2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案-熱點(diǎn)8　“位-構(gòu)-性”關(guān)系的綜合推斷

熱點(diǎn)8“位—構(gòu)—性”關(guān)系的綜合推斷一、“位—構(gòu)—性”關(guān)系的題目特點(diǎn)二、元素“位—構(gòu)—性”的關(guān)系模型三、“位”“構(gòu)”“性”關(guān)系的應(yīng)用1.結(jié)構(gòu)與位置互推[注意](1)同周期元素的簡(jiǎn)單陽(yáng)離子與陰離子相比,陰離子原子序數(shù)大。(2)在短周期元素中,元素的原子序數(shù)與其主要化合價(jià)的數(shù)值在奇偶性上一般一致,“價(jià)奇序奇,價(jià)偶序偶”。2.性質(zhì)與位置互推熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,根據(jù)元素性質(zhì)可以推知元素在周期表中的位置,根據(jù)元素在周期表中的位置可以推知元素性質(zhì)。3.結(jié)構(gòu)與性質(zhì)互推(1)最外層電子數(shù)是決定元素原子的氧化性和還原性的主要原因。(2)原子半徑?jīng)Q定了元素單質(zhì)的性質(zhì);離子半徑?jīng)Q定了元素組成化合物的性質(zhì)。(3)同主族元素最外層電子數(shù)相同,性質(zhì)相似。類型一依據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)特征推斷元素[典例1](2021·湖南卷)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和,Z的最外層電子數(shù)為K層的一半,W與X可形成原子個(gè)數(shù)比為2∶1的18e-分子。下列說法正確的是()A.簡(jiǎn)單離子半徑:Z>X>YB.W與Y能形成含有非極性鍵的化合物C.X和Y的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):X>YD.由W、X、Y三種元素所組成化合物的水溶液均顯酸性解析:Z的最外層電子數(shù)為K層的一半,則Z的最外層電子數(shù)為1,又因W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,則Z不可能為氫、鋰元素,故Z為第三周期的鈉元素。Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和,且Y的原子序數(shù)小于11,W與X可形成原子個(gè)數(shù)比為2∶1的18e-分子,分析可知N2H4符合題意,故W為氫元素、X為氮元素,則Y為氧元素。Z、X、Y的簡(jiǎn)單離子核外電子排布相同,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,即簡(jiǎn)單離子半徑X>Y>Z,A錯(cuò)誤;W與Y能形成H2O2,既含有極性鍵又含有非極性鍵,B正確;X和Y形成的最簡(jiǎn)單氫化物分別為NH3和H2O,常溫下,NH3為氣態(tài),H2O為液態(tài),故H2O的沸點(diǎn)更高,C錯(cuò)誤;由氫、氮、氧三種元素所組成的化合物NH3·H2O的水溶液呈堿性,D錯(cuò)誤。答案:B?？肌暗入娮印蔽⒘?.“10電子”微粒2.“18電子”微粒3.其他等電子微?！?4電子”微粒:Si、N2、CO、C2H2、C2“16電子”微粒:S、O2、C2H4、HCHO。4.質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)分別相等的兩種微粒關(guān)系(1)可以是兩種原子,如同位素原子。(2)可以是兩種分子,如CH4、NH3等。(3)可以是兩種帶電荷數(shù)相同的陽(yáng)離子,如NH4+、H3O(4)可以是兩種帶電荷數(shù)相同的陰離子,如OH-、F-。[對(duì)點(diǎn)精練1]a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大且不同主族的短周期元素,a的原子中只有一個(gè)電子,b3-與d3+的電子層結(jié)構(gòu)相同;c原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍。下列敘述錯(cuò)誤的是(D)A.簡(jiǎn)單離子的半徑:c>dB.