全国通用高考化学一轮复习第5章物质结构元素周期律高考专题讲座3元素推断试题的分类突破学案

(三)元素推断试题的分类突破元素推断及元素性质是近几年全国卷的必考题型，以选择题的形式呈现。命题的方向主要是借助元素周期表的结构片段、原子结构特点、物质组成与结构、主要化合物及单质的性质或转化关系进行推断。其基本关系如图根据原子结构与物质组成推断1元素推断中常用的二条规律(1)最外层电子规律最外层电子数(N)3N次外层电子数元素在周期表中的位置主族A族、A族、第族、副族、0族元素氦第二周期(Li、Be除外)(2)“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。如O2、F、Na、Mg2、Al3电子层结构相同，则Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。2物质的特殊组成(1)O与H可形成H2O、H2O2。(2)O与Na可形成Na2O、Na2O2。(3)C与H可形成多种烃类物质(如CH4、C2H4、C2H2等)。(4)N与H可形成NH3、N2H4、NH4H。(5)O与S可形成SO2、SO3。(6)N的含氧酸有HNO2、HNO3。(7)S的含氧酸有H2SO4、H2SO3。(8)Cl的含氧酸有HClO、HClO2、HClO3、HClO4。(9)Si的含氧酸有H2SiO3、H4SiO4。(10)N与O可形成N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。典例导航(2016全国卷)a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2和c的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是()Aa与其他三种元素分别形成的二元化合物中其化合价均为1Bb与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物Cc的原子半径是这些元素中最大的Dd与a形成的化合物的溶液呈弱酸性审题指导【解析】选项判断依据结论AH与其他三种元素形成的二元化合物H2O、H2S中H均为1价，而NaH中H为1价错误BO与其他三种元素可分别形成H2O和H2O2，Na2O和Na2O2，SO2和SO3正确C由四种元素在周期表中的位置判断原子半径：r(Na)r(S)r(O)r(H)，故原子半径最大的是Na正确DH与S形成的化合物H2S是二元弱酸，水溶液呈弱酸性正确【答案】A (1)NaH的电子式为_。(2)d与a、c形成的化合物的化学式为_，在水溶液中呈_性，其原因是_(用离子方程式表示)。(3)b2、c、d2的半径大小顺序为_。(4)b与c形成的化合物为_。【答案】(1)NaH(2)NaHS碱HSH2OH2SOH(3)S2O2Na(4)Na2O与Na2O2对点训练1(2017全国卷)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族。下列叙述正确的是()A原子半径：dcbaB4种元素中b的金属性最强Cc的氧化物的水化物是强碱Dd单质的氧化性比a单质的氧化性强Ba原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同，b原子次外层的电子数为2或8，若b原子次外层的电子数为2，则a为He，不是主族元素，不符合题意；若b原子次外层的电子数为8，则b为第三周期元素，a为O；d与a同族，则d为S; c所在周期数与族数相同，则c为Al，b为Na或Mg。A错：原子半径：adcbaBa和其他3种元素均能形成共价化合物Cd和其他3种元素均能形成离子化合物D元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6 B由a的最外层电子数为1，a的电子层结构与氦相同可知，a为H。b和c的次外层有8个电子，则b、c处于第三周期，又知b、c的最外层电子数分别为6、7，从而推知，b、c分别为S、Cl。由c和d的电子层结构相同可知，d为K。A项S、Cl处于第三周期，Cl的原子序数大于S，则Cl的非金属性强于S；由H2S中S元素显2价、H元素显1价可知，S的非金属性强于H，因此三种元素的非金属性次序为ClSH。B项H和S、Cl可形成共价化合物H2S和HCl，而H与K则形成离子化合物KH。C项K和H、S、Cl均可形成离子化合物，分别为KH、K2S和KCl。D项H、S、Cl的最高化合价分别为1、6和7，最低化合价分别为1、2和1，因此三种元素各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6。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A族为元素周期表的左侧边界，A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)同主族上下相邻周期元素的原子序数关系若在A族或A族，原子序数之差为上周期所包含的元素种数。若在AA族，原子序数之差为下周期所包含的元素种数。如第三周期和第四周期的同族相邻元素，若在A或A族，原子序数之差为8；若在AA族，原子序数之差为18。