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5 专题突破16 元素“位—构—性”综合推断题的解题策略

专题突破16元素“位—构—性”综合推断题的解题策略一、依据元素在周期表中的位置推断元素残缺元素周期表型推断题一般给出两种信息:一是给出局部的元素周期表,展示出几种不同元素的相对位置;二是给出某种元素的位置特征、原子结构特征或由该元素形成的单质或化合物的特殊性质。

解答此类题目时,要先根据给出的某种元素的特殊结构或性质,确定该元素在周期表中的位置,然后以此为“坐标原点”,根据其他元素与该元素的位置关系,进而确定其他未知元素。

1.元素周期表中短周期特殊结构的应用(1)元素周期表中第一周期只有两种元素H和He,H元素所在的第ⅠA族为元素周期表的左侧边界,第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.熟悉主族元素在周期表中的特殊位置族序数等于周期数的短周期元素H、Be、Al族序数等于周期数2倍的元素C、S族序数等于周期数3倍的元素O周期数等于族序数2倍的元素Li、Ca周期数等于族序数3倍的元素Na、Ba最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素H、C、Si最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素S除H外,原子半径最小的元素 F 3.知道元素在周期表中的主族序数后,根据化合价规律就可以写出它的化合物的化学式,例如(用R代表元素):ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 氢化物RH4RH3H2R HR 最高价氧化物RO2R2O5RO3R2O7以原子结构、核外电子排布特征为元素推断的突破口,是元素推断题的重要类型之一,题目通常以文字叙述的形式给出元素原子的核外电子排布、位置关系等关键信息。

解题时可结合短周期元素的原子结构及元素的特殊性质,对元素进行合理地推断。

依据核外电子排布的三大规律推断元素:1.最外层电子规律某元素简单离子最外层电子数与次外层电子数相等,若为阴离子,则该元素位于第三周期;若为阳离子,则该元素位于第四周期。

如S2-、K+最外层电子数与次外层电子数相等,则S位于第三周期,K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。

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。

三、依据元素及其化合物的性质推断元素利用元素及其化合物特殊组成与特殊性质的元素推断题,是近几年高考的热点题型,题目一般通过文字叙述提供某些元素及其化合物的相关性质(如能腐蚀玻璃、黄绿色气体等),解题时抓住这些关键特性,首先确定其为何种元素,然后以此为突破口,推知其他未知元素。

地壳中含量最多的元素或最简单氢化物在常温下呈液态的元素O最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素Cs或阳离子的氧化性最弱的元素(放射性元素除外)焰色反应呈黄色的元素Na焰色反应呈紫色的元素(透过蓝色钴玻璃观察) K单质密度最小的元素H单质密度最小的金属元素Li常温下单质呈液态的非金属元素Br常温下单质呈液态的金属元素Hg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Al素元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物能发生氧化S还原反应的元素常见的一种元素存在几种单质的元素C、P、O、S精练一依据结构特点及物质的特性或用途推断1.(2020·高考全国卷Ⅲ,13,6分)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z;化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。

下列叙述正确的是()A.非金属性:W>X>Y>ZB.原子半径:Z>Y>X>WC.元素X的含氧酸均为强酸D.Y的氧化物水化物为强碱解析:选D。

化合物XW3与WZ相遇会产生白烟,结合W、X、Y、Z的原子序数依次增大,又因四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z,可知W、X、Y、Z分别为H、N、Na、Cl,XW3为NH3,WZ为HCl。

非金属性:Cl>N >H>Na,A项错误;同周期主族元素满足序大径小的规则,原子半径:Na>Cl>N>H,B项错误;N可以形成HNO2,HNO2为弱酸,C项错误;Na的氧化物的水化物为NaOH,NaOH属于强碱,D项正确。

2.(2020·高考全国卷Ⅱ,13,6分)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。

下列有关叙述错误的是()A.该化合物中,W、X、Y之间均为共价键B.Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸D.X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构解析:选D。

由题意可知,4种短周期元素中,Z的原子序数最大,且能形成Z+,则Z为Na元素,W的原子序数最小,且只形成一个化学键,则W为H 元素,再由4种元素的原子序数之和为24可知,X与Y的原子序数之和为12,结合题给化合物中X与Y的成键数可知,X为B元素,Y为N元素。

从该化合物的成键情况可确定H、B、N之间均为共价键,A项正确;Na为活泼金属,既能与水反应,也能与CH3OH发生置换反应生成H2,B项正确;N的最高价氧化物对应的水化物为HNO3,是典型的强酸,C项正确;BF3中B原子最外层不满足8电子稳定结构,D项错误。

