2019高考化學三輪沖刺 專題3.16 以元素周期表為線索的理論綜合題解題方法和策略.doc

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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)推斷題為高考常考題型，其除了考查基礎(chǔ)知識以外，還能考查到學生推理能力和化學用語表達能力，能很好的與元素及化合物知識、反應(yīng)熱、電化學等知識進行結(jié)合。其主要考查點有：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)，元素及化合物知識以及反應(yīng)熱、蓋斯定律的應(yīng)用等。 【例題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位置如圖所示： 請回答下列問題： (1)w位于周期表中第__________周期，第__________族。 (2)n、z、w、三種元素最高價氧化物水化物的酸性由弱到強的順序為：__________（用化學式表示）。 (3)下列事實能說明y元素的非金屬性比z元素的非金屬性強的是____ A．y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 C．y和z兩元素的簡單氫化物受熱分解，前者的分解溫度高 D．y元素最高價氧化物水化物酸性比z元素最高價氧化物水化物酸性強 (4)y和氫元素形成的10電子微粒中常見價陽離子為__________（填化學式）；z和氫元素形成的18電子微粒中常見價陰離子的電子式為__________。 (5)化合物nyz存在于天然氣中，可以用NaOH溶液洗滌除去。化合物nyz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 ⅦA 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，則說明氧元素的非金屬性比S元素的非金屬性強，故A正確； B.在氧化還原反應(yīng)中，1mol氧氣比1molS得電子多，氧化性強弱與得失電子數(shù)沒有必然關(guān)系，故B錯誤； 【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ⅢA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)合元素對應(yīng)的單質(zhì)、化合物的性質(zhì)解答。 【詳解】 (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)為氮氣，設(shè)Cu元素在還原產(chǎn)物中的化合價為x，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則1mol2[0-(-2)]=4mol(2-x)，解得x=1，故紅色固體為Cu2O，反應(yīng)化學方程式：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+H2↑ 1mol 1mol 1mol 2NaOH+2Al+2H2O=2NaAlO2+3H2↑， 1mol 1mol 1.5mol n(H2)=1mol+1.5mol=2.5mol，V(H2)=2.5mol22.4L/mol=56L，故答案為：56。 【點睛】 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。本題的易錯點為(4)，學生容易認為紅色固體為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，然后進行推斷，得出各符號代表的元素，最后系統(tǒng)解決。下面為一些常見的題眼及對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，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nx≦8，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，元素具有兩個或m個電子層。 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。 【解讀】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9－18。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Am+和Bn-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)時，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)氫化物的化學式，又知該元素最高價氧化物對應(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)。 【解讀】由元素的氣態(tài)氫化物的化學式可知元素的負價和最高正化合價，根據(jù)元素的最高化合價寫出元素的最高價氧化物的化學式，再據(jù)其氧化物中所含該元素的質(zhì)量分數(shù)，可求得元素的相對原子質(zhì)量，相對原子質(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)，所形成的氣態(tài)氫化物中最不穩(wěn)定的是__________(填化學式)。 （3）B、E、F、G最高氧化物對應(yīng)的水化物酸性由強到弱的順序是________(用化學式填寫)。 （4）由A、C、D形成的化合物所含的化學鍵類型有_______________。 （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)的化學方程式為______________________________________。 【答案】S2-> O2->Na+ >H+ C SiH4 HClO4> H2SO4 >H2CO3 > H2SiO3 離子鍵和共價鍵 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鍵的化合物是Na2O2，電子式是：；故答案為：；； 5．X、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個未成對電子，非金屬Z的一種固體單質(zhì)可導電。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)；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)的化學方程式為____________________________________。 （3）Z的最高價氧化物的電子式為____________________。 【答案】二 ⅤA (極性)共價鍵 Al H2 N2＋3H22NH3 【解析】 【分析】 非金屬Z的一種固體單質(zhì)可導電，Z為C，Z與Y位于同一周期，Y原子核外有3個未成對電子，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。 【詳解】 根據(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ⅤA族，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為；與C之間形成的化學鍵,是不同的非金屬和非金屬之間的鍵，為極性共價鍵。 故答案為：二 ；ⅤA ； ；(極性)共價鍵。 （3）Z是C，最高價氧化物為CO2，因此電子式為。 故答案為：。