2021高三全国统考化学（经典版）一轮学案：第5章热点专题突破3利用元素的“位-构-性”推断元素

利用元素的“位­构­性”推断元素

1．元素“位­构­性”三者之间的关系

2．元素推断的思维流程

(1)已知元素原子的核外电子排布

①核外电子排布电子层数、最外层电子数周期序数、族序数单质及化合物的性质

②具有结构特征的短周期元素原子的推断

a．最外层有1个电子的元素：H、Li、Na。

b．最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。

c．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O；最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne。

d．最外层电子数是内层电子数总数一半的元素：Li、P。

e．次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。

f．次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Li、Mg。

g．次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S。

h．电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。

(2)已知单质或化合物的特性

①

②常见元素及其化合物的特性

a．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：C。

b．空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。

c．地壳中含量最多的元素：O。

d．地壳中含量最多的金属元素：Al。

e．最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的短周期元素：Be、Al。

f．最活泼的非金属元素或无氧酸(气态氢化物)可腐蚀玻璃的元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素：F。

g．单质密度最小的元素：H；单质密度最小的金属元素：Li。

h．常温下单质呈液态的非金属元素：Br；常温下单质呈液态的金属元素：Hg。

i．元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素：N；元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素：S。

(3)已知主族元素在周期表中的位置

①

②在周期表中特殊位置的短周期主族元素

a．族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。

b．族序数等于周期数2倍的元素：C、S。

c．族序数等于周期数3倍的元素：O。

d．周期数是族序数2倍的元素：Li。

e．周期数是族序数3倍的元素：Na。

f．最高正价与最低负价代数和为零的元素：H、C、Si。

　(2019·北京高考)2019年是元素周期表发表150周年。期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是(　　)

A．In是第五周期第ⅢA族元素

B.In的中子数与电子数的差值为17

C．原子半径：In>Al

D．碱性：In(OH)3>RbOH

解析　Rb为碱金属，属于第五周期元素，故In亦为第五周期元素，比Rb质子数大12，即为第ⅢA族元素，A正确；In的中子数为115－49＝66，电子数为49，因此In的中子数与电子数的差值为17，B正确；铟和铝同属于ⅢA族元素，前者位于第五周期，后者位于第三周期，因此原子半径：In>Al，C正确；铟和铷同属于第五周期元素，前者位于ⅢA族，后者位于ⅠA族，根据同周期主族元素最高价氧化物的水化物的碱性递变规律得：碱性In(OH)3＜RbOH，D错误。

答案　D

　(2019·广东茂名高三期末)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子最外层电子数之和为18。W和X位于相邻周期，Y的最外层电子数是电子层数的2倍，W的一种同位素广泛应用于考古测定文物年代，Y的一种氧化物和Z的单质在水溶液中均具有漂白性，下列叙述正确的是(　　)

A．最高正价：W<X

B．Z和W、Z和X均能形成离子化合物

C．原子半径的大小顺序：r(Z)>r(X)>r(Y)

D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y

解析　W的一种同位素广泛应用于考古测定文物年代，W为C元素；Y的最外层电子数是电子层数的2倍，且Y的一种氧化物和Z的单质在水溶液中均具有漂白性，Y为硫，Z为氯元素；短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子最外层电子数之和为18，X最外层电子数为18－4－6－7＝1，X为钠元素。W为C，X为钠，最高正价：W>X，故A错误；Z和W、Z和X形成的化合物为CCl4、NaCl，前者为共价化合物，后者为离子化合物，故B错误；同一周期的原子半径从左到右逐渐减小，原子半径的大小顺序：r(X)>r(Y)>r(Z)，故C错误；非金属性Cl＞S，则最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y，即酸性HClO4>H2SO4，故D正确。

答案　D

　(2019·山西孝义高三期末)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期元素。X与Y形成的有机物Y2X4能使酸性高锰酸钾溶液褪色，Y、W为同族元素，Z的最高价氧化物对应的水化物为强碱。下列说法一定错误的是(　　)

A．X、Y、W、Z的原子半径依次增大

B．Z的单质在着火时不能用水灭火

C．向W的含氧酸的钠盐溶液中通入Y的一种氧化物，有沉淀生成

D．X、Y形成的化合物一定能使溴水褪色

解析　X与Y形成的有机物Y2X4能使酸性高锰酸钾溶液褪色，根据分子式可推测Y为C元素，X为H元素，Y2X4为乙烯；Y、W为同族元素，且W的原子序数大于X，则W为第三周期的Si元素；Z的最高价氧化物对应的水化物为强碱，则Z为Na。同周期主族元素，从左至右，原子半径逐渐减小，则原子半径Na＞Si，电子层越多半径越大，则原子半径Si＞C＞H，所以X、Y、W、Z的原子半径依次增大，故A正确；Z为Na，Na易与水反应生成易燃的H2，且Na着火生成的Na2O2与水反应生成氧气，所以Z的单质在着火时不能用水灭火，故B正确；W的含氧酸的钠盐为Na2SiO3，Y的氧化物为CO2和CO，向Na2SiO3溶液中通入CO2能生成硅酸沉淀，故C正确；H和C形成的化合物为烃，其中烯烃、炔烃能使溴水褪色，烷烃不能使溴水褪色，故D错误。

答案　D

1．如图为元素周期表前四周期的一部分，下列有关B、W、X、Y、Z五种元素的叙述中正确的是(　　)

A．常压下，五种元素的单质中，Z单质的沸点最高

B．W的氢化物比X的氢化物的稳定性高

C．Y元素比W元素的非金属性强

D．Y、Z的简单阴离子的电子层结构都与B原子的相同

答案　C

解析　根据题意和元素周期表的结构可知B、W、X、Y、Z五种元素分别为Ar、P、N、S、Br。常压下，P和S是固态，其余为气态或液态，A错误；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，故X的氢化物比W的氢化物的稳定性高，B错误；Z的简单阴离子比B原子多一个电子层，D错误。

2．X、Y、Z、W、U是分别位于短周期的元素，原子序数依次增大。X与W位于同一主族，Z元素的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应，W原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Z、W、U原子的最外层电子数之和为13。Y元素的单质在X的某种氧化物中可燃。下列说法正确的是(　　)

A．W的最高价氧化物能与水反应生成相应的酸

B．Y、Z元素的单质作电极，在NaOH溶液环境下构成原电池，Z电极上产生大量气泡

C．室温下，0.05 mol·L－1 U的气态氢化物的水溶液的pH>1

D．Y、Z、U元素的简单离子半径由大到小的顺序：Y>Z>U

答案　C

解析　本题的突破口是“Z元素的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应”，结合五种元素的原子序数依次增大知，Z为Al；“W原子的最外层电子数是次外层电子数的一半”，且原子序数：W>Al，所以W为Si；由“X与W位于同一主族”推出X为C；由“Z、W、U原子的最外层电子数之和为13”推出U为S；由“Y元素的单质在X的某种氧化物中可燃”推出Y为Mg。SiO2不溶于水，也不与水反应，A错误；室温下，Al与氢氧化钠溶液反应，Mg与氢氧化钠溶液不反应，Mg、Al作电极，在NaOH溶液环境下构成原电池，Al作负极，在Mg电极上产生大量气泡，B错误；因为H2S为弱酸，部分电离，所以0.05 mol·L－1 H2S溶液中H＋浓度远小于0.1 mol·L－1，C正确；离子半径：S2－>Mg2＋>Al3＋，D错误。