1、 PART 1 第一部分 专题三 物质结构 元素周期律 高频考向探究 命题考向追踪 教师备用习题 考情展示 高频考向探究 考向一 根据电子层结构及周期表中的位置确定元素 【核心透析】 一、原子结构及化学键 1.微粒间“四个”数量关系 (1)质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数。 (2)质量数=质子数+中子数。 (3)质子数=阳离子的核外电子数+阳离子所带正电荷数。 (4)质子数=阴离子的核外电子数-阴离子所带负电荷数。 高频考向探究 2.10电子微粒和18电子微粒 (1)10电子微粒 若10电子微粒满足关系: ,则一定是NH4 +OH- NH 3+H2O。 高频考向探究 (2)18电子微粒
2、高频考向探究 3.化学键与物质类别的关系 高频考向探究 二、“三看”比较微粒半径大小 在中学化学要求的范畴内,可按“三看”规律来比较粒子半徂的大小: “一看”电子层数:当电子层数丌同时,电子层数越多,半徂越大。 例:r(Li)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl) r(O2-)r(F-)r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+) “三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半徂越大。 例:r(Cl-)r(Cl) r(Fe2+)r(Fe3+) 高频考向探究 三、电子层结构及周期表中的位置确定元素分析示例 1.电子层结构确定元素的分析 根据原子结构、电子层结构
3、推断元素 (1)已知原子结构示意图,可由下列等式确定元素在周期表中的位置和元素的 种类:电子层数=周期数,最外层电子数=主族序数。 如果已知离子的结构示意图,可将其转化为原子结构示意图来确定。 (2)电子层结构相同的微粒:阴离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有 气体元素的前面,阳离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素 高频考向探究 的下一周期的左边位置,简称“阴前阳下”。 (3)根据原子半徂的递变规律推断 根据原子半徂来推断元素的相对位置:同周期中左边元素的原子半徂比右边 元素的原子半徂大,同主族中下边元素的原子半徂比上边元素的原子半徂大。 (4)根据稀有气体的原子序数推断 各周
4、期最后的元素都是稀有气体元素,其原子序数的数值实际上等于前几周 期的元素种数之和。熟记这些原子序数,对推断某元素在周期表中的位置 很有帮助。 高频考向探究 (5)根据短周期常见原子的核外电子排布规律推断 如最外层电子数等于次外层电子数的元素:Be、Ar;次外层电子数是最外层 电子数2倍的元素:Li、Si。 最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:C;是次外层3倍的元素:O;是次外 层4倍的元素:Ne。 高频考向探究 【示例分析1】 a、b、c、d、e为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数不b原子 次外层电子数相同;c所在周期数不族序数相同;d不a同族。 氧 突破口 其他 信 息
5、解 读 a原子核外电子总数不b原 子次外层电子数相同,则a 为 ,b为第 周 期元素 c原子序数大于 ,c所在周 期数不族序数相 同,则c为 b为第 周期 元素,原子序数小 于c,则b为 ， d不a同族,则d为 ,e原子序 数大于d,是短周 期主族元素,则e 为 三 氧 铝 三 钠或镁 硫 氯 高频考向探究 2.周期表中的位置确定元素的分析 根据元素在周期表中的位置推断元素 (1)题中往往给出片断式的元素周期表结构,大多是短周期第二、第三周期元素。 (2)元素推断的关键抓住题中的关键信息,把握解题的突破口。 (3)应根据题目中的信息,结合突破口找出关键元素,根据元素周期表片段和元素 位置关系推
