热点强化12 元素推断与元素性质-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版2019）

热点强化12 元素推断与元素性质 优化探究 大单元三　物质结构与性质　元素周期律 专题6 原子结构与性质 1. 依据元素在元素周期表中的位置推断元素 (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ⅠA族为 元素周期表的左侧边界，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。 技法指导 (2)熟悉主族元素在元素周期表中的特殊位置 元素特征 推断元素 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 、 ⁠ 族序数等于周期数3倍的元素 O 周期数是族序数2倍的短周期元素 Li 周期数是族序数3倍的短周期元素 ⁠ 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，原子半径最小的短周期主族元素 ⁠ C　 S　 Na　 F　 (3)依据元素在元素周期表中的位置，确定其化合物的化学式 知道元素在元素周期表中的主族序数后，根据化合价规律就可以写出其 化合物的化学式，例如(用R代表元素)： 主族序数 ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 氢化物 RH4 RH3 H2R HR 最高价氧化物 RO2 R2O5 RO3 R2O7 最高价含氧酸 H4RO4 或H2RO3 H3RO4 或HRO3 H2RO4 HRO4 2. 依据元素原子结构推断元素 (1)最外层电子数规律 最外层 电子数( N ) 3≤ N ＜8 N ＝1 或2 N ＞ 次外层电子数 元素在周期表 中的位置 ⅢA 族～ ⅦA 族 ⅠA 族、ⅡA 族、副 族、0族元素氦 第二周期(Li、Be 除 外) (2)“阴三、阳四”规律 某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相等，该元素位于第三周 期；若为阳离子，则位于第四周期。例如，S2－、K＋最外层电子数与次 外层电子数相等，S位于第三周期，K位于第四周期。 (3)“阴上、阳下”规律 核外电子排布相同的离子，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。例如，O2－、F－、Na＋、 Mg2＋、Al3＋核外电子排布相同，O、F位于同周期，Na、Mg、Al位于 O、F的下一周期。 3. 依据物质结构式(原子的成键方式)推断元素 短周期 元素 H F、Cl C、Si N、P O、S B 族 ⅠA ⅦA ⅣA ⅤA ⅥA ⅢA 成键 方式 —X —X 或 或 或 X— —X — 或 X 或 [注意]　X表示对应表格中的元素。 (1)一般情况下，形成1个共价键的原子为H或ⅦA族元素；形成 n 个 共价键的原子为(8－ n )主族元素；形成＋ n 价阳离子的金属元素位 于 n 主族。 (2)对于复杂离子，若其所带的 a 个(正或负)电荷均为中心原子所用，中 心原子形成 n 个共价键，则中心原子位于( n ± a )主族，如 的中心 原子N位于ⅤA族(4＋1＝5)；B 的中心原子B位于ⅢA族(4－1＝3)。 (3)一般情况下，原子通过形成共价键可达到2e－或8e－稳定状态，但硼 原子既可形成6e－结构，如硼酸( )、BF3( )，也可形 成8e－稳定结构，如硼氢化钠Na＋[ ]－等。P、S可以形成10e－、12e－结构，如PCl5、SF6等。 4. 依据元素及其化合物的性质推断元素 物质特性 推断元素 形成化合物种类最多的元素或单质是自然界中硬度最大的物 质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素 ⁠ 空气中含量最多的元素或氢化物的水溶液呈碱性的元素 ⁠ C　 N　 物质特性 推断元素 地壳中含量最多的元素或简单氢化物的沸点最高的元素或 简单氢化物在通常情况下呈液态的元素 ⁠ 最活泼的金属元素或最高价氧化物对应的水化物碱性最强 的元素或阳离子的氧化性最弱的元素(放射性元素除外) Cs 单质最易着火的非金属元素 P 焰色反应呈黄色的元素 ⁠ 焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素 ⁠ O　 Na　 K　 物质特性 推断元素 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 ⁠ 常温下，单质呈液态的金属元素 ⁠ 最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸反应，又能与 强碱反应的元素 ⁠ Br　 Hg　 Al　 物质特性 推断元素 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 氧化还原反应的元素 S 常见的存在几种单质的元素 C、P、 O、S 1. (2023·全国乙卷)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸 有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子层结构。