第4章物质结构与性质（含选修）(三) 元素推断试题的分类突破根据原子结构与物质组成推断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2N>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)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、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。
3．原子核外电子排布特点(1)根据核外运动状态不同的电子个数推测核外电子数。
(2)根据轨道电子的数目推测，如2p轨道上有2个未成对电子的原子有C和O。
(3)根据价电子排布式确定元素，如3d64s2的原子为Fe,3d54s1为Cr。
[典例导航](2016·全国卷Ⅱ，T9)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与其他三种元素分别形成的二元化合物中其化合价均为＋1B．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[思路点拨][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________(用离子符号表示)。
(4)b与c形成的化合物为________。
[答案] (1)Na＋[H]－(2)NaHS 碱HS－＋H2O H2S＋OH－(3)S2－>O2－>Na＋(4)Na2O、Na2O2[答题模板] “两步”快速突破元素推断题[对点训练]1．(2019·长春模拟)已知A、B、C均为短周期元素，A、B同周期，A、C的最低价离子分别为A2－和C－，B2＋和C－具有相同的电子层结构，下列说法中正确的是( )A．离子半径：A2－>C－>B2＋B．C元素的最高正化合价为＋7C．对应气态氢化物的稳定性：H2A>HCD．还原性：C－>A2－A [由A、C的最低价离子分别为A2－和C－，知A为第ⅥA族元素，C为第ⅦA族元素，B2＋和C－具有相同的电子层结构，则B在C的下一周期，又A、B、C均为短周期元素，故B 为Mg，C为F，A、B同周期，则A为S。
离子的电子层数越多，半径越大，具有相同核外电子结构的离子，核电荷数越大，半径越小，故：S2－>F－>Mg2＋，A项正确；C为F，F无正价，B项错误；非金属性：S<F，所以稳定性：H2S<HF，C项错误；元素的非金属性越强，对应阴离子的还原性越弱，则还原性：S2－>F－，D项错误。
]2．(2019·西安模拟)现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素，它们位于元素周期表的前4周期。
A元素原子的核外电子数与其所在周期数相等；B元素原子核外在3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相同；D元素原子核外有8个运动状态不同的电子；E元素是生活中应用最广泛的金属元素，且E元素的基态原子有4个未成对电子。
请回答下列问题：(1)E元素基态原子的核外价电子排布式为________，价电子排布图为_______________________________________________________________。
(2)用元素符号表示B、C、D三种元素的第一电离能由低到高的排序_____________________________________，电负性由小到大的顺序为________________________________________________________________________。
(3)A元素与B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4，其结构式分别为______________、________________。
(4)E3＋比E2＋稳定的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)B、D核外未成对电子数分别为________、________。
[解析] 由题意知A为H，B为C，C为N，D为O，E为Fe。
[答案] (1)3d64s2(2)C<O<N C<N<O (3) (4)E3＋的3d轨道为半充满状态，能量低、稳定(5)2 2依据元素周期表的“片段结构”推断元素 1．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 或ⅡA 族，原子序数之差为8；若在ⅢA ～ⅦA 族，原子序数之差为18。
2．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倍的短周期元素：S 、Se 。
(8)除H 外，原子半径最小的元素：F 。
[典例导航](2017·全国卷Ⅲ，T 12)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 YZA ．氢化物沸点：B ．氧化物对应水化物的酸性：Y>WC ．化合物熔点：Y 2X 3<YZ 3D ．简单离子的半径：Y<X [思路点拨]―――――――――――――→四种元素原子的最外层电子数之和为21确定W 、X 、Y 、ZD [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 。
](1)Z在周期表中的位置为______________________________________。
(2)W与X最简单氢化物的还原性______(填化学式，下同)强，稳定性______强。
(3)Y的最高价氧化物的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式为______________________________________________________________。
(4)Z的含氧酸有________(写化学式，下同)，其中酸性最强的为________，氧化性最强的为________。
[答案] (1)第3周期ⅦA族(2)NH3H2O(3)Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O(4)HClO、HClO2、HClO3、HClO4HClO4HClO[对点训练]3．(2019·重庆名校联考)X、Y、Z、W是元素周期表中的短周期元素，在元素周期表中的位置关系如图所示。
Y的最简单氢化物为甲，甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，W的简单气态氢化物为乙，甲、乙混合时有白烟生成。
下列判断正确的是( )X YZ WA．第一电离能：B．白烟的成分为离子化合物，但其中含有共价键C．Z、W的质子数之和与最外层电子数之和的比为2∶1D．X的最简单氢化物比Y的最简单氢化物稳定B [Y的最简单氢化物为甲，甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，W的简单气态氢化物为乙，甲、乙混合时有白烟生成，则甲是NH3，乙为HCl，所以Y是N、W是Cl，则X是C、Z 是Al。
第一电离能：N＞C，故A错误；白烟的成分NH4Cl是离子化合物，铵根离子和氯离子之间存在离子键，NH＋4中N、H原子之间存在共价键，故B正确；Al、Cl的质子数之和为30，最外层电子数之和为10，二者之比为3∶1，故C错误；N的非金属性比C强，则NH3比CH4稳定，故D错误。
]4．(2019·沈阳质检)已知X、Y、Z、M、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，其中Z是金属元素，Y是地壳中含量最高的元素，X、Y、M在元素周期表中的相对位置关系如图，下列说法正确的是( )X YMA的离子B．电负性：X＞Q＞MC．Y与Z形成的化合物一定是碱性氧化物D．Z与Q形成的化合物的水溶液可能显酸性D [根据Y是地壳中含量最高的元素推出Y为O，再由X、Y、M在元素周期表中的相对位置推出，X、M分别为C、S；由Z是金属元素，且原子序数大于O推出，Z为Na、Mg、Al 中的一种；Q是原子序数大于S的短周期主族元素，则Q为Cl。
五种元素中原子半径最大的是Z，A项错误；电负性：Cl＞S＞C，B项错误；Y(O)和Z(Na、Mg、Al中的一种)形成的化合物有Na2O2、Na2O、MgO、Al2O3，Na2O2、Al2O3均不属于碱性氧化物，C项错误；Z(Na、Mg、Al中的一种)与Q(Cl)可形成NaCl、MgCl2或AlCl3，MgCl2、AlCl3的水溶液均显酸性，D项正确。
]元素推断与物质推断的融合1．以常见元素及其化合物特性为突破口(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。