第五章專題講座六元素推斷題的知識貯備和解題方法

1、專題講座六 元素推斷題的知識貯備和解題方法、元素在周期表中的位置推斷知識貯備 1根據(jù)核外電子的排布規(guī)律(1)最外層電子規(guī)律最外層電子 數(shù) (N)3N<8N 1 或 2N>次外層 電子數(shù)元素在周期表中的位置主族第 A 族、第 A 族、第族、 副族、 0 族元素氦第二周期(2)“陰三陽四”規(guī)律某元素陰離子最外層電子數(shù)與次外層相同，該元素位于第三周期。若為陽離子，則 位于第四周期。(3)“陰上陽下”規(guī)律 電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，若電性相同，則位于同周期，若電性不同，則陽離子位于 陰離子的下一周期 “陰上陽下”規(guī)律。例 1】 已知 X、Y、Z 為三種主族元素，可分別形成 Xn、Ym、Zn三種

2、離子，已知 m>n 且 X 、Y 、Z 三種原子的 M 層電子數(shù)均為奇數(shù)。 下列說法中不正確的是 ( ) A三種離子中， Y m 的離子半徑最小B Z 的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的分子式為HnZO4C X 、Y、Z 一定在同一周期，且原子半徑 Z>X>YD三種元素相應(yīng)的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物之間兩兩會發(fā)生反應(yīng)解析 根據(jù)題中 X、Y、Z 之間的相互關(guān)系，可以推斷出 X、Y、Z 分別為 Na、Al、 Cl 元素。 Na 、 Al 3、Cl三種離子中 Al 3的離子半徑最小， A 項(xiàng)正確； Cl 的最高 價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的分子式為 HClO 4，B 項(xiàng)正確； Na、Al 、Cl 元

3、素同處于第三周 期，其原子半徑為 Na>Al>Cl ，即 X>Y>Z ， C 項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氧化鋁為兩性氫氧化物，D 項(xiàng)正確。答案 C例 2】 短周期元素 A、B、C 的原子序數(shù)依次增大，其原子的最外層電子數(shù)之和為10，A 與 C 在周期表中位置上下相鄰， B 原子最外層電子數(shù)等于 A 原子次外層電子 數(shù)，下列有關(guān)敘述不正確的是 ( ) AA 與 C 可形成共價(jià)化合物BA 的氫化物的穩(wěn)定性大于 C 的氫化物的穩(wěn)定性C原子半徑 A <B<CD B 的氧化物的熔點(diǎn)比 A 的氧化物的熔點(diǎn)高解析 A 與C在周期表中位置上下相鄰， A 、C同主族，且 A 在第二周期， B

4、原子 最外層電子數(shù)等于 A 原子次外層電子數(shù)， B 為鎂，據(jù) A 、B、C 三原子的最外層電 子數(shù)之和為 10，則 A 為碳， C為硅， A 與 C可形成共價(jià)化合物 SiC ，CH 4的穩(wěn)定性 大于 SiH4的， MgO為離子晶體， A的氧化物為分子晶體， MgO 的熔點(diǎn)高。原子半 徑 B>C> A。答案 C知識貯備 2根據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)與原子電子層結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1) 幾個(gè)重要關(guān)系式 核外電子層數(shù)周期數(shù) (對于大部分元素來說 )； 主族序數(shù)最外層電子數(shù)最高正價(jià)8 |最低負(fù)價(jià) |02|最高正價(jià) | |最低負(fù)價(jià) | 246第 A 族中的 H和第 A 族第A族第A族第 A 族(2) 熟悉主

5、族元素在周期表中的特殊位置 族序數(shù)等于周期數(shù)的元素： H 、 Be、 Al 。 族序數(shù)等于周期數(shù) 2 倍的元素： C、S。 族序數(shù)等于周期數(shù) 3 倍的元素： O。 周期數(shù)是族序數(shù) 2 倍的元素： Li 、 Ca。 周期數(shù)是族序數(shù) 3 倍的元素： Na、Ba。 最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零的短周期元素：H、 C、Si。最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對值 3 倍的短周期元素： S。除 H 外，原子半徑最小的元素： F。 最高正價(jià)不等于族序數(shù)的短周期元素： O(F 無正價(jià) )。例 3】 現(xiàn)有 A、B、C、D 四種短周期元素， 它們之間的關(guān)系如下。 原子半徑： A<C<B<D ； 原子的最外層

6、電子數(shù)： ACBD 8；原子的核外電子層數(shù)： BC 2A；B 元 素的主要化合價(jià)：最高正價(jià)最低負(fù)價(jià)2。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是 (雙選) ()A由 A、B 兩種元素組成的一種常見氣體顯酸性CC元素不可能在第一周期，也不可能在第A 族根據(jù)題意知： A 為氫， B 為氮， C 為氟， D 為鋁， AB 組成的氣體為 NH 3，顯堿性，A 錯(cuò)誤； NH 4F 中不含金屬陽離子，則D 選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案例 4】AD如圖表示元素周期表前四周期的一部分，Z、W的敘述正確的是X 、Y 的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性為Y<XY、Z 的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性 Y<Z關(guān)于元素 X 、(D A 、 B、C、D 四

7、種元素組成的離子化合物中一定含有金屬陽離子 解析 W 的單質(zhì)常溫下呈液態(tài)，可與鐵粉反應(yīng)W 的原子序數(shù)比Z 的大 9A只有BCD解析 由元素周期表的結(jié)構(gòu)可知， X 為 N，Y 為 P，Z 為S，W為Br。X 、Y 的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性為HNO 3>H3PO4，正確；同一周期，從左往右，元素的非金屬性增強(qiáng)，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強(qiáng)， 正確；W 為 Br ，常溫下其單質(zhì)為液態(tài)，可與鐵粉反應(yīng)生成溴化鐵，正確； W 的原子序數(shù)比 Z 的大 19， 錯(cuò)誤。答案 C二、由元素及其化合物的性質(zhì)推斷知識貯備 (1)形成化合物種類最多的元素、 物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的元素：單質(zhì)是自然界中硬度最大的物

8、質(zhì)的元素或氣態(tài)氫化C。(2)空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素：N。(3)地殼中含量最多的元素、氫化物沸點(diǎn)最高的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的 元素： O。(4)等物質(zhì)的量的單質(zhì)最輕的元素：H；最輕的金屬單質(zhì)： Li 。(5)單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素：Br ；金屬元素：Hg。(6)最高價(jià)氧化物及其水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的元素：Al 。(7)元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物能起化合反應(yīng)的元素： 能起氧化還原反應(yīng)的元素：N；S。Li 、 Na、 F。(8)元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素：例 5】 X 、 Y 、Z 為同一短周期

9、中的元素，其原子半徑依次減小，它們的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物之間，任意兩種混合均可反應(yīng)， M 為 Y、 Z 形成的化合物，其溶液 顯酸性。下列說法正確的是 ( ) A其簡單離子的半徑依次增大B將 M 溶液加熱蒸干并灼燒，最后可得 Y 的氧化物C X 燃燒的產(chǎn)物中只含離子鍵D將少量 X 單質(zhì)投入到 M 溶液中，會置換出 Y 單質(zhì)解析 根據(jù)題意不難判斷 X 、 Y 分別為 Na、Al 元素，根據(jù) “ M 為 Y 、 Z 形成的化 合物，其溶液顯酸性 ”的信息可知 Z 為 Cl 元素。因?yàn)?Al2S3 在水溶液中是不存在的， 則答案可知。答案 B【例 6】 A、B、C、D、E 都是元素周期表中前 20

10、號元素，原子序數(shù)依次增大， A 是 地殼中含量最高的元素， 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 的氫化物和最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸，且 B 、C、D 的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物兩兩混合均能發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水。據(jù)此回答下列問題：(1) A 和 D 的氫化物中，沸點(diǎn)較低的是 (選“ A”或“ D”)。(2) 元素 C 在元素周期表中的位置是 ，B 的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的電子式為 。(3) A、 D、 E 可以形成多種鹽，其中一種鹽中A、D、E 三種元素的原子個(gè)數(shù)比為22 1，該鹽的名稱為 。它的水溶液與 D 的氫化物的水溶液反應(yīng)可生成D 的單質(zhì)，該反應(yīng)

11、的離子方程式為 。解析 A 是地殼中含量最高的元素， A 是氧； D 的氫化物和最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水 化物均為強(qiáng)酸， D 是氯， B 、C、D 三元素在第三周期，它們的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的 水化物兩兩混合均能反應(yīng)生成鹽和水，根據(jù)B、 C、D 原子序數(shù)依次增大，因此 B是鈉， C 是鋁，據(jù) A、D、E 三種元素形成的鹽中， A 、 D 、E 三種元素的原子個(gè)數(shù) 比為 221知 E為 2價(jià)金屬 Ca。答案 (1)D (2) 第三周期第 A 族(3) 次氯酸鈣 ClO2HCl=Cl2 H2O三、綜合利用 “位”、“構(gòu)” 、“性”關(guān)系推斷知識貯備 1“ 位、構(gòu)、性 ”三者之間的關(guān)系2推斷元素的常用思路

12、根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、元素周期表的知識及已知條件，可推算原子序數(shù)，判斷元素在周期 表中的位置等，基本思路如下：例 7】 短周期主族元素甲、乙、丙、丁、戊五種元素在元素周期表中的位置如下圖所示，其中戊是同周期中原子半徑最小的元素。 下列有關(guān)判斷正確的是 (雙選 )()甲乙丙丁戊A最外層電子數(shù)：甲 乙丙丁 戊B簡單離子的離子半徑：丙 乙 丁戊C含有丁元素的酸有多種D乙的氫化物多種多樣，丙、丁、戊的氫化物各有一種答案 AC例 8】 下表是元素周期表中的一部分，表中所列字母分別代表一種化學(xué)元素，請回答下列問題：(1) 寫出 j 在周期表中的位置 。(2) o、i 、p 三種元素之間能以原子個(gè)數(shù)之比11 兩兩形

