X与Y同族,说明X、Y分别是第二、三周期元素,W的内层电子数是最外层电子数的2倍,W是Li,X的一种核素在考古时常用来鉴定文物的年代,X是C,Y是Si,Y、Z同周期且相邻,Z是P,这些元素原子最外层电子数之和为21,则Q是Cl。最高价氧化物的水化物的酸性:H3PO4>H2CO3>H2SiO3,即Z>X>Y,A错误;Li在空气中加热生成氧化锂,而不是过氧化物,B正确;简单氢化物的热稳定性:HCl>PH3,即Q>Z,C正确;Y的最高价氧化物是SiO2,晶体中只含有共价键,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的水化物具有两性
D.W单质只有4种同素异形体
A 解析:W、X、Y为短周期元素,原子序数依次增大,简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构,则它们均为10电子微粒, X为O,Y为Mg,W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生,则W为C,产生的气体为二氧化碳,据此解答。X为O,氧的常见化合价有-1和-2,如H2O2和H2O,A正确;W为C,X为O,Y为Mg,同主族时电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,原子序数越小,原子半径越大,所以原子半径大小为Y>W>X,B错误;Y为Mg,X为O,它们可形成MgO,水化物为Mg(OH)2,Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水,不能与碱反应,所以YX的水化物没有两性,C错误;W为C,碳的同素异形体有:金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等,种类不止四种,D错误。
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