第1章 微专题2 元素的推断及性质比较-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学选择性必修2同步导学案配套PPT课件（鲁科版）双选

优化探究 第1章　原子结构与元素性质 微专题2　元素的推断及性质比较 一、元素的推断 1.元素推断的一般思路 2.元素推断的常用方法 (1)利用核外电子数的特殊性推断 稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素原子形成的阴离子的电子层结构相同,与下一周期的某些金属元素原子形成的阳离子的电子层结构相同。 ①2电子微粒:H-、Li+、Be2+等。 ②10电子微粒:F-、O2-、Na+、Mg2+、Al3+等。 ③18电子微粒:Cl-、S2-、K+、Ca2+等。 (2)利用短周期元素的族序数与周期序数的倍数关系推断 ①族序数等于周期序数的主族元素:H、Be、Al。 ②族序数等于周期序数两倍的主族元素:C、S。 ③族序数等于周期序数三倍的主族元素:O。 ④周期序数等于族序数两倍的主族元素:Li。 ⑤周期序数等于族序数三倍的主族元素:Na。 (3)利用元素的特殊性质推断 ①最高正价与最低负价代数和为零的短周期主族元素:H、C、Si。 ②最高正价是最低负价绝对值三倍的短周期主族元素:S。 ③除H外,原子半径最小的主族元素:F。 ④第一电离能最大的主族元素:F。第一电离能最小的主族元素:Cs(放射性元素除外)。 ⑤电负性最小的主族元素(放射性元素除外):Cs(0.7)。电负性最大的主族元素:F(4.0)。 ⑥同主族相邻两种元素的原子序数若具有2倍关系,则这两种元素为O和S。 (4)利用常见元素及其化合物的特征推断 ①形成化合物种类最多的元素、形成的单质在自然界中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空气中含量最高的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:N。 ③地壳中含量最高的元素:O。 ④单质密度最小的非金属元素:H。单质密度最小的金属元素:Li。 ⑤单质在常温下呈液态的非金属元素、金属元素分别是Br、Hg。 ⑥最高价氧化物对应的水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素:Be、Al。 ⑦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化合反应的元素:N。能发生氧化还原反应的元素:S。 ⑧单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素:Na、F。 (5)利用一些经验规律推断   ①元素周期表中的递变规律(“三角”规律)。 若A、B、C三种元素在元素周期表中的相对位置如图所示,则有关的各种性质均可排出顺序(D不参与排列)。如 原子半径:C>A>B; 金属性:C>A>B; 非金属性:B>A>C。 ②元素周期表中的相似规律。 ⅰ.同主族元素性质相似(因为最外层电子数均相同); ⅱ.元素周期表中位于对角线位置的元素性质相似,如Li和Mg、Be和Al,B和Si等。 [例1]　如图为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述,正确的是(　　) D A.W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能 B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同 C.p能级未成对电子最多的是X元素 D.X元素是电负性最大的元素             X   W Y   R     Z   题图为元素周期表前四周期的一部分,由位置可知,X为F,W为P,Y为S,Z为Br,R为Ar,据此解答。W的3p能级为半充满稳定结构,则W元素的第一电离能大于Y元素的第一电离能,故A错误;Y的阴离子有3个电子层,而Z的阴离子有4个电子层,则Y的阴离子电子层结构与R原子的相同,故B错误;p能级未成对电子最多为3个,W符合,X不符合,故C错误;上述元素中F的非金属性最强,则X元素的电负性最大,故D正确。 [例2]　短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层有2个电子,Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料,W与X位于同一主族。下列说法正确的是(　　) A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X) B.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的弱 C.由X、Z组成的化合物是离子化合物 D.