13、成互化物，這些互化物的性質(zhì)類似于這些元素單質(zhì)的性質(zhì)。 請寫出 i、p 的互化物與 f、l 形成的化合物等物質(zhì)的量反應(yīng)時(shí)的化學(xué)方程式： (3) 假設(shè) NH4 是“元素 NH 4”的陽離子，則“元素 NH 4”在周期表中的位置應(yīng)該是； NH 4的碳酸鹽應(yīng) (填“易”或“不易” )溶于水。解析 (1)由元素周期表的結(jié)構(gòu)知， j 處于第四周期，周期表的第 4 個(gè)橫行的結(jié)構(gòu)包 括，第 AA 族、第 B B 族、第 族、第 BB 族、第 A A 族 部分元素， j 是第 族。(2)由題意知 i、p的互化物為 BrCl，f、l形成的化合物為 NaI，BrCl中 Cl得電子能 力強(qiáng)， Cl為 1價(jià)， Br為1

14、價(jià)，類似于鹵素單質(zhì)的性質(zhì)， NaI與BrCl 等物質(zhì)的量 反應(yīng)生成 I2。(3)NH 4 的核電荷數(shù)為 11，周期表中應(yīng)在第三周期第 A 族，類似于鈉， NH 4的碳酸鹽易溶于水。(2)2BrCl 2NaI=Br 2I22NaCl (3)第三周期第 A答案 (1) 第四周期第族 族易 四、元素推斷的特殊技巧舉例知識貯備 1“公式”“驗(yàn)證 ”巧推短周期相鄰元素(1)若已知三元素的核外電子數(shù) (原子序數(shù) ) 之和經(jīng)驗(yàn)公式：三種元素原子3序數(shù)之和±8其中某元素的原子序數(shù)注意：若整除則無解。(2)若已知相鄰三元素的最外層電子數(shù)之和 能被 3 整除，則三種元素的位置關(guān)系只能為同周期相鄰或同主族

15、相鄰； 同時(shí)不能被 3 和 2 整除，則必有兩元素在同一偶數(shù)族，另一元素為相鄰奇數(shù)族； 雖然不能被 3 整除，但是能被 2 整除，則必有兩元素在同一奇數(shù)族，另一元素為 相鄰偶數(shù)族。例 9】 有三種相鄰元素 A、B、C，已知 A 、 B 處于同一周期，且 B、C 處于同一主 族相鄰位置。 又知這三種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和是31，最外層電子數(shù)之和為 17，試推斷 A、B、C 各為何種元素。31831 8解析 3 7 2， 3 13(整除 )，故一種元素為 7N。又由于 17 既不能被 3 整除，也不能被 2 整除，則另外兩元素都在偶數(shù)族，只能是8O 和 16S，經(jīng)驗(yàn)正符合題意。答案 A 為 N 元素

16、， B 為 O 元素， C 為 S 元素。知識貯備 2位置圖示法所謂圖示法就是采用圖形或圖表對題目條件進(jìn)行形象化的展示，直觀地揭示題目條 件間的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律，把握解題的關(guān)鍵。例 9】 可用圖示法推斷。解析 分析題意，我們可將A、B、 C 這三種元素在元素周期表中的位置，列出如四種情形：再根據(jù)三元素的原子序數(shù)的關(guān)系，列出代數(shù)式，求解，簡單直觀。設(shè) B 的質(zhì)子數(shù)為 x。根據(jù)三種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為31 ，綜合分析上述四種情況，可列出以下四個(gè)代數(shù)方程式：（x 1） x（x8）31，解之得x（x1）（x8）31，解之得（x 1） x（x8）31，解之得（x 1） x（x8）31，解之得x8；x

17、232（ 不合理 ）；40x 3 （ 不合理 ）；x338（不合理 ）。B ：質(zhì)子數(shù)為 8，是氧元素；C：質(zhì)子數(shù)為 8 8則 A ：質(zhì)子數(shù) 81 7，是氮元素；16，是硫元素。 N、O、S 三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為56 617，符合題意。知識貯備 3“直覺”“驗(yàn)證 ”技巧直覺，就是一種對問題直接的、有意識的、不經(jīng)嚴(yán)密邏輯推理的思維，它可以跨越 復(fù)雜的推理過程，直接得出結(jié)論。豐富的知識積累是產(chǎn)生直覺的重要前提，但由于 直覺產(chǎn)生的結(jié)論只是一種可能的猜測， 因此只有對結(jié)論進(jìn)行嚴(yán)格的邏輯論證和檢驗(yàn)， 才能得出正確的答案?！纠?10】 A、B、C、D 四種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。A、D同族， B、C同周期。 A、B 組成的化合物甲為氣態(tài)，其中 A 、B 的原子數(shù)之比為 4 1，由 A、C 組成的兩種化合物乙、丙都是液態(tài)，乙中A 、C原子數(shù)之比為 11，丙中 A、C 原子數(shù)之比為 21，由 D、C組成的兩種化合物丁和戊都是固體，丁中D、C 原子數(shù)之