2023版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律專題講座元素推斷題的突破策略

PAGEPAGE4專題講座元素推斷題的突破策略一、元素在周期表中的位置推斷1．根據(jù)核外電子的排布規(guī)律。(1)最外層電子規(guī)律。最外層電子數(shù)(N)3≤N<8N＝1或2N＞次外層電子數(shù)元素在周期表中的位置主族第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦第二周期(2)“陰三陽四〞“陰上陰下〞規(guī)律。某元素陰離子最外層電子數(shù)與次外層相同，該元素位于第三周期。假設(shè)為陽離子，那么位于第四周期；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，假設(shè)電性相同，那么位于同周期，假設(shè)電性不同，那么陽離子位于陰離子的下一周期。2．根據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)與原子電子層結(jié)構(gòu)的關(guān)系。(1)幾個重要關(guān)系式：①核外電子層數(shù)＝周期數(shù)(對于大局部元素來說)②主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)＝最高正價＝8－|最低負(fù)價|③|最高正價|－|最低負(fù)價|＝eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(0——第ⅠA族中的H和第ⅣA族,2——第ⅤA族,4——第ⅥA族,6——第ⅦA族))(2)熟悉主族元素在周期表中的特殊位置。①族序數(shù)等于周期數(shù)的元素：H、Be、Al。②族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素：C、S。③族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素：O。④周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素：Li、Ca。⑤周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素：Na、Ba。⑥最高正價與最低負(fù)價代數(shù)和為零的短周期元素：H、C、Si。⑦最高正價是最低負(fù)價絕對值3倍的短周期元素：S。⑧最高正價不等于族序數(shù)的短周期元素：O(F無正價)。二、利用元素及其化合物的性質(zhì)推斷1．形成化合物種類最多的元素、單質(zhì)是自然界中硬度最大的物質(zhì)的元素或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的元素：C。2．空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素：N。3．地殼中含量最多的元素、氫化物沸點最高的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素：O。4．等物質(zhì)的量的單質(zhì)最輕的元素：H；最輕的金屬單質(zhì)：Li。5．單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素：Br；金屬元素：Hg。6．最高價氧化物及其水化物既能與強(qiáng)酸反響，又能與強(qiáng)堿反響的元素：Al。7．元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能起化合反響的元素：N；能起氧化復(fù)原反響的元素：S。8．元素的單質(zhì)在常溫下能與水反響放出氣體的短周期元素：Li、Na、F。三、利用元素周期表片段進(jìn)行推斷1．元素周期表中短周期的特殊結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。(1)元素周期表中第一周期只有兩種元素H和He，H元素所在的第ⅠA族為元素周期表的左側(cè)邊界，第ⅠA族左側(cè)無元素分布；(2)He為0族元素，0族元素為元素周期表的右側(cè)邊界，0族元素右側(cè)沒有元素分布。利用這個關(guān)系可以確定元素所在的周期和族。2．元素的位置關(guān)系和原子序數(shù)關(guān)系的應(yīng)用。(1)同一周期中元素的原子序數(shù)一般比左邊元素原子序數(shù)大1，比右邊元素的原子序數(shù)小1。(2)同主族上下周期元素的原子序數(shù)關(guān)系①假設(shè)在ⅠA族或ⅡA族，原子序數(shù)之差為上周期所包含的元素種數(shù)。②假設(shè)在ⅢA～ⅦA族，原子序數(shù)之差為下周期所包含的元素種數(shù)。如第三和第四周期的同族相鄰元素，假設(shè)在ⅠA或ⅡA族，原子序數(shù)之差為8，假設(shè)在ⅢA～ⅦA族，原子序數(shù)之差為18。3．將文字信息轉(zhuǎn)化為周期表片段的應(yīng)用。eq\x(題中文字信息)→eq\x(推斷出元素)→eq\x(圖表中固定位置)→eq\x(周期表片段)→eq\x(應(yīng)用)四、綜合利用“位〞“構(gòu)〞“性〞關(guān)系推斷1．“位、構(gòu)、性〞三者之間的關(guān)系。2．推斷元素的常用思路。