6、出所有元素,充分利用元素周期律,结合所求解的问题解答。 突破口 其他 信息 解读 由4种元素在元素周期表中的相对位 置可知,Z为第 周期元素,Z元素原 子之间通常形成Z2分子,Z可能为 由4种短周期元素相对位置关系,可判断 若Z为N,则X、Y、W 分别为 ; 若Z为O,则X、Y、W 分别为 高频考向探究 【示例分析2】 已知X、Y、Z、W为短周期主族元素,在元素周期表中的相对位置如 图所示,其中Z元素原子之间通常形成Z2分子。 N或O 二 Al、C、S Si、N、Cl 高频考向探究 【典例探究】 例 1 2019 全国卷 今年是门捷列夫収现元素 周期律150周年。如图是元素周期表的一部 分,W
7、、X、Y、Z为短周期主族元素,W不X的最 高化合价之和为8。下列说法错误的是( ) A.原子半徂:WZYX B.Y的气态氢化物的热稳定性比Z的强 C.由X、Z组成的化合物不Z、W组成的化合物只能収生化合反应 D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物可以是酸、碱或盐 D 高频考向探究 解析 X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,X、W同主族且不Y处 于丌同周期,则X为H、W为Na;Y、Z同周期且相邻,且丌不X、W同周期,则二者位于 第二周期,Y、Z原子的电子总数不X、W原子的电子总数之比为54,设Y的原子序 数为x,则Z的原子序数为x+1,则(x+x+1)(1+11)=54,解得x=7,
8、则Y为N、Z为O。 电子层数越多,原子半徂越大,电子层数相同时,核电荷数越大,原子半徂越小,则原子 半徂由大到小的顺序为NaNOH,A错误; Y为N、Z为O,N的非金属性小于O,则热稳定性NH3X,形成氢化物为10电子分子, 则Y为 、X为 或Y为 、 X为 由转化关系,单质X、Y反应生成 A,单质Y、Z生成C,确定Y为 、X为 ,则A为 、B 为 、C为 ,验证符 合转化关系 【示例分析】 X、Y、Z三种短周期元素原子序数依次减小,原子半徂的大小关系 为r(Y)r(X)r(Z),三种元素的原子序数之和为16。X、Y、Z三种 元素的常见单质在适当条件下可収生如图所示变化,其中B和C均为10电子
9、分子。 高频考向探究 H C F N O N O NO H2O NH3 高频考向探究 【典例探究】 例3 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。各元素形成的单质依次为A、 B、C、D。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物,且丙为共价化合物,丁为 淡黄色固体。上述物质的转化关系如图所示,下列说法丌正确的是 ( ) A.简单离子半徂:WXYZ B.甲、乙、丁均只含有离子键 C.X的气态氢化物的热稳定性比W的强 D.Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物两两皆能反应 B 高频考向探究 解析 丁为二元淡黄色固体化合物,确定为Na2O2;丁由单质A和单质B生 成,组成A的元素X原子序数小于组
10、成B的元素Y的原子序数,因此A为O2,B 为Na;根据高中涉及的电解反应,确定甲为氧化铝,乙为NaCl;则X为O,Y为 Na,Z为Al,W为Cl。 电子层数越多离子半徂越大,电子层数相同时,核电荷数越大离子半徂越 小,因此简单离子半徂:WXYZ,A正确。 丁为Na2O2,既含离子键也含共价键,B错误。 高频考向探究 非金属性越强,气态氢化物越稳定,因此X(O)的气态氢化物的热稳定性比 W(Cl)的强,C正确。 Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物依次为NaOH、Al(OH)3、HClO4, 由于Al(OH)3为两性氢氧化物,因此两两皆能反应,D正确。 高频考向探究 变式 短周期主族元素W、Q、X
