2023年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第5章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律高考專題講座（三）元素推斷試題的分類突破學(xué)案魯科版

(三)元素推斷試題的分類突破(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第105頁(yè))元素推斷及其元素性質(zhì)是近幾年全國(guó)卷的必考題型，以選擇題的形式呈現(xiàn)。命題的方向主要是借助元素周期表的結(jié)構(gòu)片段、原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)，主要化合物及單質(zhì)的性質(zhì)或轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行推斷。根據(jù)原子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)組成推斷1．元素推斷中常用的二條規(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ⅠA族、ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦第2周期(Li、Be除外)(2)“陰上陽(yáng)下〞規(guī)律電子層結(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(yáng)離子位于陰離子的下一周期——“陰上陽(yáng)下〞規(guī)律。如O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋電子層結(jié)構(gòu)相同，那么Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。2．物質(zhì)的特殊組成(1)O與H可形成H2O和H2O2。(2)O與Na可形成Na2O和Na2O2。(3)C與H可形成多組成的烴類物質(zhì)(如CH4、C2H4、C2H2等)。(4)N與H可形成NH3、N2H4、NH4H。(5)O與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與O可形成N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。[典例導(dǎo)航](2023·全國(guó)Ⅱ卷)a、b、c、d為短周期元素，a的原子中只有1個(gè)電子，b2－和c＋的電子層結(jié)構(gòu)相同，d與b同族。以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．a(chǎn)與其他三種元素形成的二元化合物中其化合價(jià)均為＋1B．b與其他三種元素均可形成至少兩種二元化合物C．c的原子半徑是這些元素中最大的D．d與a形成的化合物的溶液呈弱酸性[審題指導(dǎo)]【解析】選項(xiàng)判斷依據(jù)結(jié)論AH與其他三種元素形成的二元化合物H2O、H2S中H均為＋1價(jià)，而NaH中H為－1價(jià)錯(cuò)誤BO與其他三種元素可分別形成H2O和H2O2，Na2O和Na2O2，SO2和SO3正確C由四種元素在周期表中的位置判斷原子半徑：r(Na)>r(S)>r(O)>r(H)，故原子半徑最大的是Na正確DH與S形成的化合物H2S是二元弱酸，水溶液呈弱酸性正確【答案】A(1)NaH的電子式為_(kāi)_______，(2)d與a、c形成的化合物的化學(xué)式為_(kāi)_______，在水溶液中呈________性，其原因是__________________________________________________________________________(用離子方程式表示)。(3)b2－、c＋、d2－的半徑大小順序?yàn)開(kāi)_______。(4)b與c形成的化合物為_(kāi)_______。【答案】(1)(2)NaHS堿HS－＋H2OH2S＋OH－(3)S2－>O2－>Na＋(4)Na2O與Na2O2[答題模板]“兩步〞快速突破元素推斷題[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．(2023·全國(guó)Ⅱ卷)a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同；c所在周期數(shù)與族數(shù)相同；d與a同族。以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95160120】A．原子半徑：d>c>b>aB．4種元素中b的金屬性最強(qiáng)C．c的氧化物的水化物是強(qiáng)堿D．d單質(zhì)的氧化性比a單質(zhì)的氧化性強(qiáng)B[a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同，b原子次外層的電子數(shù)為2或8，假設(shè)b原子次外層的電子數(shù)為2，那么a為He，不是主族元素，不符合題意；假設(shè)b原子次外層的電子數(shù)為8，那么b為第3周期元素，a為O；d與a同族，那么d為S;c所在周期數(shù)與族數(shù)相同，那么c為Al，b為Na或Mg。A錯(cuò)誤，原子半徑：a<d<c<b。B正確，b為Na或Mg,4種元素中b的金屬性最強(qiáng)。C錯(cuò)誤，c的氧化物的水化物是Al(OH)3，屬于兩性氫氧化物，不是強(qiáng)堿。D錯(cuò)誤，a、d同主族，同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強(qiáng)，氧化性逐漸減弱。]2．(2023·全國(guó)Ⅱ卷)原子序數(shù)依次增大的元素a、b、c、d，它們的最外層電子數(shù)分別為1、6、7、1。