最簡(jiǎn)單氫化物的還原性:c<bC.b、c的第一電離能:b>cD.c、b、d的電負(fù)性:b>c>d解析:由“a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大且不同主族的短周期元素,a的原子中只有一個(gè)電子”知a為H;由“c原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍”知c為O;結(jié)合“b3-與d3+的電子層結(jié)構(gòu)相同”知b為N,d為Al。簡(jiǎn)單離子的半徑O2->Al3+,A項(xiàng)正確;最簡(jiǎn)單氫化物的還原性H2O<NH3,B項(xiàng)正確;N、O的第一電離能N>O,C項(xiàng)正確;電負(fù)性大小為c(O)>b(N)>d(Al),D項(xiàng)錯(cuò)誤。[對(duì)點(diǎn)精練2](2021·寧波適應(yīng)性測(cè)試)已知W、X、Y、Z為原子半徑依次增大的短周期主族元素。其中只有Z是金屬元素且Z是同周期元素中原子半徑最大的元素,W、X同主族,X、Y、Z同周期,X元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍。下列說法不正確的是(D)A.X、Y、Z元素不可能處于元素周期表中的第二周期B.最簡(jiǎn)單氫化物的熱穩(wěn)定性:W>X>YC.Y的最高價(jià)氧化物一定能與NaOH溶液反應(yīng)D.W、Z兩種元素形成的化合物中一定只含離子鍵解析:由于W、X、Y、Z為原子半徑依次增大的短周期主族元素,其中只有Z為金屬元素,且Z是同周期元素中原子半徑最大的元素,位于第ⅠA族,X、Y、Z同周期,W、X同主族,W只能位于第二周期,X、Y、Z位于第三周期,則Z為Na;X元素的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍,故X為S,W為O,Y位于第三周期,其原子半徑大于S,故Y可能為P也可能為Si。A.根據(jù)分析可知,X、Y、Z元素不可能處于元素周期表中的第二周期,正確;B.因?yàn)榉墙饘傩設(shè)>S>Si或者P,故最簡(jiǎn)單氫化物的熱穩(wěn)定性O(shè)>S>Si或者P,正確;C.Y的最高價(jià)氧化物二氧化硅或者五氧化二磷均可以與NaOH溶液反應(yīng),正確;D.O和Na形成的過氧化鈉中含有共價(jià)鍵和離子鍵,錯(cuò)誤。類型二依據(jù)元素周期表的“片段結(jié)構(gòu)”推斷元素[典例2](2021·浙江6月選考)已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相對(duì)位置如圖所示,其中Y的最高化合價(jià)為+3。下列說法不正確的是()A.還原性:ZQ2<ZR4B.X能從ZO2中置換出ZC.Y能與Fe2O3反應(yīng)得到FeD.M最高價(jià)氧化物的水化物能與其最低價(jià)氫化物反應(yīng)解析:由題給短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在元素周期表中的相對(duì)位置及Y元素的最高化合價(jià)為+3,可推出X、Y、Z、M、Q、R分別是鎂、鋁、碳、氮、硫和氯。二硫化碳的還原性強(qiáng)于四氯化碳,A錯(cuò)誤;鎂在二氧化碳中燃燒,生成碳單質(zhì)和氧化鎂,B正確;鋁與氧化鐵在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng),生成鐵和氧化鋁,C正確;M的最高價(jià)氧化物的水化物為硝酸,硝酸可與氨反應(yīng)生成硝酸銨,D正確。答案:A元素周期表的“片段結(jié)構(gòu)”1.元素周期表中短周期的特殊結(jié)構(gòu)應(yīng)用(1)元素周期表中第一周期只有兩種元素H和He,H元素所在的第ⅠA族為元素周期表的左側(cè)邊界,第ⅠA族左側(cè)無(wú)元素分布。(2)He為0族元素,0族元素為元素周期表的右側(cè)邊界,0族元素右側(cè)沒有元素分布。利用這個(gè)關(guān)系可以確定元素所在的周期和族。2.元素的位置關(guān)系和原子序數(shù)關(guān)系的應(yīng)用(1)同一周期中元素的原子序數(shù)比左邊元素原子序數(shù)大1,比右邊元素的原子序數(shù)小1。(2)同主族上下周期元素的原子序數(shù)關(guān)系①若在第ⅠA族或第ⅡA族,原子序數(shù)之差為上周期所包含的元素種數(shù)。