特级教师高考考前辅导专题讲座八元素推断题的知识贮备和解题方法.docx
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特级教师高考考前辅导专题讲座八元素推断题的知识贮备和解题方法
特级教师高考考前辅导专题讲座八 元素推断题的知识贮备和解题方法
一、元素在周期表中的位置推断
[知识贮备]
1．根据核外电子的排布规律
（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
第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦
第二周期
（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。
（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。
[解题方法]
由原子核外的电子排布规律正确推断元素在周期表中的位置是解题的关键。
【例1】 已知X、Y、Z为三种主族元素，可分别形成Xn＋、Ym＋、Zn－三种离子，已知m>n且X、Y、Z三种原子的M层电子数均为奇数。
下列说法中不正确的是 （ ）
A．三种离子中，Ym＋的离子半径最小
B．Z的最高价氧化物对应水化物的分子式为HnZO4
C．X、Y、Z一定在同一周期，且原子半径Z>X>Y
D．三种元素相应的最高价氧化物对应水化物之间两两会发生反应
【例2】 （2010·海南，11改编）短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20，且Y2－与Z＋核外电子层的结构相同。
下列化合物中只有共价键的是（ ）
A．Z2Y B．X2Y2 C．Z2Y2 D．ZYX
【例3】 A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。
A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为
，B是同周期第一电离能最小的元素，C的最外层有三个成单电子，E的外围电子排布式为3d64s2。
回答下列问题：
（1）写出下列元素的符号：
B__________、C__________。
（2）用元素符号表示D所在周期（除稀有气体元素外）第一电离能最大的元素是________，电负性最大的元素是______________________________________________________。
（3）已知元素周期表可按电子排布分为s区、p区等，则E元素在________区。
（4）写出A的核外电子排布式__________________________________________________。
[知识贮备]
2．根据元素周期表结构与原子电子层结构的关系
（1）几个重要关系式
①核外电子层数＝周期数（对于大部分元素来说）；
②主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|
③|最高正价|－|最低负价|＝
（2）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。
[解题方法]
牢记元素周期表的结构（能区分长短周期、主副族、每周期的元素数目等）是求解的基础，一定要“心中有表”。
【例4】现有A、B、C、D四种短周期元素，它们之间的关系如下。
原子半径：
A
A．由A、B两种元素组成的一种常见气体显碱性
B．D元素组成的单质能与强碱溶液反应，并有H2生成
C．C元素不可能在第一周期，也不可能在第ⅣA族
D．A、B、C、D四种元素组成的离子化合物中一定含有金属阳离子
【例5】 在元素周期表中的短周期元素中，原子最外层电子数与其电子层数之比为1∶1、2∶1、3∶1的元素共有 （ ）
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
【例6】 下表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号。
X
Y
Z
R
W
J
请回答下列问题（除特别说明外，凡涉及用元素回答的问题均用具体元素符号表示）：
（1）R原子的核外电子排布式为_______________________________________________。
（2）在化合物YZ2中Y的化合价为________；Y2－与Na＋的半径大小为__________。
（3）在X、Y、Z三种元素中，电负性由大到小的排序是____________；X与Y的第一电离能：
X______Y（填“<”、“>”或“＝”），其理由是__________________________。
（4）在双原子分子中，最稳定单质的电子式为____________；有一种酸HX3的酸性与醋酸相近，HX3溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为_____________________________。
二、由元素及其化合物的性质推断
[知识贮备]
（1）形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：
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、氢化物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）单质最轻的元素：
H；最轻的金属单质：
Li。
（5）单质在常温下呈液态的非金属元素：
Br；金属元素：
Hg。
（6）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。
（7）元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应的元素：
N；能起氧化还原反应的元素：
S。
（8）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。
[解题方法]
准确把握元素及其化合物性质，使元素推断变的轻松，快捷。
【例7】 A、B、C、D、E是中学化学常见的五种元素，其结构或性质信息如下表：
元素
结构或性质信息
A
原子半径最小的原子
B
其原子最外层电子数是内层电子数的3倍
C
非金属元素，其单质为气态，有多种氧化物且都是大气污染物
D
单质在常温、常压下是易挥发的液体。
基态原子的N层上有1个未成对的p电子
E
常见金属元素、基态原子M层有4个未成对的电子，有两种黑色氧化物
（1）D元素基态原子的电子排布式是_________________________________________。
（2）B、D的气态氢化物的稳定性顺序为________________，C与B的电负性大小顺序____________。
（3）在水溶液中D的单质可以氧化S的一种氧化物，试写出化学方程式：
________________________________________________________________________。
（4）ED2与过量的C的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应，其中生成物有HDO3和一种遇空气显红棕色的气体，试写出反应的化学方程式________________________________________________________________________。
