第五章专题讲座六元素推断题的知识贮备和解题方法

1、专题讲座六 元素推断题的知识贮备和解题方法、元素在周期表中的位置推断知识贮备 1根据核外电子的排布规律(1)最外层电子规律最外层电子 数 (N)3N<8N 1 或 2N>次外层 电子数元素在周期表中的位置主族第 A 族、第 A 族、第族、 副族、 0 族元素氦第二周期(2)“阴三阳四”规律某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。若为阳离子，则 位于第四周期。(3)“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，则阳离子位于 阴离子的下一周期 “阴上阳下”规律。例 1】 已知 X、Y、Z 为三种主族元素，可分别形成 Xn、Ym、Zn三种

2、离子，已知 m>n 且 X 、Y 、Z 三种原子的 M 层电子数均为奇数。 下列说法中不正确的是 ( ) A三种离子中， Y m 的离子半径最小B Z 的最高价氧化物对应水化物的分子式为HnZO4C X 、Y、Z 一定在同一周期，且原子半径 Z>X>YD三种元素相应的最高价氧化物对应水化物之间两两会发生反应解析 根据题中 X、Y、Z 之间的相互关系，可以推断出 X、Y、Z 分别为 Na、Al、 Cl 元素。 Na 、 Al 3、Cl三种离子中 Al 3的离子半径最小， A 项正确； Cl 的最高 价氧化物对应水化物的分子式为 HClO 4，B 项正确； Na、Al 、Cl 元

3、素同处于第三周 期，其原子半径为 Na>Al>Cl ，即 X>Y>Z ， C 项错误；氢氧化铝为两性氢氧化物，D 项正确。答案 C例 2】 短周期元素 A、B、C 的原子序数依次增大，其原子的最外层电子数之和为10，A 与 C 在周期表中位置上下相邻， B 原子最外层电子数等于 A 原子次外层电子 数，下列有关叙述不正确的是 ( ) AA 与 C 可形成共价化合物BA 的氢化物的稳定性大于 C 的氢化物的稳定性C原子半径 A <B<CD B 的氧化物的熔点比 A 的氧化物的熔点高解析 A 与C在周期表中位置上下相邻， A 、C同主族，且 A 在第二周期， B

4、原子 最外层电子数等于 A 原子次外层电子数， B 为镁，据 A 、B、C 三原子的最外层电 子数之和为 10，则 A 为碳， C为硅， A 与 C可形成共价化合物 SiC ，CH 4的稳定性 大于 SiH4的， MgO为离子晶体， A的氧化物为分子晶体， MgO 的熔点高。原子半 径 B>C> A。答案 C知识贮备 2根据元素周期表结构与原子电子层结构的关系(1) 几个重要关系式 核外电子层数周期数 (对于大部分元素来说 )； 主族序数最外层电子数最高正价8 |最低负价 |02|最高正价 | |最低负价 | 246第 A 族中的 H和第 A 族第A族第A族第 A 族(2) 熟悉主

5、族元素在周期表中的特殊位置 族序数等于周期数的元素： H 、 Be、 Al 。 族序数等于周期数 2 倍的元素： C、S。 族序数等于周期数 3 倍的元素： O。 周期数是族序数 2 倍的元素： Li 、 Ca。 周期数是族序数 3 倍的元素： Na、Ba。 最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：H、 C、Si。最高正价是最低负价绝对值 3 倍的短周期元素： S。除 H 外，原子半径最小的元素： F。 最高正价不等于族序数的短周期元素： O(F 无正价 )。例 3】 现有 A、B、C、D 四种短周期元素， 它们之间的关系如下。 原子半径： A<C<B<D ； 原子的最外层

6、电子数： ACBD 8；原子的核外电子层数： BC 2A；B 元 素的主要化合价：最高正价最低负价2。下列有关说法错误的是 (双选) ()A由 A、B 两种元素组成的一种常见气体显酸性CC元素不可能在第一周期，也不可能在第A 族根据题意知： A 为氢， B 为氮， C 为氟， D 为铝， AB 组成的气体为 NH 3，显碱性，A 错误； NH 4F 中不含金属阳离子，则D 选项错误。答案例 4】AD如图表示元素周期表前四周期的一部分，Z、W的叙述正确的是X 、Y 的最高价氧化物对应的水化物的酸性为Y<XY、Z 的气态氢化物的稳定性 Y<Z关于元素 X 、(D A 、 B、C、D 四