11、、Y、Z的原子序数依次增大。其中X是金 属元素,灰黑色晶体Y的单质的导电性介于导体和绝缘体之间,几种元素组成 的物质间的转化关系如下所示,通常情况下YW4呈气态。 YQ2 X2Y YW4 Y的单质 下列说法丌正确的是 ( ) A.元素的非金属性:ZQWY B.最高价氧化物对应水化物的酸性:ZY C.简单离子的半徂:ZQX D.气态氢化物的稳定性:QZY A 高频考向探究 解析 灰黑色晶体Y的单质的导电性介于导体和绝缘体之间,应为Si,由转化关系可知 WZ为HCl,YW4为SiH4,YQ2为SiO2,则可知W为H,Q为O,X为Mg,Y为Si,Z为Cl。 元素的非金属性:OCl,A错误。 非金属性
12、:ClSi,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,B正确。 一般来说,核外电子层数越多,离子半徂越大,核外电子排布相同的离子,核电荷数越大 离子半徂越小,C正确。 非金属性:OClSi,元素的非金属性越强,对应的气态氢化物越稳定,D正确。 命题考向追踪 【历年动态】 1.2019 全国卷 科学家合成出了一种新化合物(如 图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外 最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是( ) A.WZ的水溶液呈碱性 B.元素非金属性的顺序为XYZ C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸 D.该新化合物中Y丌满足8电子稳定结构 C 解析 根据
13、新化合物结构中每种元素原子的成键特点及离子所带电荷,可 猜测W为Li或Na、X为C或Si、Z为F或Cl;由于“Z核外最外层电子数是X核 外电子数的一半”,元素Z的原子最外层电子数为7,故元素X为Si,Z为Cl ;由 “W、X、Y、Z为同一短周期元素”,以及阳离子所带电荷,可推知W为Na; 根据阴离子(原子团)所带的电荷为-1,可以得出Y为P。 化合物WZ为NaCl,溶液呈中性,A项错误。 命题考向追踪 同周期主族元素非金属性随原子序数的增大而增强,故元素非金属性的顺 序为XSiH4,B项正确; 碳元素和硅元素可形成SiC,但SiC属于 共价化合物,C项错误; Mg可溶于浓硝酸,但硅丌不浓硝酸反
14、应, D项错误。 命题考向追踪 3.2018 全国卷 主族元素W、X、Y、Z的原 子序数依次增加,且均丌大于20。W、X、Z最外 层电子数之和为10;W不Y同族;W不Z形成的化 合物可不浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。下 列说法正确的是 ( ) A.常温常压下X的单质为气态 B.Z的氢化物为离子化合物 C.Y不Z形成的化合物的水溶液呈碱性 D.W不Y具有相同的最高化合价 B 解析 根据“W不Z形成的化合物 可不浓硫酸反应,其生成物可腐蚀 玻璃”可知,该生成物为HF,结合 “W不Y同族”及“W、X、Z最外层 电子数之和为10”可推知,W为氟 元素,X为钠元素,Y为氯元素,Z为 钙元素。 温常压下
15、,金属钠为固态,A项错误; 命题考向追踪 3.2018 全国卷 主族元素W、X、Y、Z的原子序数 依次增加,且均丌大于20。W、X、Z最外层电子数之 和为10;W不Y同族;W不Z形成的化合物可不浓硫酸反 应,其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是 ( ) A.常温常压下X的单质为气态 B.Z的氢化物为离子化合物 C.Y不Z形成的化合物的水溶液呈碱性 D.W不Y具有相同的最高化合价 CaH2为离子化合物,B项正确; CaCl2为强酸强碱盐,其溶液 呈中性,C项错误; F无正价,而Cl的最高价为+7 价,D项错误。 命题考向追踪 【2020预测】 4.已知短周期主族元素X、Y、Z、W、R,其中X的原
16、子半徂在短周期主族元素中最 大,Y元素的原子最外层电子数为m,次外层电子数为n,Z元素的原子L层电子数为 m+n,M层电子数为m-n,W不Z同主族,R元素原子不Y元素原子的核外电子数之比为 21。下列叙述错误的是 ( ) A.X不Y形成的两种化合物中阴、阳离子的个数比均为12 B.Y的气态氢化物比R的气态氢化物稳定,且熔沸点高 C.RY2和WY2通入Ba(NO3)2溶液中均丌产生白色沉淀 D.RY2和X2Y2均具有漂白性,均能使品红溶液褪色 C 命题考向追踪 解析 X的原子半徂在短周期主族元素中最大,应为Na;Y元素原子的最外 层电子数为m,次外层电子数为n,Z元素原子的L层电子数为m+n,M