②若在第ⅢA族～第ⅦA族,原子序數(shù)之差為下周期所包含的元素種數(shù)。[對(duì)點(diǎn)精練3]四種短周期元素A、B、C、D在周期表中的相對(duì)位置如圖所示。①若HmBOn為強(qiáng)酸,則B的氫化物溶于水顯堿性(m,n均為正整數(shù))②若四種元素均為金屬,第一電離能:A>C③若四種元素均為非金屬,則D的電負(fù)性最大④若四種元素只有一種為金屬,則B的氫化物沸點(diǎn)一定低于D的氫化物沸點(diǎn)以上說法正確的有(B)A.1項(xiàng) B.2項(xiàng) C.3項(xiàng) D.4項(xiàng)解析:A、B、C、D為短周期元素,則A、B為第二周期元素,C、D為第三周期元素。①若HmBOn為強(qiáng)酸,只能為HNO3,則B為N元素,其氫化物溶于水生成NH3·H2O,顯堿性,正確;②若四種元素均為金屬,則A、B、C、D分別為L(zhǎng)i、Be、Na、Mg,Li、Na為同主族元素,同主族元素從上到下第一電離能變小,即第一電離能Li>Na,正確;③同周期元素從左到右,元素的電負(fù)性逐漸變大,同主族元素從上到下,元素的電負(fù)性逐漸減小,故B元素電負(fù)性最大,不正確;④若四種元素只有一種為金屬,則C為鋁,B為碳,碳的氫化物(如石蠟)沸點(diǎn)可能高于D的氫化物(SiH4)沸點(diǎn),不正確;綜合以上分析,只有①②正確,故選B。[對(duì)點(diǎn)精練4]如圖,X、Y、Z、W四種短周期元素的原子最外層電子數(shù)之和為21。下列說法正確的是(D)A.原子半徑:r(Z)>r(Y)>r(X)B.第一電離能I1(X)>I1(Y)>I1(W)C.WY2、WZ4、WX均有熔點(diǎn)高、硬度大的特性D.某病毒DNA鏈中有T元素,可能是T取代了普通DNA鏈中的P元素解析:設(shè)X的最外層電子數(shù)為a,則Y、W、Z的最外層電子數(shù)分別為(a+2)、a、(a+3),從而得出a+(a+2)+a+(a+3)=21,a=4,故X、Y、W、Z分別為C、O、Si、Cl,則T為As元素。A.X、Y、Z分別為C、O、Cl,C、O為同周期元素,C在O的左邊,則原子半徑r(C)>r(O),不正確;B.X、Y、W分別為C、O、Si,第一電離能O>C>Si,不正確;C.SiO2和SiC為共價(jià)晶體,SiCl4在固態(tài)時(shí)形成分子晶體,其熔點(diǎn)較低、硬度較小,不正確;D.某病毒DNA鏈中有As元素,As與P屬于同主族元素,可能是As取代了普通DNA鏈中的P元素生成的,正確。類型三依據(jù)物質(zhì)的特性及轉(zhuǎn)化推斷元素[典例3]短周期主族元素X、Y、Z、M、W的原子序數(shù)依次增大,其中Z、W處于同一主族,Z、M的原子最外層電子數(shù)之和等于9,Y的氫化物常溫下呈液態(tài),是人類生存的重要資源,X的簡(jiǎn)單氫化物與W的單質(zhì)(黃綠色)組成的混合氣體見光可生成W的氫化物和油狀混合物。說法不正確的是()A.M能分別與Y、Z、W形成常見的化合物,其所含化學(xué)鍵的類型相同B.簡(jiǎn)單離子半徑:M<Y<WC.W的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性不一定比X的強(qiáng)D.Y和Z是同一周期,最高正化合價(jià)依次增大解析:短周期主族元素X、Y、Z、M、W的原子序數(shù)依次增大,Y的氫化物常溫下呈液態(tài),是人類生存的重要資源,則Y為O元素;X的簡(jiǎn)單氫化物與W的單質(zhì)(黃綠色)組成的混合氣體見光可生成W的氫化物和油狀混合物,X為C,W為Cl元素;其中Z、W處于同一主族,則Z為F;Z、M的原子最外層電子數(shù)之和等于9,M的最外層電子數(shù)為2,結(jié)合原子序數(shù)可知M為第三周期的Mg元素。A.Mg分別與O、F、Cl形成的常見化合物中,所含化學(xué)鍵的類型相同,都是離子鍵,正確;B.離子的電子層越多,離子半徑越大,電子層相同時(shí),核電荷數(shù)越大離子半徑越小,則離子半徑Cl->O2->Mg2+,即M<Y<W,正確;C.沒有指明最高價(jià)含氧酸,Cl的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性不一定比C的強(qiáng),正確;D.O和F是同一周期,但F沒有正價(jià),錯(cuò)誤。答案:D常見元素及其化合物的特性(1)形成化合物種類最多、單質(zhì)是自然界中硬度最大、氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的元素:C。