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2022版高考化学一轮复习 专题5 物质结构与性质 高考专题讲座 3 元素推断试题的分类突破学案

2022版高考化学一轮复习 专题5 物质结构与性质 高考专题讲座 3 元素推断试题的分类突破学案

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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原子价电子排布式为nsnnp2n；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原子价电子排布式为nsnnp2n，即2s22p4，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．等电子粒子
(1)2电子粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。
(2)10电子粒子

(3)18电子粒子

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．W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增大。W与Y位于同一主族。化合物R由W、X、Y元素组成，常用于制造分析试剂等，其结构如图所示。下列说法中不正确的是(　　)

A．X2Y只含离子键，其水溶液呈碱性
B．元素的电负性：W>Z>Y
C．Y的氧化物对应的水化物是强酸
D．化合物R中W均满足8电子稳定结构
C　[化合物R由W、X、Y元素组成，其中Y原子可形成6个共用电子对，则Y处于第ⅥA族；又知Y与W位于同一主族，W的原子序数小于Y，则W是O元素，Y是S元素；X形成带一个单位正电荷的阳离子，且原子序数大于O，则X是Na元素；短周期主族元素Z的原子序数大于Y，则Z是Cl元素。X2Y是Na2S，属于离子化合物，只含离子键，S2－发生水解而使其水溶液呈碱性，A正确；元素的电负性：O＞Cl>S，B正确；S的氧化物对应的水化物有H2SO3和H2SO4，H2SO3不是强酸，C错误；化合物R中有5个O原子分别形成2个共用电子对，另外2个O原子均分别形成1个共用电子对，但分别获得Na原子的1个电子，故R中O原子均满足8电子稳定结构，D正确。]

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
NaAlO2Al(OH)3AlCl3
Na2CO3NaHCO3CO2
④X为强碱，如NaOH
AlCl3Al(OH)3NaAlO2
(2)10电子粒子间的转化
若A、B、C、D均为10电子粒子，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．(2020·山东六地市联考)已知M是短周期金属元素，X和Y是短周期非金属元素，且X、M、Y的原子序数依次增大。三者组成的物质M3XY(可视为M2X·MY)是一种良好的离子导体。研究者在常压下利用下列反应合成M3XY：2M＋2MXA＋2MY===2M3XY＋A2。其中常温常压下A2是无色无味气体，已知上述反应中消耗0.92 g M的单质可得到标准状况下448 mL的A2。下列有关说法正确的是(　　)
A．X位于第2周期第ⅣA族
B．简单离子半径：Y>M>X
C．MXA是共价化合物
D．M3XY溶于水后溶液呈碱性
D　[根据2M＋2MXA＋2MY===2M3XY＋A2，可得关系式2M～A2，根据题给数据，可知n(A2)＝＝0.02 mol，n(M)＝2×0.02 mol＝0.04 mol，则M的单质的摩尔质量＝＝23 g·mol－1，又M是短周期金属元素，故M是Na；M和Y可形成化合物MY，且原子序数M<Y，Y又是短周期非金属元素，故Y是Cl；在M3XY(M2X·MY)中X元素的化合价是－2，且原子序数X<M，所以X是O；常温常压下A2是无色无味气体，根据题给反应中MXA中A的化合价为＋1，可知A为H。选项A，X(O)是第2周期第ⅥA族元素，错误；选项B，离子半径的大小顺序为r(Cl－)>r(O2－)>r(Na＋)，错误；选项C，MXA是NaOH，是含有共价键的离子化合物，错误；选项D，M3XY(Na2O·NaCl)溶于水后和水发生反应生成NaOH和NaCl，溶液显碱性，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．(2020·烟台模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增加，K、L、M均是由这些元素组成的氧化物，甲、乙分别是元素Y、W的单质，甲是常见的固体，乙是常见的气体。K是红棕色气体，丙的浓溶液具有强氧化性，上述物质的转化关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．Y、Z、W三种元素电负性：W>Z>Y
B．Y、Z、W三种元素第一电离能：Z>W>Y
C．L的沸点一定比X、Y组成的化合物的沸点高
D．由X、Y、Z、W组成的化合物中可能只含有共价键
C　[因为K是氧化物，且为红棕色气体，K为NO2；丙的浓溶液具有强氧化性，可知丙为HNO3；则乙为O2，L为H2O，甲是常见的固体单质，与浓硝酸反应生成NO2、H2O和M，结合四种元素原子序数大小顺序及质量守恒定律可推出M为CO2，则X为H元素，Y为C元素，Z为N元素，W为O元素。C、N、O三种元素的电负性：O>N>C，A项正确；N原子的3p轨道处于半充满状态，不易失去电子，第一电离能大于O，故第一电离能：N>O>C，B项正确；X、Y组成的化合物可以是高分子有机化合物，其沸点高于H2O，C项错误；由X、Y、Z、W组成的化合物可以是氨基酸，氨基酸分子中只含有共价键，D项正确。]