2022版金版学案高中化学一轮复习练习：全国卷热考微专题(10)元素“位、构、性”推断题的解题策略.doc

全国卷热考微专题(10)元素“位、构、性”推断题的解题策略

　元素“位、构、性”关系是全国卷的必考点，常见题型是选择题，题目以物质结构、元素周期律和元素周期表等为题干，集基本概念、基础理论及元素化合物知识于一身，具有综合性强、思维容量大的特点。侧重考查学生的记忆能力、提炼关键信息的能力、知识迁移应用的能力及逻辑推理能力。
元素“位—构—性”的关系

1．结构与位置互推是解题的核心
(1)掌握四个关系式：
①电子层数＝周期数。
②质子数＝原子序数；
③最外层电子数＝主族序数；
④主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。
(2)熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律。
①“凹”型结构的“三短三长一不全，七主七副八零完”；
②各周期元素种类；
③稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；
④同主族上下相邻元素原子序数的关系。
2．性质与位置互推是解题的关键
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括：
(1)元素的金属性、非金属性；
(2)气态氢化物的稳定性；
(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性；
(4)金属与水或酸反应置换H2的难易程度。
3．结构和性质的互推是解题的要素
(1)电子层数和最外层电子数决定元素原子的金属性和非金属性；
(2)同主族元素最外层电子数相同，化学性质相似；
(3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点；
(4)判断元素金属性和非金属性的强弱。

1．(2016·全国卷Ⅱ)a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2－和c＋离子的电子层结构相同，d和b同族。下列叙述错误的是(　　)
A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为＋1价
B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C．c的原子半径是这些元素中最大的
D．d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性
解析：由题中所给的信息可知，a为H，b为O，c 为Na，d为S。A项中，H与Na可以形成化合物NaH，H的化合价为－1价；B项中，O与其他三种元素可以形成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等二元化合物；C项中，四种元素原子半径大小顺序为Na＞S＞O＞H; D项中，H与S形成化合物H2S，其水溶液呈弱酸性。
答案：A
2．(2017·全国卷Ⅲ)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外电子数之和为21。下列关系正确的是(　　)

W
X

Y

Z
A.氢化物沸点：W<Z
B．氧化物对应水化物的酸性：Y>W
C．化合物熔点：Y2X3<YZ3
D．简单离子的半径：Y<X
解析：根据四种短周期元素在周期表中的相对位置和四种元素原子的最外层电子数之和为21可知，W为N元素、X为O元素、Y为Al元素、Z为Cl元素。NH3存在分子间氢键，而HCl不存在分子间氢键，所以NH3的沸点比HCl的沸点高，A项错误；Al(OH)3显两性，N元素的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性，B项错误；Al2O3是离子晶体，而AlCl3是分子晶体，离子晶体的熔点一般高于分子晶体的熔点，C项错误；Al3＋和O2－的核外电子排布相同，具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：Al3＋＜O2－，D项正确。
答案：D
[方法指导]　解答“位、构、性”推断题的整体思路

