2024届高考化学复习讲义第五章物质结构与性质元素周期律第三讲元素“位_构_性”关系的应用考点一结合原子结构和元素周期表结构推断含答案

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考点1 结合原子结构和元素周期表结构推断
1.结合元素周期表结构推断的思维模型
（1）依据原子结构特点推断
（2）依据元素在周期表中的相对位置推断
2.元素周期表结构与元素性质的关系
研透高考 明确方向
命题点1 结合原子结构进行推断
1.[2023湖南]日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3（ZX4）2·WY2。已知：X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素，W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等，基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是（ C ）
A.电负性：X＞Y＞Z＞W
B.原子半径：X＜Y＜Z＜W
C.Y和W的单质都能与水反应生成气体
D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
解析 根据基态X原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相等，可知X的电子排布式为1s22s22p4，为O元素，基态O原子的未成对电子数为2，则基态Y、Z原子的未成对电子数分别为1、3，结合原子序数关系可确定Y为F元素或Na元素，Z为P元素，则该荧光粉的主要成分为3W3（PO4）2·WF2，结合化合物中各元素化合价代数和为0可确定W为＋2价，又其原子序数最大，故W为Ca元素，Y为F元素。元素电负性：F＞O＞P＞Ca，A项错误；原子半径：F＜O＜P＜Ca，B项错误；F2、Ca与水反应生成的气体分别为O2和H2，C项正确；P元素的最高价氧化物对应的水化物H3PO4不具有强氧化性，D项错误。
2.[2023全国乙]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 ）
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 由W、X、Y均为短周期元素，简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构，可知X为O元素，Y为Mg元素；结合原子序数W＜X及该矿物溶于稀盐酸生成无色无味气体可确定W为C元素，该矿物为MgCO3。氧元素常见化合价有－1、－2，如Na2O2、Na2O中氧元素分别为－1价和－2价，A正确；根据元素在周期表中的位置，可确定原子半径：Mg＞C＞O，B错误；MgO的水合物Mg（OH）2不具有两性，C错误；碳元素可形成金刚石、石墨、石墨烯、C60、碳纳米管等多种同素异形体，D错误。
命题点2 结合“特殊微粒结构”进行推断
3.[浙江高考]X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。Y元素的最高正价为＋4价，Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族；化合物Z2X4的电子总数为18个；Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是（ D ）
A.原子半径：Z＜Y＜M
B.最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞Y＞M
C.X2Z－ZX2易溶于水，其水溶液呈碱性
D.X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物
解析
根据同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大，可得原子半径：Z（N）＜Y（C）＜M（Si），A项正确；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，则酸性：Z（HNO3）＞Y（H2CO3）＞M（H2SiO3），B项正确；H2N—NH2为联氨，是一种极性较强的化合物，能与水、醇等形成分子间氢键，根据相似相溶原理，联氨能溶于水、醇等极性溶剂中，又H2NNH2＋H2O⇌H2NNH3＋＋OH－，其水溶液呈碱性，C项正确；X（H）、Z（N）、Q（Cl）三种元素可形成NH4Cl，NH4Cl是离子化合物，D项错误。
命题拓展
[2021湖南改编]W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的原子序数等于W与X的原子序数之和，Z的最外层电子数为K层的一半，W与X可形成原子个数比为2∶1的18e－分子。下列说法错误的是（ A ）
A.简单离子半径：Z＞X＞Y
B.W与Y能形成含有非极性键的化合物
C.X和Y的最简单氢化物的沸点：X＜Y
D.Y的单质可从X的简单氢化物中置换出X的单质
