2023版高考化学一轮总复习第五章物质结构元素周期律专题讲座元素推断题的突破策略

PAGEPAGE4专题讲座元素推断题的突破策略一、元素在周期表中的位置推断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)3≤N<8N＝1或2N＞次外层电子数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)“阴三阳四〞“阴上阴下〞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。假设为阳离子，那么位于第四周期；电子层结构相同的离子，假设电性相同，那么位于同周期，假设电性不同，那么阳离子位于阴离子的下一周期。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：①核外电子层数＝周期数(对于大局部元素来说)②主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|③|最高正价|－|最低负价|＝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族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。②族序数等于周期数2倍的元素：C、S。③族序数等于周期数3倍的元素：O。④周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca。⑤周期数是族序数3倍的元素：Na、Ba。⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：H、C、Si。⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。⑧最高正价不等于族序数的短周期元素：O(F无正价)。二、利用元素及其化合物的性质推断1．形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：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响，又能与强碱反响的元素：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响的元素：N；能起氧化复原反响的元素：S。8．元素的单质在常温下能与水反响放出气体的短周期元素：Li、Na、F。三、利用元素周期表片段进行推断1．元素周期表中短周期的特殊结构的应用。(1)元素周期表中第一周期只有两种元素H和He，H元素所在的第ⅠA族为元素周期表的左侧边界，第ⅠA族左侧无元素分布；(2)He为0族元素，0族元素为元素周期表的右侧边界，0族元素右侧没有元素分布。利用这个关系可以确定元素所在的周期和族。2．元素的位置关系和原子序数关系的应用。(1)同一周期中元素的原子序数一般比左边元素原子序数大1，比右边元素的原子序数小1。(2)同主族上下周期元素的原子序数关系①假设在ⅠA族或ⅡA族，原子序数之差为上周期所包含的元素种数。②假设在ⅢA～ⅦA族，原子序数之差为下周期所包含的元素种数。如第三和第四周期的同族相邻元素，假设在ⅠA或ⅡA族，原子序数之差为8，假设在ⅢA～ⅦA族，原子序数之差为18。3．将文字信息转化为周期表片段的应用。eq\x(题中文字信息)→eq\x(推断出元素)→eq\x(图表中固定位置)→eq\x(周期表片段)→eq\x(应用)四、综合利用“位〞“构〞“性〞关系推断1．“位、构、性〞三者之间的关系。2．推断元素的常用思路。根据原子结构、元素周期表的知识及条件，可推算原子序数，判断元素在周期表中的位置等，根本思路如下：【例】某研究性学习小组设计了一组实验验证元素性质的递变性规律。(1)甲同学想验证同周期元素金属性强弱的规律，最好选用第____周期的____________三种元素。最简单的实验是将大小相近的三小块金属分别投入相同浓度的稀盐酸中，观察现象。应该看到的现象是：①_________________________________________________________________________________________________________，②__________________________________________________________________________________________________________，③_________________________________________________________________________________________________________。(2)乙同学设计实验验证非金属元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性就越强。他设计了如图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。乙同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，A是强酸，常温下可与铜反响；B是块状固体；翻开分液漏斗的活塞后，C中可观察到有白色沉淀生成。①写出所选用物质的化学式：A：________；B：________；C：________。②写出烧杯中发生反响的离子方程式：____________________。解析：(1)为了验证同周期元素金属性强弱的规律，最好选用第三周期的钠、镁、铝三种元素，因为与第二、四、五、六周期相比拟，第三周期元素变化规律较典型；三种金属中钠最活泼，遇盐酸剧烈反响，产生大量热量，放出H2，可能会着火或爆炸；金属镁与盐酸剧烈反响，并产生大量气泡；铝金属活动性最弱，与酸反响比镁缓慢，但也能产生大量气泡。