(2)空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素或元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物發(fā)生化合反應(yīng)的元素:N。(3)地殼中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)最高的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素:O。(4)地殼中含量最多的金屬元素:Al。(5)最活潑的非金屬元素或無(wú)正價(jià)的元素或無(wú)含氧酸的非金屬元素或無(wú)氧酸(氣態(tài)氫化物)可腐蝕玻璃的元素或氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的元素或陰離子的還原性最弱的元素:F。(6)最活潑的金屬元素或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性最強(qiáng)的元素或陽(yáng)離子的氧化性最弱的元素:Cs(放射性元素除外)。(7)焰色試驗(yàn)呈黃色的元素:Na。(8)焰色試驗(yàn)呈紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察)的元素:K。(9)單質(zhì)密度最小的元素:H,密度最小的金屬元素:Li。(10)常溫下單質(zhì)呈液態(tài)的非金屬元素:Br,金屬元素:Hg。(11)最高價(jià)氧化物及其水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng),又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的元素:Al。(12)元素的氣態(tài)氫化物能和它的氧化物在常溫下反應(yīng)生成該元素單質(zhì)的元素:S。(13)元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素:Li、Na、F。(14)常見的一種元素存在幾種單質(zhì)的元素:C、P、O、S,其中一種同素異形體易著火的元素:P。[對(duì)點(diǎn)精練5]X、Y、Z、W為短周期主族元素。X、Z、W形成的一種離子常用于檢驗(yàn)Fe3+,X、Y形成的化合物YX3常用作汽車安全氣囊的氣體發(fā)生劑,W的單質(zhì)在加熱條件下可與X、Z的最高價(jià)含氧酸反應(yīng)。下列敘述正確的是(D)A.原子半徑:Z>Y>W>XB.電負(fù)性:W>X>YC.W形成的單質(zhì)一定為共價(jià)晶體D.ZO2和ZO3中Z的原子雜化方式相同解析:X、Z、W形成的一種離子常用于檢驗(yàn)Fe3+,是指Fe3+與SCN-反應(yīng)生成Fe(SCN)3,則X、Z、W分別是S、C、N中的一種,再結(jié)合“W的單質(zhì)在加熱條件下可與X、Z的最高價(jià)含氧酸反應(yīng)”,可確定W是C;汽車安全氣囊的氣體發(fā)生劑常用NaN3,由此可知,X、Y、Z、W分別是N、Na、S、C。由四種元素所在元素周期表位置可判斷,Y(Na)的原子半徑最大,同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,同周期從左到右主族元素原子半徑逐漸減小,Na>S>C>N,即Y>Z>W>X,故A錯(cuò)誤;電負(fù)性N>C>Na,即X>W>Y,故B錯(cuò)誤;C的單質(zhì)可以是金剛石、石墨、C60等,可能為共價(jià)晶體,如金剛石,C60是分子晶體,石墨屬于混合晶體,故C錯(cuò)誤;S的氧化物為SO2和SO3,價(jià)層電子對(duì)數(shù)都是3對(duì),二氧化硫有一對(duì)孤電子對(duì),三氧化硫沒有,S原子的雜化方式都為sp2雜化,故D正確。[對(duì)點(diǎn)精練6]短周期元素X、Y、Z、A、D、E、G的原子序數(shù)依次增大,X與D同族,A和E同族;元素Y的一種高硬度單質(zhì)是寶石;D、E兩元素的質(zhì)子數(shù)之和是X、A兩元素的質(zhì)子數(shù)之和的3倍;X、G、A元素組成的物質(zhì)GA2、XGA在殺菌消毒方面有重要作用。下列有關(guān)說法不正確的是(C)A.電負(fù)性:D<Y<Z<AB.D2E2中的化學(xué)鍵有離子鍵、共價(jià)鍵C.化合物XGA的電子式為X