解析 W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数为K层的一半，则Z为Na；W与X可形成原子个数比为2∶1的18e－分子，该分子为N2H4，W的原子序数小于X，则W为H、X为N；Y的原子序数等于W与X的原子序数之和，则Y为O。A项，简单离子半径Na＋＜O2－＜N3－，错误。B项，H2O2中两个O原子之间为非极性键，正确。C项，常温常压下，H2O 为液态，而NH3为气态，所以NH3的沸点低于H2O，正确。D项，X的简单氢化物为NH3，Y的单质为O2，氨气与O2反应可生成N2和H2O，正确。
技巧点拨
寻找10电子微粒和18电子微粒的方法
1.10电子微粒
2.18电子微粒
3.相互间的主要反应
（1）10e－＋10e－型：OH－＋H3O＋ 2H2O，OH－＋NH4＋△NH3↑＋H2O，OH－＋HFF－＋H2O，H3O＋＋NH3NH4＋＋H2O。
（2）18e－＋10e－型：HCl、H2S、HS－与OH－的反应，HS－、S2－与H3O＋的反应。
（3）18e－＋18e－型：HCl与HS－、S2－的反应，H2O2氧化HS－、H2S的反应。
命题点3 结合元素周期表结构进行推断
4.[2021全国乙]我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg 的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是（ B ）
A.原子半径大小顺序为W＞X＞Y＞Z
B.化合物XW中的化学键为离子键
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
解析
氧原子半径小于硫原子半径，而Mg、Al、Si的原子半径逐渐减小且均比同周期的硫原子半径大，因此原子半径：Mg＞Al＞Si＞O，A项错误；Mg元素的金属性较强，而O元素的非金属性很强，二者之间形成的化学键是离子键，B项正确；铝是导体，Si是半导体，故前者导电性能强于后者，C项错误；硅酸的酸性弱于碳酸，D项错误。
命题拓展
[变式拓展]（1）W、X、Y的简单离子半径大小顺序为 O2－＞Mg2＋＞Al3＋ （用离子符号表示）。
（2）W的简单气态氢化物的稳定性 大于 （填“大于”或“小于”）Z的简单气态氢化物的稳定性。
（3）W、X、Y、Z的第一电离能大小顺序为 O＞Si＞Mg＞Al （用元素符号表示）。
5.[全国Ⅲ高考]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层电子数之和为21。下列关系正确的是（ D ）
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 根据元素周期表的结构可以判断出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－的电子层结构相同，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。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质
结合原子结构和元素周期表结构推断
2023全国乙，T10；2023湖南，T6；2022全国甲，T12；2022年6月浙江，T16；2021全国乙，T11；2021山东，T4；2021湖南，T7；2021福建，T8；2021江苏，T5；2021河北，T5；2020年7月浙江，T16；2019全国Ⅱ，T9；2019全国Ⅲ，T9
1.宏观辨识与微观探析：能从原子、分子水平分析常见物质及其反应的微观特征。
2.证据推理与模型认知：能认识“位—构—性”之间的内在联系
结合元素化合物的性质推断
2022全国乙，T11； 2021年1月浙江，T16；2021海南，T10；2020全国Ⅲ，T13；2020天津，T8；2019江苏，T8
结合物质结构推断
2023辽宁，T9；2021广东，T13；2021湖北，T8；2021辽宁，T14；2020全国Ⅱ，T13；2019全国Ⅰ，T13
命题分析预测
1.元素“位—构—性”推断主要考查元素周期表、原子结构、元素周期律及相关物质的性质等，在高考中出现的频率较高。
2.2025年高考会更加灵活地结合典型物质的结构特点、重要用途及原子结构等进行元素“位—构—性”的综合推断的考查，试题常将必修第一册和选择性必修2相关知识融合，考查物质性质、原子半径、电负性、电离能等的递变规律，体现对宏观辨识与微观探析化学学科核心素养的考查
原子最外层电子数（N）
3≤N＜8，元素属于ⅢA族～ⅦA族；N＝1或2，元素属于ⅠA族、ⅡA族、副族（Pd除外）、0族（氦）；N＝8，元素属于0族（He除外）；N＞次外层电子数，元素属于第二周期（Li、Be除外）
“阴三阳四”规律
某元素对应简单离子的最外层电子数与次外层电子数相等，若为阴离子，则该元素位于第三周期；若为阳离子，则该元素位于第四周期
“阴上阳下”规律
电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期；若电性不同，则阳离子对应元素位于阴离子对应元素的下一周期
直接相邻的“┳”型、“┻”型、“╋”型相对位置关系
①
②
③
注：Z为某元素的原子序数
“对角线”规则
有些元素在周期表中虽然既非同周期，又非同主族，但其单质与同类化合物的化学性质却很相似，如Li和Mg、Be和Al等
W
X
Y
Z