内容正文:
优化探究
大单元三 物质结构与性质 元素周期律
专题8 分子结构与性质
热点强化11 元素推断与元素性质
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【讲·热点归纳】
【练·热点突破】
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【讲·热点归纳】
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1.依据物质结构式(原子的成键方式)推断元素
短周期元素 H F、Cl C、Si N、P O、S B
族 ⅠA ⅦA ⅣA ⅤA ⅥA ⅢA
成键
方式 —X
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[注意] 一般情况下,原子通过形成共价键可达到2e-或8e-稳定状态,
但硼原子既可形成6e-结构,如硼酸(
)、
BF3(
),也可形成8e-稳定结构,如硼氢化钠
等。P、S可以形成10e-、12e-结构,如PCl5、SF6等。
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2.依据元素在元素周期表中的位置推断元素
元素特征 推断元素
族序数等于周期数的短周期元素 H、Be、Al
族序数等于周期数2倍的元素 C、S
族序数等于周期数3倍的元素 O
周期数是族序数2倍的短周期元素 Li
周期数是族序数3倍的短周期元素 ________
最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素 H、C、Si
最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素 S
除H外,原子半径最小的主族元素 ________
Na
F
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3.依据元素及其化合物的性质推断元素
物质特性 推断元素
形成化合物种类最多的元素或单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素 ________
空气中含量最多的元素或氢化物的水溶液呈碱性的元素 ________
地壳中含量最多的元素或简单氢化物的沸点最高的元素或简单氢化物在通常情况下呈液态的元素 ________
最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素(放射性元素除外) Cs
单质最易着火的非金属元素 P
焰色反应呈黄色的元素 ________
C
N
O
Na
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物质特性 推断元素
焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素 ________
单质密度最小的元素 H
单质密度最小的金属元素 Li
常温下,单质呈液态的非金属元素 ________
常温下,单质呈液态的金属元素 ________
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 ________
元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生氧化还原反应的元素 S
常见的存在几种单质的元素 C、P、O、S
K
Br
Hg
Al
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【练·热点突破】
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一、文字叙述型
1.(2024·江苏卷)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元
素的磷酸盐,下列元素位于元素周期表第2周期的是( )
A.O B.P
C.Ca D.Fe
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A
解析:O元素位于元素周期表第2周期ⅥA族,A符合题意;P元素位于元素周期表第3周期ⅤA族,B不符合题意;Ca元素位于元素周期表第4周期ⅡA族,C不符合题意;Fe元素位于元素周期表第4周期Ⅷ族,D不符合题意。
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2. (2024·甘肃卷)X、Y、Z、W、Q为短周期元素,原子序数依次增大,
最外层电子数之和为18。Y原子核外有两个单电子,Z和Q同族,Z的原
子序数是Q的一半,W元素的焰色反应呈黄色。下列说法错误的是( )
A.X、Y组成的化合物有可燃性
B.X、Q组成的化合物有还原性
C.Z、W组成的化合物能与水反应
D.W、Q组成的化合物溶于水呈酸性
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解析:X、Y、Z、W、Q为短周期元素,W元素的焰色反应呈黄色,W为Na;Z和Q同族,Z的原子序数是Q的一半,则Z为O、Q为S;Y原子核外有两个单电子且原子序数小于Z,Y为C;X、Y、Z、W、Q的最外层电子数之和为18,则X的最外层电子数为18-4-6-1-6=1,X可能为H或Li。若X为H,H与C组成的化合物为烃,烃能够燃烧,若X为Li,Li与C组成的化合物也具有可燃性,A项正确;X、Q组成的化合物中Q(即S)元素呈-2价,为S元素的最低价,具有还原性,B项正确;Z、W组成的化合物为Na2O、Na2O2,Na2O与水反应生成NaOH,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,C项正确;W、Q组成的化合物Na2S属于强碱弱酸盐,其溶于水所得溶液呈碱性,D项错误。
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3. (2024·全国甲卷)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。
W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数,化合物W+可用作化
学电源的电解质。下列叙述正确的是( )
A.X和Z属于同一主族
B.非属性:X>Y>Z
C.气态氢化物的稳定性:Z>Y
D.原子半径:Y>X>W
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解析:W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,且能形成离子化合物W+,则W为Li或Na;又由于W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数,若W为Na,X原子序数大于Na,则W和X原子序数之和大于18,不符合题意,因此W只能为Li元素;由于Y可形成Y-,故Y为第ⅦA族元素,且原子序数Z大于Y,故Y不可能为Cl元素,因此Y为F元素,X的原子序数为10-3=7,X为N元素;根据W、Y、Z形成离子化合物W+,可知Z为P元素;综上所述,W为Li元素,X为N元
素,Y为F元素,Z为P元素。由分析可知,X为N元素,Z为P元素,X和
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Z属于同一主族,A项正确;由分析可知,X为N元素,Y为F元素,Z为P元素,非金属性:F>N>P,B项错误;由分析可知,Y为F元素,Z为P元素,非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,即气态氢化物的稳定性:HF>PH3,C项错误;由分析可知,W为Li元素,X为N元素,Y为F元素,同周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小,故原子半径:Li>N>F,D项错误。
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4.(2024·河北卷)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2Z====QWXZ3+YW4R,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化
