内容正文:
第23讲 元素推断与物质的性质
复习目标
1.建构思维模型(“位—构—性”的关系),基于证据(原子结构、元素及其化合物的性质等),推断未知元素及其性质。
2.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构,分析、预测、比较元素及其化合物的性质。
1.元素周期表中“位—构—性”的关系
2.元素推断中主族元素单质及其化合物的物理性质
(1)颜色:①常温下,单质为有色气体的元素是F、Cl。
②常温下,单质为淡黄色固体的元素是S。
③焰色试验现象呈黄色的元素是Na,呈紫色的元素是K(通过蓝色钴玻璃观察)。
(2)状态:常温下,单质呈液态的非金属元素是Br。
(3)气味:能形成有臭鸡蛋气味的化合物的非金属元素是S。
(4)熔点:单质熔点最高的非金属元素是C。氧化物熔点最高的非金属元素是Si。
(5)溶解性:简单气态氢化物极易溶于水的元素是N或Cl。
(6)导电性:单质能导电的非金属元素是C;单质属于半导体材料的是Si。
(7)晶体类型:单质及其最高价氧化物都是共价晶体的元素是Si。
3.元素推断中主族元素单质及其化合物的化学性质
(1)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是N。
(2)最高价氧化物及对应水化物既能与强酸反应又能与强碱反应的元素是Al。
(3)最高价氧化物对应水化物与其气态氢化物可形成离子化合物的元素是N。
(4)单质(O3)及其氢化物(H2O2)均具有漂白性的元素是O。
(5)盐溶液加入NaOH溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,该元素是N。
(6)最高价氧化物对应的水化物的酸性(碱性)最强的短周期元素是Cl(Na)。
(7)单质与水反应最剧烈的短周期金属元素是Na,非金属元素是F。
考向1 文字描述型元素推断题
【例1】(2023·江苏省七市调研)X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的前四周期元素,X和Y可以形成一种红棕色气体,Z是同周期元素中原子半径最大的元素,Q是地壳中含量最高的金属元素,R的基态原子中有6个未成对电子。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(Q)>r(Y)>r(X)
B.电负性:X>Y>Z
C.R位于元素周期表中第四周期第ⅣB族
D.Z的最高价氧化物对应水化物的碱性比Q的强
[思路剖析]
①
X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的前四周期元素,X和Y可以形成一种红棕色气体该物质是NO2X为N,Y为O
②
Z是同周期元素中原子半径最大的元素Z为Na
③
Q是地壳中含量最高的金属元素Q为Al
④
R的基态原子中有6个未成对电子价层电子排布式为3d54s1R为Cr
D 解析:同主族从上到下原子半径逐渐增大,同周期元素从左到右半径逐渐减小,故半径为Al>N>O,故原子半径:r(Q)>r(X)>r(Y),A错误;同周期元素从左到右电负性逐渐增强,故O>N>Na,即电负性:Y>X>Z,B错误;R的价层电子为6,R位于元素周期表中第四周期第ⅥB族,C错误;Z为Na,Z的最高价氧化物对应的水化物为NaOH,为强碱,Q的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,属于两性氢氧化物,故NaOH的碱性比Al(OH)3的强,D正确。
考向2 结构片段型元素推断题
【例2】短周期主族元素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
Y
Z
A.电负性:Z>X>Y B.氧化物对应水化物的酸性:Y>W
C.含Y元素的盐溶液均呈酸性 D.简单离子的半径:Y<X
[思路剖析]
①
短周期主族元素W、X、Y和Z相对位置W、X处于第二周期,Y、Z处于第三周期
②
四种元素原子的最外层电子数之和为21,假设Y的最外层电子数为a,则有a+(a+2)+(a+3)+(a+4)=21,解得a=3Y为Al元素
③
结合元素在周期表中相对位置W为N,X为O,Z为Cl
D 解析:电负性:O>Cl>Al,A错误;Al(OH)3显两性,氮元素的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性,B错误;含Al元素的盐溶液可能呈酸性(如AlCl3),也可能呈碱性(如NaAlO2),C错误;Al3+和O2-的电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,D正确。
考向3 物质结构型元素推断题
【例3】X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前20号主族元素,且分属于四个周期,Y的最外层电子数是电子层数的3倍,Z、W为同周期相邻元素,Y、W可形成如图所示的离子,下列说法正确的是( )
A.该阴离子中W的化合价为+6价
B.简单离子半径:Y<W<R
C.Y和W的最简单氢化物沸点:Y<W
D.X与Y能形成含非极性共价键的化合物
D 解析:X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前20号主族元素,且分属于四个周期,则X为H,Y的最外层