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专题五物质结构和元素周期律高频考点导悟考点一原子或离子中微粒关系典例1已知：①为纪念著名天文学家哥白尼，国际纯粹与应用化学联合会将112号元素的符号定为“Cn”，汉语名为“鎶”；②合理利用核能符合“低碳经济”的要求，23592U是核反应堆的重要原料；③锂被誉为“高能金属”，制取锂的原料是β－锂辉矿(主要成分是LiAlSi2O6和少量钙、镁杂质)。下列有关对上述表述涉及元素的说法正确的是()A．277112Cn的原子核内中子数与核外电子数之差为55B．23592U和23592U是同位素，核反应属于化学变化C．40Ca2＋与18O2-2具有相同的电子数D．Si2O4-6中质子总数为80解析277112Cn的原子核内中子数和核外电子数分别为165、112，两者之差为53，A错误；核反应是物理变化，B错误；40Ca2＋和18O2-2的电子数都是18，C正确；Si2O4-6中电子总数为80，质子总数为76，D错误。答案C[知识归纳]1．原子或离子中微粒关系：质量数(A)＝＋质子数(Z)＝＝＝阳离子核外电子总数＝－阴离子核外电子总数＝＋2．等电子数的微粒汇总(1)常见10电子微粒分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4离子：OH－、H3O＋、NH+4、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋(2)常见18电子微粒分子：Ar、F2、HCl、H2S、PH3、H2O2、N2H4、CH3OH、C2H6离子：K＋、Ca2＋、Cl－、S2－、HS－、O2-2质子数（Z）中子数（N）原子核外电子数核电荷数原子序数质子数离子所带电荷数质子数离子所带电荷数3．在1H、2H、16O、17O、18O2、16O3、1H182O、2H162O、T2O中，包含种元素种核素，其中互为同位素的是，互为同素异形体的是。1H和2H、16O和17O18O2和16O326命题猜想1下列各项表述中正确的是________。A．在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7B．16O2与18O2互为同分异构体C．16O与18O核外电子排布方式不同D．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化E．D162O中，质量数之和是质子数之和的两倍思路点拨①同一元素的不同原子中，质子数相同但中子数一定不同；②同分异构体指的是分子式相同而分子结构不同，不是指的原子结构不同；③化学变化是指分子变化而不是原子变化。解析A项中不同的氮原子，中子数不同，不一定为7，A正确；B项中中子数不同而分子结构相同，不能称为同分异构体，B错误；C项中16O和18O的核外电子数相同，电子排布方式相同，C错误；D项化学变化不能实现原子核的改变，D错误；E项质量数之和为2×2＋16＝20，质子数之和为1×2＋8＝10，E正确。答案AE考点二原子核外电子排布规律典例2短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且W、X、Y＋、Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为2、3、4、2(不考虑零族元素)。下列关于这些元素的叙述错误的是()A．X和其他三种元素均可形成至少2种的二元化合物B．W和X、Z两种元素分别形成的二元化合物中，均有直线形分子C．W、X和Y三种元素可以形成碱性化合物D．Z和其他三种元素形成的二元化合物，其水溶液均呈酸性解析W、X、Y、Z四种元素原子序数依次增大，Y＋最外层电子数与其电子层数之比为4，可以确定Y是Na，再根据W、X、Z的最外层电子数与其电子层数之比，可以推测W是C，X是O，Z是S；O与C、Na、S可形成CO、CO2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3；CO2、CS2均是直线形分子；C、O、Na组成的Na2CO3溶液呈碱性；S与Na组成的化合物水溶液呈碱性。答案D[规律总结]短周期元素原子的结构特点总结(1)原子核中无中子的原子是11H。(2)最外层有1个电子的元素是H、Li、Na。(3)最外层有2个电子的元素是He、Be、Mg。(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素是Be、Ar。(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C，是次外层电子数3倍的元素是O，是次外层电子数4倍的元素是Ne。(6)电子层数与最外层电子数相等的元素是H、Be、Al。(7)电子总数为最外层电子数2倍的元素是Be。(8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素是Li、Si。命题猜想2短周期元素A、B、C、D的原子序数之和为32，且原子最外层电子数之和为10，它们的原子序数依次递增；A与C、B与D均为同主族元素，A、C原子的最外层电子数之和等于B原子的次外层电子数。下列叙述正确的是()A．四种元素的原子半径：A＞B＞C＞DB．最高价氧化物对应的水化物的酸性：D＞BC．C元素处于元素周期表中第三周期第ⅡA族D．B、D的最高价氧化物中，B、D与氧原子之间分别为双键和单键D考点三元素周期表和元素周期律综合考查典例3X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是____________。A．元素Y、Z、W是具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY＞XmRD．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸E．元素Z、W的最高价氧化物的水化物的碱性Z(OH)m＞W(OH)nF．元素X、Y、Z、W、R的原子半径大小顺序为Z＞W＞R＞Y＞X解析先推导出5种元素：由题给信息知，X为H，Y为O。由“R与Y(O)同族”知R为S，进而知Z、W处于第三周期，再从“Z、W核外电子数之和等于Y(O)、R(S)核外电子数之和”，可确定Z为Na、W为Al。A项中，O2－、Na＋、Al3＋具有相同的电子层结构，但半径依次减小，A项错；氢与氧可形成H2O和H2O2两种常见化合物，B项错；C项中，热稳定性是XmY(H2O)＞XmR(H2S)，C项正确；D项中，W、R的最高价氧化物的水化物分别为Al(OH)3和H2SO4，Al(OH)3不是强酸，D项错；E项的金属性Na＞Al，故碱性NaOH＞Al(OH)3，E项正确；F项中Na、Al、S在同周期，原子半径Na＞Al＞S，S与O在同主族，原子半径S＞O，H原子半径最小，F项正确。