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2022版高考化学一轮复习 高考专题讲座3 元素推断试题的分类突破学案 鲁科版

2022版高考化学一轮复习 高考专题讲座3 元素推断试题的分类突破学案 鲁科版

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元素推断试题的分类突破

以原子结构与周期表片段为题眼的元素推断
1．元素推断中常用的两条规律
(1)最外层电子规律
最外层
电子数(N)
3≤N<8
N＝1或2
N>次外层
电子数
元素在周期
表中的位置
主族
(ⅢA～ⅦA族)
ⅠA族、ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦
第2周期
(Li、Be除外)
(2)“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。
2．同主族上下相邻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3周期和第4周期的同族相邻元素，若在ⅠA族或ⅡA 族，原子序数之差为8；若在ⅢA～ⅦA族，原子序数之差为18。
3．熟悉第1到第4周期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、Ge。
(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。
(6)最高正价与最低负价代数和为零的元素：H、C、Si、Ge。
(7)最高正价是最低负价绝对值3倍的元素：S、Se。
(8)除H外，原子半径最小的元素：F。
[对点训练]
1．短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是(　　)

W
X

Y

Z
A．氢化物沸点：W<Z
B．氧化物对应水化物的酸性：Y>W
C．化合物熔点：Y2X3<YZ3
D．简单离子的半径：Y<X
D　[设W的最外层电子数为x，则得x－2＋x＋x＋1＋x＋2＝21，故x＝5，故W、X、Y、Z分别为N、O、Al、Cl。]
2．X、Y、Z、R是四种原子序数依次增大的短周期主族元素，X和Z位于同主族且能组成离子化合物；Y原子最外层电子数等于其电子层数的3倍；Y的简单阴离子和Z的阳离子的电子层结构相同；R的周期数等于其主族序数。下列说法不正确的是(　　)
A．原子半径大小：Z>R>Y>X
B．常温常压下，X与Y形成的化合物呈液态
C．X分别与Y、Z、R组成的二元化合物所含化学键类型均相同
D．R的单质能从硫酸铜溶液中置换出铜
C　[所有元素都是短周期元素，X和Z位于同主族且能组成离子化合物，结合原子序数，X为H，Z为Na，Y原子最外层电子数等于其电子层数的3倍，则Y为O，R的周期数等于其主族序数，则R为Al。X分别与Y、Z、R组成的二元化合物分别为H2O、NaH、AlH3，H2O由共价键构成，NaH、AlH3均由离子键构成，C错误。]

以组成和价键结构为题眼的元素推断
1．物质的特殊组成
(1)O与H可形成H2O、H2O2。
(2)O与Na可形成Na2O、Na2O2。
(3)C与H可形成多种烃类物质(如CH4、C2H4、C2H2等)。
(4)N与H可形成NH3、N2H4、NH4H。
(5)O与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与O可形成N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。
2．等电子微粒
(1)2电子微粒：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。
(2)10电子微粒

(3)18电子微粒

3．常见元素原子的共价键数目及常见化合价
(1)氢(H)与卤素(X)原子形成一个共价键。
(2)碱金属、ⅡA族金属的化合价为＋1、＋2价。
(3)N、P可形成三个共价键的化合物，也可形成四个共价键的＋1价阳离子，如NH。
(4)O、S可形成两个共价键的化合物。
(5)C、Si可形成四个共价键的化合物。
(6)B、Al可形成三个共价键的化合物，也可以形成四个共价键的阴离子，如[B(OH)4]－。
[对点训练]
3．南京理工大学合成出如图所示的离子化合物，该物质由两种阳离子和两种阴离子构成，其中有两种10电子离子和一种18电子离子。X、Y、Z、M均为短周期元素，且均不在同一族。下列说法不正确的是(　　)

A．X与Y形成的化合物沸点高于Y同族元素与X形成的化合物
B．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比M的强
C．Y气态氢化物的稳定性比Z的强
D．在该盐中，存在极性共价键和非极性共价键
B　[该化合物由两种阳离子和两种阴离子构成，其中有两种10电子离子和一种18电子离子，且X、Y、Z、M均为短周期元素，均不在同一族，由结构图并结合X、Y、Z、M可知X为H元素、Y为O元素、Z为N元素，M为Cl元素，化合物中含有NH、H3O＋、N和Cl－。Cl的非金属性比N强，则HNO3的酸性比HClO4弱，B错误。]
4．(2021·广东选择考适应性测试)2019年诺贝尔化学奖颁给研究锂电池的科学家，一种用作锂电池电解液的锂盐结构如图所示。其中，X位于第三周期，X原子的电子数为Z原子的两倍，W、Z、Y位于同一周期。下列叙述正确的是
(　　)

A．原子半径：X>Z>W
B．非金属性：X>Z>W
C．Y的氢化物可用于刻蚀玻璃
D．X的氧化物对应的水化物均为强酸
C　[据图可知X可以形成6个共价键，X原子的电子数为Z原子的两倍，则原子序数为偶数，且位于第三周期，所以为S元素，则Z为O元素；W、Z、Y位于同一周期，Y可以形成一个共价键，则Y为F元素，整个离子带一个单位负电荷，则W为N元素。
A．电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小原子半径越大，所以原子半径S>N>O，即X>W>Z，故A错误；B.同周期自左向右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，所以非金属性O>N>S，即Z>W>X，故B错误；C.Y为F元素，其氢化物为HF，可以与SiO2反应从而刻蚀玻璃，故C正确；D.X为S元素，其＋4价氧化物对应的水化物H2SO3为弱酸，故D错误；综上所述答案为C。]