1molED2与过量的C的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应转移的电子数为
__________。
【例8】 A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素，原子序数依次增大，A是地壳中含量最高的元素，B、C、D同周期，E和其他元素既不在同周期也不在同主族，D的氢化物和最高价氧化物对应的水化物均为强酸，且B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。
据此回答下列问题：
（1）A和D的氢化物中，沸点较低的是________（选“A”或“D”）。
（2）元素C在元素周期表中的位置是___________________________________________，
B的最高价氧化物对应的水化物的电子式为__________。
（3）A、D、E可以形成多种盐，其中一种盐中A、D、E三种元素的原子个数比为2∶2∶1，该盐的名称为_________________________________________________。
它的水溶液与D的氢化物的水溶液反应可生成D的单质，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
三、综合利用“位”、“构”、“性”关系推断
[知识贮备]
1．“位、构、性”三者之间的关系
2．推断元素的常用思路
根据原子结构、元素周期表的知识及已知条件，可推算原子序数，判断元素在周期表中的位置等，基本思路如下：
【例9】短周期元素甲、乙、丙、丁、戊五种元素在元素周期表中的位置如下图所示，其中戊是同周期中原子半径最小的元素。
下列有关判断正确的是 （ ）
甲
乙
丙
丁
戊
A.最外层电子数：
甲>乙>丙>丁>戊
B．简单离子的离子半径：
丙<乙<戊<丁
C．含有丁元素的酸有多种
D．乙的氢化物多种多样，丙、丁、戊的氢化物各有一种
【例10】 （2011·安徽理综，25）W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如右
图所示。
已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。
（1）X位于元素周期表中第 周期第 族；W的基态原子核外有 个未成对电子。
（2）X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是 （写化学式）；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是 （写化学式）。
（3）Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
（4）在25℃、101kPa下，已知Y的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol电子放热190.0kJ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【例11】 （2010·安徽理综，25）X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：
元素
相关信息
X
X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等
Y
常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积
Z
Z和Y同周期，Z的电负性大于Y
W
W的一种核素的质量数为63，中子数为34
（1）Y位于元素周期表第________周期第________族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是________（写化学式）。
（2）XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在________个σ键。
在H—Y、H—Z两种共价键中，键的极性较强的是________，键长较长的是________。
（3）W的基态原子核外电子排布式是________。
W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。
已知：
XO（g）＋O2（g）===XO2（g）
ΔH＝－283.0kJ·mol－1
Y（s）＋O2（g）===YO2（g） ΔH＝－296.0kJ·mol－1
此反应的热化学方程式是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
高考真题重组
1．（2011·新课标全国卷，13）短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。
元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
下列说法错误的是 （ ）
A．元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构
B．元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种
C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
2．（2010·广东理综，10）短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如下表所示。
下列判断正确的是 （ ）
甲
乙
丙
丁
戊
A．原子半径：
丙＜丁＜戊
B．金属性：
甲＞丙
C．氢氧化物碱性：
丙＞丁＞戊
D．最外层电子数：
甲＞乙
3．（2009·北京理综，7）W、X、Y、Z均为短周期元素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为7∶17；X与W同主族；Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半；含Z元素的物质焰色反应为黄色。
下列判断正确的是 （ ）
A．金属性：
Y>Z
B．氢化物的沸点：
X>W
C．离子的还原性：
X>W
D．原子及离子半径：
Z>Y>X
4．（2010·山东理综，11）下列说法正确的是 （ ）
A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱
C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果
5．（2010·全国理综Ⅱ，12）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且W、X、
Y＋、Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为2、3、4、2（不考虑0族元素）。
下列关于这些元素的叙述错误的是 （ ）
A．X和其他三种元素均可形成至少2种二元化合物
B．W和X、Z两种元素分别形成的二元化合物中，均有直线形分子
C．W、X和Y三种元素可以形成碱性化合物
D．Z和其他三种元素形成的二元化合物，其水溶液均呈酸性
6．（2009·山东理综，11）元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。
