第四章 微专题突破(五)
课时达标分层练
学业考达标练
1.(2024·广东省广州市黄广中学高一期末)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，X、W的最外层电子数相同。下列说法正确的是( )
A．简单离子的半径：Z>Y
B．简单离子的还原性：X>W
C．气态氢化物的稳定性：Y>X
D．Z2X2中阴阳离子个数比为1∶1
【解析】 X原子的最外层电子数是次外层电数的3倍，则X元素是氧元素，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，是过氧化钠，则Z是钠元素，X、Y、Z的原子序数依次增大，则Y是氟元素，X、W的最外层电子数相同，且属于短周期元素，则W是硫元素，据此回答问题。氟离子和钠离子电子层结构相同，原子序数越小半径越大，则简单离子的半径：ZX，C正确；Z2X2是过氧化钠，阴阳离子个数比为1∶2，D错误。故选C。
2.(2024·河北省石家庄市高一化学第二次月考)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，W原子最外层电子数是其内层电子数的2倍，X原子半径是短周期主族元素中最大的，Y是地壳中含量最高的金属元素，其中W和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。下列说法正确的是( )
A．单质的沸点：W>Z
B．简单离子半径：X>Y>Z
C．最高价氧化物对应的水化物的碱性：Y>X
D．Y的最高价氧化物对应的水化物只能与酸反应
【解析】 短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大，W原子最外层电子数是其内层电子数的2倍，则W核外电子排布式是2、4，W为C元素；X原子半径是短周期主族元素中最大的，则X是Na元素；Y是地壳中含量最高的金属元素，则Y是Al元素，其中W和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数，则Z最外层电子数为4＋3＝7，Z为Cl元素，然后根据元素周期律分析解答。根据上述分析可知：W是C，Z是Cl元素，C元素形成的单质金刚石、石墨、C60都是固体，而Cl元素的单质Cl2呈气态，因此单质的沸点：W>Z，A正确；X是Na，Y是Al，Z是Cl元素，它们形成的离子Na＋、Al3＋、Cl－，离子半径：Z(Cl－)>X(Na＋)>Y(Al3＋)，B错误；X为Na、Y为Al，元素的金属性：Na>Al，所以最高价氧化物对应的水化物的碱性：X>Y，C错误；Y的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，Al(OH)3既可与酸反应也可与强碱反应，D错误。故选A。
3.(2024·湖南省怀化市第一中学高一月考)X、Y、Z均是短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的最低价离子分别为X2－和Z－，Y＋和Z－具有相同的电子层结构。下列说法一定正确的是( )
A．原子最外层电子数：X>Y>Z
B．单质沸点：X>Y>Z
C．非金属性：X>Z>Y
D．原子序数：X>Y>Z
【解析】 X、Y、Z均是短周期元素，X、Z的最低价离子分别为X2－和Z－，则推断X为O或S，Z为F、Cl或者H，Y＋和Z－离子具有相同的电子层结构，Y和Z可能是Na和F组合或者Li和H组合，又因为X、Y处于同一周期，则X、Y为O和Li组合，或者S和Na组合，故X、Y、Z分别是O、Li、H或者S、Na、F。原子最外层电子数，S有6个、Na有1个、F有7个，则F>S>Na，A错误；单质Li或Na是固体，沸点比氢气和氧气都高，B错误；非金属性F大于S，S大于Na，即Z>X>Y，C错误；原子序数O是8，Li是3，H是1，S是16，Na是11，F是9，D正确。故选D。
4.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。W、X、Y所在的族均不相邻，族序数按Y、W、X、Z的顺序依次增大。下列说法正确的是( )
A．由X、Y、Z三种元素形成的化合物只有一种
B．原子半径：X>Z>W>Y
C．W的简单氢化物的沸点大于X的氢化物的沸点
D．一定条件下，Y的单质能将W从WX2置换出来
【解析】 族序数按Y、W、X、Z的顺序依次增大，但Y的序数比W、X均大，则Y、Z一定位于第三周期，W、X一定位于第二周期；4种元素最外层电子数之和为19，则Y和W的族序数之和一定小于19÷2＝9.5，则二者只能为前四个主族；Y为Na时，没有符合题意的，Y为Mg时，W为C、X为O、Z为Cl，故Y为Mg、W为C、X为O、Z为Cl。X、Y、Z分别为O、Mg、Cl，三者可形成Mg(ClO3)2、Mg(ClO4)2等多种化合物，A错误；Y为Mg、W为C、X为O、Z为Cl，原子半径Y(Mg)>Z(Cl)>W(C)>X(O)，B错误；W为C，其简单氢化物为甲烷，X为O，其氢化物为H2O、H2O2，因此W的简单氢化物的沸点小于X的氢化物的沸点，C错误；Y为Mg、WX2为CO2,2Mg＋CO22MgO＋C，故一定条件下，Y的单质能将W从WX2置换出来，D正确。故选D。