根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、元素周期表的知識及條件，可推算原子序數(shù)，判斷元素在周期表中的位置等，根本思路如下：【例】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了一組實驗驗證元素性質(zhì)的遞變性規(guī)律。(1)甲同學(xué)想驗證同周期元素金屬性強(qiáng)弱的規(guī)律，最好選用第____周期的____________三種元素。最簡單的實驗是將大小相近的三小塊金屬分別投入相同濃度的稀鹽酸中，觀察現(xiàn)象。應(yīng)該看到的現(xiàn)象是：①_________________________________________________________________________________________________________，②__________________________________________________________________________________________________________，③_________________________________________________________________________________________________________。(2)乙同學(xué)設(shè)計實驗驗證非金屬元素的非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)的最高價含氧酸的酸性就越強(qiáng)。他設(shè)計了如圖裝置以驗證氮、碳、硅元素的非金屬性強(qiáng)弱。乙同學(xué)設(shè)計的實驗可直接證明三種酸的酸性強(qiáng)弱，A是強(qiáng)酸，常溫下可與銅反響；B是塊狀固體；翻開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到有白色沉淀生成。①寫出所選用物質(zhì)的化學(xué)式：A：________；B：________；C：________。②寫出燒杯中發(fā)生反響的離子方程式：____________________。解析：(1)為了驗證同周期元素金屬性強(qiáng)弱的規(guī)律，最好選用第三周期的鈉、鎂、鋁三種元素，因為與第二、四、五、六周期相比擬，第三周期元素變化規(guī)律較典型；三種金屬中鈉最活潑，遇鹽酸劇烈反響，產(chǎn)生大量熱量，放出H2，可能會著火或爆炸；金屬鎂與鹽酸劇烈反響，并產(chǎn)生大量氣泡；鋁金屬活動性最弱，與酸反響比鎂緩慢，但也能產(chǎn)生大量氣泡。(2)乙同學(xué)的實驗是利用強(qiáng)酸制弱酸原理，非金屬性越強(qiáng)，其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，由題意可推斷，A為HNO3，B為CaCO3，C為Na2SiO3或K2SiO3；燒杯中CO2與硅酸鈉反響生成硅酸沉淀，其反響離子方程式為：CO2＋SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)或2CO2＋SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2O=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)。答案：(1)三鈉、鎂、鋁(或Na、Mg、Al)①鈉劇烈反響，可能著火或爆炸②鎂反響較劇烈，產(chǎn)生大量氣泡③鋁反響比鎂緩慢，有較多的氣泡產(chǎn)生(2)①HNO3CaCO3Na2SiO3(或K2SiO3)②CO2＋SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O=H2SiO3↓＋COeq\o\al(2－,3)或2CO2＋SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2O=H2SiO3↓＋2HCOeq\o\al(－,3)1．短周期元素A、B、C的原子序數(shù)依次增大，其原子的最外層電子數(shù)之和為10，A與C在周期表中位置上下相鄰，B原子最外層電子數(shù)等于A原子次外層電子數(shù)，以下有關(guān)表達(dá)不正確的選項是()A．A與C可形成共價化合物B．A的氫化物的穩(wěn)定性大于C的氫化物的穩(wěn)定性C．原子半徑A＜B＜CD．B的氧化物的熔點比A的氧化物的熔點高解析：A與C在周期表中位置上下相鄰，A、C同主族，且A在第二周期，B原子最外層電子數(shù)等于A原子次外層電子數(shù)，B為鎂，據(jù)A、B、C三原子的最外層電子數(shù)之和為10，那么A為碳，C為硅，A與C可形成共價化合物SiC，CH4的穩(wěn)定性大于SiH4，MgO為離子晶體，A的氧化物為分子晶體，MgO的熔點高。原子半徑B＞C＞A。答案：C2．(2022·荊州模擬)有M、X、Y、Z、W五種原子序數(shù)依次增大的短周期元素，其中M、Z同主族；X＋與M2－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)；離子半徑：Z2－＞W(wǎng)－；Y的單質(zhì)晶體熔點高、硬度大，是一種重要的半導(dǎo)體材料。以下說法正確的選項是()A．X、M兩種元素形成的化合物只能存在離子鍵B．元素Y、Z、W形成的單質(zhì)中，每1mol它們的單質(zhì)均含有NA個分子C．由于W、Z、M元素的氫化物相對分子質(zhì)量依次減小，所以其沸點依次降低D．元素W和M的某些單質(zhì)可作為水處理中的消毒劑解析：X為Na，M為O，Y為Si，Z為S，W為Cl。