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这类题目往往将元素化合物知识、物质结构理论、化学基本理论等知识串联起来,综合性较强,难度较大,解题的关键是正确推断元素,常用的主要方法有:
1.原子或离子结构示意图
2.元素主要化合价的特征关系
3.原子半径的递变规律
4.元素周期表中短周期的特殊结构
如:①元素周期表中第1周期只有两种元素H和He,H元素所在的第ⅠA族左侧无元素分布;
②He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。
如:已知X、Y、Z、W四种短周期元素的位置关系如图:
则可以推出X为He,再依次推知Y为F、Z为O、W为P。
5.部分元素及其化合物的特性
(1)形成化合物种类最多的元素或对应单质是自然界中硬度最大的物质的元素: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或简单氢化物在通常情况下呈液态的元素:O。
(4)地壳中含量最多的金属元素:Al。
(5)最活泼的非金属元素或无正化合价的元素或无含氧酸的非金属元素或无氧酸可腐蚀玻璃的元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素:F。
(6)最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素:Cs。
(7)焰色试验呈黄色的元素:Na。焰色试验呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素:K。
(8)单质密度最小的元素:H。单质密度最小的金属元素:Li。
(9)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。
(10)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。
(11)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素:N。元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素:S。
(12)短周期元素W的简单氢化物(常温下为气体)可用作制冷剂,则W是氮(N);短周期元素T的一种单质在空气中能够自燃,则T是磷(P)。
6.微粒结构的特性
(1)熟记主族元素的价电子排布式
ⅠA:ns1 ⅡA:ns2 ⅢA:ns2np1 ⅣA:ns2np2
ⅤA:ns2np3 ⅥA:ns2np4 ⅦA:ns2np5
(2)掌握第4周期副族元素的价电子排布式
Sc:3d14s2 Ti:3d24s2 V:3d34s2 Cr:3d54s1
Mn:3d54s2 Fe:3d64s2 Co:3d74s2 Ni:3d84s2
Cu:3d104s1 Zn:3d104s2
7.核外电子排布与元素的性质
1.A、B、C、D为短周期元素,且原子序数依次增大。已知基态A原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,B是地壳中含量最高的元素,基态B原子的最外层电子数是基态D原子最外层电子数的2倍,基态C原子最外层只有一个电子。下列说法正确的是( )
A.电负性:A>B
B.原子半径:C>D>A>B
C.元素B和C只能形成一种化合物
D.A、C、D的最高价氧化物对应的水化物均能相互反应
解析 A、B、C、D为四种短周期元素,且原子序数依次增大,B是地壳中含量最高的元素,则B是O元素;基态A原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,A的原子序数小于B,则A是C元素;基态B原子的最外层电子数是基态D原子最外层电子数的2倍,则基态D原子的最外层电子数是3,D的原子序数大于B,所以D是Al元素;基态C原子最外层只有一个电子,且原子序数大于O而小于Al,则C是Na元素。同周期元素的电负性随着原子序数的增大而逐渐变大,电负性:O>C,A错误;同周期主族元素自左向右原子半径逐渐减小,同主族元素自上而下原子半径逐渐增大,所以原子半径:Na>Al>C>O,B正确;氧元素和钠元素可以形成氧化钠和过氧化钠两种化合物,C错误;氢氧化铝是两性氢氧化物,能与氢氧化钠反应,但不能与碳酸反应,D错误。
答案 B
2.如图为周期表的一小部分,A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高化合价是最低化合价绝对值的3倍,它的最高价氧化物中含氧60%。下列说法正确的是( )
A
D
B
E
C
A.D、B、E三种元素的第一电离能逐渐增大
B.B元素最高价氧化物对应的水化物是强酸
C.A元素是空气中含量最多的元素
D.简单气态氢化物的稳定性:D>B>E
解析 B元素的最高化合价是最低化合价绝对值的3倍,则最高化合价为+6价,它的最高价氧化物为BO3,其中含氧60%,设B的相对原子质量为Mr,则有=40%,解得Mr=32,则B为S元素,可推知A为O元素,D为P元素,E为Cl元素,C为Se元素。同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但D为P元素,基态P原子的3p轨道为半充满状态,较稳定,其第一电离能大于S元素,A错误;B为S元