2024年高中化學(xué)新教材同步 必修第一冊(cè) 第4章　第2節(jié)　微專題5　“位-構(gòu)-性”與元素的綜合推斷

微專題5“位—構(gòu)—性”與元素的綜合推斷1．元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系元素在周期表中的位置，反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)，而根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)又可推測(cè)它在元素周期表中的位置和性質(zhì)，三者之間的關(guān)系如圖所示。2．元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系在解題中的應(yīng)用1．(2022·佛山高一質(zhì)檢)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X和Z位于同一主族，Z與冷水反應(yīng)生成X的單質(zhì)，X、Y、Z的原子序數(shù)之和為20，W的最外層電子數(shù)比次外層少2個(gè)。下列說法正確的是()A．Y和X形成的化合物液態(tài)時(shí)只有水B．簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：W>YC．簡(jiǎn)單離子半徑大?。篩>ZD．X和W形成的化合物中，各原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)答案C解析Z為Na，X為H，Y為O，W為S。根據(jù)元素的非金屬性越強(qiáng)，其簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，因此簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Y>W，故B錯(cuò)誤；根據(jù)同電子層結(jié)構(gòu)，核多徑小原則得到簡(jiǎn)單離子半徑大?。篩>Z，故C正確；X和W形成的化合物為H2S，H原子是2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故D錯(cuò)誤。2．(2022·陜西長(zhǎng)安一中高一期中)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對(duì)位置如表所示，這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21。下列關(guān)系錯(cuò)誤的是()A．簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)：X>WB．氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Z＞W(wǎng)C．Y的氧化物具有兩性D．簡(jiǎn)單離子的半徑：Y＜X答案B解析設(shè)W元素原子的最外層電子數(shù)為a，則X元素原子的最外層電子數(shù)為a＋1，Y、Z元素原子的最外層電子數(shù)分別為a－2、a＋2，從而得出a＋a＋1＋a－2＋a＋2＝21，a＝5。由短周期元素在周期表中的相對(duì)位置，可確定W、X、Y、Z分別為N、O、Al、Cl元素。W、X分別為N、O，二者的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)：H2O＞NH3，A正確；Z、W分別為Cl、N，沒有指明氧化物是否為最高價(jià)氧化物，若為最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物，則酸性：HNO3＜HClO4，B不正確；氧化鋁屬于兩性氧化物，C正確；Y、X的簡(jiǎn)單離子分別為Al3＋、O2－，二者的電子層結(jié)構(gòu)相同，但Al的核電荷數(shù)大于O，所以簡(jiǎn)單離子半徑：Al3＋＜O2－，D正確。3．(2022·天津高一期末)短周期元素a、b、c、d在元素周期表中的位置如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)與c屬于同一主族，化學(xué)性質(zhì)相似B．a(chǎn)的單質(zhì)可與b的單質(zhì)劇烈化合C．原子半徑：c＞d＞bD．b下一周期的同主族元素的單質(zhì)分別可與a、c、d的單質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)答案A解析根據(jù)元素在周期表的位置可知a是H，b是F，c是Na，d是Mg，然后根據(jù)元素周期律及物質(zhì)的性質(zhì)分析解答。