1.3 微专题3 元素综合推断 （课件）-【步步高】2023-2024学年高一化学必修第二册学习笔记（鲁科版2019，京粤闽皖豫宁陕）

第1章　第3节 微专题三　元素综合推断 1.推断元素性质的基本依据 (1)同主族元素最外层电子数相同，性质具有相似性。 (2)同周期、同主族元素的性质具有递变性。 同周期 (从左到右) 同主族 (从上到下) 电子层数递增，原子半径增大 金属性增强，非金属性减弱 失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱 2.元素推断的思维模型 有关“位—构—性”的推断 先根据结构判断元素在元素周期表中的位置，然后根据元素性质的相似性和递变性预测题给元素可能的性质；也可以根据元素具有的性质确定元素在元素周期表中的位置，进而推断出元素原子的结构。“位—构—性”的关系如下： 3.元素综合推断的具体方法 4.解元素推断题的常见“突破口” (1)1～20号元素原子结构的特点及其规律 ②最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K。 ③最外层有2个电子的元素：He、Be、Mg、Ca。 ④最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。 ⑤最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；是次外层电子数3倍的元素：O；是次外层电子数4倍的元素：Ne。 ⑥电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。 ⑦次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。 ⑧内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。 ⑨电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。 ⑩电子层数是最外层电子数2倍的元素：Li、Ca。 ⑪最外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S；是电子层数3倍的元素：O。 (2)主族元素在周期表中的特殊位置(以1～20号元素为例) ①族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。 ②族序数等于周期数2倍的元素：C、S。 ③族序数等于周期数3倍的元素：O。 ④周期数是族序数3倍的元素：Na。 ⑤最高正价与最低负价的绝对值相等的元素：H、C、Si。 ⑥最高正价是最低负价绝对值3倍的元素：S。 ⑦最高价不等于族序数的元素：O、F。 (3)主族元素性质、存在和用途的特殊性 ①形成化合物种类最多的元素或单质是自然界硬度最大的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：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氢化物在通常状况下呈液态的元素：O。 ④最活泼的非金属元素或其无氧酸可腐蚀玻璃的元素或其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。 ⑤最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素：Cl。 ⑥单质最易着火的非金属元素：P。 ⑦最轻单质所含的元素：H；最轻金属单质所含的元素：Li。 ⑧单质常温下呈液态的元素：Br和Hg。 ⑨最高价氧化物及其水化物均既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al。 ⑩元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物发生化合反应的元素：N。 ⑪元素的单质在常温下能与水剧烈反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。 ⑫常见的能形成同素异形体的元素：C、P、O、S。 1 2 3 4 5 6 7 1.(2020·全国卷Ⅲ，13)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X＋Y＝W＋Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是 A.非金属性：W>X>Y>Z B.原子半径：Z>Y>X>W C.元素X的含氧酸均为强酸 D.Y的氧化物的水化物为强碱 跟踪训练 √ 8 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 化合物XW3与WZ相遇会产生白烟，推断为NH3与HCl反应，则W为H，X为N，Z为Cl，四种元素的核外电子总数满足X＋Y＝W＋Z，推断出Y为Na。非金属性：Z＞X＞W＞Y，A错误； 原子半径：Y＞Z＞X＞W，B错误； 元素X的最高价氧化物对应的含氧酸(HNO3)是强酸，而HNO2不是强酸，C错误； Y的氧化物对应的水化物是NaOH，属于强碱，D正确。 8 2.