a－的電子層結(jié)構(gòu)與氦相同，b和c的次外層有8個(gè)電子，c－和d＋的電子層結(jié)構(gòu)相同。以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95160121】A．元素的非金屬性次序?yàn)閏>b>aB．a(chǎn)和其他3種元素均能形成共價(jià)化合物C．d和其他3種元素均能形成離子化合物D．元素a、b、c各自最高和最低化合價(jià)的代數(shù)和分別為0、4、6B[由a的最外層電子數(shù)為1，a－的電子層結(jié)構(gòu)與氦相同可知，a為H。b和c的次外層有8個(gè)電子，那么b、c處于第3周期，又知b、c的最外層電子數(shù)分別為6、7，從而推知，b、c分別為S、Cl。由c－和d＋的電子層結(jié)構(gòu)相同可知，d為K。A項(xiàng)S、Cl處于第3周期，Cl的原子序數(shù)大于S，那么Cl的非金屬性強(qiáng)于S；由H2S中S元素顯－2價(jià)、H元素顯＋1價(jià)可知，S的非金屬性強(qiáng)于H，因此三種元素的非金屬性次序?yàn)镃l＞S＞H。B項(xiàng)H和S、Cl可形成共價(jià)化合物H2S和HCl，而H與K那么形成離子化合物KH。C項(xiàng)K和H、S、Cl均可形成離子化合物，分別為KH、K2S和KCl。D項(xiàng)H、S、Cl的最高化合價(jià)分別為＋1、＋6和＋7，最低化合價(jià)分別為－1、－2和－1，因此三種元素各自最高和最低化合價(jià)的代數(shù)和分別為0、4、6。]依據(jù)元素周期表的“片段結(jié)構(gòu)〞推斷元素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1周期只有兩種元素H和He，H元素所在的ⅠA族為元素周期表的左側(cè)邊界，ⅠA族左側(cè)無(wú)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(méi)有元素分布。利用這個(gè)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)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3周期和第4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．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(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零的短周期元素：H、C、Si。(7)最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值3倍的短周期元素：S。(8)除H外，原子半徑最小的元素：F。(9)最高正價(jià)不等于族序數(shù)的短周期元素：O(F無(wú)正價(jià))。[典例導(dǎo)航](2023·全國(guó)Ⅲ卷)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對(duì)位置如表所示，這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21。以下關(guān)系正確的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95160122】WXYZA.氫化物沸點(diǎn)：W<ZB．氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Y>WC．化合物熔點(diǎn)：Y2X3<YZ3D．簡(jiǎn)單離子的半徑：Y<X[審題指導(dǎo)]【解析】設(shè)W的最外層電子數(shù)為x，那么得x－2＋x＋x＋1＋x＋2＝21，故x＝5，故W、X、Y、Z分別為N、O、Al、Cl。A.NH3分子間有氫鍵，其沸點(diǎn)比HCl高，故A錯(cuò)誤；B.Al(OH)3顯兩性，N元素的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物HNO3、HNO2均顯酸性，故B錯(cuò)誤；C.Al2O3是離子晶體，熔點(diǎn)高，而AlCl3是分子晶體，熔點(diǎn)低，故C錯(cuò)誤；D.Al3＋和O2－的結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，故D正確?！敬鸢浮緿(1)Z在周期表中的位置為_(kāi)___________________________。(2)NH3與H2O的復(fù)原性______強(qiáng)，穩(wěn)定性______強(qiáng)。(3)Y的最高價(jià)氧化物的水化物與NaOH溶液反響的離子方程式為_(kāi)____________________________________。(4)Z的含氧酸有________(寫(xiě)化學(xué)式，下同)，其中酸性最強(qiáng)的為_(kāi)_______，氧化性最強(qiáng)的為_(kāi)_______?！敬鸢浮?1)第3周期ⅦA族(2)NH3H2O(3)Al(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－(4)HClO、HClO2、HClO3、HClO4HClO4HClO[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]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元素原子的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的一半。