2019届一轮复习鲁科版5-高考专题讲座(三)元素推断试题的分类突破教案
(三) 元素推断试题的分类突破
(对应学生用书第105页)
元素推断及其元素性质是近几年全国卷的必考题型，以选择题的形式呈现。命题的方向主要是借助元素周期表的结构片段、原子结构特点、物质组成与结构，主要化合物及单质的性质或转化关系进行推断。
根据原子结构与物质组成推断
1．元素推断中常用的二条规律
(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
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．物质的特殊组成
(1)O与H可形成H2O和H2O2。
(2)O与Na可形成Na2O和Na2O2。
(3)C与H可形成多组成的烃类物质(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。
[典例导航]
(2016·全国Ⅱ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＋的电子层结构相同，d与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
[审题指导]
【解析】
选项
判断依据
结论
A
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
错误
B
O与其他三种元素可分别形成H2O和H2O2，Na2O和Na2O2，SO2和SO3
正确
C
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
正确
D
H与S形成的化合物H2S是二元弱酸，水溶液呈弱酸性
正确
【答案】 A
(1)NaH的电子式为________，
(2)d与a、c形成的化合物的化学式为________，在水溶液中呈________性，其原因是__________________________________________
________________________________(用离子方程式表示)。
(3)b2－、c＋、d2－的半径大小顺序为________。
(4)b与c形成的化合物为________。
【答案】 (1) (2)NaHS 碱 HS－＋H2OH2S＋OH－
(3)S2－>O2－>Na＋
(4)Na2O与Na2O2
[答题模板] “两步”快速突破元素推断题
[对点训练]
1．(2017·全国Ⅱ卷)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族。下列叙述正确的是( )
【导学号：95160120】
A．原子半径：d>c>b>a
B．4种元素中b的金属性最强
C．c的氧化物的水化物是强碱
D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强
B [a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同，b原子次外层的电子数为2或8，若b原子次外层的电子数为2，则a为He，不是主族元素，不符合题意；若b原子次外层的电子数为8，则b为第3周期元素，a为O；d与a同族，则d为S; c所在周期数与族数相同，则c为Al，b为Na或Mg。
A错误，原子半径：a
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
B [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3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3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。]
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1周期只有两种元素H和He，H元素所在的ⅠA族为元素周期表的左侧边界，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3周期和第4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)。
[典例导航]
(2017·全国Ⅲ卷)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( )
【导学号：95160122】
W
X
Y
Z
A.氢化物沸点：WW
C．化合物熔点：Y2X3X>Y
C．Y的氢化物常温常压下为液态
D．X的最高价氧化物的水化物为强酸
[审题指导]
【解析】 由n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，可知Z元素为Cl，n为Cl2，再根据q的水溶液具有漂白性，可知q为HClO，由0.01 mol·L－1r溶液的pH为2，可判断r为一元强酸，则r为HCl，然后根据n和p的反应条件，以及s通常是难溶于水的混合物，可知p为烷烃，s为烷烃的氯代物；根据题意，W、X、Y、Z是短周期原子序数依次增加的四种元素，可进一步推知W、X、Y、Z分别为H、C、O、Cl。A项，根据原子半径的变化规律，可知原子半径：HC，再由CCl4、ClO2中化合价的正负，可知非金属性：O>Cl>C，错误；C项，氧的氢化物可能为H2O或H2O2，常温常压下二者均为液态，正确；D项，碳的最高价氧化物的水化物H2CO3为弱酸，错误。
【答案】 C
(1)n与m反应的离子方程式为____________________________
________________________________________________________________。
(2)题中涉及的Cl2参与的光照反应有哪些？写出有代表性的化学方程式：_________________________________________。
【答案】 (1)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO
(2)Cl2＋H22HCl、
Cl2＋CH4CH3Cl＋HCl(其他合理也可以)
[对点训练]
5．(2018·陕西部分学校第一学期摸底)A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素，分布在三个不同周期。X、Y、Z、W为这些元素形成的化合物，X为二元化合物且为强电解质，W的水溶液呈碱性，物质的转化关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A．离子半径：C＋>D3＋>B2－
B．C的单质的熔点低于D的单质的熔点
C．电解C、E形成的化合物的水溶液可生成C、E对应的单质
D．由A、B、E形成的化合物都含有共价键，溶液都呈强酸性
B [本题的突破口是：①Z和W反应生成两性化合物，②D单质分别和X溶液、Y溶液反应都能得到气体单质，据此可推出D是Al，再结合题给已知信息和框图推出X为HCl，Y为NaOH，Z为AlCl3，W为NaAlO2，所以A、B、C、D、E分别是H、O、Na、Al、Cl。核外电子排布相同的离子，原子序数越小，离子半径越大，故离子半径：O2－>Na＋>Al3＋，A项错误；Na单质的熔点低于Al单质的熔点，B项正确；电解氯化钠水溶液得到氢氧化钠、氯气和氢气，C项错误；由H、O、Cl形成的HClO是弱酸，D项错误。]
6.由短周期元素A、B、C组成物质之间的转化关系如图，a、b、c是元素A、B、C形成的对应气态非金属单质，其中d、e分别是含有10个、18个电子的共价化合物，f为离子化合物。则下列说法错误的是( )
【导学号：95160125】
A．元素A的最高价氧化物的水化物为强酸
B．单质c具有强氧化性
C．沸点：dHCl，选项C错误；NH4Cl不稳定，受热易分解生成NH3和HCl，选项D正确。]
7.已知短周期元素A、B、C、D最高价氧化物对应水化物分别为X、Y、Z、W。常温下，X、Z、W均可与Y反应。0.1 mol·L－1的X、Z、W三种溶液的pH如图所示。下列说法错误的是( )
【导学号：95160126】
A．B的离子半径小于A的离子半径
B．C氢化物稳定性小于D氢化物稳定性
C．X、W两物质含有的化学键类型相同
D．B原子的电子层数与最外层电子数相等
C [短周期元素中，最高价氧化物对应水化物是一元强碱的是NaOH，即X为NaOH，A为钠元素；0.1 mol·L－1的W溶液pH＝1，则W为一元含氧酸，且D的原子序数大于钠元素，则D为Cl、W为HClO4；0.1 mol·L－1的Z溶液pH＝0.7，则氢离子浓度为10－0.7 mol·L－1≈0.2 mol·L－1，故Z为二元强酸，且C的原子序数大于Na，则C为S、Z为H2SO4；常温下X、Z、W均可与Y反应，则Y为两性氢氧化物，则Y为Al(OH)3、B为Al元素。A.Na＋、Al3＋电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径Na＋>Al3＋，故A正确；B.非金属性Cl>S，故氢化物稳定性HCl>H2S，故B正确；C.NaOH含有离子键、共价键，HClO4只含有共价键，二者含有的化学键类型不全相同，故C错误；D.B为Al元素，原子核外有3个电子层，最外层电子数为3，其电子层与最外层电子数相等，故D正确。]
