《三维设计》2018年高考化学一轮复*课件:第五章+难点增分课(三)+元素的综合推断

发布时间:2021-06-19 20:57:41

难点增分课(三) 元素的综合推断

元素推断题是高考的热点题型,命题落脚点是借助元素周 期表的片段、短周期元素的结构特点及这些元素形成重要化合 物的特性推断元素。利用“位—构—性”关系综合考查元素及 其化合物的性质和化学反应原理的相关内容。此类试题的基本 特点如图所示。

[解题模板]

“两步”快速突破元素推断题

题型



依据原子结构特点 推断元素

元素推断中常用的三条规律 1.最外层电子规律

最外层电 子数(N) 元素在周期 表中的位置

3≤N<8

N=1或2
第 ⅠA 族 、 第

N>次外层电子数

主族

ⅡA 族 、 第 Ⅷ 族、副族、0 族元素氦

第二周期 (Li、Be除外)

2.“阴三阳四”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。若为阳离子,则位于第四周期。 如 S2 与 K 的最外层和次外层电子数均相同,则 S 位于第三周
- +

期,K 位于第四周期。 3.“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。

[例 1]

(2016· 全国甲卷)a、b、c、d 为短周期元素,a 的原

子中只有 1 个电子,b2-和 c+离子的电子层结构相同,d 和 b 同 族。下列叙述错误的是 ( )

A. a 与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1 B.b 与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物 C.c 的原子半径是这些元素中最大的 D.d 与 a 形成的化合物的溶液呈弱酸性

解题流程

第一步:挖掘题干信息,确定元素名称

第二步:根据元素周期表、周期律,判断递变规律

选项 A B

判断依据 H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 O与其他三种元素可分别形成H2O和H2O2, Na2O和Na2O2,SO2和SO3 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 氢与硫元素形成的化合物H2S是二元弱酸, 水溶液呈酸性
A

结论 错误 正确

C

正确

D
[答案]

正确

对点演练

1.(2015· 全国卷Ⅱ)原子序数依次增大的元素 a、b、c、d,它们 的最外层电子数分别为 1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相 同, b 和 c 的次外层有 8 个电子, c-和 d+的电子层结构相同。 下列叙述错误的是 A.元素的非金属性次序为 c>b>a B.a 和其他 3 种元素均能形成共价化合物 C.d 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 ( )

解析: 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 Cl>S>H; 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。答案:B



2.(2015· 海南高考)a、b、c、d 为短周期元素,a 的 M 电子层有 1 个电子,b 的最外层电子数为内层电子数的 2 倍,c 的最高 化合价为最低化合价绝对值的 3 倍, c 与 d 同周期, d 的原子 半径小于 c。下列叙述错误的是 A.d 元素的非金属性最强 B.它们均存在两种或两种以上的氧化物 C.只有 a 与其他元素生成的化合物都是离子化合物 D.b、c、d 分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键 ( )

解析:短周期元素中 M 层电子数是 1,则 a 的核外电子排布是 2、 8、1,a 是 Na 元素;b 的最外层电子数为内层电子数的 2 倍,则 b 核外电子排布是 2、4,b 是 C 元素;c 的最高化合价为最低化合价 绝对值的 3 倍,则 c 是 S 元素;c、d 的原子处于同一周期,d 的原 子半径小于 c,根据元素周期律可知 d 是 Cl 元素。A.在上述元素中 非金属性最强的元素是 Cl 元素, 正确; B.Na 可以形成 Na2O、 Na2O2 两种氧化物,C 可以形成 CO、CO2 两种氧化物,S 可以形成 SO2、 SO3 两种氧化物,而 Cl 元素则可以形成 Cl2O、ClO2、ClO3 等多种 价态的氧化物,正确;C.Na 是金属元素,可以与非金属元素 C、S、 Cl 形成离子化合物,正确;D.C 元素可以与 H 元素形成乙烷,该 分子中含有非极性键,错误。答案:D

题型



依据元素周期表的 “片段结构”推断 元素

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若在ⅠA 族或ⅡA 族, 原子序数之差为上周期所包含的元 素种数。 ②若在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,若在ⅠA 或ⅡA 族, 原子序数之差为 8,若在ⅢA~ⅦA 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)。

[例 2]