选择考提升练
5.(2024·广东省广州市黄广中学高一第2次月考)X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则下列说法中，正确的是( )
A．原子半径：W＞Z＞Y＞X
B．形成氢化物的稳定性：Z＞W
C．常温下：X、Y、Z、W形成的常见单质均为气态
D．W的单质能与水反应，生成一种具有漂白性的物质
【解析】 X、Y、Z、W均为短周期元素，由在元素周期表中的位置可知，Y位于第二周期，Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，最外层电子数为6，Y为O，结合位置可知X为N、Z为S、W为Cl，据此解答。由上述分析可知，X为N、Y为O、Z为S、W为Cl，电子层越多、原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径：Z＞W＞X＞Y，A错误；非金属性Cl大于S，则气态氢化物的稳定性：H2S＜HCl，B错误；常温下四种单质中只有S为固体，其余单质都是气体，例如：N2、Cl2、O2，C错误；W单质能与水反应生成一种具有漂白性的物质为HClO，D正确。故选D。
6.(2024·广东省广州市黄广中学高一第2次月考)已知：A、B、C、D是短周期主族元素，E、F为长周期元素，请根据下列信息回答有关问题。
① A的一种氧化物可用于人工降雨
② B元素的简单阳离子中没有电子
③ C的单质为黄绿色气体
④ D是地壳中含量最高的金属元素
⑤ E位于元素周期表第ⅠA族，核外电子层数为4
⑥ F是用途最广泛的金属，它的一种氧化物可以作磁性材料
(1)C、D、E的简单离子半径由大到小的顺序为 Cl－>K＋>Al3＋ (填离子符号)。
(2)写出E元素的氧化物(E2O2)与水反应的离子方程式： 2K2O2＋2H2O===4K＋＋4OH－＋O2↑ 。
(3)F元素的单质可以在C元素的单质中燃烧，其产物的饱和溶液与沸水反应可以得到能产生丁达尔效应的分散系，写出该产物的浓溶液与沸水反应的化学方程式： FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl 。
(4)C元素的最高价氧化物对应的水化物与E元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为 H＋＋OH－===H2O 。
【解析】 A的一种氧化物可用于人工降雨，则A为C元素；B元素的简单阳离子中没有电子，则B为H元素；C的单质为黄绿色气体，则C为Cl元素；D是地壳中含量最高的金属元素，则D为Al元素；E位于元素周期表ⅠA族，核外电子层数为4，则E为K元素；F是用途最广泛的金属，它的一种氧化物可以作磁性材料，则F为Fe元素。(1)同主族元素，从上到下离子半径依次增大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则铝离子、氯离子、钾离子的离子半径大小顺序为Cl－>K＋>Al3＋。(2)过氧化钾与水反应生成氢氧化钾和氧气，反应的离子方程式为2K2O2＋2H2O===4K＋＋4OH－＋O2↑。(3)铁在氯气中燃烧生成的氯化铁，氯化铁的饱和溶液在沸水中反应得到氢氧化铁胶体，反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。(4)高氯酸溶液与氢氧化钾溶液反应生成高氯酸钾和水，反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。
7.(2024·湖南省邵阳市高一期末联考)下图是元素周期表的一部分。
按要求完成下列填空：
(1)元素⑦在周期表的位置是 第三周期ⅤA族 。
(2)③、⑤、⑧三种元素中简单离子半径最大的是 S2－ (填离子符号)。
(3)⑤号元素的最高价氧化物对应的水化物是 NaOH (填化学式)。
(4)①～⑩十种元素中，其中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的酸是 HClO4 (填化学式)。
(5)②③④三种元素分别形成的简单氢化物中，最稳定的氢化物是 HF (填化学式)。
(6)③与⑤两种元素形成的某种化合物可作供氧剂，其化学式是 Na2O2 。
【解析】 根据元素周期表得到①～⑩元素分别为H、N、O、F、Na、Al、P、S、Cl、Ar。(1)元素⑦为P元素，其在周期表中的位置为第三周期VA族。(2)由分析可知，③为O，⑤为Na，⑧为S，电子层越多，半径越大，电子排布相同时，原子序数越小半径越大，故三种元素中简单离子半径最大的是S2－。(3)⑤为Na，其最高价氧化物对应的水化物为NaOH。(4)①～⑩元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HClO4。(5)由分析可知，②为N，③为O，④为F，非金属性越强，其简单氢化物越稳定，则最稳定的氢化物是HF。(6)由分析可知，③为O，⑤为Na，两者形成的过氧化钠可以和二氧化碳反应，用作供氧剂，其化学式为Na2O2。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共30张PPT)
