摘要：电子层与电子数的倍比关系 (1) 若原子的最外层电子数与最内层电子数的比值为a.则有:(1)a=1/2为第IA族元素,(2)a=1为第IIA族元素或H.He,(3)a=2为第IVA族元素,(4)a=3为第VIA族元素,(5)a=4为0族元素. (2) 若原子的最外层电子数与次外层电子数的比值为b.则有:b=1/4 为Mg,b=1为Be.Ar,b=3为O,(7)b=4为Ne. (3) 若原子的最外层电子数与电子总数的比值为c.则有:c=1/3为Li.P,c=1为H.He. (4) 原子的最外层电子数与核外电子层数相等为H.Be.Al. 典例剖析 [例1]A.B.C为短周期元素.它们的位置关系如图所示.已知B.C两元素原子序数之和是A元素的原子序数的4倍.则A.B.C的元素符号分别:A .B .C .A的原子结构示意图为 .B在周期表中的位置 .C的离子结构示意图为 .A的氢化物分子式为 ,B.C的最高价氧化物水化物的分子式分别为 . .它们的酸性 比 强. 解析:由于A.B.C均为短周期元素.且根据其位置可判断A不可能是第一周期的氢或氦元素.A应为第二周期元素.B.C为第三周期元素.设A的原子序数为x.B位于A下一周期A的前一个主族.C位于A下一周期A的后一个主族.由于第二.第三周期同主族元素原子序数相差8.因此B的原子序数为x+8-1=x+7.C的原子序数为x+8+1=x+9.根据B.C两元素原子序数之和是A原子序数的4倍.可得下式:4x=x+7+x+9 x=8. 答案:A原子序数为8.B原子序数为15.C原子序数为17.元素符号A为O.B为P.C为Cl,A的原子结构示意图:,A的氢化物分子式为H2O,B.C最高价氧化物对应水化物分子式为:H3PO4.HClO4,酸性HClO4比H3PO4强. [例2]X和Y的原子序数都小于18.两者都能组合化合物X2Y3.已知X的原子序数为n.则Y的原子序数不可能是 A.n+11 B.n-5 C.n+3 D.n-6 解析: 根据化学式X2Y3.可知X显正三价.Y显负二价.在原子序数1-18号的元素中.能组成X2Y3型化合物的X元素是5B.13Al.8O.Y元素可能是8O和16S. (1)当X是5B.Y是16S时.原子序数符合n和n+11 (2)当X是13Al.Y是8O时.原子序数符合n和n-5 (3)当X2Y3是B2O3和Al2S3时.原子序数符合n和n+3 (4)当X是7N.Y是8O时.原子序数符合n和n+1 答案:D [例3]下表是元素周期表的一部分.回答下列有关问题: (1)写出下列元素符号:① .⑥ .⑦ . 11 . (2)在这些元素中.最活泼的金属元素是 .最活泼的非金属元素是 .最不活泼的元素是 . (3)在这些元素的最高价氧化物对应水化物中.酸性最强的是 .碱性最强的是 .呈两性的氢氧化物是 .写出三者之间相互反应的化学方程式. (4)在这些元素中.原子半径最小的是 .原子半径最大的是 . (5)在③与④中.化学性质较活泼的是 .怎样用化学实验证明?答: .在⑧与 12 中.化学性质较活泼的是 .怎样用化学实验证明?答: . 解析:解答本题关键要掌握:①1-20号元素的名称及符号,②元素周期表的结构,③能根据元素周期表中元素性质递变规律进行分析.判断. 答案:K,F,Ar(3), HClO4,KOH,Al(OH)3.3 HClO4+ Al(OH)3= Al( ClO4)3+3H2O HClO4+KOH=K ClO4+ H2O KOH+ Al(OH)3=KAlO2+2 H2O. Na,可以用它们跟水反应的实验证明:钠跟水剧烈反应.放出氢气.并生成强碱,Mg跟沸水才反应.放出氢气.并生成中强碱 Mg(OH)2, Cl,可用氯气通入溴化钠溶液的实验证明:溶液呈棕红色.发生的反应为Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2. [例4]在下列各元素组中.除一种元素外.其余都可以按照某种共性归属一类.请选出各组的例外元素.并将该组其他元素的可能归属按所给六种类型的编号填入表内. 元素组 例外元素 其他元素所属编号 (1)S.Na.Mg (2)N.P.Sn.As (3)K.Ca.Al.Zn (4)Cu.Fe.Ag.Ca 其他元素所属类型编号:①主族元素.②过渡元素.③同周期元素.④同主族元素.⑤金属元素.⑥非金属元素. 解析:(1)中Na.Mg.S为同周期元素.(2)中N.P.As为ⅤA族元素.(3)中K.Ca.Al是主族元素.(4)中Cu.Fe.Ag是过渡元素 答案: Zn.①(4) Ca.②. [例5]9.6g元素A与4.2g元素B含有相同的原子数.A和B原子核中质子数与中子数相等.已知A元素在其最高价氧化物中的含量是40%.在其氢化物中含量为94.1%.试计算A.B两元素的原子量.并推算出它们在周期表中的位置. 解析:设该氢化物为:HxA.该最高价氧化物分子式应该为:A2O8-x 由于9.6g元素A与4.2g元素B含有相同的原子数.设B的原子量为y 由 A的相对原子质量是32.其中子数与质子数相等.因此质子数为16的是硫元素.在第三周期ⅥA族. B的相对原子质量是14.其中子数与质子数相等.因此质子数为7的是氮元素.在第二周期ⅤA族. 知能练习