(2)乙同学的实验是利用强酸制弱酸原理，非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，由题意可推断，A为HNO3，B为CaCO3，C为Na2SiO3或K2SiO3；烧杯中CO2与硅酸钠反响生成硅酸沉淀，其反响离子方程式为：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)三钠、镁、铝(或Na、Mg、Al)①钠剧烈反响，可能着火或爆炸②镁反响较剧烈，产生大量气泡③铝反响比镁缓慢，有较多的气泡产生(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，以下有关表达不正确的选项是()A．A与C可形成共价化合物B．A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，那么A为碳，C为硅，A与C可形成共价化合物SiC，CH4的稳定性大于SiH4，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：C2．(2022·荆州模拟)有M、X、Y、Z、W五种原子序数依次增大的短周期元素，其中M、Z同主族；X＋与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：Z2－＞W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。以下说法正确的选项是()A．X、M两种元素形成的化合物只能存在离子键B．元素Y、Z、W形成的单质中，每1mol它们的单质均含有NA个分子C．由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂解析：X为Na，M为O，Y为Si，Z为S，W为Cl。A项，Na2O2中含有共价键，错误；B项，Si、S、Cl2中，Si为原子晶体，不存在分子，错误；C项，HCl、H2S、H2O中，H2O的沸点最高，错误；D项，Cl2、O3均可作为水处理中的消毒剂，正确。答案：D3．(2022·潍坊模拟)短周期元素甲、乙、丙、丁、戊五种元素在元素周期表中的位置如下图，其中戊是同周期中原子半径最小的元素。以下有关判断正确的选项是()A．最外层电子数：甲>乙>丙>丁>戊B．简单离子的离子半径：戊>丁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解析：第一周期只有两种元素，而短周期为前三周期，故甲、乙、丙所在周期为第二周期，戊元素原子半径同周期最小，故为第三周期第ⅦA族，即Cl元素，由此推知甲、乙、丙、丁分别为B、C、N、S。甲、乙、丙、丁、戊五种元素原子最外层电子数分别为3、4、5、6、7，故A错误；核外电子数相同的简单离子，其离子半径随核电荷数的增加而减小，B错误；丁元素为S，含有S的酸有硫酸、亚硫酸、氢硫酸、硫氰酸等，C正确；氮的氢化物有NH3、N2H4，D错误。答案：C4．(2022·宜春模拟)现有四种短周期元素的有关信息如下表所示：元素结构特点及在周期表中的位置单质及化合物的局部性质与用途甲在元素周期表中，主族序数等于周期数工业上用电解法冶炼该金属乙单质的晶体是良好的半导体材料氧化物是工业制普通玻璃的主要原料丙原子最外层电子数是最内层电子数的2倍单质存在多种同素异形体丁元素能形成两种不同的阴离子丁的一种单质与KI溶液反响生成另一种丁的单质那么甲、乙、丙、丁四种元素的原子序数从大到小排列的是()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，原子序数Si＞Al＞O＞C，故D项正确。答案：D5．A、B、C、D、E都是元素周期表中前20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响生成盐和水。据此答复以下问题：(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2∶2∶1，该盐的名称为________。它的水溶液与D的氢化物的水溶液反响可生成D的单质，该反响的离子方程式为____________________________。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响生成盐和水，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2∶2∶1知E为＋2价金属Ca。答案：(1)D(2)第三周期第ⅢA族(3)次氯酸钙ClO－＋2H＋＋Cl－=Cl2↑＋H2O6．(2022·珠海模拟)短周期元素A、B、C、D、E，A为原子半径最小的元素，A、D同主族，D、E同周期，C、E同主族且E的原子序数为C的原子序数的2倍，B为组成物质种类最多的元素。(1)E离子的原子结构示意图________________。(2)分别由A、C、D、E四种元素组成的两种盐可相互反响得到气体，写出这个反响的离子方程式_________________。(3)由A、B、C三种元素组成的物质X，式量为46，在一定条件下与C、D两种元素的单质均可反响。写出X与C单质在红热的铜丝存在时反响的化学方程式_________________________________。(4)A、C、D三种元素组成的化合物Y中含有的化学键为____________________，B的最高价氧化物与等物质的量的Y溶液反响后，溶液显________(“酸〞“碱〞或“中〞)性，原因是：___________________________________________________________________________________________________________________。解析：通过分析可以得出A、B、C、D、E五种元素分别为H、C、O、Na、S。(2)四种元素分别为H、O、Na、S，所形成的两种盐为NaHSO3和NaHSO4，反响放出的气体是SO2。(3)X是C2H5OH，和O2在有催化剂条件下反响。(4)Y是NaOH，含有共价键和离子键，和CO2等物质的量反响后产物为NaHCO3，溶液显碱性，是因为HCOeq\o\al(－,3)发生水解和电离：HCOeq\o\al(－,3)＋H2OH2CO3＋OH