3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)除H外，原子半径最小的元素：F。(9)最高正价不等于族序数的短周期元素：O(F无正价)。典例导航(2017全国卷)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是()WXYZA氢化物沸点：WWC化合物熔点：Y2X3YZ3D简单离子的半径：YX审题指导确定W、X、Y、Z【解析】设W的最外层电子数为x，则得x2xx1x221，故x5，故W、X、Y、Z分别为N、O、Al、Cl。ANH3分子间有氢键，其沸点比HCl高，故A错误；BAl(OH)3显两性，N元素的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性，故B错误；CAl2O3是离子晶体，熔点高，而AlCl3是分子晶体，熔点低，故C错误；DAl3和O2的结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，故D正确。【答案】D(1)Z在周期表中的位置为_。(2)NH3与H2O的还原性_强，稳定性_强。(3)Y的最高价氧化物的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式为_。(4)Z的含氧酸有_(写化学式，下同)，其中酸性最强的为_，氧化性最强的为_。【答案】(1)第三周期A族(2)NH3H2O(3)Al(OH)3OH=AlO2H2O(4)HClO、HClO2、HClO3、HClO4HClO4HClO对点训练3短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示，其中X元素原子的内层电子数是最外层电子数的一半。XYZWQ下列说法中正确的是()A钠与W可形成化合物Na2W2B由Z与Y组成的物质在熔融时能导电CW得电子能力比Q强DX有多种同素异形体，而Y不存在同素异形体A由短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置可知，X、Y处于第二周期，Z、W、Q处于第三周期，X元素原子的内层电子数是最外层电子数的一半，则最外层电子数为4，故X为C，则Z为Si、Y为O、W为S、Q为Cl。类似于Na2O2，Na和S可形成Na2S2，A项正确；二氧化硅是共价化合物，熔融状态下不导电，B项错误；同周期的主族元素从左到右，非金属性逐渐增强，得电子能力逐渐增强，故S得电子能力比Cl弱，C项错误；碳元素有金刚石、石墨等同素异形体，氧元素有氧气、臭氧等同素异形体，D项错误。4四种短周期元素在周期表中的相对位置如下表所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。下列说法正确的是() XYZWA元素W位于第三周期A族B元素Y的氢化物水溶液呈酸性C元素X、Z的各种氯化物分子中，各原子均满足8电子稳定结构D元素X与氢元素形成的原子个数比为11的化合物有多种D根据四种短周期元素在周期表中的位置关系可知X、Y在第二周期，Z、W在第三周期，Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍，则Z是P，Y是N，X是C，W是S。A项，W即S元素在第三周期A族；B项，NH3的水溶液呈碱性；C项，PCl5分子中的P原子不满足8电子稳定结构；D项，C、H原子形成的原子个数比为11的化合物有CHCH、等多种。元素推断与物质推断的融合1以常见元素及其化合物特性为突破口(1)形成化合物种类最多、单质是自然界中硬度最大、气态氢化物中氢元素的质量分数最大的元素：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或气态氢化物的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)地壳中含量最多的金属元素：Al。(5)最活泼的非金属元素或无正价的元素或无含氧酸的非金属元素或无氧酸(气态氢化物)可腐蚀玻璃的元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素：F。(6)最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素：Cs(放射性元素除外)。(7)最易着火的非金属元素的固体单质，其元素：P。(8)焰色反应呈黄色的元素：Na。(9)单质密度最小的元素：H；密度最小的金属元素：Li。(10)常温下单质呈液态的非金属元素：Br，金属元素：Hg。(11)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。(12)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生化合反应的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。(13)元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素：S。