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(14分)短周期主族元素A、B、C、D、E原子序数依次增大 ， A是元素周期表中原子半径最小的元素，B是形成化合物种类最多的元素，C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，D是同周期中金属性最强的元素，E的负一价离子与C的某种氢化物分子含有相同的电子数。
⑴A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为 。
⑵已知：
① E－E→2E ?H＝＋a kJ/mol；
② 2A→A－A ?H＝－b kJ/mol；
③ E＋A→A－E ?H＝－c kJ/mol；
写出298K时，A2与E2反应的热化学方程式 。
⑶在某温度下容积均为2 L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2A2(g)＋BC(g)
X(g) ?H＝－Q kJ/mol(Q＞0，X为A、B、C三种元素组成的一种化合物)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：
| 实验 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 初始投料 | 2 mol A2、1 mol BC | 1 mol X | 4 mol A2、2 mol BC |
| 平衡时n(X) | 0.5 mol | n2 | n3 |
| 反应的能量变化 | 放出Q1kJ | 吸收Q2kJ | 放出Q3kJ |
| 体系的压强 | P1 | P2 | P3 |
| 反应物的转化率 |  1 | 2 | 3 |
v (A2)= 。
② 计算该温度下此反应的平衡常数K = 。
③三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是 (填字母)。
A．α1＋α2＝1 B．Q1＋Q2＝Q C．α3＜α1
D．P3＜2P1＝2P2 E．n2＜n3＜1.0 mol F．Q3＝2Q1
④在其他条件不变的情况下，将甲容器的体积压缩到1 L，若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为75%，请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。
⑷熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是一种高温燃料电池，被称为第二代燃料电池，是未来民用发电的理想选择方案之一，其工作原理如图所示。现以A2(g)、BC(g)为燃料，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出该碳酸盐燃料电池(MCFC)正极的电极反应式____________________________。
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C、D、G、I均为短周期元素形成的单质，D、G、I为常见非金属气态单质．D的最外层电子数是次外层电子数的3倍，C、G同周期，且最外层电子数相差4，它们的简单离子电子层结构不同．相互间有如下转化关系：
请填空：
（1）D与I能形成原子个数比为1：1的共价化合物，请写出其分子式：
G与I也能形成原子个数比为1：1的共价化合物，请写出其电子式：
．
（2）L是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，L作阴极，写出电解1L1mol?L-1的E水溶液的化学方程式：
（3）化合物K 中含有组成单质L的元素，且该元素的质量分数为70%．反应C→L的化学方程式是
（4）写出A+F→J的离子方程式：
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请填空：
（1）D与I能形成原子个数比为1：1的共价化合物，请写出其分子式：
H2O2
H2O2
；G与I也能形成原子个数比为1：1的共价化合物，请写出其电子式：
（2）L是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，L作阴极，写出电解1L1mol?L-1的E水溶液的化学方程式：