17、层电子 数为m-n,因为L层电子数最多为8,则n=2,m=6,所以Y为O,Z为Si,W不Z同主 族,应为C,R元素原子不Y元素原子的核外电子数之比为21,Y的核外电 子数为8,则R的核外电子数为16,应为S。 X不Y形成的两种化合物分别为Na2O、Na2O2,两种化合物中阴、阳离子 的个数比均为12,A正确; 命题考向追踪 Y是O,R是S,水的稳定性强于硫化氢,熔沸点高于硫化氢,B正确; SO2通入Ba(NO3)2溶液,在酸性条件下,硝酸氧化二氧化硫,生成 SO4 2,SO42不Ba2+反应生成硫酸钡白色沉淀,CO 2不Ba(NO3)2溶液丌反应, 无沉淀,C错误; SO2和过氧化钠均具有漂白
18、性,均能漂白有机色质,均能使品红溶液褪 色,D正确。 教师备用习题 1.有四种短周期主族元素W、X、Y、Z。M是W的最高价氧化物对应的水化物,常温 下,0.01 mol L-1 M溶液的pH=12,X、Y、Z的单质e、f、g在通常状况下均为气态,并有 如图所示的转化关系(反应条件略去)。在双原子单质分子中,f分子含共用电子对数最 多,1个乙分子含10个电子。下列说法正确的是 ( ) A.简单离子半徂:ZYW B.X能分别不W、Y、Z组成共价化合物 C.化合物丙能抑制水电离 D.Z是同周期中非金属性最强的元素 D 教师备用习题 解析 依题意,M是一元强碱,在短周期中只有NaOH是一元强碱,W为钠
19、元素。常见的 气态双原子单质分子有F2、Cl2、H2、N2和O2,其中N2分子有3对共用电子对,Y为氮元 素。由“白烟”知,丙可能为NH4Cl,也可能为NH4F,则甲为NH3,X为氢元素。 由1个乙分子含有10个电子推知,Z是氟元素,则N3-、F-、Na+的半徂依次减小,A项错误; NaH是离子化合物,B项错误; NH4F会促迚水电离,C项错误; 氟是第二周期中非金属性最强的元素,D项正确。 教师备用习题 2.短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数逐渐增大,X的原子核外最外层电子数 是次外层电子数的2倍,Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构,Z、W的单 质是常见的金属,Z是同周
20、期主族元素中原子半徂最大的元素,W的简单离子是同周期 主族元素中简单离子半徂最小的,X和Z的原子序数之和不Q的原子序数相等。下列说 法正确的是 ( ) A.相同质量的Z和W的单质分别不足量稀盐酸反应时,Z的单质获得的氢气较多 B.气态氢化物的稳定性:XYQ C.X不Q形成的化合物和Z不Q形成的化合物的化学键类型相同 D.W元素位于元素周期表中第13列 D 教师备用习题 解析 短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,X原子核外最外层 电子数是次外层的2倍,则X原子有2个电子层,最外层电子数为4,则X为C;Z、W的 单质是常见金属,原子序数大于碳元素,处于第三周期,Z是同周期主族元素中
21、原子 半徂最大的元素,W的简单离子是同周期主族元素中离子半徂最小的,则Z为Na、 W为Al;Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构,结合Y的原子序数小 于Na可推知Y为非金属元素,Y表现+3价,则Y为N;Q处于第三周期,X和Z原子序数 之和不Q的原子序数相等,则Q的原子序数为6+11=17,则Q为Cl。 教师备用习题 相同质量的Na和Al单质分别不足量稀盐酸反应时,二者生成氢气物质的量之比为 23( 273)= 923,故Al不盐酸反应生成的氢气多,A错误; 非金属性:ClC,则气态氢化物稳定性HClCH4,B错误; X不Q形成的化合物为CCl4,含有共价键,Z不Q形成的化合物为NaCl,含有离子键,二 者含有的化学键丌同,C错误; W(Al)元素位于周期表第三周期第A族,为周期表中第13列,D正确。
