專題3.16 以元素周期表為線索的理論綜合題物質(zhì)結(jié)構(gòu)推斷題為高考?？碱}型，其除了考查基礎(chǔ)知識(shí)以外，還能考查到學(xué)生推理能力和化學(xué)用語表達(dá)能力，能很好的與元素及化合物知識(shí)、反應(yīng)熱、電化學(xué)等知識(shí)進(jìn)行結(jié)合。其主要考查點(diǎn)有：原子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子排布式、電子排布圖，元素周期表及元素周期律，分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)域性質(zhì)，元素及化合物知識(shí)以及反應(yīng)熱、蓋斯定律的應(yīng)用等?！纠}1】x、y、z、w、n為五種短周期元素，其中Y元素原子核外最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，它們在周期表中的相對(duì)位置如圖所示：請(qǐng)回答下列問題：(1)w位于周期表中第_周期，第_族。(2)n、z、w、三種元素最高價(jià)氧化物水化物的酸性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)椋篲（用化學(xué)式表示）。(3)下列事實(shí)能說明y元素的非金屬性比z元素的非金屬性強(qiáng)的是_Ay單質(zhì)與z的氣態(tài)氫化物水溶液反應(yīng)，溶液變渾濁B在氧化還原反應(yīng)中，1moly單質(zhì)比1molz得電子多Cy和z兩元素的簡單氫化物受熱分解，前者的分解溫度高Dy元素最高價(jià)氧化物水化物酸性比z元素最高價(jià)氧化物水化物酸性強(qiáng)(4)y和氫元素形成的10電子微粒中常見價(jià)陽離子為_（填化學(xué)式）；z和氫元素形成的18電子微粒中常見價(jià)陰離子的電子式為_。(5)化合物nyz存在于天然氣中，可以用NaOH溶液洗滌除去?；衔飊yz的電子式為_，其與NaOH溶液反應(yīng)除生成兩種正鹽外，還有水生成，其化學(xué)方程式為_。(6)m元素的原子序數(shù)為_，它是一種_。（填“金屬”或“非金屬”）【答案】三 A AC 34 非金屬 【解析】【分析】由元素周期表結(jié)構(gòu)可知，y為第二周期元素，且y元素原子核外最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，則y為O元素，由此可推出n為碳元素，x為氮元素，z為硫元素，w為氯元素，以此解答該題；【詳解】(3)A.氧氣與H2S溶液反應(yīng)，溶液變渾濁，說明氧氣的氧化性比硫強(qiáng)，則說明氧元素的非金屬性比S元素的非金屬性強(qiáng)，故A正確；B.在氧化還原反應(yīng)中，1mol氧氣比1molS得電子多，氧化性強(qiáng)弱與得失電子數(shù)沒有必然關(guān)系，故B錯(cuò)誤； 【解析】【分析】A、B、C、D、E為短周期元素，且原子序數(shù)依次增大。A、C能形成兩種液態(tài)化合物A2C和A2C2，該液態(tài)化合物分別為H2O和H2O2，則A為H元素，C為O元素；A、D同主族，則D為Na元素；E元素的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等，且E的原子序數(shù)最大，應(yīng)為第三周期，處于A族元素，故E為Al元素；A、B、C、D、E的質(zhì)子數(shù)之和為39，設(shè)B的原子序數(shù)為x，則有1+x+8+11+13=39，x=6，所以B為碳元素，結(jié)合元素對(duì)應(yīng)的單質(zhì)、化合物的性質(zhì)解答?！驹斀狻?4)原子序數(shù)比C小1的元素F為氮元素，也能與氫元素形成18電子的分子，該分子為N2H4，1mol該分子在一定條件下可以還原4mol氧化銅，同時(shí)生成一種無污染的氣體單質(zhì)和紅色固體還有水，該氣體單質(zhì)為氮?dú)?，設(shè)Cu元素在還原產(chǎn)物中的化合價(jià)為x，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則1mol20-(-2)=4mol(2-x)，解得x=1，故紅色固體為Cu2O，反應(yīng)化學(xué)方程式：N2H4+4CuON2+2Cu2O+2H2O，故答案為：N2H4+4CuON2+2Cu2O+2H2O；(5)Cu、稀硫酸、H2O2反應(yīng)生成硫酸銅和水，反應(yīng)的離子方程式為Cu+2H+H2O2=Cu2+2H2O，故答案為：Cu+2H+H2O2=Cu2+2H2O；(6)NaH+H2O=NaOH+H21mol 1mol 1mol2NaOH+2Al+2H2O=2NaAlO2+3H2，1mol 1mol 1.5moln(H2)=1mol+1.5mol=2.5mol，V(H2)=2.5mol22.4L/mol=56L，故答案為：56。【點(diǎn)睛】本題考查元素化合物的推斷，A、C形成的化合物為推斷突破口。本題的易錯(cuò)點(diǎn)為(4)，學(xué)生容易認(rèn)為紅色固體為Cu，忽略根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒判斷。物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素周期律推斷題在題設(shè)中通常提供一些原子結(jié)構(gòu)關(guān)系、元素周期表關(guān)系、元素性質(zhì)變化關(guān)系以及元素的性質(zhì)等，通過這些關(guān)系找到題眼，然后進(jìn)行推斷，得出各符號(hào)代表的元素，最后系統(tǒng)解決。下面為一些常見的題眼及對(duì)題眼在解題過程中的解讀過程。1、某原子最外層電子數(shù)為次外層（或倒數(shù)第m層）的n倍。（n為大于1的整數(shù)）【解讀】因原子的最外層電子數(shù)不超過8個(gè)，設(shè)該元素原子的次外層（或倒數(shù)第m層）電子數(shù)為x，所以nx8，題中n多為2或3，可以推知次外層（或倒數(shù)第m層）只能為第一電子層，據(jù)此就可以推斷原子的最外層電子數(shù)為2n，元素具有兩個(gè)或m個(gè)電子層。2、元素原子的最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)。