2022年高考化学 考点总动员系列 专题11 从物质结构角度对元素的推断及应用（含解析）

2022年高考化学 考点总动员系列 专题11 从物质结构角度对元素的推断及应用（含解析） 【母题再现】题型介绍：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。高考选题：【xx年高考全国大纲卷第27题】(15分)A、B、D、E、F为短周期元素，非金属元素A最外层电子数与其周期数相同，B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。B 在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。E与D2具有相同的电子数。A在F中燃烧，产物溶于水得到一种强酸。回答下列问题：（1）A在周期表中的位置是 ，写出一种工业制备单质F的离子方程式 。（2）B、D、E组成的一种盐中，E的质量分数为43%，其俗名为 ，其水溶液与F单质反应的化学方程式为 ；在产物中加入少量KI，反应后加人CC14并振荡，有 机层显 色。（3）由这些元素组成的物质，其组成和结构信息如下表：物质组成和结构信息a含有A的二元离子化合物b含有非极性共价键的二元离子化合物，且原子数之比为1:1c化学组成为BDF2d只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体a的化学式为 ；b的化学式为 ；c的电子式为 ；d的晶体类型是 。（4）由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。一种化合物分子通过 键构成具有空腔的固体；另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔，其分子的空间结构为 。知识的综合应用能力。解题技巧：物质结构及元素周期律推断题典型题眼及解读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nx8，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+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。【解读】：22.4LH2为1mol，生成1mol H2要转移2mol的电子，根据电子守恒可知，1molA在反应中失去2mol的电子，说明A原子的最外层上有两个电子，是第A元素。7、A、B、C三种元素最高价氧化物的水化物可两两发生反应【解读】元素的最高价氧化物对应的水化物，要么是碱，要么是酸，要么是两性氢氧化物。若三种元素的最高价氧化物的水化物两两可发生反应，则必是酸碱之间的反应，所以必然是一个为酸，一个为碱，另一个为两性氢氧化物。在高中阶段常见的元素中，氢氧化物为两性的元素通常是Al。8、在周期表中，相邻的A、B、C三种元素原子序数之和为m，其中A、B同周期，B、C同主族。【解读】在元素周期表中有如下规律：若是第一和第二主族元素，同族相邻的元素的原子序数之差等于两元素中序数小的元素所在的周期中包含的元素种数；若为第一和第二主族元素以外的其它同族相邻元素，其原子序数之差等于两元素中序数大的元素所在的周期的元素所包含的元素种数。由于A、C皆与B相邻，三元素的原子序数之和为m，设三元素的原子序数为a、b、c，则a+b+c=m，a=b1，c=b8或c=b18，这样就可以解出三元素的原子序数。当然，也可以用观察元素周期表的方法来找出三种元素。9、元素的最高正价与负价绝对值之差为m。【解读】因为主族元素的最高正价与负价的绝对值之和为8，若其绝对值之差为m，则可设其最高正价为x，负价为y，得方程式：|x|+|y|=8，|x|y|=m（因为负价的绝对值一般不超过4，所以正价的绝对值大于负价的绝对值），解出其化合价数值，推出其所在的族序数。10、元素A、B可形成A2B、A2B2型的化合物。【解读】通常情况下，A2B、A2B2型的化合物有Na2O、Na2O2或H2O、H2O2，所以可以推断A、B为Na、O或H、O。【考点揭秘】高频考点一：从原子结构、元素周期表的角度推断【典例】五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A、B、C三种元素原子核外电子层数之和是5。A、B两元素原子最外层电子数之和等于C元素原子最外层电子数；B元素原子最外层上的电子数是其电子层数的2倍，A和C可以形成化合物CA3；B与D的原子序数之比为34；E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。请回答：（1）由A、B两种元素组成的分子有多种，其中一种分子含10个电子，写出其电子式_。（2）化合物甲由A、B、C、D四种元素组成，既可以与盐酸反应又可以与NaOH溶液反应，且甲为无机盐，其化学式为_。（3）由A、C、E三种元素组成的化合物C2A6E2是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理与NH4Cl类似。写出该化合物第一步水解的离子反应方程式_。（4）胶态磁流体在医学上有重要的用途，而纳米级Fe3O4是磁流体中的重要粒子，其制备过程可简单表示如下：将化合物CA3通入等物质的量的FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中，生成两种碱，写出该反应过程中的总离子方程式_。上述反应生成的两种碱继续作用得到Fe3O4，该反应的化学方程式为_。高频考点二：从电子排布式、排布图角度推断【典例】A、B、C、D、E是周期表中前四周期的元素，其有关性质或结构信息如下表：元素有关性质或结构信息A负二价的A元素的氢化物在通常状况下是一种液体，其中A的质量分数为88.9BB原子得到一个电子后3p轨道全充满CC原子的p轨道半充满，它的气态氢化物能与其最高价氧化物的水化物反应生成一种常见的盐X DD元素的最高化合价与最低化合价的代数和为零，其最高价氧化物为分子晶体E E元素的核电荷数等于A原子和B元素氢化物的核电荷数之和（1）元素Y是C下一周期同主族元素，比较B、Y元素的第一电离能I1(B) I1(Y)。