7、种元素组成的离子化合物中一定含有金属阳离子 解析 W 的单质常温下呈液态，可与铁粉反应W 的原子序数比Z 的大 9A只有BCD解析 由元素周期表的结构可知， X 为 N，Y 为 P，Z 为S，W为Br。X 、Y 的最高价氧化物对应的水化物的酸性为HNO 3>H3PO4，正确；同一周期，从左往右，元素的非金属性增强，气态氢化物的稳定性增强， 正确；W 为 Br ，常温下其单质为液态，可与铁粉反应生成溴化铁，正确； W 的原子序数比 Z 的大 19， 错误。答案 C二、由元素及其化合物的性质推断知识贮备 (1)形成化合物种类最多的元素、 物中氢的质量分数最高的元素：单质是自然界中硬度最大的物

8、质的元素或气态氢化C。(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。(3)地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的 元素： O。(4)等物质的量的单质最轻的元素：H；最轻的金属单质： Li 。(5)单质在常温下呈液态的非金属元素：Br ；金属元素：Hg。(6)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al 。(7)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应的元素： 能起氧化还原反应的元素：N；S。Li 、 Na、 F。(8)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：例 5】 X 、 Y 、Z 为同一短周期

9、中的元素，其原子半径依次减小，它们的最高价氧化物对应水化物之间，任意两种混合均可反应， M 为 Y、 Z 形成的化合物，其溶液 显酸性。下列说法正确的是 ( ) A其简单离子的半径依次增大B将 M 溶液加热蒸干并灼烧，最后可得 Y 的氧化物C X 燃烧的产物中只含离子键D将少量 X 单质投入到 M 溶液中，会置换出 Y 单质解析 根据题意不难判断 X 、 Y 分别为 Na、Al 元素，根据 “ M 为 Y 、 Z 形成的化 合物，其溶液显酸性 ”的信息可知 Z 为 Cl 元素。因为 Al2S3 在水溶液中是不存在的， 则答案可知。答案 B【例 6】 A、B、C、D、E 都是元素周期表中前 20

10、号元素，原子序数依次增大， A 是 地壳中含量最高的元素， 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 的氢化物和最高价氧化物对应的水化物均为强酸，且 B 、C、D 的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。据此回答下列问题：(1) A 和 D 的氢化物中，沸点较低的是 (选“ A”或“ D”)。(2) 元素 C 在元素周期表中的位置是 ，B 的最高价氧化物对应的水化物的电子式为 。(3) A、 D、 E 可以形成多种盐，其中一种盐中A、D、E 三种元素的原子个数比为22 1，该盐的名称为 。它的水溶液与 D 的氢化物的水溶液反应可生成D 的单质，该反应

11、的离子方程式为 。解析 A 是地壳中含量最高的元素， A 是氧； D 的氢化物和最高价氧化物对应的水 化物均为强酸， D 是氯， B 、C、D 三元素在第三周期，它们的最高价氧化物对应的 水化物两两混合均能反应生成盐和水，根据B、 C、D 原子序数依次增大，因此 B是钠， C 是铝，据 A、D、E 三种元素形成的盐中， A 、 D 、E 三种元素的原子个数 比为 221知 E为 2价金属 Ca。答案 (1)D (2) 第三周期第 A 族(3) 次氯酸钙 ClO2HCl=Cl2 H2O三、综合利用 “位”、“构” 、“性”关系推断知识贮备 1“ 位、构、性 ”三者之间的关系2推断元素的常用思路

12、根据原子结构、元素周期表的知识及已知条件，可推算原子序数，判断元素在周期 表中的位置等，基本思路如下：例 7】 短周期主族元素甲、乙、丙、丁、戊五种元素在元素周期表中的位置如下图所示，其中戊是同周期中原子半径最小的元素。 下列有关判断正确的是 (双选 )()甲乙丙丁戊A最外层电子数：甲 乙丙丁 戊B简单离子的离子半径：丙 乙 丁戊C含有丁元素的酸有多种D乙的氢化物多种多样，丙、丁、戊的氢化物各有一种答案 AC例 8】 下表是元素周期表中的一部分，表中所列字母分别代表一种化学元素，请回答下列问题：(1) 写出 j 在周期表中的位置 。(2) o、i 、p 三种元素之间能以原子个数之比11 两两形