学元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W<X<Y
B.第一电离能:X<Y<Z
C.单质沸点:Z<R<Q
D.电负性:W<Q<R
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C
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解析:侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O==== NaHCO3↓+NH4Cl,则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、Na元素、Cl元素,据此分析。一般原子的电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,则原子半径:H<N<C,故A错误;同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:C<O<N,故B错误;O2、Cl2为分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,二者在常温下均为气体,Na在常温下为固体,则沸点:O2<Cl2<Na,故C正确;同周期元素从左往右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,电负性:Na<H<Cl,故D错误。
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二、结构推断型
5. (2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在电子层有16个轨道,4种元素形成的化合物
如图。下列说法正确的是( )
A.电负性:W>Y
B.酸性:W2YX3>W2YX4
C.基态原子的未成对电子数:W>X
D.氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y
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解析:主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,
X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在电子层有16
个轨道,则Z有4个能层。根据这4种元素形成的化合
物的结构可以推断,W、X、Y、Z分别为H、O、S、
K。A.W和Y可以形成H2S,其中S显-2价,因此,电负性:S>H,A不正确;B.H2SO3是中强酸,而H2SO4是强酸,因此,在相同条件下,后者的酸性较强,B不正确;C.H只有1个电子,O的2p轨道上有4个电子,O有2个未成对电子,因此,基态原子的未成对电子数:O>H,C不正确;D.K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱KOH,S的氧化物溶于水且与水反应生成H2SO3或H2SO4,因此,氧化物溶于水所得溶液的pH的大小关系为K>S,D正确。
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6. (2024·贵州卷)某化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q组成(结构如图)。X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物。下
列说法错误的是( )
A.第一电离能:Y<Z<Q
B.该化合物中Q和W之间可形成氢键
C.X与Al元素有相似的性质
D.W、Z、Q三种元素可形成离子化合物
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解析:X的最外层电子数等于内层电子数,则X
的核外电子排布式为1s22s2,X为Be元素,W只
能形成一条共价键,结合X的位置可知W为H元
素,Y是有机物分子骨架元素,则Y为C元素,
Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物,
则Q为O元素,则Z为N元素,据此解答。A.同一周
期,从左到右,元素的第一电离能呈增大的趋势,N原子中2p能级上电子为半充满结构,较为稳定,第一电离能大于同周期与之相邻的元素,则第一电离能:C<O<N,故A错误;B.该化合物中O的电负性较大,可以和H之间形成氢键,故B正确;C.Be和Al在元素周期表中处于对角线上,具有相似的化学性质,如Be(OH)2、Al(OH)3都具有两性,故C正确;D.H、N、O可以形成离子化合物,如NH4NO3,故D正确。
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7. (2024·广东卷)一种可为运动员
补充能量的物质,其分子结构式如
图。已知R、W、Z、X、Y为原子
序数依次增大的短周期主族元素,
Z和Y同族,则( )
A.沸点:ZR3<YR3
B.最高价氧化物的水化物的酸性:Z<W
C.第一电离能:Z<X<W
D.Z和W空间结构均为平面三角形
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解析:Y可形成5个共价键,Z可形成3个共价键,Z和Y同族,Y原子序数比Z大,即Z为N元素,Y为P元素,W可形成4个共价键,原子序数比N小,即W为C元素,R可形成1个共价键,原子序数比C小,即R为H元素,X可形成2个共价键,原子序数在N和P之间,即X为O元素,综上:R为H元素、W为C元素、Z为N元素、X为O元素、Y为P元素。A.由于NH3可形成分子间氢键,而PH3不能,因此沸点:NH3>YH3,故A错
误;B.W为C元素、Z为N元素,由于非金属性:C<N,因此最高价氧化物的水化物的酸性:H2CO3<HNO3,故B错误;C.同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅡA族、ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素,即第一电离能:C<O<N,故C错误;D.的价电子对数为=3,属于sp2杂化,为平面三角形,的价电子对数为=3,属于sp2杂化,为平面三角形,故D正确。
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8.(2023·河北卷)如图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中W、
X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半。下列
说法正确的是( )
A.简单气态氢化物的稳定性:Z>Q
B.第一电离能:X>Y
C.基态原子的未成对电子数:X>Q
D.原子半径:Z<W
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解析:由W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,
且原子序数依次增大,题图所示化合物分子
中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构
型,Z原子的电子数是Q的一半,图中W形成
1个化学键,原子序数最小,故W为H,X形
成4个共价键,故X为C,Z和Q都形成2个共
价键,且Z原子的电子数是Q的一半,故Z为O,Q为S,Y形成3个共价键,而且原子序数介于C和O之间,故Y为N,据此解答。非金属性:
O>S,故简单气态氢化物的稳定性:Z(O)>Q(S),A正确;同一周期元素从左到右第一电离能呈现增大的趋势,故第一电离能:Y(N)>X(C),B错误;基态原子中C的未成对电子数为2,S的未成对电子数也为2,故基态原子的未成对电子数:X(C)=Q(S),C错误;原子半径为O>H,故原子半径:Z(O)>W(H),D错误。
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