2025届高三化学二轮复习 讲义　元素综合推断

元素综合推断 一、以原子结构、价键结构为“题眼”的元素推断 1.给定未知物的结构式进行推断 (1)推断的技巧 结合离子键和共价键成键规律判断原子价电子数，并结合题干信息确定元素。 (2)常见结构中的共价键数目 ①卤素或氢原子形成一个共价键。 ②O、S形成两个共价键 ③N、P一般能形成三个共价键，也可能形成四个共价键(含一个配位键)，P还能形成五个共价键。 ④C、Si能形成四个共价键，C也可以形成双键或三键。 ⑤B能形成三个共价键，也可以形成四个共价键(含一个配位键)。 (3)[示例]化学家利用短周期主族元素X、Y、Z、R、W合成一种高效消毒剂，其分子结构如图所示。已知X、Y、Z、R、W原子序数依次增大且R的原子半径在短周期主族元素中最大。 推断思路 2.常考元素特殊的电子层结构 最外层有1个电子的元素 H、Li、Na、K 最外层电子数等于次外层电子数的元素 Be、Ar 最外层电子数是次外层电子数2倍的元素 C 最外层电子数是次外层电子数3倍的元素 O 最外层电子数是内层电子数总数一半的元素 Li、P 最外层电子数是次外层电子数4倍的元素 Ne 次外层电子数是最外层电子数2倍的元素 Li、Si 次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素 Li、Mg 次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素 S 电子层数与最外层电子数相等的元素 H、Be、Al 1.(2024·镇江一中期初检测)科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子，具有高效的催化性能，其分子结构示意图如图(Y和Y之间重复单元的W、X未全部标出)。W、X、Z分别位于不同周期，Y核外s轨道和p轨道的电子数相等，Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是(　　) A.简单气态氢化物的热稳定性：X>Y B.第一电离能：I1(X)>I1(Y)>I1(Z) C.电负性：χ(Y)>χ(W)>χ(X) D.W、Y、Z三种元素组成的化合物中含有离子键和共价键 2.(2023·常州前黄高级中学二模)一种用作锂离子电池电解液的锂盐的阴离子结构如图所示，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，W的核外电子中有3个未成对电子。下列说法正确的是(　　) A.W元素最高价氧化物对应的水化物是强酸 B.该阴离子中不存在非极性键 C.X的氢化物沸点可能高于Z的氢化物 D.该离子中所有原子最外层均为8电子结构 3.(2022·南通如东模拟)W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素，原子序数依次增大且小于20，四种元素形成的化合物在农业上常用作化学肥料，其结构如图所示。下列说法正确的是(　　) A.简单离子半径：Z>Y B.Y的第一电离能比同周期相邻的两种元素都大 C.X、Y分别与W形成的简单化合物的沸点：Y>X D.W与Z形成的化合物溶于水，可使紫色石蕊试液变红 二、以物质性质、转化为“题眼”的元素推断 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 C 空气中含量最多的元素或氢化物的水溶液呈碱性的元素 N 地壳中含量最多的元素或最简单氢化物的沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素 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或阳离子的氧化性最弱的元素 Cs 单质最易着火的非金属元素 P 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 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素 Al 元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生氧化还原反应的元素 S 1.(2023·南通一模)X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大且不超过20的主族元素。X是地壳中含量最多的元素，Y基态原子核外s能级和p能级电子数相等，Z与X同主族，Q的焰色试验呈紫色。下列说法正确的是(　　) A.简单离子半径：Z>X>Y B.X的第一电离能比同周期的相邻元素的大 C.Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的强 D.Q最高价氧化物对应水化物的碱性比Y的弱 2.(2023·苏州常熟中学一模)短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，且原子序数W＋Z＝X＋Y，X的单质为空气的主要成分且化学性质稳定，Y的一种盐常用作净水剂，Z单质及其多种化合物可用作消毒剂。下列说法正确的是(　　) A.第一电离能：X>Z>Y B.简单离子半径：Y>Z>W>X C.Z单质及其某些化合物具有漂白性 D.W的最高价氧化物对应的水化物是易溶于水的强碱 3.(2023·淮安中学最后一模)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们最外层电子数之和为20。