（2）E元素原子的核外电子排布式为 （3）盐X的水溶液呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)，B元素最高价含氧酸一定比D元素最高价含氧酸的酸性 (填“强”或“弱”)。（4）C单质分子中键和键的个数比为 ，C的氢化物在同族元素的氢化物中沸点出现反常，其原因是 。（5）用高能射线照射液态H2A时，一个H2A分子能释放出一个电子，同时产生一种具有较强氧化性的阳离子，试写出该阳离子的电子式： 。写出该阳离子与硫的氢化物的水溶液反应的离子方程式： 。【直击高考】1【xx年高考天津卷第7题】（14分）元素单质及其化合物有广泛用途，请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题：（1）按原子序数递增的顺序（稀有气体除外），以下说法正确的是 。 a原子序数和离子半径均减小 b金属性减弱，非金属性增强 c氧化物对应的水合物碱性减弱，酸性增强 d单质的熔点降低（2）原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为 ，氧化性最弱的简单阳离子是 。（3）已知：化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/28002050714191 工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是 ；制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。（4）晶体硅（熔点1410）是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：写出SiCl4的电子式： ；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化学方程式： 。（5）P2O5是非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P2O5干燥的是 。aNH3 bHI cSO2 dCO2 （6）KClO3可用于实验室制O2，若不加催化剂，400时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为1:1。写出该反应的化学方程式： 。 2【xx年高考重庆卷第8题】（15分）月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素，是人类未来的资源宝库。（1）3He是高效核能原料，其原子核内中子数为_。（2）Na的原子结构示意图为_，Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为_。（3）MgCl2在工业上应用广泛，可由MgO制备。MgO的熔点比BeO的熔点_（填“高”或“低”）月球上某矿石经处理得到的MgO中含有少量SiO2，除去SiO2的离子方程式为_；SiO2的晶体类型为_。MgO与炭粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收，则生成的盐为_（写化学式）。（4）月壤中含有丰富的3He，从月壤中提炼1 kg3He同时可得6000kgH2和700kgN2，若以所得H2和N2为原料经一系列反应最多可制得碳酸氢铵_kg。3【xx年高考四川卷第8题】（13分）X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：（1）Y基态原子的电子排布式是_；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是_。（2）XY2离子的立体构型是_；R2的水合离子中，提供孤电子对的是原子是_。（3）Z与某元素形成的化合物的晶胞如右图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数之比是_。（4）将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中，通入Y2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是_。 4【xx年高考浙江卷第26题】(15分)某研究小组为了探究一种无机矿物质X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40g固体1.请回答如下问题：（1）画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图_，写出气体甲的电子式_。（2）X的化学式是_，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为_。（3）白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是_(用化学反应方程式表示)。（4）一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式_，并设计实验方案验证该反应的产物_。 5【xx年高考安徽卷第25题】(14分)Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。（1）Na位于元素周期表第 周期第 族；S的基态原子核外有 个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为 。