1．a、b、c、d为短周期元素，a的M电子层有1个电子，b的最外层电子数为内层电子数的2倍，c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，c与d同周期，d的原子半径小于c。下列叙述错误的是(　　)
A．d元素的非金属性最强
B．它们均存在两种或两种以上的氧化物
C．只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D．b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键
解析：短周期元素中M层电子数是1，则a的核外电子排布是2、8、1，a是Na元素；b的最外层电子数为内层电子数的2倍，则b核外电子排布是2、4，b是C元素；c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍，则c是S元素；c、d的原子处于同一周期，d的原子半径小于c，根据元素周期律可知d是Cl元素。在上述元素中非金属性最强的元素是Cl元素，A正确；Na可以形成Na2O、Na2O2两种氧化物，C可以形成CO、CO2两种氧化物，S可以形成SO2、SO3两种氧化物，而Cl元素则可以形成Cl2O、ClO2、ClO3等多种价态的氧化物，B正确。Na是金属元素，可以与非金属元素C、S、Cl形成离子化合物，C正确；C元素可以与H元素形成乙烷，该分子中含有非极性键，D错误。
答案：D
2．原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a－的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c－和d＋的电子层结构相同。下列叙述错误的是(　　)
A．元素的非金属性次序为c>b>a
B．a和其他3种元素均能形成共价化合物
C．d和其他3种元素均能形成离子化合物
D．元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
解析：由a的最外层电子数为1，a－的电子层结构与氦相同可知，a为H。b和c的次外层有8个电子，则b、c处于第三周期，又知b、c的最外层电子数分别为6、7，从而推知，b、c分别为S、Cl。由c－和d＋的电子层结构相同可知，d为K。A项，S、Cl处于第三周期，Cl的原子序数大于S，则Cl的非金属性强于S；由H2S中S元素显－2价、H元素显＋1价可知，S的非金属性强于H，因此三种元素的非金属性次序为Cl＞S＞H；B项，H和S、Cl可形成共价化合物H2S和HCl，而H与K则形成离子化合物KH；C项，K和H、S、Cl均可形成离子化合物，分别为KH、K2S和KCl。D项，H、S、Cl的最高化合价分别为＋1价、＋6价和＋7价，最低化合价分别为－1价、－2价和－1价，因此三种元素各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6。
答案：B
3．短周期主族元素X、Y、A、B、C在元素周期表的位置如图所示，A是非金属性最强的元素，则下列说法不正确的是(　　)

X

A
Y

C
B
A.原子半径由小到大的顺序为A<B<C<Y
B．A、B的氢化物的沸点由低到高的顺序为HA<HB
C．X、Y最高价氧化物对应的水化物的酸性由弱到强的顺序为H2YO3<H2XO3
D．B、C简单离子的还原性由弱到强的顺序为B－<C2－
解析：A是非金属性最强的元素，则A是氟元素，根据元素在周期表中的位置知，X是碳元素、Y是硅元素、C是硫元素、B是氯元素。原子的电子层数越多，原子半径越大，同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，所以这几种元素的原子半径大小顺序是A<B<C<Y，A正确；同一主族元素氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而增大，但氢键影响氢化物的沸点，HF中含有氢键，导致HF的沸点大于HCl，B错误；同一主族元素中，元素的非金属性随着原子序数的增大而减弱，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，碳元素的非金属性大于硅元素，则X、Y最高价氧化物对应的水化物的酸性由弱到强的顺序为：H2YO3<H2XO3，C正确；同一周期元素中，元素的非金属性随着原子序数的增大而增强，元素的非金属性越强，其简单阴离子的还原性越弱，C的非金属性弱于B，所以简单阴离子的还原性B－<C2－，D正确。
答案：B
4．(2016·江苏卷)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子的最外层有6个电子，Y是迄今发现的非金属性最强的元素，在周期表中Z位于ⅠA族，W与X属于同一主族，下列说法正确的是(　　)
A．元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构
B．由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物
C．W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D．原子半径：r(X)＜r(Y)＜r(Z)＜r(W)
解析：Y是迄今发现的非金属性最强的元素，则Y是F元素，X原子的最外层有6个电子，且原子序数比F小，则X是O元素，Z位于ⅠA族，原子序数比F大，则Z为Na元素，W与O属于同一主族且原子序数比O大，则W是S元素。O2－的结构示意图为，S2－的结构示意图为，A错误；Y与Z形成的化合物NaF是离子化合物，B正确；HF的热稳定性比H2S强，C错误；原子半径大小顺序为r(Na)＞r(S)＞r(O)＞r(F)，D错误。
答案：B
5．X、Y、Z、W是分别位于第二、三周期的元素，原子序数依次递增。X与Z位于同一主族，Y元素的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应，Z原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y、Z、W原子的最外层电子数之和为14。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径由小到大的顺序：X< Y < Z< W
B．Z的最高价氧化物能与水反应生成相应的酸
C．室温下，0.1 mol·L－1 W的气态氢化物的水溶液的pH>1
D．Y单质在一定条件下可以与氧化铁发生置换反应
解析：X、Y、Z、W是分别位于第二、三周期的元素，原子序数依次递增。X与Z位于同一主族，Y元素的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应，则Y是Al。Z原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，则Z是C或Si。由于Z的原子序数大于Al，则Z是Si，所以X是C。Y、Z、W原子的最外层电子数之和为14，则W的最外层电子数是14－3－4＝7，原子序数最大，因此W是Cl。同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐最大，则原子半径由小到大的顺序：X<W<Z<Y，A错误；Z的最高价氧化物是二氧化硅，与水不反应，B错误；盐酸是强酸，则室温下，0.1 mol·L－1 W的气态氢化物的水溶液的pH＝1，C错误；铝单质在一定条件下可以与氧化铁发生铝热反应，铝热反应是置换反应，D正确。
答案：D
6．V、W、X、Y均是元素周期表中短周期元素，在周期表中的相对位置关系如表所示：