常温下X的单质是一种淡黄绿色气体，基态Y原子核外有4个能级且均充满电子，Z的原子共有16种不同运动状态的电子。下列说法正确的是(　　) A.原子半径：r(X)<r(Y)<r(Z) B.W的第一电离能比同周期相邻元素的大 C.X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱 D.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的弱 三、以周期表片段为依据的元素推断 1.直接相邻的正“T”型元素原子序数的关系 如图所示 2.直接相邻的倒“T”型元素原子序数的关系 如图所示 注意　①解题时要注意题目是否要求某元素在短周期中。②要注意题目中所给位置在周期表中是否确实存在，并注意镧系和锕系元素的特殊情况。 3.“＋”型元素原子序数之间的规律 第ⅢA族→0族区域内满足“＋”型元素原子序数的关系。如图所示 1.(2022·南京、盐城一模)如图为元素周期表中短周期的一部分，下列说法不正确的是(　　) A.离子半径：M－>Z2－>Y－ B.电负性：Y>M>Z C.简单气态氢化物的稳定性：Y>M>Z D.Y元素基态原子的简化电子排布式：[X]2s22p5 2.(2022·苏州常熟模拟)W、X、Y、Z四种短周期主族元素在元素周期表中的相对位置如图所示，X的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物。下列说法正确的是(　　) W X Y Z A.4种元素的氧化物中，只有W的氧化物能与Na2O2反应 B.Y元素只能形成含氧酸H2YO3和H2YO4 C.Z元素的单质具有强氧化性、漂白性 D.简单气态氢化物的热稳定性：Y＜Z 元素综合推断 一、 培优专练 1.D　[W、X、Z分别位于不同短周期，分别为第一周期、第二周期、第三周期，W为H，Z为第三周期金属性最强的元素，Z为Na，Y核外s轨道和p轨道的电子数相等，电子排布为1s22s22p4，Y为O元素，X能形成4个化学键，为C元素。A.X为C，Y为O，电负性O>C，所以简单气态氢化物的热稳定性：O>C，A错误；B.X为C，Y为O，Z为Na，第一电离能：I1(O)>I1(C)>I1(Na)，B错误；C.X为C，Y为O，W为H，电负性χ(O)>χ(C)>χ(H)，C错误；D.H、O、Na能形成NaOH，含有离子键和共价键，D正确。] 2.C　[X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，由结构简式知Z形成1个共价键，Y形成2个共价键，X形成4个共价键，则Z为F元素，Y为O元素，X为C，W的核外电子中有3个未成对电子，则其p轨道上有3个电子，价电子排布式为3s23p3，W为P元素；A.W为P元素，最高价氧化物对应的水化物是磷酸，磷酸不是强酸，故A错误；B.该阴离子中含有C—C非极性键，故B错误；C.X为C，C元素的氢化物有很多种，分子量越大沸点越高，可能高于Z的氢化物HF，故C正确；D.该离子中P未形成8电子结构，故D错误。] 3.B　[W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素，原子序数依次增大且小于20，W位于第一周期，W为H；X位于第二周期，Y位于第三周期，Z位于第四周期。根据化合物的结构，Z显＋1价，Z为K；X形成2个共价键，X为O；Y形成5个共价键，Y为P。P3-和K＋的电子层结构相同，离子半径：P3-＞K＋，A错误；同周期元素第一电离能从左到右总体呈增大趋势，但ⅡA、ⅤA族反常，P元素的第一电离能比同周期相邻的两种元素都大，B正确；H2O分子间存在氢键，PH3分子间不存在氢键，沸点：H2O＞PH3，C错误；KH与水反应生成KOH与氢气，KOH能使紫色石蕊试液变蓝，D错误。] 二、 培优专练 1.A　[X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大且不超过20的主族元素；X是地壳中含量最多的元素，X为O；Y基态原子核外s能级和p能级电子数相等，Y为Mg；Z与X同主族，Z为S；Q的焰色试验呈紫色，Q为K，则W为Cl。A.由分析可知，X为O，Y为Mg，Z为S；电子层数越多，简单离子的半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，简单离子的半径越小；故简单离子半径；S2->O2->Mg2＋，A正确；B.由分析可知，X为O；同一周期，从左到右，随着原子序数变大，元素的第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故N、O的第一电离能大小：N>O；而不是氧的第一电离能比同周期的相邻元素的大，B错误；C.由分析可知，Z为S，W为Cl；元素的非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，非金属性：Cl＞S，则S的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱，C错误；D.由分析可知，Y为Mg，Q为K；元素金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强；金属性：K＞Mg，K最高价氧化物对应水化物的碱性比Mg的强，D错误。] 2.A　[W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X的单质为空气的主要成分且化学性质稳定，则X为N元素，Y的一种盐常用作净水剂，则Y为Al元素，Z单质及其多种化合物可用作消毒剂，则Z为Cl元素，原子序数W＋Z＝X＋Y，则W的原子序数为3，则W为Li元素。