(2023·德州高一期中)X、Y、Z、M、Q、R均为前20号元素，其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法错误的是 A.X、Y、M组成的化合物可能具有强氧化性 B.X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是酸、 碱或盐 C.简单离子半径：Q＞M D.化合物R(YX)2是强碱 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 √ 8 由化合价和原子半径的大小关系，可确定X、Y、Z、M、Q、R分别为H、O、N、Cl、Na、Ca。X、Y、M组成的化合物可能为HClO，具有强氧化性，A正确； X、Y、Z三种元素组成的化合物可能为 HNO3、NH3·H2O、NH4NO3，则可能为酸、碱或盐，B正确； Q为Na，M为Cl，简单离子半径：Cl－＞Na＋，C错误； 化合物R(YX)2是Ca(OH)2，属于强碱，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 8 3.(2023·厦门湖滨中学高一期中)某些短周期元素的性质或原子结构信息如表所示。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 元素 元素性质或原子结构信息 X M层上有6个电子 Y 最外层电子数是次外层电子数的2倍 Z 常温下的单质为双原子分子，其氢化物的水溶液呈碱性 G 元素的最高正价是＋7 8 下列叙述错误的是 A.元素X、Z、G的最高价氧化物对应的水化物均为强酸 B.Y的最高价氧化物与Na2O2反应生成标准状况下11.2 L O2，转移1 mol e－ C.元素Z与氢元素只能形成一种常见的10e－微粒 D.非金属性：G>X 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 √ 8 由题给信息分析可知，X为S，Y为C，Z为N，G为Cl。元素X、Z、G的最高价氧化物对应的水化物分别为硫酸、硝酸和高氯酸，均为强酸，A正确； Y的最高价氧化物与Na2O2反应：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，存在关系式：O2～2e－，则生成标准状况下11.2 L即0.5 mol O2，转移1 mol e－，B正确； 元素Z与氢元素形成常见的10e－微粒有NH3、 ，C错误； 同周期元素从左到右非金属性递增，则非金属性：G(Cl)＞X(S)，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 8 4.短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置 如图所示，其中T所处的周期数与主族序数相等。 请回答下列问题： (1)W在元素周期表中的位置是_______________，Q、R、T三种元素原子半径由大到小的顺序是___________(用元素符号表示)，Q的最高价氧化物的化学式为_____，R的简单氢化物分子中的电子数为____。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 第3周期ⅥA族 Al＞C＞N CO2 10 8 1 2 3 4 5 6 7 因为四种元素都是短周期元素，根据元素周期表的结构，T所处的周期数与主族序数相等，则T为Al元素，推出Q为C元素，R为N元素，W为S元素。 S元素位于第3周期ⅥA族。原子半径比较：一看电子层数，电子层数越多，原子半径越大；二看原子序数，原子电子层数相同，半径随原子序数的递增而减小，因此原子半径：Al＞C＞N。Q的最高价氧化物为CO2，R的简单氢化物为NH3，其电子数为10。 跟踪训练 8 (2)元素的原子得电子能力：Q______W(填“强于”或“弱于”)。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 弱于 S元素的非金属性强于C元素，S原子的得电子能力强于C原子。 8 (3)原子序数比R多1的元素有一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，该反应的化学方程式为_______________________。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 原子序数比R多1的元素是O，其一种氢化物能分解成它的另一种氢化物，两种氢化物分别为H2O2和H2O，其反应的化学方程式为2H2O2 8 5.X、Y、W、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知X的一种核素的质量数为18，中子数为10；Y和Ne原子的核外电子总数相差1；W的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期主族元素中最强。 请回答下列问题： (1)W位于元素周期表中第_____周期______族。 画出X的阴离子的结构示意图：________。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 3 ⅣA 8 1 2 3 4 5 6 7 X、Y、W、Z是四种常见的短周期元素，已知X的一种核素的质量数为18，中子数为10，则X元素原子的质子数为18－10＝8，故X为O元素； Y和Ne原子的核外电子数相差1，Y为Na或F元素，由题图可知，Y原子半径大于氧原子，故Y为Na元素； W的单质是一种常见的半导体材料，原子序数大于Na元素，故W为Si元素； Z的非金属性在同周期主族元素中最强，故Z为Cl元素。 