以性质、反应与转化为题眼的元素推断
1．以常见物质的特性为切入口
(1)形成化合物种类最多、单质是自然界中硬度最大、气态氢化物中氢元素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)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或非金属单质与H2O反应生成O2的元素：F。
(5)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。
(6)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。
(7)某元素的气态氢化物是绿色消毒剂的元素：O。
(8)短周期元素构成的化合物：①0.01 mol·L－1的溶液pH＝12(常温)为NaOH溶液；②0.01 mol·L－1的溶液pH<2(常温)可能为H2SO4溶液；③0.01 mol·L－1的溶液pH＝2(常温)可能为HNO3、HCl、HClO4溶液。
(9)氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的物质为HF。
2．短周期元素形成的物质的常考反应
(1)Na2S2O3在酸性条件下生成淡黄色沉淀和刺激性气体
(2)Cl2与H2O、NaOH反应
(3)Na2O2与H2O、CO2反应
(4)NO2与H2O反应
(5)SiO2与HF反应
(6)Al与NaOH、H2SO4反应
(7)Mg与CO2、H2O(热)反应
(8)SO2与Cl2、H2O反应
(9)C与浓硫酸、浓硝酸的反应
3．单质及其化合物的常见转化
(1)直线型转化关系
ABC
①X为O2
Na―→Na2O―→Na2O2
N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2
S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3
C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2
②X为CO2
NaOHNa2CO3NaHCO3
③X为强酸，如HCl
Na[Al(OH)4]Al(OH)3AlCl3
Na2CO3NaHCO3CO2
④X为强碱，如NaOH
AlCl3Al(OH)3Na[Al(OH)4]
(2)10电子微粒间的转化
若A、B、C、D均为10电子微粒，且它们之间存在如图转化：

A为NH，B为OH－，C为NH3，D为H2O。
(3)常见其他转化关系图

注意：以上物质的特性、反应与转化关系很多，平时复习多总结、多积累并且熟练掌握。
[对点训练]
5．短周期主族元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，W的原子半径是短周期元素的原子中最大的，这些元素组成四种化合物甲、乙、丙、丁，化合物甲的分子式为X2Y2Z4，并且是一种具有还原性的二元弱酸；乙是一种酸，乙溶液逐滴加入丙溶液中，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体丁产生。下列说法错误的是(　　)
A．化合物甲和丁均能使高锰酸钾溶液退色
B．W和R形成的一种化合物的水溶液可使石蕊溶液变红
C．Z和W形成的一种化合物可用于呼吸面具中供氧
D．R的最高价氧化物对应的水化物酸性强于Y的最高价氧化物对应的水化物
B　[W的原子半径是短周期元素的原子中最大的，则W是Na元素；根据化合物甲是一种具有还原性的二元弱酸且分子式为X2Y2Z4，可确定甲为H2C2O4，则X是H元素，Y是C元素，Z是O元素。乙是一种酸，乙溶液逐滴加入丙溶液中，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体丁产生，可判断黄色沉淀是S，丁是SO2，则R是S元素。化合物草酸和SO2均具有还原性，能使高锰酸钾溶液退色，A项正确；Na2S的水溶液显碱性，不能使石蕊溶液变红，B项错误；Na2O2与H2O和CO2反应均有O2生成，可用于呼吸面具中供氧，C项正确；H2SO4的酸性强于H2CO3，D项正确。]
6．(2020·广州模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，由这四种元素形成的一种盐溶液，遇到FeCl3溶液呈现血红色，该盐溶液与NaOH在加热条件下会生成一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。下列说法正确的是(　　)
A．W和X形成的化合物均为气态
B．X元素可以形成多种具有广泛用途的单质
C．X和Z的最高价氧化物对应水化物都是强酸
D．Y的简单离子与Z的简单离子具有相同的电子层结构
B　[根据题意知盐为NH4SCN，故W为H，X为C，Y为N，Z为S。CxHy可能为液、固态，A错误；H2CO3为弱酸，C错误；N3－与S2－的电子层结构不相同，D错误。]
7．短周期元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大，c、d、e、f、h是由这些元素组成的二元化合物，自然界中硬度最大的单质和a都由X组成，b由W、Y、Q三种元素组成，d能使品红溶液退色，e是液体，上述物质的转化关系如图所示(个别产物略去)。下列说法错误的是(　　)

A．二元化合物沸点：e>d>c
B．简单氢化物的稳定性：Q>Y>X
C．元素的非金属性：Y>X>W
D．原子半径的大小：Z>Q>Y
B　[自然界中硬度最大的单质和a都由X组成，则X应为C元素，a为木炭；d能使品红溶液退色，则d应为SO2；e是液体，结合题给转化关系及b由W、Y、Q三种元素组成，可推出b为H2SO4，c为CO2，e为H2O；e和h反应生成b，结合e、b的化学式及h是二元化合物，可知h为SO3，d和g在催化剂、加热条件下生成h，则g为O2，c和f反应生成g，f是二元化合物，则f为Na2O2。综上所述，W、X、Y、Z、Q分别为H、C、O、Na、S。]