专项突破5 元素推断题的解题策略

1、12021新亮剑高考总复习第五单元元素推断题的解题策略专项突破512宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识物质的多样性;能从原子结构特点、原子半径、核外电子排布等微观方面推断元素,认识物质的组质和变化,形成“结构决定性质”的观念;能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。证据推理与模型认知:能基于实验现象和事实,通过数据收集、分析推理等,对物质的组成、结构及其变化分析得出元素周期律;能基于元素周期律理解元素周期表的编排方法;能运用元素周期表揭示元素周期律,能结合“位构性”关系利用原子结构模型、化学键模型等分析解题,进行元素推断。23一、元素推断题的一般思维模板341.结构与位置互推是解题的核

2、心(1) 掌握四个关系式:电子层数=周期数;质子数=原子序数;最外层电子数=主族序数;主族元素的最高正价=主族序数(O、F除外),最低负价=主族序数-8。(2) 熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律:“凹”型结构的“三短三长一不全,七主七副八零完”;各周期元素种类;稀有气体的原子序数及在周期表中的位置;同主族上下相邻元素原子序数的关系。2.性质与位置互推是解题的关键熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括:(1)元素的金属性、非金属性。(2)气态氢化物的稳定性。(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。(4)金属与水或酸反应置换H2的难易程度。453.结构和性质的互推是解

3、题的要素(1)原子的电子层数和最外层电子数决定元素的金属性或非金属性;(2)同主族元素最外层电子数相同,化学性质相似;(3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点;(4)判断元素金属性或非金属性的强弱。位、构、性三者之间的关系充分反映了结构决定性质,性质反映结构,性质与位置、结构的统一性的思想,很好地体现了认识物质,从宏观辨识与微观探析这一学科核心素养要求。56二、依据原子结构特点推断元素1.最外层电子规律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。

4、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。如O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+的电子层结构相同,则Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。6最外层电子数(N)3N次外层电子数元素在周期中的位置主族第A族、第A族、第族、副族、0族(氦)第二周期(Li、Be除外)7三、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A族为元素周期表的左侧边界。(2) He为0族元素,0族元素为元素周期表的右侧边界。2.元素的位置关系和原子序数关系的应

5、用(1)同一周期中,某元素的原子序数比其左边元素原子序数大1,比其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族或A族,原子序数之差为8;若在AA族,原子序数之差为18。783.常见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)

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(无最高正价)。89四、依据元素及其化合物性质推断元素常见元素及其化合物的特性如下:(1) 形成化合物种类最多、单质在自然界中硬度最大、最简单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、气态氢化物的沸点最高的元素、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。910(5)最活泼的非

7、金属元素、无正价的元素、无含氧酸的非金属元素、无氧酸(气态氢化物)可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素、阴离子的还原性最弱的元素:F。(6)最活泼的金属元素、最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素、阳离子的氧化性最弱的元素:Cs(放射性元素除外)。(7) 单质最易着火的非金属元素: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。1011(11) 常温下单质呈液态的非金属元素:Br。常温下单质呈液态的金属元素: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:

8、Al。(13) 气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素:N。元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素:S。(14) 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)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)常见的存在几种单质的元素:C、P、O、S。1112例1短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中元素W的最简单氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,X、Z同主族,且Z原子核外电子数是X的2倍;Y、Z同周期,且Y的离子半径在同周期中最小。下列说法正确的是(A.简单离子半径:ZYWX)。B.

9、工业上用电解熔融X、Y组成的化合物的方法来制取Y单质C.W、X的氢化物中只含极性共价键D.Z的氧化物对应的水化物为强酸答案解析1213解析由题意可知,W、X、Y、Z分别为N、O、Al、S。简单离子半径S2-N3-O2-Al3+,A项错误;工业上通过电解熔融Al2O3制备Al单质,B项正确;X的氢化物可能是H2O,也可能是H2O2,H2O2既有极性共价键也有非极性共价键,C项错误;Z的氧化物对应的水化物可能是H2SO4,也可能是H2SO3,H2SO3是弱酸,D项错误。1314例2并六苯是一种多环芳香烃,并六苯及其衍生物作为有机半导体材料具有潜在应用价值。并六苯的某衍生物的结构简式为,其苯环上的H

