1、专题3.16 以元素周期表为线索的理论综合题物质结构推断题为高考常考题型，其除了考查基础知识以外，还能考查到学生推理能力和化学用语表达能力，能很好的与元素及化合物知识、反应热、电化学等知识进行结合。其主要考查点有：原子结构、原子结构示意图、电子排布式、电子排布图，元素周期表及元素周期律，分子结构、晶体结构域性质，元素及化合物知识以及反应热、盖斯定律的应用等。【例题1】x、y、z、w、n为五种短周期元素，其中Y元素原子核外最外层电子数是其电子层数的3倍，它们在周期表中的相对位置如图所示：请回答下列问题：(1)w位于周期表中第_周期，第_族。(2)n、z、w、三种元素最高价氧化物水化物的酸性由弱到
2、强的顺序为：_（用化学式表示）。(3)下列事实能说明y元素的非金属性比z元素的非金属性强的是_Ay单质与z的气态氢化物水溶液反应，溶液变浑浊B在氧化还原反应中，1moly单质比1molz得电子多Cy和z两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高Dy元素最高价氧化物水化物酸性比z元素最高价氧化物水化物酸性强(4)y和氢元素形成的10电子微粒中常见价阳离子为_（填化学式）；z和氢元素形成的18电子微粒中常见价阴离子的电子式为_。(5)化合物nyz存在于天然气中，可以用NaOH溶液洗涤除去。化合物nyz的电子式为_，其与NaOH溶液反应除生成两种正盐外，还有水生成，其化学方程式为_。(6)m元素的
3、原子序数为_，它是一种_。（填“金属”或“非金属”）【答案】三 A AC 34 非金属 【解析】【分析】由元素周期表结构可知，y为第二周期元素，且y元素原子核外最外层电子数是其电子层数的3倍，则y为O元素，由此可推出n为碳元素，x为氮元素，z为硫元素，w为氯元素，以此解答该题；【详解】(3)A.氧气与H2S溶液反应，溶液变浑浊，说明氧气的氧化性比硫强，则说明氧元素的非金属性比S元素的非金属性强，故A正确；B.在氧化还原反应中，1mol氧气比1molS得电子多，氧化性强弱与得失电子数没有必然关系，故B错误； 【解析】【分析】A、B、C、D、E为短周期元素，且原子序数依次增大。A、C能形成两种液态
4、化合物A2C和A2C2，该液态化合物分别为H2O和H2O2，则A为H元素，C为O元素；A、D同主族，则D为Na元素；E元素的周期序数与主族序数相等，且E的原子序数最大，应为第三周期，处于A族元素，故E为Al元素；A、B、C、D、E的质子数之和为39，设B的原子序数为x，则有1+x+8+11+13=39，x=6，所以B为碳元素，结合元素对应的单质、化合物的性质解答。【详解】 (4)原子序数比C小1的元素F为氮元素，也能与氢元素形成18电子的分子，该分子为N2H4，1mol该分子在一定条件下可以还原4mol氧化铜，同时生成一种无污染的气体单质和红色固体还有水，该气体单质为氮气，设Cu元素在还原产物
5、中的化合价为x，根据电子转移守恒，则1mol20-(-2)=4mol(2-x)，解得x=1，故红色固体为Cu2O，反应化学方程式：N2H4+4CuON2+2Cu2O+2H2O，故答案为：N2H4+4CuON2+2Cu2O+2H2O；(5)Cu、稀硫酸、H2O2反应生成硫酸铜和水，反应的离子方程式为Cu+2H+H2O2=Cu2+2H2O，故答案为：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)=
6、2.5mol22.4L/mol=56L，故答案为：56。【点睛】本题考查元素化合物的推断，A、C形成的化合物为推断突破口。本题的易错点为(4)，学生容易认为红色固体为Cu，忽略根据电子转移守恒判断。物质结构及元素周期律推断题在题设中通常提供一些原子结构关系、元素周期表关系、元素性质变化关系以及元素的性质等，通过这些关系找到题眼，然后进行推断，得出各符号代表的元素，最后系统解决。下面为一些常见的题眼及对题眼在解题过程中的解读过程。1、某原子最外层电子数为次外层（或倒数第m层）的n倍。（n为大于1的整数）【解读】因原子的最外层电子数不超过8个，设该元素原子的次外层（或倒数第m层）电子数为x，所以n