下列说法正确的是 （ ）
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构
D．同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同
7．（2009·江苏，8）X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。
X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一主族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。
下列说法正确的是 （ ）
A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大
B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：
XmY＞XmR
D．元素W、R的最高价氧化物对应的水化物都是强酸
8．（2009·海南，10）门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。
根据元素周期律，下列有关X性质的描述中错误的是 （ ）
A．X单质不易与水反应
B．XO2可被碳或氢还原为X
C．XCl4的沸点比SiCl4的高
D．XH4的稳定性比SiH4的高
9．（2009·广东，11）元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。
下列推测不正确的是 （ ）
A．同周期元素中X的金属性最强
B．原子半径X＞Y，离子半径X＋＞Z2－
C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高
D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
10．（2011·北京理综，25）在温度t1和t2下，X2（g）和H2反应生成HX的平衡常数如下表：
化学方程式
K（t1）
K（t2）
F2＋H22HF
1.8×1036
1.9×1032
Cl2＋H22HCl
9.7×1012
4.2×1011
Br2＋H22HBr
5.6×107
9.3×106
I2＋H22HI
43
34
（1）已知t2>t1，HX的生成反应是____________反应（填“吸热”或“放热”）。
（2）HX的电子式是__________。
（3）共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强，HX共价键的极性由强到弱的顺序是______________。
（4）X2都能与H2反应生成HX，用原子结构解释原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）K的变化体现出X2化学性质的递变性，用原子结构解释原因：
________________________________________________________________________，
原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。
（6）仅依据K的变化，可以推断出：
随着卤素原子核电荷数的增加，________（选填字母）。
a．在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低
b．X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱
c．HX的还原性逐渐减弱
d．HX的稳定性逐渐减弱
11．（2011·重庆理综，26）用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。
（1）Al的原子结构示意图为____________；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
（2）30Si原子的中子数为____；SiO2的晶体类型为________________________________________________________________________。
（3）Al3＋与Yn－的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是____________________________________________________。
（4）焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是______________。
（5）经处理后的熔渣36.0g（仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2），加入足量稀盐酸，分离得到11.0g固体；滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4g固体；则此熔渣中Al2O3的质量分数为________。
12．（2009·安徽理综，25改编）W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。
W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色（或砖红色）的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。
（1）W位于元素周期表第________周期第________族。
W的气态氢化物稳定性比H2O（g）________（填“强”或“弱”）。
（2）Y的基态原子核外电子排布式是__________________________________________，
Y的第一电离能比X的________（填“大”或“小”）。
（3）Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
答案
【例1】 C 【例2】 B
【例3】
（1）Na P
（2）F F （3）d （4）1s22s22p63s23p2
【例4】 D 【例5】 D
【例6】
（1）1s22s22p63s23p4
（2）＋2价 O2－>Na＋（或Na＋2－）
（3）F>O>N > N原子的2p轨道电子数为半满状态，较稳定
（4）N⋮⋮N HN3＋OH－===N＋H2O
【例7】
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p5
（2）H2O>HBr O>N
（3）Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr
（4）3FeBr2＋22HNO3===3Fe（NO3）3＋6HBrO3＋13NO↑＋8H2O 13NA
【例8】
（1）D
（2）第三周期第ⅢA族
（3）次氯酸钙 ClO－＋2H＋＋Cl－===Cl2↑＋H2O
【例9】 C
【例10】
（1）三 ⅠA 2
（2）Si HCl （3）SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HC
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