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專題講座(二)　元素推斷試題的分類突破 元素推斷題的一般思維模板：根據(jù)原子結構、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： 類型1　元素在周期表中的位置推斷 1．根據(jù)核外電子的排布規(guī)律 (1)最外層電子數(shù)規(guī)律 (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，該元素位于第三周期；若為陽離子，則位于第四周期。 (3)“陰上、陽下”規(guī)律：電子層結構相同的離子，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。 2．根據(jù)元素周期表結構與原子電子層結構的關系推斷 (1)核外電子層數(shù)＝周期序數(shù)； (2)主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)＝最高正價＝8－|最低負價|(氧、氟元素除外)； (3)|最高正價|－|最低負價|＝ 3．周期表中特殊位置的元素(1～20號元素) (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。 (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)除氫外，原子半徑最小的元素：F。 [對點訓練] 1．主族元素M、R形成的簡單離子M2－與R＋的核外電子數(shù)之和為20，下列說法正確的是(　　) A．M原子的質(zhì)子數(shù)一定大于R原子的質(zhì)子數(shù) B．M可能存在16M、18M兩種核素 C．M2－與R＋的電子層結構不可能相同 D．兩種離子結合形成的化合物中不含有共價鍵 B　[根據(jù)主族元素M、R形成的簡單離子M2－與R＋的核外電子數(shù)之和為20，可知M、R可能為O元素和Na元素或S元素和Li元素。O元素的質(zhì)子數(shù)小于Na元素的質(zhì)子數(shù)，A錯誤；O元素存在18O和16O兩種核素，B正確；O2－和Na＋的電子層結構相同，C錯誤；兩種離子結合形成的化合物可能為Na2O2，既含離子鍵又含共價鍵，D錯誤。] 2．已知X、Y、Z為三種短周期主族元素，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水化物的分子式為HZO4 C．X、Y、Z一定在同一周期，且原子半徑Z>X>Y D．三種元素相應的最高價氧化物對應水化物之間兩兩會發(fā)生反應 C　[根據(jù)題中X、Y、Z之間的相互關系，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水化物的化學式為HClO4，B項正確；Na、Al、Cl元素同處于第三周期，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。] 3．X、Y、Z是三種主族元素，如果Xn＋陽離子與Yn－陰離子具有相同的電子層結構，Zn－陰離子半徑大于Yn－陰離子半徑，則三種元素的原子序數(shù)由大到小的順序是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．Z>X>Y B．X>Y>Z C．Z>Y>X D．X>Z>Y A　[根據(jù)“序、層”規(guī)律可知，X元素在Y元素的下一周期，Z元素在X同周期或下幾個周期，故三種元素的原子序數(shù)大小順序為Z>X>Y。] 類型2　根據(jù)物質(zhì)的組成和特性進行推斷 1．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。 2．物質(zhì)的特性 (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)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，又能與強堿反應的元素：Al。 (7)元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物的水化物能起化合反應的元素：N；能起氧化還原反應的元素：S。 (8)元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應放出氣體的短周期元素：Li、Na、F。 (9)最活潑的非金屬元素(或無正價的元素、無含氧酸的非金屬元素、其無氧酸可腐蝕玻璃的元素、其氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的元素或陰離子的還原性最弱的元素)：F。 (10)自然界最活潑的金屬元素(或最高價氧化物的水化物堿性最強的元素、陽離子氧化性最弱的元素)：Cs。 (11)最高價氧化物對應水化物酸性最強的元素：Cl。 (12)最高價氧化物的水化物與最低價氫化物能反應生成鹽的元素：N。 [對點訓練] 4．原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素X、Y、Z、W，其中X、Z、W與氫元素可組成共價化合物XH3、H2Z和HW；Y與氧元素可組成離子化合物Y2O和Y2O2。 【導學號：95812126】 (1)寫出Y2O2的化學式________，其中含有的化學鍵是________。 (2)X、Z、W三種元素的最高價氧化物對應的水化物酸性最強的是(填寫化學式)：________。 (3)XH3、H2Z和HW三種化合物，其中一種與另外兩種都能反應的是(填寫化學式)：____________，生成物屬于________化合物(填“離子”或“共價”)。 (4)寫出下列物質(zhì)的電子式 ①XW3：________，②Y2Z：________。 (5)X的氣態(tài)氫化物的結構式：____________。 [解析]　由共價化合物XH3、H2Z和HW知，X、Z、W分別在ⅤA族、ⅥA族和ⅦA族，由原子序數(shù)XZ，錯誤；D項，W形成的簡單陰離子為S2－，Q形成的簡單陰離子為Cl－，離子半徑：S2－>Cl－，錯誤。] 6．(2017南通模擬)已知X、Y、Z、W、R是原子序數(shù)依次增大的五種短周期主族元素，其中Y、R原子最外層電子數(shù)相等；X元素最低負價與W元素最高正價絕對值相等；工業(yè)上常用電解熔融氧化物的方法冶煉W單質(zhì)；Z、W、R最高價氧化物對應的水化物兩兩反應均生成鹽和水。