7、x8，题中n多为2或3，可以推知次外层（或倒数第m层）只能为第一电子层，据此就可以推断原子的最外层电子数为2n，元素具有两个或m个电子层。2、元素原子的最外层电子数等于电子层数。 【解读】在短周期范围内，若原子有一个电子层，则其最外层电子数也为1，为H元素；若原子有二个电子层，则其最外层电子数也为2，为Be元素；若原子有三个电子层，则其最外层电子数也为3，为Al元素。3、原子的次外层电子数为8。【解读】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的电子层结构的次外层电子数为8，第四周期的其它元素原子的次外层电子数为918。由此可以推断出元素在第三周期或者为第四周期的K或Ca。4、Am
8、+和Bn-具有相同的电子层结构【解读】在元素周期表中，主族元素的金属原子失去电子后，具有与其上一周期惰性气体原子相同的电子层结构；而非金属元素得到电子后，具有和其同一周期的惰性气体原子相同的电子层结构。所以当Am+和Bn-具有相同的电子层结构时，A应是金属元素，而B是A上一周期的非金属元素。 5、已知元素的气态氢化物的化学式，又知该元素最高价氧化物对应的水化物中该元素的百分含量为A，以及元素的原子核中所含的中子数。【解读】由元素的气态氢化物的化学式可知元素的负价和最高正化合价，根据元素的最高化合价写出元素的最高价氧化物的化学式，再据其氧化物中所含该元素的质量分数，可求得元素的相对原子质量，相对
9、原子质量与元素原子的质量数近似相等，质量数减去中子数即为其质子数，从而确定出该元素。6、1molA与足量的盐酸反应产生标况下的22.4LH2。 2现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期主族元素，其原子序数依次增大。已知A、D位于同一主族，D是短周期中原子半径最大的。B、E最外层电子数是最内层电子数的2倍。C、F的最外层电子数相等，且C、F的原子序数之和为A、D原子序数之和的两倍。请回答下列问题：（1）A、C、D、F形成的简单离子半径由大到小的顺序是_(用元素符号填写)。（2）B、C、E、F、G形成的气态氢化物数目最多的元素是_(填元素符号)，所形成的气态氢化物中最不稳定的是_(填化学式)。（
10、3）B、E、F、G最高氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是_(用化学式填写)。（4）由A、C、D形成的化合物所含的化学键类型有_。（5）化合物M和N都由A、C、D、F四种元素组成，它们在溶液中相互反应的离子方程式是_；G单质的水溶液中通入F的氧化物，其反应的化学方程式为_。【答案】S2- O2-Na+ H+ C SiH4 HClO4 H2SO4 H2CO3 H2SiO3 离子键和共价键 H+ HSO3-=SO2+H2O SO2+2H2O+Cl2=2HCl+H2SO4 【解析】【分析】现有A、B、C、D、E、F、G七种短周期主族元素，D是短周期中原子半径最大的，D为Na；B、E最外层电子数是最
11、内层电子数的2倍，B为C，E为Si；已知A、D位于同一主族；C、F的最外层电子数相等，且C、F的原子序数之和为A、D原子序数之和的两倍，C的原子序数小于D，F的原子序数大于D，所以A 为H，C为O，F为S；G为Cl；结合以上的分析解答。 （2）B是N，原子结构示意图是；C与D组成的既含离子键又含共价键的化合物是Na2O2，电子式是：；故答案为：；5X、Y、Z为短周期元素，X原子的质子数等于Z与Y的质子数之和；Z与Y位于同一周期，Y原子核外有3个未成对电子，非金属Z的一种固体单质可导电。回答下列问题：（1）Y在周期表中的位置是第_周期第_族，其原子结构示意图为_；Y与Z之间形成的化学键属于_。（
12、2）X、Y、Z三种元素中原子半径最大的是_(填元素符号)；X单质既可与盐酸反应，又可溶于氢氧化钠溶液，产生的气体为_(填分子式)，该气体与Y单质反应的化学方程式为_。（3）Z的最高价氧化物的电子式为_。【答案】二 A (极性)共价键 Al H2 N23H22NH3 【解析】【分析】非金属Z的一种固体单质可导电，Z为C，Z与Y位于同一周期，Y原子核外有3个未成对电子，则可推出Y为N，X原子的质子数等于Z与Y的质子数之和，X为Al。【详解】根据以上分析，X为Al，Y为N，Z为C，（1）Y为N，位于元素周期表中第二周期第A族，其原子结构示意图为；与C之间形成的化学键,是不同的非金属和非金属之间的键，为极性共价键。 故答案为：二 ；A ； ；(极性)共价键。（3）Z是C，最高价氧化物为CO2，因此电子式为。故答案为：。6