13、成互化物，这些互化物的性质类似于这些元素单质的性质。 请写出 i、p 的互化物与 f、l 形成的化合物等物质的量反应时的化学方程式： (3) 假设 NH4 是“元素 NH 4”的阳离子，则“元素 NH 4”在周期表中的位置应该是； NH 4的碳酸盐应 (填“易”或“不易” )溶于水。解析 (1)由元素周期表的结构知， j 处于第四周期，周期表的第 4 个横行的结构包 括，第 AA 族、第 B B 族、第 族、第 BB 族、第 A A 族 部分元素， j 是第 族。(2)由题意知 i、p的互化物为 BrCl，f、l形成的化合物为 NaI，BrCl中 Cl得电子能 力强， Cl为 1价， Br为1

14、价，类似于卤素单质的性质， NaI与BrCl 等物质的量 反应生成 I2。(3)NH 4 的核电荷数为 11，周期表中应在第三周期第 A 族，类似于钠， NH 4的碳酸盐易溶于水。(2)2BrCl 2NaI=Br 2I22NaCl (3)第三周期第 A答案 (1) 第四周期第族 族易 四、元素推断的特殊技巧举例知识贮备 1“公式”“验证 ”巧推短周期相邻元素(1)若已知三元素的核外电子数 (原子序数 ) 之和经验公式：三种元素原子3序数之和±8其中某元素的原子序数注意：若整除则无解。(2)若已知相邻三元素的最外层电子数之和 能被 3 整除，则三种元素的位置关系只能为同周期相邻或同主族

15、相邻； 同时不能被 3 和 2 整除，则必有两元素在同一偶数族，另一元素为相邻奇数族； 虽然不能被 3 整除，但是能被 2 整除，则必有两元素在同一奇数族，另一元素为 相邻偶数族。例 9】 有三种相邻元素 A、B、C，已知 A 、 B 处于同一周期，且 B、C 处于同一主 族相邻位置。 又知这三种元素原子的质子数之和是31，最外层电子数之和为 17，试推断 A、B、C 各为何种元素。31831 8解析 3 7 2， 3 13(整除 )，故一种元素为 7N。又由于 17 既不能被 3 整除，也不能被 2 整除，则另外两元素都在偶数族，只能是8O 和 16S，经验正符合题意。答案 A 为 N 元素

16、， B 为 O 元素， C 为 S 元素。知识贮备 2位置图示法所谓图示法就是采用图形或图表对题目条件进行形象化的展示，直观地揭示题目条 件间的内在联系和变化规律，把握解题的关键。例 9】 可用图示法推断。解析 分析题意，我们可将A、B、 C 这三种元素在元素周期表中的位置，列出如四种情形：再根据三元素的原子序数的关系，列出代数式，求解，简单直观。设 B 的质子数为 x。根据三种元素原子的质子数之和为31 ，综合分析上述四种情况，可列出以下四个代数方程式：（x 1） x（x8）31，解之得x（x1）（x8）31，解之得（x 1） x（x8）31，解之得（x 1） x（x8）31，解之得x8；x

17、232（ 不合理 ）；40x 3 （ 不合理 ）；x338（不合理 ）。B ：质子数为 8，是氧元素；C：质子数为 8 8则 A ：质子数 81 7，是氮元素；16，是硫元素。 N、O、S 三种元素原子的最外层电子数之和为56 617，符合题意。知识贮备 3“直觉”“验证 ”技巧直觉，就是一种对问题直接的、有意识的、不经严密逻辑推理的思维，它可以跨越 复杂的推理过程，直接得出结论。丰富的知识积累是产生直觉的重要前提，但由于 直觉产生的结论只是一种可能的猜测， 因此只有对结论进行严格的逻辑论证和检验， 才能得出正确的答案。【例 10】 A、B、C、D 四种短周期元素，原子序数依次增大。A、D同族， B、C同周期。 A、B 组成的化合物甲为气态，其中 A 、B 的原子数之比为 4 1，由 A、C 组成的两种化合物乙、丙都是液态，乙中A 、C原子数之比为 11，丙中 A、C 原子数之比为 21，由 D、C组成的两种化合物丁和戊都是固体，丁中D、C 原子数之