A項，Na2O2中含有共價鍵，錯誤；B項，Si、S、Cl2中，Si為原子晶體，不存在分子，錯誤；C項，HCl、H2S、H2O中，H2O的沸點最高，錯誤；D項，Cl2、O3均可作為水處理中的消毒劑，正確。答案：D3．(2022·濰坊模擬)短周期元素甲、乙、丙、丁、戊五種元素在元素周期表中的位置如下圖，其中戊是同周期中原子半徑最小的元素。以下有關(guān)判斷正確的選項是()A．最外層電子數(shù)：甲>乙>丙>丁>戊B．簡單離子的離子半徑：戊>丁C．含有丁元素的酸有多種D．乙的氫化物多種多樣，丙、丁、戊的氫化物各有一種解析：第一周期只有兩種元素，而短周期為前三周期，故甲、乙、丙所在周期為第二周期，戊元素原子半徑同周期最小，故為第三周期第ⅦA族，即Cl元素，由此推知甲、乙、丙、丁分別為B、C、N、S。甲、乙、丙、丁、戊五種元素原子最外層電子數(shù)分別為3、4、5、6、7，故A錯誤；核外電子數(shù)相同的簡單離子，其離子半徑隨核電荷數(shù)的增加而減小，B錯誤；丁元素為S，含有S的酸有硫酸、亞硫酸、氫硫酸、硫氰酸等，C正確；氮的氫化物有NH3、N2H4，D錯誤。答案：C4．(2022·宜春模擬)現(xiàn)有四種短周期元素的有關(guān)信息如下表所示：元素結(jié)構(gòu)特點及在周期表中的位置單質(zhì)及化合物的局部性質(zhì)與用途甲在元素周期表中，主族序數(shù)等于周期數(shù)工業(yè)上用電解法冶煉該金屬乙單質(zhì)的晶體是良好的半導(dǎo)體材料氧化物是工業(yè)制普通玻璃的主要原料丙原子最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的2倍單質(zhì)存在多種同素異形體丁元素能形成兩種不同的陰離子丁的一種單質(zhì)與KI溶液反響生成另一種丁的單質(zhì)那么甲、乙、丙、丁四種元素的原子序數(shù)從大到小排列的是()A．甲、乙、丙、丁 B．丁、甲、乙、丙C．丙、丁、甲、乙 D．乙、甲、丁、丙解析：由表中信息推知：甲是Al，乙是Si，丙是C，丁是O，原子序數(shù)Si＞Al＞O＞C，故D項正確。答案：D5．A、B、C、D、E都是元素周期表中前20號元素，原子序數(shù)依次增大，A是地殼中含量最高的元素，B、C、D同周期，E和其他元素既不在同周期也不在同主族，D的氫化物和最高價氧化物對應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸，且B、C、D的最高價氧化物對應(yīng)的水化物兩兩混合均能發(fā)生反響生成鹽和水。據(jù)此答復(fù)以下問題：(1)A和D的氫化物中，沸點較低的是________(選“A〞或“D〞)。(2)元素C在元素周期表中的位置是__________，B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的電子式為________。(3)A、D、E可以形成多種鹽，其中一種鹽中A、D、E三種元素的原子個數(shù)比為2∶2∶1，該鹽的名稱為________。它的水溶液與D的氫化物的水溶液反響可生成D的單質(zhì)，該反響的離子方程式為____________________________。解析：A是地殼中含量最高的元素，A是氧；D的氫化物和最高價氧化物對應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸，D是氯，B、C、D三元素在第三周期，它們的最高價氧化物對應(yīng)的水化物兩兩混合均能反響生成鹽和水，根據(jù)B、C、D原子序數(shù)依次增大，因此B是鈉，C是鋁，據(jù)A、D、E三種元素形成的鹽中，A、D、E三種元素的原子個數(shù)比為2∶2∶1知E為＋2價金屬Ca。答案：(1)D(2)第三周期第ⅢA族(3)次氯酸鈣ClO－＋2H＋＋Cl－=Cl2↑＋H2O6．(2022·珠海模擬)短周期元素A、B、C、D、E，A為原子半徑最小的元素，A、D同主族，D、E同周期，C、E同主族且E的原子序數(shù)為C的原子序數(shù)的2倍，B為組成物質(zhì)種類最多的元素。(1)E離子的原子結(jié)構(gòu)示意圖________________。(2)分別由A、C、D、E四種元素組成的兩種鹽可相互反響得到氣體，寫出這個反響的離子方程式_________________。(3)由A、B、C三種元素組成的物質(zhì)X，式量為46，在一定條件下與C、D兩種元素的單質(zhì)均可反響。寫出X與C單質(zhì)在紅熱的銅絲存在時反響的化學(xué)方程式_________________________________。(4)A、C、D三種元素組成的化合物Y中含有的化學(xué)鍵為____________________，B的最高價氧化物與等物質(zhì)的量的Y溶液反響后，溶液顯________(“酸〞“堿〞或“中〞)性，原因是：___________________________________________________________________________________________________________________。解析：通過分析可以得出A、B、C、D、E五種元素分別為H、C、O、Na、S。(2)四種元素分別為H、O、Na、S，所形成的兩種鹽為NaHSO3和NaHSO4，反響放出的氣體是SO2。(3)X是C2H5OH，和O2在有催化劑條件下反響。(4)Y是NaOH，含有共價鍵和離子鍵，和CO2等物質(zhì)的量反響后產(chǎn)物為NaHCO3，溶液顯堿性，是因為HCOeq\o\al(－,3)發(fā)生水解和電離：HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH