第一章第二节 原子结构与元素的性质 微专题2　元素推断与元素周期律的综合应用 学案（含答案）

微专题2　元素推断与元素周期律的综合应用
1．元素推断的一般思路
2．推断元素的常用方法
(1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。
(2)利用常见元素及化合物的特征性质。
3．由基态原子的价层电子排布确定元素在元素周期表中的位置
(1)周期序数＝电子层数＝最高能层序数
(2)主族元素的族序数＝价层电子数
(3)第ⅢB族～第ⅦB族的价层电子排布为(n－1)d1～5ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价层电子数。如锰的价层电子排布为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。
(4)第ⅠB族和第ⅡB族的价层电子排布为(n－1)d10ns1～2，族序数＝ns能级上的电子数。
1．(2021·全国乙卷，11)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似，土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是(　　)
A．原子半径大小顺序为W>X>Y> Z
B．化合物XW中的化学键为离子键
C．Y单质的导电性能弱于Z单质的
D．Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
2．(2020·山东，3)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是(　　)
A．第一电离能：W＞X＞Y＞Z
B．简单离子的还原性：Y＞X＞W
C．简单离子的半径：W＞X＞Y＞Z
D．氢化物水溶液的酸性：Y＞W
3．有A、B、C、D四种元素，已知A元素是地壳中含量最多的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第三周期第一电离能最小的元素；D元素在第三周期中电负性最大。
(1)试推断A、B、C、D四种元素的符号：
A．__________、B.__________、C.____________、D.__________。
(2)写出A元素原子的核外电子排布式：______________。用轨道表示式表示C原子的核外电子排布情况：____________________________。
(3)比较四种元素的第一电离能和电负性的大小，第一电离能：______________(写元素符号，下同)；电负性：______________。
4．有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，A和E属于同一族，它们的原子最外电子层上只有1个电子；B和D也属于同一族，它们原子最外层的s能级电子数是p能级电子数的一半；C原子最外层上的电子数等于D原子最外层上电子数的一半。
请回答下列问题：
(1)A是________，B是__________，C是________，D是________，E是________(填元素名称)。
(2)由这五种元素组成的一种化合物是________(写化学式)。写出该物质的一种用途：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出C元素基态原子的核外电子排布式：
________________________________________________________________________。
(4)D元素原子的价层电子轨道表示式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)元素B与D的电负性的大小关系：B______(填“＞”“＜”或“＝”，下同)D，C与E的第一电离能的大小关系：C______E。
微专题2　元素推断与元素周期律的综合应用
1．B　[由题可设W元素的最外层电子数为x，X元素的最外层电子数为y，则Y、Z的最外层电子数分别为y＋1、y＋2，则x＋y＋y＋1＋y＋2＝15，即x＋3y＝12，且x≠y，x≠y＋1，x≠y＋2，可得x＝6，y＝2符合要求；所以W为O元素，X为Mg元素、Y为Al元素、Z为Si元素。原子半径大小顺序为Mg＞Al＞Si＞O，即X>Y>Z>W，A错误；化合物XW即MgO，为离子化合物，其中的化学键为离子键，B正确；Y单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z单质为硅，为半导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故Y单质的导电性能强于Z单质的导电性能，C错误；Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸的酸性弱于碳酸，D错误。]
2．C　[根据短周期主族元素Z与X形成淡黄色化合物Z2X2，结合所学元素化合物知识推断Z2X2是Na2O2，则X是O元素，Z是Na元素。基态O原子的核外电子排布式是1s22s22p4，电子总数是8，最高能级电子数是4，符合题意。再根据Y、W最外层电子数相同，且主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，可以判断Y、W分别是F元素、Cl元素。同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：F＞Cl，F＞O，A项错误；元素电负性由大到小的顺序是F、O、Cl，则单质得电子能力由强到弱的顺序也是F、O、Cl，因此简单离子的还原性由强到弱的顺序是Cl、O、F，B项错误；O、F、Na、Cl对应的简单离子中，Cl－电子层数最多，半径最大，O、F、Na对应的简单离子电子层数相同，原子序数越大，半径越小，故简单离子半径由大到小的顺序是Cl、O、F、Na，C项正确；F、Cl对应的氢化物分别是HF和HCl，HCl是强酸，HF是弱酸，D项错误。]
3．(1)O　Ca　Na　Cl　(2)1s22s22p4　
(3)Na＜Ca＜Cl＜O　Na＜Ca＜Cl＜O
4．(1)氢　氧　铝　硫　钾　(2)KAl(SO4)2·12H2O　作净水剂　(3)1s22s22p63s23p1　(4)
(5)＞　＞
解析　A、B、C、D、E 5种元素的核电荷数都小于20，A、E属于同一族且最外电子层上只有1个电子，故为第ⅠA族元素，而A为非金属元素，则A为氢；B、D位于同一族，其原子最外层的s能级电子数是p能级电子数的一半，故其最外层电子排布式为ns2np4，为第ⅥA族元素，B核电荷数小于D，则B为氧，D为硫，E为钾；C原子最外层上的电子数为硫原子最外层上电子数的一半，则C为铝。同主族元素自上而下电负性逐渐减小，故B(氧)的电负性大于D(硫)；E(钾)的第一电离能小于钠，钠的第一电离能小于C(铝)，故第一电离能：Al＞K。