【解讀】在短周期范圍內(nèi)，若原子有一個(gè)電子層，則其最外層電子數(shù)也為1，為H元素；若原子有二個(gè)電子層，則其最外層電子數(shù)也為2，為Be元素；若原子有三個(gè)電子層，則其最外層電子數(shù)也為3，為Al元素。3、原子的次外層電子數(shù)為8?！窘庾x】在元素周期表中，只有第三周期的元素和第四周期的K和Ca的電子層結(jié)構(gòu)的次外層電子數(shù)為8，第四周期的其它元素原子的次外層電子數(shù)為918。由此可以推斷出元素在第三周期或者為第四周期的K或Ca。4、Am+和Bn-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)【解讀】在元素周期表中，主族元素的金屬原子失去電子后，具有與其上一周期惰性氣體原子相同的電子層結(jié)構(gòu)；而非金屬元素得到電子后，具有和其同一周期的惰性氣體原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。所以當(dāng)Am+和Bn-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)時(shí)，A應(yīng)是金屬元素，而B是A上一周期的非金屬元素。 5、已知元素的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式，又知該元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中該元素的百分含量為A，以及元素的原子核中所含的中子數(shù)?！窘庾x】由元素的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式可知元素的負(fù)價(jià)和最高正化合價(jià)，根據(jù)元素的最高化合價(jià)寫出元素的最高價(jià)氧化物的化學(xué)式，再據(jù)其氧化物中所含該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可求得元素的相對(duì)原子質(zhì)量，相對(duì)原子質(zhì)量與元素原子的質(zhì)量數(shù)近似相等，質(zhì)量數(shù)減去中子數(shù)即為其質(zhì)子數(shù)，從而確定出該元素。6、1molA與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生標(biāo)況下的22.4LH2。 2現(xiàn)有A、B、C、D、E、F、G七種短周期主族元素，其原子序數(shù)依次增大。已知A、D位于同一主族，D是短周期中原子半徑最大的。B、E最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的2倍。C、F的最外層電子數(shù)相等，且C、F的原子序數(shù)之和為A、D原子序數(shù)之和的兩倍。請(qǐng)回答下列問題：（1）A、C、D、F形成的簡單離子半徑由大到小的順序是_(用元素符號(hào)填寫)。（2）B、C、E、F、G形成的氣態(tài)氫化物數(shù)目最多的元素是_(填元素符號(hào))，所形成的氣態(tài)氫化物中最不穩(wěn)定的是_(填化學(xué)式)。（3）B、E、F、G最高氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性由強(qiáng)到弱的順序是_(用化學(xué)式填寫)。（4）由A、C、D形成的化合物所含的化學(xué)鍵類型有_。（5）化合物M和N都由A、C、D、F四種元素組成，它們在溶液中相互反應(yīng)的離子方程式是_；G單質(zhì)的水溶液中通入F的氧化物，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_?！敬鸢浮縎2-> O2->Na+ >H+ C SiH4 HClO4> H2SO4 >H2CO3 > H2SiO3 離子鍵和共價(jià)鍵 H+ HSO3-=SO2+H2O SO2+2H2O+Cl2=2HCl+H2SO4 【解析】【分析】現(xiàn)有A、B、C、D、E、F、G七種短周期主族元素，D是短周期中原子半徑最大的，D為Na；B、E最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的2倍，B為C，E為Si；已知A、D位于同一主族；C、F的最外層電子數(shù)相等，且C、F的原子序數(shù)之和為A、D原子序數(shù)之和的兩倍，C的原子序數(shù)小于D，F(xiàn)的原子序數(shù)大于D，所以A 為H，C為O，F(xiàn)為S；G為Cl；結(jié)合以上的分析解答。 （2）B是N，原子結(jié)構(gòu)示意圖是；C與D組成的既含離子鍵又含共價(jià)鍵的化合物是Na2O2，電子式是：；故答案為：；5X、Y、Z為短周期元素，X原子的質(zhì)子數(shù)等于Z與Y的質(zhì)子數(shù)之和；Z與Y位于同一周期，Y原子核外有3個(gè)未成對(duì)電子，非金屬Z的一種固體單質(zhì)可導(dǎo)電。回答下列問題：（1）Y在周期表中的位置是第_周期第_族，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為_；Y與Z之間形成的化學(xué)鍵屬于_。（2）X、Y、Z三種元素中原子半徑最大的是_(填元素符號(hào))；X單質(zhì)既可與鹽酸反應(yīng)，又可溶于氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生的氣體為_(填分子式)，該氣體與Y單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。（3）Z的最高價(jià)氧化物的電子式為_?！敬鸢浮慷?A (極性)共價(jià)鍵 Al H2 N23H22NH3 【解析】【分析】非金屬Z的一種固體單質(zhì)可導(dǎo)電，Z為C，Z與Y位于同一周期，Y原子核外有3個(gè)未成對(duì)電子，則可推出Y為N，X原子的質(zhì)子數(shù)等于Z與Y的質(zhì)子數(shù)之和，X為Al?！驹斀狻扛鶕?jù)以上分析，X為Al，Y為N，Z為C，（1）Y為N，位于元素周期表中第二周期第A族，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為；與C之間形成的化學(xué)鍵,是不同的非金屬和非金屬之間的鍵，為極性共價(jià)鍵。 故答案為：二 ；A ； ；(極性)共價(jià)鍵。（3）Z是C，最高價(jià)氧化物為CO2，因此電子式為。故答案為：。