a是H，c是Na，二者原子核外最外層電子數(shù)都是1個(gè)，位于元素周期表第ⅠA族，但H是非金屬元素，在化學(xué)反應(yīng)中能夠表現(xiàn)氧化性、還原性，而Na是活潑的金屬元素，只有強(qiáng)還原性，不具有氧化性，因此二者的化學(xué)性質(zhì)不相似，A錯(cuò)誤；H2與F2在冷暗處迅速化合形成HF，反應(yīng)非常劇烈，B正確；同一周期元素，原子序數(shù)越大原子半徑越小，不同周期元素，一般原子核外電子層數(shù)越多，原子半徑就越大，所以原子半徑：c(Na)＞d(Mg)＞b(F)，C正確；b是F，其下一周期的同主族元素是Cl，Cl2的性質(zhì)活潑，可與a、c、d的單質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)，分別生成化合物HCl、NaCl、MgCl2，D正確。4．(2020·全國卷Ⅰ，11)1934年約里奧-居里夫婦在核反應(yīng)中用α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)轟擊金屬原子eq\o\al(W,Z)X，得到核素eq\o\ar(30,Z＋2)Y，開創(chuàng)了人造放射性核素的先河：eq\o\al(W,Z)X＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\ar(30,Z＋2)Y＋eq\o\al(1,0)n。其中元素X、Y的最外層電子數(shù)之和為8。下列敘述正確的是()A.eq\o\al(W,Z)X的相對(duì)原子質(zhì)量為26B．X、Y均可形成三氯化物C．X的原子半徑小于Y的D．Y僅有一種含氧酸答案B解析由守恒關(guān)系可知元素X的質(zhì)量數(shù)為27，eq\o\al(W,Z)X的相對(duì)原子質(zhì)量近似等于該原子的質(zhì)量數(shù)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；X與Y最外層電子數(shù)之和為8，質(zhì)子數(shù)相差2，且X為金屬元素，可推知X為Al元素，Y為P元素，二者都有＋3價(jià)，都可以形成三氯化物，B項(xiàng)正確；同一周期主族元素自左向右，原子半徑逐漸減小，故Al的原子半徑大于P，C項(xiàng)錯(cuò)誤；P元素對(duì)應(yīng)含氧酸不止一種，有磷酸、次磷酸、亞磷酸等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素。m、n、p是由這些元素組成的二元化合物，r是元素Y的常見單質(zhì)，能使帶火星的木條復(fù)燃，q為一元強(qiáng)堿，q、s的焰色均呈黃色。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．原子半徑：W＜X＜Y＜ZB．Y的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比X的弱C．元素的非金屬性：X＜YD．由W、X、Y、Z四種元素只能組成一種化合物答案C解析由題意與轉(zhuǎn)化圖可推知W、X、Y、Z分別為H、C、O、Na。C、O位于同一周期，C的原子半徑大于O，故原子半徑：W＜Y＜X＜Z，A錯(cuò)誤；C、O為同周期元素，元素的非金屬性：C＜O，其簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：H2O＞CH4，B錯(cuò)誤、C正確；由W、X、Y、Z四種元素可組成NaHCO3、CH3COONa等多種化合物，D錯(cuò)誤。6．現(xiàn)有X、Y、Z三種元素，已知：①X、Y、Z的單質(zhì)在常溫下均為氣體。②X的單質(zhì)在Z的單質(zhì)中燃燒，生成XZ，燃燒時(shí)火焰為蒼白色。③XZ的水溶液可使紫色石蕊溶液變紅。④兩分子X的單質(zhì)與一分子Y的單質(zhì)化合，生成兩分子X2Y，X2Y常溫下為液態(tài)。⑤Z的單質(zhì)溶于X2Y中，所得溶液具有漂白性。據(jù)此推斷：(1)3.2gY單質(zhì)的質(zhì)子數(shù)約為______________；畫出元素Y的離子結(jié)構(gòu)示意圖：____________________________________________________________________________。(2)X、Y、Z的原子半徑由大到小的順序?yàn)開_______________(用元素符號(hào)表示)。(3)請(qǐng)列舉Z單質(zhì)的一種用途：___________________________________________________。(4)寫出⑤的化學(xué)方程式：_________________________________________________________。答案(1)9.632×1023(或1.6NA)(2)Cl>O>H(3)制漂白劑、染料、藥物、塑料、氯化物等(寫出其中一種即可)(4)Cl2＋H2OHClO＋HCl解析X、Y、Z的單質(zhì)在常溫下均為氣體，X的單質(zhì)在Z的單質(zhì)中燃燒生成XZ，燃燒時(shí)火焰為蒼白色，是氫氣在氯氣中燃燒的現(xiàn)象，XZ的水溶液可使紫色石蕊溶液變紅，說明XZ是HCl，則X為H元素，Z為Cl元素。兩分子X的單質(zhì)與一分子Y的單質(zhì)化合，生成兩分子X2Y，X2Y常溫下為液體，Z的單質(zhì)即Cl2，溶于X2Y中，所得溶液具有漂白性，說明X2Y是H2O，則Y為O元素。(1)由上述分析可知，Y為O元素，其單質(zhì)為O2，一個(gè)O2分子中含有的質(zhì)子數(shù)為8×2＝1