精练二依据结构特点及元素在周期表中的位置推断3.(2019·高考全国卷Ⅲ,9,6分)X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10。

X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。

下列叙述正确的是()A.熔点:X的氧化物比Y的氧化物高B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物C.X与Z可形成离子化合物ZXD.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸解析:选B。

X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10,X、Z同主族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,则X的次外层电子数为2,设X的最外层电子数为a,有a+a+2=10,解得a=4,又Y原子半径大于Z,则X为C元素,Y为Mg元素,Z为Si元素。

MgO为离子晶体,碳的氧化物为分子晶体,故Mg的氧化物的熔点高于碳的氧化物,A错误;非金属性:C>Si,故氢化物的热稳定性:CH4>SiH4,B正确;C、Si形成的化合物SiC为共价化合物,C错误;Mg能溶解在浓硝酸中,Si不与浓硝酸反应,D错误。

4.(2018·高考全国卷Ⅰ,12,6分)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。

W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。

下列说法正确的是() A.常温常压下X的单质为气态B.Z的氢化物为离子化合物C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性D.W与Y具有相同的最高化合价解析:选B。

W与Z形成的化合物与浓硫酸反应生成的产物可腐蚀玻璃,则该产物为HF。

原子序数不大于20,暗示可以等于20。

W一定为氟元素,Y 一定为氯元素,Z的原子序数大于17且为主族元素,Z可能为钾元素、钙元素,由W、X、Z的最外层电子数之和为10推知,X可能为镁元素、钠元素。

综上所述,W为氟元素,X为钠元素(或镁元素),Y为氯元素,Z为钙元素(或钾元素)。

钠、镁单质在常温常压下均呈固态,A项错误;CaH2、KH都是离子化合物,B 项正确;氯化钾溶液和氯化钙溶液均呈中性,C项错误;氟没有正化合价,D项错误。

精练三依据物质的转化关系推断5.短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大。

甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素组成的常见化合物,其中丙、丁、戊为二元化合物,己是元素C的单质。

甲、乙的溶液均呈碱性。

图中部分产物已省略。

下列说法错误的是()A.甲和戊加入水中都能破坏水的电离平衡B.乙和戊都含有离子键C.原子半径:r(D)>r(B)>r(C)>r(A)D.A、B、C形成的化合物的水溶液一定显酸性解析:选D。

丙、丁、戊为二元化合物,己是元素C的单质,说明需要有两种二元化合物反应得到的产物之一为单质的化学反应,结合A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期主族元素,且甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素组成的常见化合物可知,符合要求的常见反应有过氧化钠和水或二氧化碳反应得到氧气,所以丙为二氧化碳,丁为水(或丙为水,丁为二氧化碳),戊为过氧化钠,己为氧气,元素C为O元素。

根据A、B、C、D的原子序数依次增大,可推知D 为Na元素,A为H元素,B为C元素,则甲为碳酸氢钠,乙为碳酸钠,符合题给条件“甲、乙的溶液均呈碱性”。

碳酸氢钠溶液中碳酸氢根离子水解,促进水的电离,过氧化钠与水反应得到氢氧化钠而抑制水的电离,所以甲和戊加入水中都能破坏水的电离平衡,A项正确;碳酸钠和过氧化钠都是离子化合物,所以都含有离子键,B项正确;同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,故四种元素的原子半径大小顺序为r(D)>r(B)>r(C)>r(A),C项正确;H、C、O能形成多种化合物,H2CO3溶液显酸性,乙醇溶液显中性,D项错误。

6.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。

各元素形成的单质依次为A、B、C、D。

甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物,且丙为共价化合物,丁为淡黄色固体。

上述物质的转化关系如图所示,下列说法不正确的是()A.简单离子半径:W>X>Y>ZB.甲、乙、丁均只含有离子键C.X的气态氢化物的热稳定性比W的强D.Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物两两皆能反应解析:选B。

丁为二元淡黄色固体化合物,确定为Na2O2;丁由单质A和单质B生成,组成A的元素X的原子序数小于组成B的元素Y的原子序数,因此A为O2,B为Na;根据高中涉及的电解反应,确定甲为氧化铝,乙为NaCl;则X为O,Y为Na,Z为Al,W为Cl。

电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,因此简单离子半径:W>X>Y>Z,A项正确。

丁为Na2O2,既含离子键又含共价键,B项错误。

非金属性越强,气态氢化物越稳定,因此X(O)的气态氢化物的热稳定性比W(Cl)的强,C项正确。

Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物依次为NaOH、Al(OH)3、HClO4,Al(OH)3为两性氢氧化物,因此两两皆能反应,D项正确。

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