高考對物質結構和元素周期律的考查點主要有原子結構、元素周期表、元素周期律和化學鍵等。原子結構和元素周期表是新課标 高考中的熱點之一,而元素周期律是每年高考中的重點内容,化學鍵的考查 層次較低,多放在對概念的理解上。原子結構與元素周期表的具體考查形式主要有:(1)考查原子結構中各粒子數之間的關系,核素、同位素的概念;(2)考查元素周期表 的結構及應用。該考點以選擇題的考查形式為主,同時也會在非選擇題中 滲透考查。元素周期律主要是對元素金屬性和非金屬性的比較方法、微粒半徑大小比較的常用規律、“位一構一性”的綜合判斷與應用的考查,以選擇題的考查形式為主。高考對化學鍵的考查主要是圍繞電子式書寫或正誤判斷、化學鍵與物質類别和性質的關系等方面進行,題目基礎性較強,一般不獨立命題,通常為選擇題的一個選項。
由以上分析可知,複習該考點時要抓住原子序數、核電荷數、質子數、中子數、核外電子數及其數量之間的關系;總結元素周期表中元素的電子排布和化合價規律、元素周期表的結構規律;熟練掌握“位一構一性”之間的關系,即熟練掌握原子結構與元素在周期表中的位置關系,根據原子序數會推斷元素在周期表中的位置,并能根據元素在周期表中的位置推斷元素的性質。
例3 (2016年高考新課标Ⅰ卷)短周期元素W、X、Y、Z的原子序數依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物,n是元素Z的單質,通常為黃綠色氣體,q的水溶液具有漂白性,0.01 mol·L–1 r溶液的pH為2,s通常是難溶于水的混合物。上述物質的轉化關系如圖所示。下列說法正确的是( )
A.原子半徑的大小W<X<Y B.元素的非金屬性Z>X>Y
C.Y的氫化物常溫常壓下為液态 D.X的最高價氧化物的水化物為強酸
解析:短周期元素W、X、Y、Z的原子序數依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物,n是元素Z的單質,通常為黃綠色氣體,則Z是氯元素,n是Cl2;0.01 mol·L–1 r溶液的pH為2,說明r是一元強酸,Cl2與兩種元素組成的化合物反應會産生兩種化合物,其中一種r是HCl,另一種物質q的水溶液具有漂白性,則說明W是H元素;m是H2O,q是HClO;兩種元素組成的化合物p與Cl2光照反應産生HCl,同時産生s,s通常是難溶于水的混合物,根據轉化關系圖可知p是甲烷,則s可能是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的幾種物質。因此X是碳元素,Y是氧元素。A.根據元素周期律的原子半徑變化規律:同一周期的元素,原子序數越大原子半徑越小,同一主族的元素,原子核外電子層數越多,原子半徑越大,則原子半徑的大小W<Y<X,錯誤;B.同周期元素,随着原子序數的增大,自左向右元素的非金屬性逐漸增強,則非金屬性Y>X,最高價氧化物對應的水化物酸性越強,相應元素的非金屬性越弱,高氯酸的酸性大于碳酸的酸性,則非金屬性Z>X,氯元素與氧元素組成的常見化合物如次氯酸等,氯元素顯正價,氧元素顯負價,由此可判斷非金屬性Y>Z,因此元素的非金屬性Y>Z>X,錯誤;C.Y元素的氫化物有H2O和H2O2,二者在常溫常壓下都為液态,正确;D.X的最高價氧化物的水化物是碳酸,該物質是二元弱酸,不是強酸,錯誤。答案:C
例4 ( 2016年高考新課标Ⅱ卷)a、b、c、d為短周期元素,a的原子中隻有1個電子,b2-和C 離子的電子層結構相同,d與b同族。下列叙述錯誤的是( )
A.a與其他三種元素形成的二元化合物中其化合價均為 1
B.b與其他三種元素均可形成至少兩種二元化合物
C.c的原子半徑是這些元素中最大的
D.d和a形成的化合物的溶液呈弱酸性
【适應練習】
1.(2015山東理綜化學)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如圖所示。已知YW的原子充數之和是Z的3倍,下列說法正确的是( )
A.原子半徑:X<Y<Z B.氣态氫化物的穩定性:X>Z
C.Z、W均可與Mg形成離子化合物 D.最高價氧化物對應水化物的酸性:Y>W
2.(2016年高考上海卷)已知W、X、Y、Z為短周期元素,原子序數依次增大。W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中隻有X為金屬元素。下列說法一定正确的是( )
A.原子半徑:X>Y>Z>W
B.W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性強
C.W的氣态氫化物的穩定性小于Y的氣态氫化物的穩定性
D.若W與X原子序數差為5,則形成化合物的化學式為X3W2
3.(2014年高考廣東卷)甲~辛等元素在周期表中的相對位置如下表。甲和戊的原子序數相差3,戊的一種單質是自然界硬度最大的物質,丁和辛屬同周期元素。下列判斷正确的是( )
A.金屬性:甲>乙>丁 B.原子半徑:辛>己>戊
C.丙和庚的原子核外電子數相差13 D.乙的單質在空氣中燃燒生成隻含離子鍵的化合物
2.解析:由于原子序數按W、X、Y、Z依次增大,W與Z是同一主族的元素,而X、Y、Z是同一周期的元素,且隻有X是金屬元素,則這四種元素在元素周期表中的相對位置為
。A.同一周期的元素原子序數越大,原子半徑越小;同一主族的元素,原子核外電子層數越多,原子半徑越大。所以原子半徑:X>Y>Z>W,正确;B.W的最高價氧化物對應的水化物的酸性一定比Z的強,但含氧酸的酸性不一定比Z的強,如B的含氧酸可能是HNO2,Z的含氧酸是H3PO4,酸性HNO2< H3PO4,錯誤;C.元素的非金屬性W>Y,所以氣态氫化物的穩定性W>Y,錯誤;D.若W、X原子序數相差5,當W為N,X為Mg時,滿足X3W2,當W為O,X為Al時,滿足X2W3,當W為F,X為Si時,滿足XW4,錯誤。答案:A
3.解析:元素推斷題需把握題目中的相關信息,尋找突破口,如本題中的戊的一種單質是自然界硬度最大的物質,就是本題的突破口,根據所學知識判斷戊的元素的種類,然後再根據題目中所給的元素周期表的相對位置以及甲和戊的原子序數相差3,判斷其他元素,從而進行解答。分析如下:戊的一種單質是自然界硬度最大的物質,所以戊是C元素;則己、庚分别是Si、Ge元素;甲和戊的原子序數相差3,所以甲是Li元素,則乙、丙分别是Na、K元素;則丁是Ca元素,辛是Ga元素。A、根據元素周期律,同主族元素的金屬性從上到下逐漸增強,所以金屬性:甲<乙<丙,錯誤;B、電子層數越多,原子半徑越大,所以原子半徑:辛>己>戊,正确;C、丙的原子序數是19,庚的原子序數是32,所以原子的核外電子數的差值也即原子序數的差值,丙與庚的原子核外電子數相差13,正确;D、Na在空氣中燃燒生成過氧化鈉,既含離子鍵又含共價鍵,錯誤。答案:BC
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