(14)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。(15)短周期元素构成的化合物：0.01 mol/L的溶液pH12(常温)为NaOH溶液；0.01 mol/L的溶液pH2(常温)为H2SO4溶液；0.01 mol/L的溶液pH2(常温)为HCl、HClO4溶液。2单质及化合物的常见转化(1)直线型转化关系ABCX为O2NaNa2ONa2O2N2NONO2或NH3NONO2SSO2SO3或H2SSO2SO3CCOCO2或CH4COCO2X为CO2NaOHNa2CO3NaHCO3X为强酸，如HClNaAlO2Al(OH)3AlCl3Na2CO3NaHCO3CO2X为强碱，如NaOHAlCl3Al(OH)3NaAlO2(2)交叉型转化关系(3)三角型转化关系典例导航(2016全国卷)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01 molL1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是()A原子半径的大小WXXYCY的氢化物常温常压下为液态DX的最高价氧化物的水化物为强酸审题指导【解析】由n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，可知Z元素为Cl，n为Cl2，再根据q的水溶液具有漂白性，可知q为HClO，由0.01 molL1r溶液的pH为2，可判断r为一元强酸，则r为HCl，然后根据n和p的反应条件，以及s通常是难溶于水的混合物，可知p为烷烃，s为烷烃的氯代物；根据题意，W、X、Y、Z是短周期原子序数依次增加的四种元素，可进一步推知W、X、Y、Z分别为H、C、O、Cl。A项，根据原子半径的变化规律，可知原子半径：HOC，再由CCl4、ClO2中化合价的正负，可知非金属性：OClC，错误；C项，氧的氢化物可能为H2O或H2O2，常温常压下二者均为液态，正确；D项，碳的最高价氧化物的水化物H2CO3为弱酸，错误。【答案】C(1)n与m反应的离子方程式为_。(2)题中涉及的Cl2参与的光照反应有哪些？写出有代表性的化学方程式_。【答案】(1)Cl2H2OHClHClO(2)Cl2H22HClCl2CH4CH3ClHCl(其他合理也可以)对点训练5(2018陕西部分学校第一学期摸底)A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素，分布在三个不同周期。X、Y、Z、W为这些元素形成的化合物，X为二元化合物且为强电解质，W的水溶液呈碱性，物质的转化关系如图所示。下列说法中正确的是()A离子半径：CD3B2BC的单质的熔点低于D的单质的熔点C电解C、E形成的化合物的水溶液可生成C、E对应的单质D由A、B、E形成的化合物都含有共价键，溶液都呈强酸性B本题的突破口是：Z和W反应生成两性化合物，D单质分别和X溶液、Y溶液反应都能得到气体单质，据此可推出D是Al，再结合题给已知信息和框图推出X为HCl，Y为NaOH，Z为AlCl3，W为NaAlO2，所以A、B、C、D、E分别是H、O、Na、Al、Cl。核外电子排布相同的离子，原子序数越小，离子半径越大，故离子半径：O2NaAl3，A项错误；Na单质的熔点低于Al单质的熔点，B项正确；电解氯化钠水溶液得到氢氧化钠、氯气和氢气，C项错误；由H、O、Cl形成的HClO是弱酸，D项错误。6. 由短周期元素A、B、C组成物质之间的转化关系如图，a、b、c是元素A、B、C形成的对应气态非金属单质，其中d、e分别是含有10个、18个电子的共价化合物，f为离子化合物。则下列说法错误的是()A元素A的最高价氧化物的水化物为强酸B单质c具有强氧化性C沸点：dHCl，选项C错误；NH4Cl不稳定，受热易分解生成NH3和HCl，选项D正确。7. 已知短周期元素A、B、C、D最高价氧化物对应水化物分别为X、Y、Z、W。常温下，X、Z、W均可与Y反应。0.1 molL1的X、Z、W三种溶液的pH如图所示。下列说法错误的是()AB的离子半径小于A的离子半径BC氢化物稳定性小于D氢化物稳定性CX、W两物质含有的化学键类型相同DB原子的电子层数与最外层电子数相等C短周期元素中，最高价氧化物对应水化物是一元强碱的是NaOH，即X为NaOH，A为钠元素；0.1 molL1的W溶液pH1，则W为一元含氧酸，且D的原子序数大于钠元素，则D为Cl、W为HClO4；0.1 molL1的Z溶液pH0.7，则氢离子浓度为100.7 molL10.2 molL1，故Z为二元强酸，且C的原子序数大于Na，则C为S、Z为H2SO4；常温下X、Z、W均可与Y反应，则Y为两性氢氧化物，则Y为Al(OH)3、B为Al元素。ANa、Al3电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径NaAl3，故A正确；B非金属性ClS，故氢化物稳定性HClH2S，故B正确；CNaOH含有离子键、共价键，HClO4只含有共价键，二者含有的化学键类型不全相同，故C错误；DB为Al元素，原子核外有3个电子层，最外层电子数为3，其电子层与最外层电子数相等，故D正确。