第四章 物质结构 元素周期律
微专题突破(五) 元素推断——“位—构—性”三者的关系
●专题精讲
一、依据元素原子或离子结构推断元素
1．结构与性质的对应关系
2．常见元素推断突破口
序号 结构特征 元素
1 原子核中没有中子、半径最小 H
2 原子最外层电子数与核外电子层数相同 H、Be、Al
3 各电子层上的电子数均满足2n2 He、Ne
4 电子总数是最外层电子数的2倍 Be
5 最外层电子数与最内层电子数相等 Be、Mg
6 最外层电子数与次外层电子数相等 Be、Ar
7 最外层电子数是次外层电子数的2倍(3倍) C(O)
【微提醒】 1～20号元素中某些元素的特性
(1)与水反应最剧烈的非金属单质是F2，即非金属性最强的元素是F元素；所形成的气态氢化物最稳定的是HF。
(2)与水反应最剧烈的金属单质是K；原子半径最大的主族元素是K元素。
(3)自然界中硬度最大的单质是含C元素的金刚石；最高正价与最低负价的代数和为零，且气态氢化物中含氢的百分含量最高的元素是C元素。
(4)常温下有颜色的气体单质是Cl2。
(5)原子半径最小，它的阳离子就是质子的元素为H；原子核中只有质子而没有中子的是H。
(6)最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是Cl元素。
(7)密度最小的金属单质是Li。
(8)最高价氧化物及其水化物具有两性的元素是Al元素；地壳中含量最高的金属元素是Al元素。
(9)地壳中含量最高的元素是O元素，次者是Si元素。
二、依据元素在周期表中的位置推断元素
1．位置与性质对应关系
2．常见突破口
序号 位置特征 元素
1 主族序数等于周期序数 H、Be、Al
2 主族序数等于周期序数2倍 C、S
3 主族序数等于周期序数3倍 O
4 周期序数等于主族序数2倍 Li
5 周期序数等于主族序数3倍 Na
6 某阴离子与某阳离子核外电子排布相同，则两种元素为相邻周期
三、依据元素单质或化合物的性质(特性)推断
1．性质与结构对应关系
2．常见突破口
序号 特征性质 元素
① 气体单质密度最小的元素 H
② 单质为天然物质中硬度最大、形成的化合物的种类最多、空气中会导致“温室效应”的元素 C
③ 地壳中质量分数最大、其氢化物常温下为液态的非金属元素 O
④ 与水剧烈反应生成H2、燃烧得到淡黄色固体的元素 Na
⑤ 地壳中含量最多的金属元素、单质能与强碱溶液反应的金属 Al
⑥ 单质是常用作半导体材料的元素 Si
⑦ 单质为黄绿色气体的元素 Cl
题点1
依据元素原子或离子结构推断元素
【思路分析】 原子核外L层电子数为5和6的元素分别是N(X)、O(Y)，K层与M层电子数相等的元素是Mg(Z)，再由四种元素的最外层电子数之和为17可知，W的最外层电子数是4，所以W是Si。
【细解】 N的氧化物有多种，均不是碱性氧化物，MgO是碱性氧化物，A错误；非金属性：O>S>Si，B正确；原子半径：Mg>Si(同周期)、N>O(同周期)，而电子层数越多，原子半径越大，所以原子半径：OC(同周期)、C>Si(同主族)，综合可知非金属性：N>Si，所以酸性：HNO3>H2SiO3，D正确。故选A。
思维建模 》
1.(2023·全国统考高考真题)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构。下列叙述正确的是( )
A．X的常见化合价有－1、－2
B．原子半径大小为Y>X>W
C．YX的水合物具有两性
D．W单质只有4种同素异形体
【解析】 W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒，X为O，Y为Mg，W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。X为O，氧的常见价态有－1价和－2价，如H2O2和H2O，A正确；W为C，X为O，Y为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为Y＞W＞X，B错误；Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，水合物为Mg(OH)2，Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，C错误；W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，D错误。故选A。
A．原子半径大小：XB．Q位于第二周期ⅥA族
C．X元素的最高价是＋5
D．氧化物的水化物的酸性强弱：Q>W
题点2
依据元素在周期表中的位置推断元素
【思路分析】 从Z元素在周期表中的位置来看，Z是第三周期元素，其最外层电子数是次外层的一半，可知Z是Si元素，则W是S元素，Q是Cl元素，Y是O元素，X是N元素。
【细解】 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；原子半径大小：O思维建模 》
2.(2024·广东省广州市黄广中学高一第2次月考)海水中的X、Y、Z、W四种短周期元素在元素周期表中的位置如表所示，元素X最高正化合价与最低负化合价的代数和为0。