下列叙述正确的是(　A　) A. X的常见化合价有－1、－2 B. 原子半径大小为Y＞X＞W C. YX的水合物具有两性 D. W单质只有4种同素异形体 A 热点训练 由W、X、Y均为短周期元素，且简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子层 结构可知，X为O元素，Y为Mg元素；结合原子序数：W＜X及该矿物溶 于稀盐酸生成无色无味气体可知，W为C元素，该矿物为MgCO3。氧元 素常见化合价有－1价、－2价，如Na2O2、Na2O中氧元素化合价分别为 －1价和－2价，A正确；根据元素在周期表中的位置可知，原子半径： Mg＞C＞O，B错误；MgO的水合物是Mg(OH)2，不具有两性，C错误； 碳元素可形成金刚石、石墨、石墨烯、C60、碳纳米管等多种同素异形 体，D错误。 2. (2024·河北八省联考)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增， 由以上四种元素组成的化合物A在一定条件下完全分解，生成甲、乙、 丙、丁四种气体，甲、乙分别能使无水硫酸铜、湿润的红色石蕊试纸变 蓝，丙能使品红溶液褪色，加热后恢复红色，丁为Y元素组成的单质， 且能参与大气循环。下列说法正确的是(　C　) A. 原子半径：W＜X＜Y＜Z B. 化合物A一定是硫酸铵 C. W分别与X、Z形成的最简氢化物均能抑制水的电离 D. 在化合物A的分解反应中丙为氧化产物，丁为还原产物 C 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，由以上四种元素组 成的化合物A在一定条件下完全分解，生成甲、乙、丙、丁四种气 体，甲、乙分别能使无水硫酸铜、湿润的红色石蕊试纸变蓝，则甲 为H2O、乙为NH3；丙能用品红溶液检验，丙可能为SO2，丁为Y元 素组成的单质，且能参与大气循环，结合A中含有4种元素可知，丁 为O2、丙为SO2，A可能为硫酸铵或硫酸氢铵；A为W、X、Y、Z四 种元素形成的化合物，其原子序数逐渐增大，则W、X、Y、Z分别 为H、N、O、S，据此进行解答。 同周期从左往右，原子半径逐渐减小；同主族从上到下，原子半径逐渐 增大，则原子半径大小为H＜O＜N＜S，A项错误；化合物A可能为 NH4HSO4或(NH4)2SO4，B项错误；W分别与X、Z形成的简单氢化物分 别为NH3、H2S，在水溶液中均能抑制水的电离，C项正确；在化合物A 的分解反应中S元素化合价由＋6价下降到＋4价，O元素由－2价上升到 0价，SO2为还原产物，O2为氧化产物，D项错误。 3. (2024·江苏南通检测)m、n、p、q、w五种元素，其核电荷数依次增 大。m元素基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，p、q元 素位于同一族，且两者核电荷数之和为24，w元素原子核外有4个电子 层，其原子最外层只有1个电子，其余各层均排满电子。下列说法错误 的是(　A　) A A. m、n、p元素的第一电离能依次增大 B. n元素基态原子的轨道表示式： C. w元素原子的外围电子排布式为3d104s1 D. w单质分别与p、q单质反应，产物中w的化合价不同 m、n、p、q、w五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外 只有三个能级，且各能级电子数相等，则m原子核外电子排布式为 1s22s22p2，故m为C元素；w元素原子核外有4个电子层，其原子最外层 只有1个电子，其余各层均排满电子，原子核外电子数为2＋8＋18＋1＝ 29，故w为Cu元素；p、q元素位于同一族，它们的原子序数大于碳而小 于Cu，只能处于第二、三周期、第三、四或第二、四周期，且两者核电 荷数之和为24，可推知p为O元素、q为S元素；n的原子序数介于C、O之 间，故n为N元素。综合以上分析，m、n、p、q、w分别为C、N、O、 S、Cu元素，据此分析解答。 同周期元素随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素的2p轨 道为半充满状态，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：C ＜O＜N，故A错误；n为N，核外电子数为7，基态原子的轨道表示 式： ，故B正确；w为Cu，是29号元素，处于第四 周期ⅠB族，属于过渡元素，外围电子包括3d、4s电子，w元素的外围电 子排布式为3d104s1，故C正确；Cu单质与氧气反应生成CuO，与硫单质 反应生成Cu2S，产物中Cu元素化合价分别为＋2价、＋1价，故D正确。 