D.Z的最高價(jià)氧化物的水化物的濃溶液,加熱時(shí)可將Y的單質(zhì)氧化為最高價(jià)解析:短周期元素X、Y、Z、A、D、E、G的原子序數(shù)依次增大,X與D同族,A和E同族;元素Y的一種高硬度單質(zhì)是寶石,則Y是C元素;D、E兩元素的質(zhì)子數(shù)之和是X、A兩元素的質(zhì)子數(shù)之和的3倍;X、G、A元素組成的物質(zhì)GA2、XGA在殺菌消毒方面有重要作用,則G是Cl元素,A是O元素,X是H元素;由于X與D同族,D原子序數(shù)比O大,則D是Na;Z原子序數(shù)比6大,比8小,則Z是N元素;A和E同族,E為S元素。根據(jù)上述分析可知,X是H,Y是C,Z是N,A是O,D是Na,E是S,G是Cl元素。A.Y是C,Z是N,A是O,D是Na,電負(fù)性Na<C<N<O,正確;B.D是Na,E是S,兩者形成的化合物Na2S2是離子化合物,Na+與S22-之間以離子鍵結(jié)合,在S22-中2個(gè)S原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合,正確;C.化合物XGA是HClO,HClO的電子式為H

·×O類型四依據(jù)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)推斷元素[典例4](2021·廣東卷)一種麻醉劑的分子結(jié)構(gòu)式如圖所示。其中,X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子;元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,且均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8個(gè)電子。下列說法不正確的是()A.XEZ4是一種強(qiáng)酸B.非金屬性:W>Z>YC.原子半徑:Y>W>ED.ZW2中,Z的化合價(jià)為+2價(jià)解析:X的原子核內(nèi)只有1個(gè)質(zhì)子,則X為H;元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,且均位于X的下一周期,再根據(jù)題給麻醉劑分子結(jié)構(gòu)式中各原子的成鍵情況,可知Y、Z、W分別為C、O、F;元素E的原子比W原子多8個(gè)電子,則E為Cl。XEZ4為HClO4,是一種強(qiáng)酸,A說法正確;非金屬性F>O>C,即W>Z>Y,B說法正確;電子層數(shù)多的原子半徑大,當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)大的原子半徑小,則原子半徑Cl>C>F,即E>Y>W,C說法錯(cuò)誤;OF2中F為-1價(jià),O為+2價(jià),D說法正確。答案:C符合8電子結(jié)構(gòu)化合物中元素的成鍵特點(diǎn)(1)第ⅣA族的C、Si、Ge、Sn、Pb有四個(gè)鍵,可以是四個(gè)單鍵、一個(gè)三鍵和一個(gè)單鍵、一個(gè)雙鍵和兩個(gè)單鍵或兩個(gè)雙鍵。(2)第ⅤA族的N、P、As、Sb、Bi有三個(gè)鍵,可以是三個(gè)單鍵或一個(gè)雙鍵和一個(gè)單鍵。(3)第ⅥA族的O、S、Se、Te有兩個(gè)鍵,可以是一個(gè)雙鍵或兩個(gè)單鍵。(4)第ⅦA族的F、Cl、Br、I有一個(gè)單鍵。(5)[B(OH)4]-、[Al(OH)4]-中,硼和鋁均形成四個(gè)單鍵。[對(duì)點(diǎn)精練7](2021·河北卷)下圖所示的兩種化合物可應(yīng)用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,X和Z同主族,Y原子序數(shù)為W原子價(jià)電子數(shù)的3倍。下列說法正確的是(CD)A.X和Z的最高化合價(jià)均為+7價(jià)B.HX和HZ在水中均為強(qiáng)酸,電子式可表示為H··C.四種元素中,Y原子半徑最大,X原子半徑最小D.Z、W和氫三種元素可形成同時(shí)含有離子鍵和共價(jià)鍵的化合物解析:由題圖和題意可知,X和Z分別是F、Cl;又因Y原子序數(shù)為W原子價(jià)電子數(shù)的3倍且題給化合物中Y、W分別可形成5個(gè)、3個(gè)共價(jià)鍵,故W、Y分別