下列有关说法正确的是( )
A．原子半径：r(X)B．元素X的非金属性比Y的强
C．元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
D．元素Z最高价氧化物对应的水化物的酸性比X的强
X Y
Z W
【解析】 元素X最高正化合价与最低负化合价的代数和为0，则X为C元素；进一步推知Y为F元素，Z为S元素，W为Cl元素。A项，同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，则C(X)的原子半径大于F(Y)的原子半径，即r(X)>r(Y)，错误；B项，同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，则元素X的非金属性比Y的弱，错误；C项，同主族元素从上到下氢化物的稳定性逐渐减弱，则元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，错误；D项，元素Z最高价氧化物对应的水化物为强酸H2SO4，元素X最高价氧化物对应的水化物为弱酸H2CO3，故酸性H2SO4>H2CO3，正确。故选D。
A．原子半径：WB．氢化物水溶液酸性：X>Z
C．X的单质与水反应生成两种酸
D．标准状况下，W的单质状态与X的相同
题点3
依据元素单质或化合物的性质(特性)推断
【思路分析】 盐与浓盐酸反应能生成黄绿色气体，该气体为氯气，与氢氧化钠溶液作用，得到含有YZW的溶液，则盐为NaClO，W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X与Z同族，则W、X、Y、Z分别为O、F、Na、Cl。
【细解】 原子的核外电子层数越多原子半径越大，同一周期随着原子序数的增加原子半径减小，因此原子半径大小为Y>Z>W>X，即Na>Cl>O>F，A错误；X的氢化物水溶液为HF，Z的氢化物水溶液为HCl，氟元素的非金属性强于氯元素，与氢结合的更牢固，因此HF溶液中解离出的氢离子浓度小于HCl溶液中解离出的氢离子浓度，X的氢化物水溶液酸性弱于Z，B错误；氟气与水生成HF和氧气，C错误；W的单质为氧气，X的单质为氟气，二者在标准状况下都呈气态，D正确。故选D。
思维建模 》 主族元素性质、存在和用途的特殊性
(1)形成化合物最多的元素(或单质是自然界硬度最大的元素、简单气态氢化物中氢的质量分数最大的元素)：C。
(2)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。
(3)氢化物在通常状况下呈液态的元素：O。
(4)最活泼的非金属元素(或其无氧酸可腐蚀玻璃的元素、其气态氢化物最稳定的元素、阴离子的还原性最弱的元素)：F。
(5)最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素：Cl。
(6)着火点最低的非金属元素的单质，其元素是P。
(7)最轻单质所含的元素：H；最轻金属单质所含的元素：Li。
(8)单质常温下呈液态的元素：Br和Hg。
(9)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：Al。
(10)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起化合反应的元素：N。
(11)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。
(12)常见的能形成同素异形体的元素：C、P、O、S。
3.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层有2个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法正确的是( )
A．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B．X、Y的简单离子核外电子排布相同
C．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强
D．W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
【解析】 X是地壳中含量最多的元素，因此X为O，Y原子的最外层有2个电子，且Y是短周期元素，原子序数大于X的，因此Y为Mg，Z的单质晶体是广泛应用的半导体材料，所以Z为Si，W与X同主族，且W是短周期元素，原子序数大于X的，所以W为S。元素周期表中，同主族元素原子半径随核电荷数增加而增大，所以r(S)>r(O)，同周期主族元素，核电荷数越大，原子半径越小，因此原子半径为r(Mg)>r(Si)>r(S)>r(O)，A错误；X为O，Y为Mg，O2－和Mg2＋核外电子排布相同，B正确；Z为Si，W为S，因为S的非金属性强于Si的，所以S的最高价氧化物对应水化物的酸性强于Si的，C错误；W为S，X为O，因为O的非金属性强于S的，所以O的气态氢化物的热稳定性强于S的，D错误。故选B。