4. (2024·江苏灌南检测)某种电化学的电解液的组成如图所示，X、Y、 Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期元素，下列说法正确的是 (　D　) A. 电解熔融QW3可获得Q的单质 B. 原子半径：Z＞Y C. W的含氧酸均为强酸 D. Q 的空间结构为正四面体 D 根据组成结构以及成键特点，X和W只有一个共价键，可能是H和卤族 元素，Y有四个共价键，五种元素原子序数依次增大，且均属于短周期 元素，因此Y为C，X为H，W应为Cl，一个Z有三个共价键，一个Z有四 个共价键，因此Z为N，一个Q与四个W形成－1价的阴离子，因此Q为 Al。X为H，Y为C，Z为N，Q为Al，W为Cl，据此分析。QW3为AlCl3， 氯化铝为分子晶体，熔融状态不导电，工业上常用电解熔融氧化铝来制 取金属铝，故A错误；同一周期，从左到右原子半径依次递减，则原子 半径：Z(N)＜Y(C)，故B错误；氯的含氧酸可能为强酸，如HClO4，也 可能为弱酸，如HClO，故C错误；AlC 中Al原子有4个σ键，无孤对电 子，空间结构为正四面体，故D正确。 5. (2024·河北正定检测)某离子液体结构如图，其中Q、R、T、X、Y和Z 为原子序数依次增大的主族元素，基态T原子和Y原子的能级最外层均 有两个单电子，Q、R、X和Z的质子数均为奇数且其和为22，下列说法 错误的是(　A　) A. T、X、Y形成的氢化物的沸点依次升高 B. 最高价氧化物对应的水化物的酸性：R＜T C. Q、T、X、Y可形成离子晶体、分子晶体 D. R 的空间结构为正四面体形 A 由离子液体的结构可知，原子序数依次增大的主族元素Q、R、T、X、 Y和Z形成共价键的数目依次为1、4、4、4、2和1，Q、R、X和Z的质子 数均为奇数且其和为22，则Q为H元素、R为B元素、X为N元素、Z为F 元素，基态T原子和Y原子的能级最外层均有两个单电子，则T为C元 素、Y为O元素。碳元素形成的氢化物可能为气态烃、液态烃、固态 烃，固态烃的沸点高于氨气和水，故A错误；同周期元素，从左到右非 金属性依次增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强，则硼酸 的酸性弱于碳酸，故B正确； 氢、碳、氮、氧四种元素形成的碳酸铵、碳酸氢铵和羧酸铵是含有离子 键和共价键的离子晶体，形成的硝基化合物、氨基酸是含有共价键的分 子晶体，故C正确；四氟化硼离子中硼原子的价电子对数为4、孤对电子 数为0，离子的空间结构为正四面体形，故D正确。 6. (2024·河北检测)一种离子液体的阴离子结构如图所示，X、Y、Z、 R、W为原子序数依次增大的短周期非金属主族元素。其中，W的质子 数是Z的2倍。下列叙述错误的是(　B　) A. R的氢化物是弱酸 B. W与Z形成的化合物只有一种 C. Z的化合物中常见化合价有－1价、－2价 D. X的单质存在同素异形体 B W的质子数是Z的2倍，W形成6个价键，Z形成2个价键，则W为S、Z为 O，X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的短周期非金属主族元素， 结合阴离子结构图中各元素的价键可推知，X为C、Y为N、R为F；据此 分析答题。 R的氢化物HF是弱酸，选项A正确；W与Z形成的化合物可以为SO2、 SO3，不止一种，选项B错误；Z的化合物中常见化合价有－1价、－2 价，如Na2O中O元素为－2价，Na2O2中O元素为－1价，选项C正确；X 的单质存在同素异形体，如金刚石与石墨，选项D正确。 7. (2024·河北沧州检测)M、N、Z、Y、X、T是原子半径依次增大的短 周期主族元素，基态N原子核外电子有5种空间运动状态，并有1个单电 子，这六种元素形成的一种化合物结构如图所示。下列说法正确的是 (　B　) A. 与Y同周期且第一电离能大于Y的元素仅有1种 B. 该化合物中含有离子键、共价键和配位键 C. 六种元素中，X的最高价含氧酸的酸性最强 D. M分别与X、Y形成的化合物中，前者的沸点一定低于后者 B 基态N原子核外电子有5种空间运动状态，并有1个单电子，推测N为F元 素，结合化合物的结构图可知，M只能形成一个共价键且原子半径比F 元素小，推测为H元素，Z形成2个共价键且原子半径比F元素大，推测 为O元素，Y形成3个共价键且原子半径比F元素大，推测为N元素，X形 成4个共价键且原子半径比F元素大，推测为C元素，T与F元素形成T ，推测为B元素，据此分析答题。 元素Y是氮元素，与氮元素同周期且比氮元素第一电离能大的元素有 氟、氖两种元素，故A错误；该化合物中有阴、阳离子，存在离子键， 阳离子内部原子之间以共价键相连，B 阴离子内部存在配位键，故B 正确；最高价含氧酸的酸性强弱可以通过元素的非金属性强弱来比较， 上述六种元素中，氟元素的非金属性最强，但是氟元素没有含氧酸，氧 元素没有最高正化合价，所以氮元素的最高价含氧酸的酸性最强，故C 错误；M与X形成的化合物种类有很多，例如苯的沸点比M与Y形成的 NH3的沸点要高，故D错误。 $$