(2015· 山东高考)短周期元素 X、

Y、Z、W 在元素周期表中的相对位置如右所 示。已知 Y、W 的原子序数之和是 Z 的 3 倍,下列说法正确 的是 A.原子半径:X<Y<Z B.气态氢化物的稳定性:X>Z C.Z、W 均可与 Mg 形成离子化合物 D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W ( )

解题流程

第一步:挖掘题干信息,确定元素名称

第二步:根据元素周期表、周期律,判断递变规律

选项 A B C D

判断依据

结论

Si为第三周期元素,N、O为第二周期元素, 错误 原子半径r(Si)>r(N)>r(O)

非金属性: O>Si , 则 气 态氢化物 稳 定性:
H2O>SiH4 O 、 Cl 与 Mg 形成 MgO 和 MgCl2 ,二者均 为 离子化合物

错误 正确 错误

N 、 Cl 最 高 价 氧 化 物 对 应 水 化 物 分 别 为
HNO3、HClO4,其中酸性HClO4>HNO3

[答案]

C

对点演练

3.(2015· 福建高考)短周期元素 X、Y、Z、W 在元素 周期表中的相对位置如右所示, 其中 W 原子的质 子数是其最外层电子数的三倍。下列说法不正确的是( A.原子半径:W>Z>Y>X B.最高价氧化物对应水化物的酸性:X>W>Z C.最简单气态氢化物的热稳定性:Y>X>W>Z D.元素 X、Z、W 的最高化合价分别与其主族序数相等 )

解析:从元素周期表的局部图可知 X、Y、Z、W 为二、三周期 元素,W 位于第三周期,W 原子的质子数是其最外层电子数的 三倍,故 W 是 P 元素,据此推出 X、Y、Z 分别是氮、氧、硅。 根据四种元素在周期表中的位置关系可知,原子半径: Z>W>X>Y,A 项错误;非金属性:O>N>P>Si,最高价氧化物 对应水化物的酸性:HNO3>H3PO4>H2SiO3,即 X>W>Z,氢化 物的热稳定性:H2O>NH3>PH3>SiH4,即 Y>X>W>Z,B、C 项 正确;主族元素除 O、F 外,其他元素最高化合价都等于其主族 序数,D 项正确。 答案:A

4.(2015· 广东高考改编)甲~庚等元素在周期表中的相对位置如 下表,己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性,甲和丁在 同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判 断正确的是 ( )

A.丙与戊的原子序数相差 18 B.气态氢化物的稳定性:庚<己<戊 C.常温下,甲和乙的单质均能与水剧烈反应 D.丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维

解析:己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性,则己为 S;由元 素在周期表中的相对位置可推断:丙为 B、丁为 Si、庚为 F;因甲 和丁在同一周期, 且甲原子最外层与最内层具有相同电子数, 则甲 为 Mg,乙为 Ca。A.丙为 B,原子序数为 5,而戊位于 P 的下方, 其原子序数比 P 的原子序数大 18,即戊的原子序数为 33,则丙与 戊的原子序数相差 28,错误;B.同周期元素自左向右,元素的非 金属性逐渐增强, 同主族元素自上而下, 元素的非金属性逐渐减弱, 因此元素的非金属性:庚>己>戊,元素的非金属性越强,其气态 氢化物的稳定性越强,故氢化物稳定性:庚>己>戊;C.常温下, 甲(Mg)与水反应缓慢,加热时反应较快;D.丁(Si)的最高价氧化物 为 SiO2,可用于制造光导纤维,正确。 答案:D

题型



依据元素及其化合 物性质推断

常见元素及其化合物的特性 (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单质,其元素是 P。 (8)焰色反应呈黄色的元素:Na。 (9)焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素:K。 (10)单质密度最小的元素:H,密度最小的金属元素:Li。

(11)常温下单质呈液态的非金属元素:Br;金属元素:Hg。 (12)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。 (13)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。 (14)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。 (15)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。 (16)常见的一种元素存在几种单质的元素:C、P、O、S, 其中一种同素异形体易着火的元素:P。

[例 3]

(2016· 全国丙卷)四种短周期主族元素 W、X、Y、

Z 的原子序数依次增大,W、X 的简单离子具有相同电子层 结构,X 的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W 与 Y 同族,Z 与 X 形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说 法正确的是 A.简单离子半径:W<X<Z B.W 与 X 形成的化合物溶于水后溶液呈碱性 C.气态氢化物的热稳定性:W<Y D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z ( )

