（新課標）高考化學大一輪復(fù)習 第5章專題講座六 魯科版-魯科版高三化學試題

專題講座六元素推斷題的知識貯備和解題方法一、元素在周期表中的位置推斷[知識貯備]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2周期(Li、Be除外)(2)“陰三陽四”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3周期。若為陽離子，則位于第4周期。(3)“陰上陽下”規(guī)律電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，若電性相同，則位于同周期，若電性不同，則陽離子位于陰離子的下一周期——“陰上陽下”規(guī)律。[例1]已知X、Y、Z為三種主族元素，可分別形成Xn＋、Ym＋、Zn－三種離子，已知m>n且X、Y、Z三種原子的M層電子數(shù)均為奇數(shù)。下列說法中不正確的是()A．三種離子中，Ym＋的離子半徑最小B．Z的最高價氧化物對應(yīng)水化物的分子式為HnZO4C．X、Y、Z一定在同一周期，且原子半徑Z>X>YD．三種元素相應(yīng)的最高價氧化物對應(yīng)水化物之間兩兩會發(fā)生反應(yīng)解析根據(jù)題中X、Y、Z之間的相互關(guān)系，可以推斷出X、Y、Z分別為Na、Al、Cl元素。Na＋、Al3＋、Cl－三種離子中Al3＋的離子半徑最小，A項正確；Cl的最高價氧化物對應(yīng)水化物的分子式為HClO4，B項正確；Na、Al、Cl元素同處于第3周期，其原子半徑為Na>Al>Cl，即X>Y>Z，C項錯誤；氫氧化鋁為兩性氫氧化物，D項正確。答案C[例2]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)，下列有關(guān)敘述不正確的是()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．C元素組成的單質(zhì)可與NaOH反應(yīng)并放出H2解析A與C在周期表中位置上下相鄰，A、C同主族，則A在第2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，則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；原子半徑B＞C＞A。答案C[知識貯備]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)(對于大部分元素來說)；②主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)＝最高正價＝8－|最低負價|③|最高正價|－|最低負價|＝eq\b\lc\{\rc\(\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最高正價是最低負價絕對值3倍的短周期元素：S。⑧除H外，原子半徑最小的元素：F。⑨最高正價不等于族序數(shù)的短周期元素：O(F無正價)。[例3]現(xiàn)有A、B、C、D四種短周期元素，它們之間的關(guān)系如下。原子半徑：A<C<B<D；原子的最外層電子數(shù)：A＋C＝B＋D＝8；原子的核外電子層數(shù)：B＝C＝2A；B元素的主要化合價：最高正價＋最低負價＝2。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．由A、B兩種元素組成的一種常見氣體顯堿性B．D元素組成的單質(zhì)能與強堿溶液反應(yīng)，并有H2生成C．C元素不可能在第1周期，也不可能在第ⅣA族D．A、B、C、D四種元素組成的離子化合物中一定含有金屬陽離子解析根據(jù)題意知：A為氫，B為氮，C為氟，D為鋁，則D選項錯誤。答案D[例4]如圖表示元素周期表前四周期的一部分，關(guān)于元素X、Y、Z、W的敘述正確的是()①X、Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性為Y<X②Y、Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性Y<Z③W的單質(zhì)常溫下呈液態(tài)，可與鐵粉反應(yīng)④W的原子序數(shù)比Z的大9A．只有③B．①②C．①②③D．①②③④解析由元素周期表的結(jié)構(gòu)可知，X為N，Y為P，Z為S，W為Br。X、Y的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性為HNO3>H3PO4，①正確；同一周期，從左至右，元素的非金屬性增強，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強，②正確；W為Br，常溫下其單質(zhì)為液態(tài)，可與鐵粉反應(yīng)生成溴化鐵，③正確；W的原子序數(shù)比Z的大19，④錯誤。答案C二、元素及其化合物的性質(zhì)推斷[知識貯備](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)量分數(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酸反應(yīng)，又能與強堿反應(yīng)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應(yīng)的元素：N；能起氧化還原反應(yīng)的元素：S。(8)元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素：Li、Na、F。[例5]X、Y、Z為同一短周期中的元素，其原子半徑依次減小，它們的最高價氧化物對應(yīng)水化物之間，任意兩種混合均可反應(yīng)，M為Y、Z形成的化合物，其溶液顯酸性。下列說法正確的是()A．其簡單離子的半徑依次增大B．將M溶液加熱蒸干并灼燒，最后可得Y的氧化物C．X燃燒的產(chǎn)物中只含離子鍵D．將少量X單質(zhì)投入到M溶液中，會置換出Y單質(zhì)解析根據(jù)題意不難判斷X、Y分別為Na、Al元素；根據(jù)“M為Y、Z形成的化合物，其溶液顯酸性”的信息可知Z為Cl元素；因為Al2S3在水溶液中是不存在的，則答案可知。答案B[例6]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)生反應(yīng)生成鹽和水。