XYZWQ以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95160123】A．鈉與W可形成化合物Na2W2B．由Z與Y組成的物質(zhì)在熔融時(shí)能導(dǎo)電C．W得電子能力比Q強(qiáng)D．X有多種同素異形體，而Y不存在同素異形體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處于第2周期，Z、W、Q處于第3周期，X元素原子的內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的一半，那么最外層電子數(shù)為4，故X為C，那么Z為Si、Y為O、W為S、Q為Cl。類似于Na2O2，Na和S可形成Na2S2，A項(xiàng)正確；二氧化硅是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同周期的主族元素從左到右，非金屬性逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸增強(qiáng)，故S得電子能力比Cl弱，C項(xiàng)錯(cuò)誤；碳元素有金剛石、石墨等同素異形體，氧元素有氧氣、臭氧等同素異形體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]4．四種短周期元素在周期表中的相對(duì)位置如下表所示，其中Z元素原子核外電子總數(shù)是其最外層電子數(shù)的3倍。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95160124】XYZWA.元素W位于第3周期ⅤA族B．元素Y的氫化物水溶液呈酸性C．元素X、Z的各種氯化物分子中，各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．元素X與氫元素形成的原子個(gè)數(shù)比為1∶1的化合物有多種D[根據(jù)四種短周期元素在周期表中的位置關(guān)系可知X、Y在第2周期，Z、W在第3周期，Z元素原子核外電子總數(shù)是其最外層電子數(shù)的3倍，那么Z是P，Y是N，X是C，W是S。A項(xiàng)，W即S元素在第3周期ⅥA族；B項(xiàng)，NH3的水溶液呈堿性；C項(xiàng)，PCl5分子中的P原子不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；D項(xiàng)，C、H原子形成的原子個(gè)數(shù)比為1∶1的化合物有等多種。]元素推斷與物質(zhì)推斷融合1．以常見(jiàn)元素及其化合物特性為突破口(1)形成化合物種類最多、單質(zhì)是自然界中硬度最大、氣態(tài)氫化物中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的元素：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或氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)最高的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素：O。(4)地殼中含量最多的金屬元素：Al。(5)最活潑的非金屬元素或無(wú)正價(jià)的元素或無(wú)含氧酸的非金屬元素或無(wú)氧酸(氣態(tài)氫化物)可腐蝕玻璃的元素或氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的元素或陰離子的復(fù)原性最弱的元素：F。(6)最活潑的金屬元素或最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性最強(qiáng)的元素或陽(yáng)離子的氧化性最弱的元素：Cs(放射性元素除外)。(7)最易著火的非金屬元素的固體單質(zhì)，其元素：P。(8)焰色反響呈黃色的元素：Na；(9)單質(zhì)密度最小的元素：H，密度最小的金屬元素：Li。(10)常溫下單質(zhì)呈液態(tài)的非金屬元素：Br，金屬元素：Hg。(11)最高價(jià)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。(12)元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物發(fā)生化合反響的元素：N，能發(fā)生氧化復(fù)原反響的元素：S。(13)元素的氣態(tài)氫化物能和它的氧化物在常溫下反響生成該元素單質(zhì)的元素：S。(14)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。(15)短周期元素構(gòu)成的化合物：①0.01mol/L的溶液pH＝12(常溫)為NaOH溶液。②0.01mol/L的溶液pH<2(常溫)為H2SO4溶液。③0.01mol/L的溶液pH＝2(常溫)為HCl、HClO4溶液。2．單質(zhì)及化合物的常見(jiàn)轉(zhuǎn)化(1)直線型轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)eq\o(→,\s\up7(X))Beq\o(→,\s\up7(X))C①X為O2Na→Na2O→Na2O2N2→NO→NO2或NH3→NO→NO2S→SO2→SO3或H2S→SO2→SO3C→CO→CO2或CH4→CO→CO2②X為CO2NaOHeq\o(→,\s\up7(CO2))Na2CO3eq\o(→,\s\up7(CO2))NaHCO3③X為強(qiáng)酸，如HClNa[Al(OH)4]eq\o(→,\s\up7(HCl))Al(OH)3eq\o(→,\s\up7(HCl))AlCl3Na2CO3eq\o(→,\s\up7(HCl))NaHCO3eq\o(→,\s\up7(HCl))CO2④X為強(qiáng)堿，如NaOHAlCl3eq\o(→,\s\up7(NaOH))Al(OH)3eq\o(→,\s\up7(NaOH))Na[Al(OH)4](2)交叉型轉(zhuǎn)化關(guān)系(3)三角型轉(zhuǎn)化關(guān)系[典例導(dǎo)航](2023·全國(guó)Ⅰ卷)短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物，n是元素Z的單質(zhì)，通常為黃綠色氣體，q的水溶液具有漂白性，0.01mol·L－1r溶液的pH為2，s通常是難溶于水的混合物。