解题流程

第一步:挖掘题干信息,确定元素名称

第二步:根据元素周期表、周期律,判断递变规律
选项 判断依据 Cl-有3个电子层,Na+、O2-(或N3-)只有2个电子层, 所以Cl-的半径大于Na+、O2-(或N3-)的半径;Na+、 O2- (或 N3- )具有相同的 电子 层结构,核 电荷数越小, 离子半径越大,故Cl->O2-(或N3-)>Na+ Na与O(或N)形成的化合物是Na2O(或Na3N),与水反应 后生成NaOH,而使溶液呈碱性 非金属性越 强 ,气 态氢化物的 稳 定性越 强, 则稳 定性 H2O>H2S(或NH3>PH3) 结论

A

错误

B

正确

C
D

错误

非金属性越 强,最高价氧化物 对应水化物的酸性越 强, 错误 则酸性:HClO4>H2SO4(或HClO4>H3PO4)

[答案]

B

对点演练

5.(2017· 赣州模拟)已知 A、B、C、D、E 是短周期中原子序数 依次增大的 5 种主族元素, 其中元素 A、 E 的单质在常温下 呈气态, 元素 B 的原子最外层电子数是其电子层数的 2 倍, 元素 C 在同周期的主族元素中原子半径最大,元素 D 是地 壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是 A.B 元素在自然界只有一种核素 B.元素 C、D、E 的简单离子的半径依次减小 C.在 5 种元素中 E 元素的单质氧化性最强 D.化合物 AE 与 CE 含有相同类型的化学键 ( )

解析:A、B、C、D、E 是短周期中原子序数依次增大的 5 种主族 元素,B 原子最外层电子数是其电子层数的 2 倍,结合原子序数可 知 B 是碳元素, C 在同周期的主族元素中原子半径最大, C 是钠元 素,D 是地壳中含量最多的金属元素,D 是铝元素,元素 A、E 的 单质在常温下呈气态,则 A 是氢元素,E 是氯元素。A 项, B 元 素(C)在自然界有 3 种核素 12C、13C、14C,错误;B 项,元素 C、 D、E 的简单离子的半径大小关系为 Cl->Na+>Al3+,错误;C 项, 在 5 种元素中,E 的非金属性最强,其单质的氧化性最强,正确; D 项,AE 含有共价键,CE 含有离子键,错误。

答案:C

6.(2016· 海南高考)短周期元素 X、Y、Z、M 的原子序数依次 增大,元素 X 的一种高硬度单质是宝石,Y2+电子层结构与 氖相同,Z 的质子数为偶数,室温下 M 单质为淡黄色固体, 回答下列问题: (1)M 元素位于周期表中的第________周期、________族。 (2)Z 元素是________,其在自然界中常见的二元化合物是 ________。 (3)X 与 M 的单质在高温下反应的化学方程式为__________, 产物分子为直线形, 其化学键属________共价键(填“极性” 或“非极性”)。 (4)四种元素中的________可用于航空航天合金材料的制备, 其单质与稀盐酸反应的化学方程式为_________________。

解析:短周期元素 X、Y、Z、M 的原子序数依次增大,元素 X 的 一种高硬度单质是宝石, 则 X 是 C 元素; Y2 电子层结构与氖相同,


则 Y 是 Mg 元素;Z 的质子数为偶数,室温下 M 单质为淡黄色固 体,则 Z 是 Si 元素,M 是 S 元素。(1)M 元素是 S,位于周期表中 的第三周期、ⅥA 族;(2)Z 是 Si 元素,其在自然界中常见的二元 化合物是 SiO2;(3)X 与 M 的单质在高温下反应产生 CS2,该反应 高温 的化学方程式为 C+2S=====CS2, 产物分子为直线形, 结构与 CO2 类似, 由于是不同元素的原子形成的共价键,所以其化学键属极 性共价键;(4)四种元素中只有 Mg 是金属元素,密度比较小,制成 的合金硬度大,所以可用于航空航天合金材料的制备,该金属是比 较活泼的金属,可以与盐酸发生置换反应产生氢气,其单质与稀盐 酸反应的化学方程式为 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑。

答案:(1)三 (2)Si SiO2

ⅥA

高温 (3)C+2S ===== CS2 (4)Mg

极性

Mg+2HCl===MgCl2+H2↑

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