據(jù)此回答下列問題：(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應(yīng)可生成D的單質(zhì)，該反應(yīng)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)的水化物均為強酸，D是氯；B、C、D三元素在第3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應(yīng)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3周期第ⅢA族Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(),\s\do4())eq\o\al(·,·)H]－(3)次氯酸鈣ClO－＋2H＋＋Cl－===Cl2↑＋H2O三、綜合利用“位”、“構(gòu)”、“性”關(guān)系推斷[知識貯備]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已知條件，可推算原子序數(shù)，判斷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、戊五種元素在元素周期表中的位置如下圖所示，其中戊是同周期中原子半徑最小的元素。下列有關(guān)判斷正確的是()甲乙丙丁戊A.最外層電子數(shù)：甲>乙>丙>丁>戊B．簡單離子的離子半徑：丙<乙<丁<戊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1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2周期，戊元素原子半徑最小，故為第3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；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；丁元素為S，含有S的酸有硫酸、亞硫酸、氫硫酸、硫氰酸等，故選項C正確；氮的氫化物有NH3、N2H4，故D錯。答案C[例8]下表是元素周期表中的一部分，表中所列字母分別代表一種化學元素，請回答下列問題：(1)寫出j在周期表中的位置__________。(2)o、i、p三種元素之間能以原子個數(shù)之比1∶1兩兩形成互化物，這些互化物的性質(zhì)類似于這些元素單質(zhì)的性質(zhì)。請寫出i、p的互化物與f、l形成的化合物等物質(zhì)的量反應(yīng)時的化學方程式：________________________________________________________________________。(3)假設(shè)NHeq\o\al(＋,4)是“元素NH4”的陽離子，則“元素NH4”在周期表中的位置應(yīng)該是______________；NH4的碳酸鹽應(yīng)________(填“易”或“不易”)溶于水。解析(1)由元素周期表的結(jié)構(gòu)知，j處于第4周期，周期表的第4個橫行的結(jié)構(gòu)包括，第ⅠA～ⅡA族、第ⅢB～ⅦB族、第Ⅷ族、第ⅠB～ⅡB族、第ⅢA～ⅦA族、0族部分元素，j是第Ⅷ族。(2)由題意知i、p的互化物為BrCl，f、l形成的化合物為NaI，BrCl中Cl得電子能力強，Cl為－1價，Br為＋1價，類似于鹵素單質(zhì)的性質(zhì)，NaI與BrCl等物質(zhì)的量反應(yīng)生成I2。(3)NH4的核電荷數(shù)為11，周期表中應(yīng)在第3周期第ⅠA族，類似于鈉，NH4的碳酸鹽易溶于水。答案(1)第4周期第Ⅷ族(2)2BrCl＋2NaI===Br2＋I2＋2NaCl(3)第3周期第ⅠA族易四、元素推斷的特殊技巧舉例[知識貯備]1．“公式”＋“驗證”巧推短周期相鄰元素(1)若已知三元素的核外電子數(shù)(原子序數(shù))之和經(jīng)驗公式：eq\f(三種元素原子序數(shù)之和±8,3)≈其中某元素的原子序數(shù)注意：若整除則無解。(2)若已知相鄰三元素的最外層電子數(shù)之和①能被3整除，則三種元素的位置關(guān)系只能為同周期相鄰或同主族相鄰；②同時不能被3和2整除，則必有兩元素在同一偶數(shù)族，另一元素為相鄰奇數(shù)族；③雖然不能被3整除，但是能被2整除，則必有兩元素在同一奇數(shù)族，另一元素為相鄰偶數(shù)族。[例9]有三種相鄰元素A、B、C，已知A、B處于同一周期，且B、C處于同一主族相鄰位置。又知這三種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和是31，最外層電子數(shù)之和為17，試推斷A、B、C各為何種元素。解析eq\f(31－8,3)＝7…2，eq\f(31＋8,3)＝13(整除)，故一種元素為7N。又由于17既不能被3整除，也不能被2整除，則另外兩元素都在偶數(shù)族，只能是8O和16S，經(jīng)驗證符合題意。答案A為N元素，B為O元素，C為S元素。[知識貯備]2．位置圖示法所謂圖示法就是采用圖形或圖表對題目條件進行形象化的展示，直觀地揭示題目條件間的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律，把握解題的關(guān)鍵。[例9]可用圖示法推斷。解析分析題意，我們可將A、B、C這三種元素在元素周期表中的位置，列出如下四種情形：再根據(jù)三元素的原子序數(shù)的關(guān)系，列出代數(shù)式，求解，簡單直觀。設(shè)B的質(zhì)子數(shù)為x。根據(jù)三種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為31，綜合分析上述四種情況，可列出以下四個代數(shù)方程式：①(x－1)＋x＋(x＋8)＝31，解之得x＝8；②x＋(x＋1)＋(x＋8)＝31，解之得x＝eq\f(22,3)(不合理)；③(x－1)＋x＋(x－8)＝31，解之得x＝eq\f(40,3)(不合理)；④(x＋1)＋x＋(x－8)＝31，解之得x＝eq\f(38,3)(不合理)。則A：質(zhì)子數(shù)8－1＝7，是氮元素；B：質(zhì)子數(shù)為8，是氧元素；C：質(zhì)子數(shù)為8＋8＝16，是硫元素。N、O、S三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為5＋6＋6＝17，符合題意。[知識貯備]3．“直覺”＋“驗證”技巧直覺，就是一種對問題直接的、有意識的、不經(jīng)嚴密邏輯推理的思維，它可以跨越復(fù)雜的推理過程，直接得出結(jié)論。豐富的知識積累是產(chǎn)生直覺的重要前提，但由于直覺產(chǎn)生的結(jié)論只是一種可能的猜測，因此只有對結(jié)論進行嚴格的邏輯論證和檢驗，才能得出正確的答案。[例10]A、B、C、D四種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。A、D同族，B、C同周期。A、B組成的化合物甲為氣態(tài)，其中A、B的原子數(shù)之比為4∶1，由A、C組成的兩種化合物乙、丙都是液態(tài)，乙中A、C原子數(shù)之比為1∶1，丙中A、C原子數(shù)之比為2∶1，由D、C組成的兩種化合物丁和戊都是固體，丁中D、C原子數(shù)之比為1∶1