下列說法正確的是(　　) 【導學號：95812127】 A．簡單離子半徑：Y>Z>W B．簡單氫化物的熱穩(wěn)定性：X>Y>R C．W的最高價氧化物對應的水化物堿性比Z的強 D．R的最高價氧化物對應的水化物化學式一定是HRO4 A　[由題意推知，X為N，Z為Na，W為Al，Y若為F，則R為Cl，Y若為O，則R為S。A項，離子半徑：F－(或O2－)>Na＋>Al3＋，正確；B項，Y的非金屬性最強，形成的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定，錯誤；C項，金屬性：Na>Al，堿性：NaOH>Al(OH)3，錯誤；D項，R可形成H2SO4或HClO4，錯誤。] 類型3　根據(jù)“位—構—性”進行綜合推斷 1．元素周期表的特殊結構 (1)元素周期表中第一周期只有兩種元素H和He，H元素所在的ⅠA族為元素周期表的左側邊界，ⅠA族左側無元素分布； (2)He為0族元素，0族元素為元素周期表的右側邊界，0族元素右側沒有元素分布。 (3)三個短周期，第一周期為2種元素，第二、三周期有8種元素。 2．一般分析思路 題中文字信息→推斷出元素→圖表中固定位置周期表片段→應用 [對點訓練] 7．(2017咸陽模擬)有X、Y、Z、W、M五種原子序數(shù)依次增大的前四周期元素，其中X、M同主族，M原子有4個電子層；Z2＋與Y2－具有相同的電子層結構，W是地殼中含量最多的金屬，X與M的原子序數(shù)之和等于Y與Z的原子序數(shù)之和。下列敘述不正確的是(　　) 【導學號：95812128】 A．離子半徑大小：r(Y2－)>r(Z2＋) B．W的氧化物可與M的最高價氧化物的水化物反應 C．X有多種同素異形體，而Y不存在同素異形體 D．X、Y的單質(zhì)均能與M形成離子化合物 C　[根據(jù)題中信息可確定X、Y、Z、W和M分別為H、O、Mg、Al和K。A項，電子層結構相同的離子，核電荷數(shù)越小離子半徑越大；B項，Al2O3能與KOH溶液反應；C項，氫元素有多種同位素，氧元素存在同素異形體；D項，存在KH、K2O等離子化合物。] 8．(2017東北三省四市一模)X、Y、Z、R、W是5種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，它們可組成離子化合物Z2Y和共價化合物RY3、XW4，已知Y、R同主族，Z、R、W同周期。下列說法不正確的是(　　 ) A．原子半徑：Z＞R＞W(wǎng) B．X2W6分子中各原子滿足8電子結構 C．氣態(tài)氫化物沸點：HmY＞HnR D．Y、Z、R三種元素組成的化合物水溶液一定顯堿性 D　[離子化合物Z2Y中Z的化合價為＋1價，Y的化合價為－2價，分別為ⅠA族和ⅥA族元素，已知Y、R同主族，且形成共價化合物RY3，則R為S元素，Y為O元素，Z、R、W同周期，則Z為Na元素，X、Y、Z、R、W是5種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，則W是Cl元素，根據(jù)XW4可知X為C元素。] 9．A、B、C、D、E、F六種短周期元素，其原子序數(shù)依次增大。A原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，C的氫化物在常溫下為液體，D能形成DF型離子化合物，0.9 g E 與足量的稀硫酸反應生成的氫氣在標準狀況下的體積為1.12 L，F(xiàn)的族序數(shù)與周期序數(shù)之差為4。請回答下列問題： (1)寫出元素符號：A________；B________；C________；D________；E________；F________。 (2)六種元素中，單質(zhì)還原性最強的是________(寫化學式，下同)；最高價氧化物對應水化物中酸性最強的是________。 (3)六種元素中的三種元素組成的某種鹽的水溶液呈堿性，是家用消毒劑的主要成分，請用離子方程式解釋該鹽溶液呈堿性的原因：_______________。 (4)D、E元素的最高價氧化物對應的水化物發(fā)生反應的離子方程式為_______。 [解析]　(1)根據(jù)題意可知A為C，B為N，C為O，D為Na，E為Al，F(xiàn)為Cl。(2)六種元素中單質(zhì)還原性最強的為Na，Cl的非金屬性最強，其最高價氧化物對應水化物HClO4的酸性最強。(3)NaClO是家用消毒劑，由于ClO－的水解使溶液呈堿性。(4)NaOH溶液和Al(OH)3發(fā)生反應的離子方程式為Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 [答案]　(1)C　N　O　Na　Al　Cl (2)Na　HClO4 (3)ClO－＋H2OHClO＋OH－ (4)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O 10．(2016海南高考)短周期元素X、Y、Z、M的原子序數(shù)依次增大。元素X的一種高硬度單質(zhì)是寶石，Y2＋電子層結構與氖相同，Z的質(zhì)子數(shù)為偶數(shù)，室溫下M單質(zhì)為淡黃色固體，回答下列問題： (1)M元素位于周期表中的第________周期、________族。 (2)Z元素是________，其在自然界中常見的二元化合物是________。 (3)X與M的單質(zhì)在高溫下反應的化學方程式為___________________， 產(chǎn)物分子為直線形，其化學鍵屬________(填“極性”或“非極性”)共價鍵。 (4)四種元素中的________可用于航空航天合金材料的制備，其單質(zhì)與稀鹽酸反應的化學方程式為_________________________________。 [解析]　根據(jù)提供信息，可以推斷出X為C，Y為Mg，Z為Si，M為S。(1)硫元素位于元素周期表第三周期、ⅥA族。(2)Z為Si，其在自然界中常見的二元化合物為SiO2。(3)C與S在高溫下反應生成CS2，其結構式為S===C===S，所含化學鍵為極性共價鍵。(4)四種元素中Mg可用于航空航天合金材料的制備，Mg與稀鹽酸反應的化學方程式為Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。 [答案]　(1)三?、鯝　(2)Si　SiO2　(3)C＋2SCS2　極性 (4)Mg　Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