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．原子半徑的大小W<X<YB．元素的非金屬性Z>X>YC．Y的氫化物常溫常壓下為液態(tài)D．X的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸[審題指導(dǎo)]【解析】由n是元素Z的單質(zhì)，通常為黃綠色氣體，可知Z元素為Cl，n為Cl2，再根據(jù)q的水溶液具有漂白性，可知q為HClO，由0.01mol·L－1r溶液的pH為2，可判斷r為一元強(qiáng)酸，那么r為HCl，然后根據(jù)n和p的反響條件，以及s通常是難溶于水的混合物，可知p為烷烴，s為烷烴的氯代物；根據(jù)題意，W、X、Y、Z是短周期原子序數(shù)依次增加的四種元素，可進(jìn)一步推知W、X、Y、Z分別為H、C、O、Cl。A項(xiàng)，根據(jù)原子半徑的變化規(guī)律，可知原子半徑：H<O<C，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，根據(jù)同周期元素非金屬的變化規(guī)律，可知非金屬性：O>C，再由CCl4、ClO2中化合價(jià)的正負(fù)，可知非金屬性：O>Cl>C，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氧的氫化物可能為H2O或H2O2，常溫常壓下二者均為液態(tài)，正確；D項(xiàng)，碳的最高價(jià)氧化物的水化物H2CO3為弱酸，錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾(1)n與m反響的離子方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________________________。(2)題中涉及的Cl2參與的光照反響有哪些？寫(xiě)出有代表性的化學(xué)方程式：_________________________________________?！敬鸢浮?1)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO(2)Cl2＋H2eq\o(=,\s\up7(光))2HCl、Cl2＋CH4eq\o(→,\s\up7(光))CH3Cl＋HCl(其他合理也可以)[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]5．(2023·陜西局部學(xué)校第一學(xué)期摸底)A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，分布在三個(gè)不同周期。X、Y、Z、W為這些元素形成的化合物，X為二元化合物且為強(qiáng)電解質(zhì)，W的水溶液呈堿性，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖。以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．離子半徑：C＋>D3＋>B2－B．C的單質(zhì)的熔點(diǎn)低于D的單質(zhì)的熔點(diǎn)C．電解C、E形成的化合物的水溶液可生成C、E對(duì)應(yīng)的單質(zhì)D．由A、B、E形成的化合物都含有共價(jià)鍵，溶液都呈強(qiáng)酸性B[此題的突破口是：①Z和W反響生成兩性化合物，②D單質(zhì)分別和X溶液、Y溶液反響都能得到氣體單質(zhì)，據(jù)此可推出D是Al，再結(jié)合題給信息和框圖推出X為HCl，Y為NaOH，Z為AlCl3，W為NaAlO2，所以A、B、C、D、E分別是H、O、Na、Al、Cl。核外電子排布相同的離子，原子序數(shù)越小，離子半徑越大，故離子半徑：O2－>Na＋>Al3＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Na單質(zhì)的熔點(diǎn)低于Al單質(zhì)的熔點(diǎn)，B項(xiàng)正確；電解氯化鈉水溶液得到氫氧化鈉、氯氣和氫氣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由H、O、Cl形成的HClO是弱酸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]6.由短周期元素A、B、C組成物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖，a、b、c是元素A、B、C形成的對(duì)應(yīng)氣態(tài)非金屬單質(zhì)，其中d、e分別是含有10個(gè)、18個(gè)電子的共價(jià)化合物，f為離子化合物。那么以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：95160125】A．元素A的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸B．單質(zhì)c具有強(qiáng)氧化性C．沸點(diǎn)：d<eD．f受熱易分解為d和eC[a、b、c是元素A、B、C形成的對(duì)應(yīng)氣態(tài)非金屬單質(zhì)，由非金屬元素形成的離子化合物一定是銨鹽，結(jié)合d、e分別是含