（2）用“”或“”填空：第一电离能离子半径熔点酸性Si SO2 NaNaCl SiH2SO4 HClO4 6（xx安徽卷）25（15分）X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，其相关信息如下表：元素相 关 信 息XX的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3YY是地壳中含量最高的元素ZZ的基态原子最外层电子排布式为3s23p1WW的一种核素的质量数为28，中子数为14（1）W位于元素周期表第 周期第 族；W的原子半径比X的 （填“大”或“小”）。（2）Z的第一电离能比W的 （填“大”或“小”）； XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 ；氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称 。（3）振荡下，向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量，能观察到的现象是 ；W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，该反应的化学方程式是 。（4）在25、101Kpa下，已知13.5g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态，放热419KJ，该反应的热化学方程式是 。热化学方程式的书写。7（xx全国大纲卷）27（15分）五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A和C同族，B和D 同族，C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性，C和E形成的化合物在水中呈中性。回答下列问题：（1）五种元素中，原子半径最大的是 ，非金属性最强的是 （填元素符号）；（2）由A和B、D、E所形成的共价型化合物中，热稳定性最差的是 （用化学式表示）；（3）A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应，产物的化学式为 ，其中存在的化学键类型为 ；（4）D最高价氧化物的水化物的化学式为 ；（5）单质D在充足的单质E中燃烧，反应的化学方程式为 ；D在不充足的E中燃烧，生成的主要产物的化学式为 ；（6）单质E与水反应的离子方程式为 。（5）P在足量的Cl2中燃烧生成PCl5，Cl2不足时生成PCl38（xx天津卷）7(14分)X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。请回答下列问题：（1）五种元素原子半径由大到小的顺序是（写元素符号） 。（2）X与Y能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质（写分子式） 。（3）由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系：A B （在水溶液中进行） 其中，C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体。写出C的结构式： ；D的电子式： 。如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则A的化学式为 ；由A转化为B的离子方程式为 。如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性。用离子方程式表示A溶液显碱性的原因： 。A、B浓度均为0.1mol/L的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是 ；常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有 。【课后反馈】夯实基础：1（xx届临沂市一模）镓(Ga)、锗(Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。试回答下列问题：（1）基态锗原子的价电子排布式为_。（2）沸点:NH3_AsH3(填“”、“”或“”，原因是_。（3）某砷的氧化物俗称“砒霜”，其分子结构如右图所示，该化合物的分子式为_，As原子采取_杂化。（4） H2SeO4和H2SeO3是硒的两种含氧酸，请根据结构与性质的关系，解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因_。（5）砷化镓可由(CH3)2Ga和AsH3在700下反应制得，反应的方程式为_；砷化镓的晶胞结构如下图所示，其晶胞边长为a pm，则每立方厘米该晶体中所含砷元素的质量为_g(用NA表示阿伏加德罗常数的值）。 2（xx届吉林市期末）有位于周期表前四周期的A、B、C、D、E、F六种元素，其原子序数依次增大。已知A原子核外有三个未成对电子；A与B形成的一种化合物常温下是红棕色气体；化合物C2E的晶体为离子晶体；D单质的熔点在同周期单质中最高；E原子核外的M层中只有两对成对电子；F原子核外最外层电子数与C相同，其余各层均充满。请根据以上信息，回答下列问题：（1）A、B、C、D四种原子的第一电离能由小到大的顺序为_（用元素符号表示）。（2）C的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点 （填“高”或“低”），理由是 。（3）E的最高价氧化物分子的空间构型是 。（4）基态F+离子的核外电子排布式是 ，F的高价离子与A的最常见氢化物形成的配离子的化学式为 。（5）Q分子是A2B的等电子体，Q的结构式为 ，Q分子的中心原子的杂化类型是 。（6）下图是B、F两元素组成的一种化合物的晶胞，其化学式为 。 3（xx届江西省重点中学协作体第一次联考）M是原子序数 (写化学式)。