Y
V

X

W
V的最简单氢化物为甲，W的最简单氢化物为乙，甲、乙混合时有白烟生成。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：X＞W＞V＞Y
B．Y的最高价氧化物的电子式为∶∶∶∶
C．X的最高价氧化物能与V、W最高价氧化物对应的水化物反应
D．甲、乙混合时所生成的白烟为离子化合物，只含有离子键
解析：甲、乙均是简单氢化物，甲、乙混合时有白烟生成，甲为NH3、乙为HCl，白烟是NH4Cl，所以Y、V、X、W分别是C、N、Al、Cl元素，据此回答。同周期元素，从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素，从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径为X＞W＞Y＞V，A项错误；根据上述分析，Y为C，CO2的电子式为∶∶C∶∶，B项错误；根据上述分析，X、V、W分别为Al、N、Cl，Al2O3是两性氧化性，能与硝酸和高氯酸反应，C项正确；白烟是NH4Cl，属于离子化合物，含有离子键和共价键，D项错误。
答案：C
7．(2016·全国卷Ⅰ)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性， 0.01 mol·L－1r
溶液的pH为2, s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．原子半径的大小W＜X＜Y
B．元素的非金属性Z＞X＞Y
C．Y的氢化物常温常压下为液态
D．X的最高价氧化物的水化物为强酸
解析：n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，则n为Cl2，Z为Cl元素。Cl2(n)与二元化合物p在光照条件下反应生成r和s，0.01 mol·L－1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物，则p为CH4，r为HCl，s为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物。二元化合物m与n反应生成q和r，q的水溶液具有漂白性，其中n为Cl2，r为HCl，从而推知m为H2O，q为HClO。结合四种短周期元素的原子序数关系及形成的二元化合物之间的转化推知，W、X、Y、Z元素分别为H、C、O、Cl。A项同周期主族元素的原子半径，随原子序数的递增而逐渐减小，则原子半径的大小关系为H＜O＜C；B项由ClO2、CCl4可以得出元素的非金属性：O＞Cl，Cl＞C，则元素的非金属性强弱关系为O＞Cl＞C；C项Y(O)的氢化物有H2O、H2O2，常温常压下均为液态；D项X(C)的最高价氧化物的水化物为H2CO3，是一种二元弱酸。
答案：C
8．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y和Z位于同一主族。m、n、p均为由这些元素组成的二元化合物，甲、乙、丙为其中三种元素对应的单质，丙为淡黄色固体，易溶在XZ2中，n是一种二元弱酸。上述物质的转化关系如图所示(反应条件省略)。下列说法正确的是(　　)

A．原子半径：W＜X＜Y
B．W与X组成的化合物中只有极性键
C．Y与Z组成的化合物一定有漂白性
D．非金属性：Y＞Z＞X
解析：丙为淡黄色固体，易溶在 XZ2 中，则丙是 S，硫易溶在CS2中，所以X是C，Z是S。Y和Z位于同一主族，则Y是O。n是二元弱酸，与p反应生成S和m，所以n是H2S，则W是H，p是SO2，m是H2O，因此甲是氢气，乙是氧气，丙是S。原子半径：H＜O＜C，A错误；乙烯分子中存在非极性键，B错误；Y与Z组成的化合物SO3没有漂白性，C错误；非金属性：O＞S＞C，D正确。
答案：D