跟踪训练 8 1 2 3 4 5 6 7 W为Si元素，原子核外电子数为14，有3个电子层，最外层电子数为4，处于周期表中第3周期ⅣA族。 跟踪训练 8 (2)Z的氢化物和溴化氢相比，较稳定的是______(填化学式)。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 HCl Z为Cl元素，由于元素的非金属性：Cl＞Br，故氢化物稳定性：HCl＞HBr，即较稳定的是HCl。 8 (3)Y的金属性与Mg的金属性相比，______(填化学式)的金属性强，请用实验证明它们金属性的相对强弱：________________________________________ ____________________。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 Na 同周期元素随原子序数增大原子半径减小，原子失去电子的能力逐渐减弱，元素的金属性逐渐减弱，所以金属性：Na＞Mg；元素的金属性越强，其单质与水或酸反应置换出氢气就越容易，所以可以通过Na与冷水剧烈反应，而Mg与冷水反应较慢证明元素的金属性强弱。 Na与冷水剧烈反应，而Mg与冷水反应较慢(其他合理答案也可) 8 (4)写出Y的最高价氧化物对应的水化物与Z的最高价氧化物对应的水化物发生反应的化学方程式：______________________________。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 Y的最高价氧化物对应的水化物NaOH是强碱，Z的最高价氧化物对应的水化物HClO4是一元强酸，二者发生酸碱中和反应，生成NaClO4和H2O，发生反应的化学方程式是NaOH＋HClO4===NaClO4＋H2O。 NaOH＋HClO4===NaClO4＋H2O 8 6.(2022·济南历城二中高一月考)A、U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的七种常见元素，Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色，Z和W元素形成的化合物Z3W4具有磁性，U的单质在W2中燃烧可生成UW和UW2两种气体。X的单质是一种金属，该金属在UW2中燃烧生成黑、白两种颜色的固体。请回答下列问题： (1)Z元素在周期表中的位置：______________。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 第4周期Ⅷ族 8 (2)V的氢化物能与硫酸溶液反应，离子方程式为__________________。 (3)YW2气体通入BaCl2和HNO3的混合液中，生成白色沉淀和无色气体VW，有关反应的离子方程式为_________________________________________ ____________，由此可知VW和YW2还原性较强的是_______(填化学式)。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 SO2 2NO＋4H＋ 8 1 2 3 4 5 6 7 A、U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的七种常见元素，Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色，该气体为SO2，则Y为S元素，W为O元素； Z和W元素形成的化合物Z3W4具有磁性，则Z3W4为Fe3O4，Z为Fe元素； U的单质在W2中燃烧可生成UW和UW2两种气体，U的原子序数小于O元素，则U为C元素； 跟踪训练 8 1 2 3 4 5 6 7 X的单质是一种金属，该金属在UW2中燃烧生成黑、白两种颜色的固体，应为Mg和CO2的反应，则X为Mg元素； V的原子序数介于碳、氧之间，则V为N元素，原子序数小于C的常见元素为H元素，A可能为氢元素。 跟踪训练 8 (4)A、V、W和Y可组成一种化合物，其原子个数之比为8∶2∶4∶1，该化合物的名称为_________，化学式为____________。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 (NH4)2SO4 硫酸铵 A、V、W和Y可组成一种化合物，其原子个数之比为8∶2∶4∶1，则该化合物为(NH4)2SO4，名称为硫酸铵。 8 7.有A、B、C、D四种元素，A的最高正价与其最低负价的绝对值之差为6；A、D次外层都是8个电子，A与D的化合物DA在水溶液中能电离出具有相同电子层结构的阴、阳离子；B有两个电子层，其最高正价与最低负价的代数和为0；C2－与氩原子具有相同的电子层结构。 (1)试写出上述各元素的符号： A______，B______，C______，D______。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 Cl C S K 8 (2)画出下列粒子的结构示意图：A：_________，C2－：_________。 (3)元素A、C、D形成简单离子的半径由大到小的顺序是______________ (填离子符号)。 (4)写出A、D的最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式：___________________。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 S2－＞Cl－＞K＋ H＋＋OH－===H2O 8 1 2 3 4 5 6 7 8 因为A的最高正价与其最低负价的绝对值之差为6且次外层有8个电子，确定A为氯(Cl)； B有两个电子层，最高正价与最低负价的代数和为0，确定B为碳(C)； C2－的结构示意图为 ，确定C为硫(S)；再由A推出D为钾(K)。 跟踪训练 8.(2022·浙江嘉兴高一月考)元素周期表与元素周期律在学习、研究中有很重要的作用。下表是5种元素的相关信息，W、X都位于第3周期。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 元素 信息 Q 地壳中含量最高的元素 W 最高化合价为＋7价 X 最高价氧化物对应的水化物在本周期中碱性最强 Y 焰色试验(透过蓝色钴玻璃)火焰呈紫色 Z 原子结构示意图为 8 (1)Q在元素周期表中的位置是______________。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 第2周期ⅥA族 元素 信息 Q 地壳中含量最高的元素 8 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 8 Q为地壳中含量最高的元素，则Q为O； W、X都位于第3周期，W最高化合价为＋7价，X最高价氧化物对应水化物在本周期中碱性最强，则W为Cl，X为Na； Y的焰色试验(透过蓝色钴玻璃)火焰呈紫色，则Y为K； Z原子结构示意图为 ，则Z为Br。 Q为O，O元素在元素周期表中的位置是第2周期ⅥA族。 (2)W的最高价氧化物对应水化物的化学式是_________。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 HClO4 元素 信息 W 最高化合价为＋7价 8 W为Cl，最高价为＋7价，最高价氧化物对应水化物的化学式是HClO4。 (3)X单质与水反应的离子方程式是________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ 元素 信息 X 最高价氧化物对应的水化物在本周期中碱性最强 8 X为Na，其单质与水反应生成氢氧化钠和氢气，离子方程式是2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。 (4)金属性Y强于X，用原子结构解释原因：_________________________ _________________________________________________________________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 最外层电子数K与Na相同， 电子层数K大于Na，原子半径K大于Na，则K原子核对最外层电子的吸引作用小于Na，失电子能力K大于Na，金属性K强于Na 8 元素 信息 X 最高价氧化物对应的水化物在本周期中碱性最强 Y 焰色试验(透过蓝色钴玻璃)火焰呈紫色 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 8 X为Na，Y为K，二者为同主族元素，最外层电子数K与Na相同，电子层数K大于Na，原子半径K大于Na，则K原子核对最外层电子的吸引作用小于Na，失电子能力K大于Na，金属性K强于Na。 元素 信息 X 最高价氧化物对应的水化物在本周期中碱性最强 Y 焰色试验(透过蓝色钴玻璃)火焰呈紫色 (5)下列对于Z及其化合物的推断中，正确的是______(填字母)。 A.Z的最低负化合价与W的最低负化合价相同 B.Z的气态氢化物的稳定性弱于W的气态氢化物的稳定性 C.Z的单质可与X和W形成的化合物的水溶液发生置换反应 1 2 3 4 5 6 7 跟踪训练 8 AB 1 2 3 4 5 6 7 W为Cl，Cl与Br同主族，最低负化合价均为－1价，A项正确； W为Cl，非金属性：Cl>Br，非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，则Br的气态氢化物的稳定性弱于Cl的气态氢化物的稳定性，B项正确； Z为Br，单质为Br2，X和W形成的化合物的水溶液为NaCl溶液，由于氧化性：Cl2>Br2，则Br2不能从氯化钠溶液中置换出氯气，C项错误。 跟踪训练 8 ①原子核中无中子的原子：H。 NH 2H2O22H2O＋O2↑ 2H2O＋O2↑。 3SO2＋2NO＋3Ba2＋＋2H2O===3BaSO4↓＋ NH3＋H＋===NH SO2具有还原性，可与硝酸发生氧化还原反应生成SO，SO再与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为3SO2＋2NO＋3Ba2＋＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋，此反应中SO2为还原剂，NO为还原产物，还原剂的还原性强于还原产物。 $$