答案CEF[规律总结]1．元素金属性、非金属性的比较依据金属性非金属性比较单质的性质越容易与水或酸反应置换出氢气，金属性越强越容易与氢气化合，生成气态氢化物的稳定性越强，非金属性越强比较最高价氧化物对应水化物的酸碱性最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强比较置换反应相互之间的置换反应，若M＋Nn＋―→Mm＋＋N，则金属性MN相互之间的置换反应，若A＋Bb－―→Aa－＋B，则非金属性AB比较与同种单质反应的条件与同种非金属越容易反应，金属性越强(1)与同种金属越容易反应，非金属性越强(2)与变价金属化合时，产物中金属元素的化合价越高，对应元素的非金属性越强比较金属、非金属活动顺序金属活动性顺序表中，排在前面的金属的金属性强按F、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱2.粒子半径比较方法(一般规律)(1)电子层数相同时，核电荷数越，半径越小。(2)电子层数不同时，电子层数越，半径越大。(3)电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而。(4)同种元素原子形成的微粒半径，随核外电子数的增多而。(5)电子数和核电荷数都不同的，可通过一种参照物进行比较。如比较Al3＋与S2－的半径大小，可找出与Al3＋电子数相同，与S2－同族的元素O2－比较，Al3＋＜O2－，且O2－＜S2－，故Al3＋＜S2－。大多减小增大命题猜想3某矿石由前20号元素中的4种组成，其化学式为WmYnZpXq。X、Y、Z、W分布在三个周期，原子序数依次增大，W、Y为金属元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，W能与冷水剧烈反应，Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等，Y、Z位于同周期，Z单质是一种良好的半导体。下列说法正确的是()A．气态氢化物的稳定性：X＜ZB．含有1molY的氯化物的水溶液中离子总数为4mol(不考虑水的电离)C．W位于第三周期第ⅠA族，元素原子半径比其他元素的都大D．2molW单质和1molY单质投入足量的水中会产生2.5mol气体解析X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，表明X是O元素。Z单质是良好的半导体，表明Z是Si元素。W能与冷水剧烈反应，W可能是Na或K元素，根据原子序数依次增大，可知W是K元素，进一步得出Y原子的最外层电子数为3，且Y为金属，可知Y为Al元素。2molW单质投入水中产生1mol气体，1molY与足量的KOH反应产生1.5mol气体，D正确。答案D考点四“位一构一性”三者关系综合考查及应用典例4下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑦在表中的位置，用化学用语回答下列问题：(1)表中所示元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是____________(填化学式)，碱性最强的是______(填化学式)。(2)⑤的最高价氧化物对应的水化物所含的化学键类型是________，与⑥单质反应的离子方程式是____________。(3)②单质与浓的③的最高价氧化物对应的水化物反应的方程式是____________________。(4)用②单质作电极，①单质、④单质和浓KOH溶液组成原电池，其正极上的电极反应为____________。(5)由表中部分元素组成甲、乙、丙3种物质，其转化关系为甲＋乙―→丙。已知甲、乙分子中分别含10个电子和18个电子，丙是离子化合物。向水中通入乙，恢复至原温度，则Kw________(填“增大”、“减小”或“不变”)；检验丙中阴离子的实验方法是____________。(6)已知：②⑥的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量akJ和bkJ；⑥单质能与②的最高价氧化物发生置换反应。在298K时，若生成3mol②的单质，则该置换反应的ΔH＝______________。解析(1)表中所标注的元素分别是H、C、N、O、Na、Al、Cl，最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4，碱性最强的是NaOH；(2)NaOH中既有离子键，又有共价键，铝既能与强酸反应，又能与强碱反应生成氢气；(3)碳单质与浓硝酸反应生成CO2、NO2、H2O；(4)碱性条件下氢氧燃料电池的电极反应：负极2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极O2＋4e－＋2H2O===4OH－；(5)甲分子含有10个电子，可能是CH4、NH3、H2O等，乙分子中含有18个电子，可能是HCl、C2H6等，但能反应生成离子化合物，只能是NH3和HCl反应生成NH4Cl，因Kw只受温度影响，温度不变，Kw则不变；(6)C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－akJ·mol－1；4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH＝－4bkJ·mol－1，根据盖斯定律求算出4Al(s)＋3CO2(g)===2Al2O3(s)＋3C(s)ΔH＝－(4b－3a)kJ·mol－1。答案(1)HClO4NaOH(2)离子键、共价键2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑(3)C＋4HNO3(浓)=====△CO2↑＋4NO2↑＋2H2O(4)O2＋4e－＋2H2O===4OH－(5)不变取少量样品加入氢氧化钠溶液并加热，如产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则可确定是铵根离子(6)(3a－4b)kJ·mol－1或－(4b－3a)kJ·mol－1(4)O2＋4e－＋2H2O===4OH－(5)不变取少量样品加入氢氧化钠溶液并加热，如产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则可确定是铵根离子(6)(3a－4b)kJ·mol－1或－(4b－3a)kJ·mol－1命题猜想4有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周