10、原子再被1个Cl原子取代的产物有( C)。A.3种B.6种C.7种D.8种解析题述有机物结构对称,有7种不同化学环境的氢原子:,因此其苯环上的H原子再被1个Cl原子取代的产物有7种,C项正确。答案解析1415例2短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大;各元素形成的单质依次为A、B、C、D。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物,且丙为共价化合物,丁为淡黄色固体。上述物质的转化关系如图所示,下列说法不正确的是()。BA. 离子半径大小:WXYZB. 甲、乙、丁均只含有离子键C. X的简单氢化物的热稳定性比W的强D.Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物两两均能反应答案解析1516解析丁为

11、二元淡黄色化合物,故丁为Na2O2;X、Y、Z、W的原子序数依次增大,因此A为O2,B为Na;根据高中常涉及的电解反应,确定甲为Al2O3,乙为NaCl,因此C为Al、D为Cl2、丙为AlCl3;则X为O元素,Y为Na元素,Z为Al元素,W为Cl元素;甲为Al2O3,乙 为NaCl,丙为AlCl3,丁为Na2O2。电子层数越多半径越大,电子层结构相同时,核电荷 数越大半径越小,因此离子半径大小WXYZ,A项正确;丁为Na2O2,既含离子键也含共价键,B项错误;非金属性越强,气态氢化物越稳定,因此X(O)的简单氢化物的热稳定性比W(Cl)的强,C项正确;Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物依次为

12、NaOH、Al(OH)3、HClO4,由于Al(OH)3为氢氧化物,因此两两均能反应,D项正确。16171. 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的最高正化合价为最低负化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。下列D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. a与c、d元素形成的化合物都是离子化合物D. b、c、d分别与氢元素形成的化合物中化学键均为极性共价键答案解析1718解析由题意可知,a为Na元素,b为C元素,c为S元素,d为Cl元素。A项,在上述元素中非金属性最强的元素是Cl,

13、正确;B项,Na可以形成Na2O、Na2O2等氧化物,C可以形成CO、CO2等氧化物,S可以形成SO2、SO3等氧化物,而Cl元素则可以形成Cl2O、 ClO2、Cl2O3等氧化物,正确;C项,Na是金属元素,可以与非金属元素S、Cl形成离子化 合物,正确;D项,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。18192. X、Y、Z、W、R为五种短周期主族元素,且原子序数依次增大,X与W同主族,Z与R同主族,X的原子半径比Y的小,Y的最高价氧化物对应的水化物是强酸,Z的最外层电子D )。数是其内层电子数的3倍。下列说法正确的是(A.原子半径大小关系:r(W)r(Z)r(Y) B.简单

14、气态氢化物的热稳定性:YZ C.R的氧化物对应的水化物均为强酸D.W2Z2与X2R均含有共价键答案解析1920解析由题意可知,X为H元素,Y为N元素,Z为O元素,W为Na元素,R为S元素。原子半径大小关系为r(Na)r(N)r(O),A项错误;根据元素非金属性越强,对应气态氢化物的热稳定性越强可知,氢化物的热稳定性H2ONH3,B项错误;硫酸是强酸,而亚硫酸不是强酸,C项错误;Na O 的电子式为Na +Na ,过氧根中氧原子之间是共2-+OO22价键,H S的电子式为H,H与S之间是共价键,D项正确。SH220213.主族元素X、Y、Z和M在元素周期表中的位置如图所示,其中M位于第四周期,X

15、、Y、Z原子的最外层电子数之和为17。下列说法正确的是(A. 简单离子半径:MYZB. 氧化物对应水化物的酸性:ZY C.XY2和XZ4均含有非极性共价键D.标准状况下Z的单质状态与M的相同A)。答案解析2122解析 设X的最外层电子数为x,Y的最外层电子数为x+2,Z的最外层电子数为x+3,3x+5=17,解得x=4,已知M在第四周期,所以X在第二周期A族,为C元素,Y、Z分别为S 元素、Cl元素,则M为Br元素。离子半径Br-S2-Cl-,A项正确;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,由于没有说明是最高价,所以不能比较酸性,B项错误;CS2和CCl4都是含有极性键的非极性分子,不含非极性共价键,C项错误;标准状况下,Cl2为气体,Br2为液体,D项错误。22234.(2019年广东佛山南海七校冲刺模拟)R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W与Y同主族,R原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍。W元素形成的