A.原子半径越小，第一电离能越大，则第一电离能：N＞Cl＞Al，选项A正确；B.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，Li＋有1个电子层，N3-、Al3＋有2个电子层，Cl-有3个电子层，则离子半径：Cl-＞N3-＞Al3＋＞Li＋，选项B错误；C.Z为Cl元素，Cl2不具有漂白性，选项C错误；D.W为Li元素，其最高价氧化物对应水化物为LiOH，为弱碱，选项D错误。] 3.B　[由题干信息可知，常温下X的单质是一种淡黄绿色气体，则X为F，基态Y原子核外有4个能级且均充满电子即1s22s22p63s2，则Y为Mg，Z的原子共有16种不同运动状态的电子，故Z为S，它们最外层电子数之和为20，W最外层为5个电子，原子序数比S大，故为As，根据信息推断X是氟、Y是镁、Z是硫、W是砷，据此分析解题。A.由分析可知，X、Y、Z分别为F、Mg、S，原子半径大小顺序为Mg＞S＞F即r(Y)>r(Z)＞r(X)，A错误；B.由分析可知，W为As，As原子4p能级电子排布半满，较稳定，失去电子消耗能量较多，所以其第一电离能比同周期相邻元素的大，B正确；C.由分析可知，X为F，Z为S，F的非金属性比S强，HF的热稳定性比H2S强，C错误；D.由分析可知，Z为S，W为As，S的非金属性比P强，强于As，最高价氧化物对应水化物酸性：H2SO4>H3AsO4，D错误。] 三、 培优专练 1.A　[四种元素均为短周期元素，根据图中在周期表中的位置可知X为He、Y为F、Z为S、M为Cl。A.离子半径比较先看电子层数，电子层数多半径大，层数相同时看核电荷数，核电荷数越多半径越小，Z、M的简单离子有三个电子层，Y的离子有两个电子层，其核电荷数Z<M，则离子半径：Z2->M->Y-，故A错误；B.同周期元素从左到右电负性增强，同主族同上到下电负性减弱，则电负性：Y>M>Z，故B正确；C.元素的非金属性越强形成的气态氢化物越稳定，非金属：Y>M>Z，则形成气态氢化物的稳定性：Y>M>Z，故C正确；D.Y为F，原子序数为9，核外电子排布为1s22s22p5，简化电子排布式：[X]2s22p5，故D正确。] 2.D　[X的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，X为N，则W为C，Y为S，Z为Cl。CO2、SO2等都能与Na2O2反应，A错误；S形成的含氧酸除了H2SO3和H2SO4外，还有H2S2O3等，B错误；Cl2具有强氧化性，但不具有漂白性，C错误；非金属性：S＜Cl，热稳定性：H2S＜HCl，D正确。] 集训真题　走进高考 1.D　[A.同主族元素从上往下原子半径逐渐增大，故原子半径：r(C)<r(Si)<r(Ge)，A错误；B.同主族元素从上往下原子的第一电离能逐渐减小，故第一电离能：I1(C)>I1(Si)>I1(Ge)，B错误；C.晶体硅、SiC均为共价晶体，碳单质中金刚石为共价晶体，而石墨为混合型晶体，C60为分子晶体，C错误；D.周期表中元素Si附近存在许多准金属，故可在Si周围寻找半导体材料，D正确。] 2.A　[A.F原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，F—F键不稳定，因此F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能，与电负性无关，A符合题意；B.氟的电负性大于氯的电负性。F—C键的极性大于Cl—C键的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出氢离子，酸性更强，B不符合题意；C.氟的电负性大于氯的电负性，F—H键的极性大于Cl—H键的极性，导致HF分子极性强于HCl，C不符合题意；D.氟的电负性大于氯的电负性，与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键，因此气态氟化氢中存在(HF)2，D不符合题意。] 3.A　[A.核外电子数相同时，核电荷数越大半径越小，故半径大小为r(Al3＋)<r(Na＋)，正确；B.同周期元素核电荷数越大电负性越大，故χ(F)＞χ(O)，错误；C.同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，同主族从上往下第一电离能呈减小趋势，故电离能大小为I1(O)＞I1(Na)，错误；D.元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性强弱为NaOH＞Al(OH)3，错误。] 4.B　[由题干分析可知X、Y、Z、W依次为N、Al、Cl、Br。原子半径：r(X)＜r(Z)＜r(Y)＜r(W)，A错误；同周期从左到右，元素的第一电离能总体呈增大趋势，但ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能比同周期相邻元素的大，N位于ⅤA族，故N的第一电离能比同周期相邻元素的大，B正确；非金属性：Al<Cl，酸性：Al(OH)3＜HClO4，C错误；非金属性：Cl>Br，热稳定性：HCl>HBr，D错误。] 5.(1)I1(O)>I1(S)，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子 (2)① ②图a　同一周期元素从左向右第一电离能有增大的趋势，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高　图b 学科网（北京）股份有限公司 $$