2KCl+2H2O
2KOH+Cl2↑+H2↑
| ||
2KCl+2H2O
2KOH+Cl2↑+H2↑
，当溶液的pH=13时，理论上生成G的单质在标准状况下的体积为
| ||
1.12L
1.12L
；若将上述两电极材料调换，则阳极上的电极反应为Fe-2e-=Fe2+
Fe-2e-=Fe2+
．（3）化合物K 中含有组成单质L的元素，且该元素的质量分数为70%．反应C→L的化学方程式是
Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe
| ||
Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe
| ||
（4）写出A+F→J的离子方程式：
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
．已知C、D、G、I为短周期元素形成的单质，D、G、I常温下为气态，且G 为黄绿色；形成D的元素原子的最外层电子数是次外层的3倍；B的焰色反应呈紫色（透过蓝色钴玻璃）；K为红棕色粉末。其转化关系如图。
请回答：
（1）工业上制C用A不用H的原因_________________
（2）写出C与K反应的化学方程式 ____________，该反应的反应物总能量__________（填“大于”或“小于”）生成物总能量
（3）L是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，L作阴极，接通电源（短时间）电解E水溶液的化学方程式______________________，电解后为使溶液与电解前完全相同，需向上述溶液中通入______________
（4）J与H反应的离子方程式为___________________，若在上述转化关系中每一步反应均为恰好反应，且不考虑C+K→A+L的变化时，为了最终得到J，则A、B的物质的量之比为
____________
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（1）工业上制C用A不用H的原因_________________
（2）写出C与K反应的化学方程式 ____________，该反应的反应物总能量__________（填“大于”或“小于”）生成物总能量
（3）L是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，L作阴极，接通电源（短时间）电解E水溶液的化学方程式______________________，电解后为使溶液与电解前完全相同，需向上述溶液中通入______________
（4）J与H反应的离子方程式为___________________，若在上述转化关系中每一步反应均为恰好反应，且不考虑C+K→A+L的变化时，为了最终得到J，则A、B的物质的量之比为
____________
W、X、Y、Z为四种短周期主族元素，其位置关系如图1．（1）若X原子的最外层电子数是次外层的3倍．
①元素X在周期表中的位置
②工业上由W的单质制备W的气态氢化物的化学方程式是
（2）若四种元素中只有一种金属元素．
①冶炼Y的化学方程式是
②工业上，将X的单质与Z的最高价氧化物加热到1900℃以上可制得一种新型陶瓷（ZX），同时得到一种可燃性气体，该反应的化学方程式是
③为比较X、Z最高价氧化物的水化物酸性强弱，某同学设计如图2所示实验．
I．B试管中盛放的试剂是
II．C试管中反应的化学方程式是
W、X、Y、Z为四种短周期主族元素，其位置关系如图。
（1）若X原子的最外层电子数是次外层的3倍。
①元素X在周期表中的位置___________________________________。
②工业上由W的单质制备W的气态氢化物的化学方程式是
_______________________________________________________________________。
（2）若四种元素中只有一种金属元素。
①冶炼Y的化学方程式是__________________________________________。
②工业上，将X的单质与Z的最高价氧化物加热到1900℃以上可制得一种新型陶瓷（ZX），同时得到一种可燃性气体，该反应的化学方程式是
_________________________________
③为比较X、Z最高价氧化物的水化物酸性强弱，某同学设计如下实验。
I. B试管中盛放的试剂是______________________。
II. C试管中反应的化学方程式是___________________________________。