（2）X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为 ；W的基态原子核外电子排布式是 。（3）向W单质与盐酸反应后的溶液中通入过量Y的气态氢化物，能观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式是 。（4）已知Y的氢化物在催化加热的条件下，可以与Z2发生氧化还原反应，并且在室温下每转移10 mol电子放热akJ，该反应的热化学方程式是 。 9（山东省寿光市xx届10月检测）有X、Y、Z、V、W五种短周期元素，已知：Z+、V3+均与W的气态氢化物分子具有相同的电子数；X2-、Y-与Y的气态氢化物分子具有相同的电子数：X单质在空气中燃烧产生气体R；Y的气态氢化物与W的气态氢化物相遇时有白烟生成。请回答：（1）X2-的结构示意图为 。（2）元素W在元素周期表中的位置是 。（3）元素Z的单质在空气中燃烧产物的化学式为 。（4）元素Z的最高价氧化物的水化物是一种强碱，写出元素V的单质与该强碱溶液反应的离子方程式： 。（5）向Y单质的水溶液中通入过量气体R反应的离子方程式为： 。 10（河北冀州中学xx高三上期中）（18分）下图是元素周期表的一部分，A、B、C、D、E、X是周期表给出元素组成的常见单质或化合物。 FeAsI元素周期表是人们研究物质性质的重要工具Y由三种元素组成，它的水溶液是生活中常见的消毒剂。As可与Y的水溶液反应，产物有As的最高价含氧酸，该反应的化学方程式为 ，当消耗1mol还原剂时，转移的电子个数为 _。 已知A、B、C、D、E、X存在如图所示转化关系（部分生成物和反应条件略去）（1）若E为氧化物，则A与水反应的化学方程式为 。 当X是碱性盐溶液，C分子中有22个电子时，则C的电子式为 ， 表示X呈碱性的离子方程式为 。 当X为金属单质时，则X与B的稀溶液反应生成C的离子反应方程式为 （2）若E为单质气体，D为白色沉淀， B含有的化学键类型为 ，C与X反应的离子方程式为 。（3）和形成的化合物是一种可燃性液体，其燃烧产物之一是大气中的主要成分，1.6克该物质在氧气中完全燃烧放出热量31.2kj,写出热化学方式 。（4）废印刷电路板上含有铜，以往的回收方法是将其灼烧使铜转化为氧化铜，再用硫酸溶解。现改用和组成的化合物和稀硫酸浸泡废印刷电路板既达到上述目的，又保护了环境，试写出反应的离子方程式 。（5） 元素的单质在一定条件下，能与的单质化合生成一种化合物，熔点为800。该化合物能与水反应放氢气，若将1mol 该化合物和1 mol 形成的单质混合加入足量的水，充分反应后生成气体的体积是 （标准状况下）。自我提升：11（xx届安徽省六校研究会联考（1月）理综）X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：元素相 关 信 息XX最高价氧化物的水化物与气态氢化物可以形成一种盐Y单质是良好的半导体材料，广泛应用于光电信息领域ZZ的一种核素质量数为27，中子数为14W最高价氧化物对应的水化物是一种不溶于水的蓝色固体（1）Z位于元素周期表第_周期第_族；Z的原子半径比Y的_， X的第一电离能比Y的_（填“大”或“小”）。（2）W基态原子的核外电子排布式为_，XH3分子的沸点较高，请解释其原因_。（3）X的氢化物（X2H4）的制备方法之一是将NaClO溶液和XH3反应制得，试写出该反应的离子方程式 。（4）已知下列数据：4W(s)+ O2(g) = 2W2O(s) H = -337.2 KJ/mol2W(s)+ O2(g) = 2WO(s) H = -314.6 KJ/mol由W2O和O2反应生成WO的热化学方程式是 。 12（xx届兰州一中期末）有a、b、c、d、f五种前四周期元素，原子序数依次增大，a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级，第一电离能I1(a)I1(c)0）并达平衡后，仅改变下表中反应条件x，该平衡体系中随x递增y递减的是_（选填序号）。选项abcdx温度温度加入H2的物质的量加入甲的物质的量y甲的物质的量平衡常数K甲的转化率生成物物质的量总和L的最高价含氧酸的化学式为_向含4mol 该酸的稀溶液中，逐渐加入Fe粉至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n（Fe2+）随n（Fe）变化的示意图，并标出n（Fe2+）的最大值。 （5）由J、R形成的液态化合物JR2 0.2mol在O2中完全燃烧，生成 两 种气态氧化物，298K时放出热量215kJ。 JR2的燃烧热的热化学方程式为_。 15（xx湖北宜宾一诊）(16分)常见元素A、B、C、D，其原子结构的相关信息如下表：元素相关信息AA原子的核外电子总数等于其基态电子层数BB原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍CC的基态原子L电子层中有3个未成对电子DD的外围电子层排布为(n+1)d3n(n+2)sn请回答下列问题：（1）A的原子结构示意图是_；D元素位于周期表第_周期_族。（2）在由B和A形成的众多分子中，只要B原子的成键轨道满足_(填字母序号），分子中所有的原子就有可能在同一个平面内。Asp3 或sp2 杂化轨道 Bsp3 或sp 杂化轨道 Csp 或sp2 杂化轨道（3）如图，在B晶体的一个晶胞中含有_个B原子。（4）制备C2A4的方法是用次氯酸钠(NaClO)溶液氧化过量的CA3。CA3分子是_(填“极性”或“非极性”）分子。写出制备C2A4的总反应方程式_（5）DC13晶体溶于水溶液呈酸性，其原因是(用离子方程式表示）：_【答案】（16分）（1） （2分）；四 （1分） （1分）【名师小结】近几年推断题改变了以往元素框图的推断，更多的结合原子结构、元素周期律进行推断。在解题过程还应以元素性质为核心，结合原子核外电子排布，元素周期表特点及元素周期律进行进一步推导。答题过程中要注意化学用语的规范性。