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第3讲元素“位—构—性”关系的应用
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、预料、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
2024全国乙,T10;2024湖南,T6;2024全国甲,T12;2024年6月浙江,T16;2024全国乙,T11;2024山东,T4;2024湖南,T7;2024福建,T8;2024江苏,T5;2024河北,T5;2024年7月浙江,T16;2024全国Ⅱ,T9;2024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:能相识“位—构—性”之间的内在联系
结合元素化合物的性质推断
2024全国乙,T11;2024年1月浙江,T16;2024海南,T10;2024全国Ⅲ,T13;2024天津,T8;2024江苏,T8
结合物质结构推断
2024辽宁,T9;2024广东,T13;2024湖北,T8;2024辽宁,T14;2024全国Ⅱ,T13;2024全国Ⅰ,T13
命题分析预料
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年高考会更加灵敏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相关学问融合,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
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
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,元素属于其次周期(Li、Be除外)
“阴三阳四”规律
某元素对应简洁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
(2)依据元素在周期表中的相对位置推断
干脆相邻的“┳”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像,如Li和Mg、Be和Al等
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.[2024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
解析依据基态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.[2024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。简洁离子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,简洁离子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;依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
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