由X、W组成的化合物都能使品红溶液褪色 B 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,则X为O元素;Y原子的最外层有2个电子,其原子序数大于O,则Y为Mg元素;Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料,则Z为Si元素;W与X位于同一主族,则W为S元素,据此解答。同一周期从左向右原子半径逐渐减小,同一主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:r(Y)>r(Z)>r(W)> r(X),故A错误;非金属性:Si<S,则最高价氧化物对应水化物的酸性:Z<W,故B正确;X、Z组成的化合物为SiO2,为共价化合物,故C错误;三氧化硫不能使品红溶液褪色,故D错误。 1.(双选)已知1~18号元素的4种简单离子W3+、X+、Y2-、Z-都具有相同的电子层结构,下列关系正确的是(　　) A.原子半径:X>W B.电负性:Z>Y>W C.氢化物的稳定性:H2Y>HZ D.第一电离能:X>W AB 1~18号元素的4种简单离子 W3+、X+、Y2-、Z-都具有相同的电子层结构,结合离子电荷数可知W为Al,X为Na,Y为O,Z为F,据此分析解答。Na和Al为同周期元素,原子序数Na小于Al,原子半径Na大于Al,故A正确;O、F为非金属,Al为活泼金属,O、F为同周期元素,随核电荷数的增加,元素电负性增大,因此电负性:F>O>Al,故B正确;非金属性:F>O,非金属性越强简单氢化物越稳定,则稳定性:H2O<HF,故C错误;Na、Al同周期,从左到右元素第一电离能呈增大趋势,则第一电离能:Al>Na,故D错误。 2.已知短周期元素的离子:aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结 构,则下列叙述中正确的是(　　) A.原子半径:A>B>C>D B.原子序数:d>c>b>a C.离子半径:C2->D->B+>A2+ D.元素的电负性:A>B>C>D C 短周期元素的离子:aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结构,所以有a-2=b-1=c+2=d+1,且A、B在周期表中位于C、D的下一周期,原子序数:a>b>d>c,据此分析。A、B在周期表中位于C、D的下一周期,并且原子序数:a>b>d>c,原子核外电子层数越多,原子半径越大,同周期元素原子序数越大,原子半径越小,则有原子半径:B>A>C>D,故A错误;根据分析有a-2=b-1=c+2=d+1,原子序数:a>b>d>c,故B错误;aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,核电荷数:a>b>d>c,所以离子半径:C2->D->B+>A2+,故C正确;A、B为金属,原子序数:a>b,金属性:A<B,C、D为非金属,原子序数:d>c,则非金属性:D>C,所以电负性:D>C>A>B,故D错误。 3.(2024·山东青岛高二检测)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态X原子有两个单电子,Z的简单离子在同周期离子中半径最小,基态W原子的价电子排布为ns(n-1)np(n+1),且Y、W同主族。下列说法错误的是(　　) A.电负性:Y>W>Z B.四种元素均位于元素周期表的p区 C.简单氢化物稳定性:X<Y<W D.W中W的化合价相同 C 基态X原子有两个单电子,则X的核外电子排布式可能是1s22s22p2或1s22s22p4或1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4,即可能是C、O、Si、S;Z的简单离子在同周期离子中半径最小,Z应为第3周期的Al,基态W原子的价电子排布为ns(n-1)np(n+1),n-1=2,n=3,W的价电子排布式为3s23p4,W为S,Y、W同主族,则Y为O,结合原子序数可知X只能为C,据此分析解答。同主族元素从上到下电负性逐渐减小,同周期元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性:O>S>Al,即Y>W>Z,故A正确;四种元素分别位于ⅢA、ⅣA、ⅥA族,均属于p区元素,故B正确;非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,非金属性:O>S,简单氢化物的稳定性:H2O>H2S,即Y>W,故C错误;W,S的化合价均为+6价,故D正确。 4.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的一种核素没有中子,基态Y原子的p轨道为半充满,Z单质是植物光合作用的产物之一,W与Z同族。下列说法正确的是(　　) A.X位于周期表中第2周期ⅣA族 B.第一电离能:Y>Z>W C.简单气态氢化物的稳定性:Z<W D.X、Y、Z三种元素形成化合物的水溶液一定呈酸性 B 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的一种核素没有中子,则X为H元素;基态Y原子的p轨道为半充满,则其电子排布式为1s22s22p3,所以Y为N元素;Z单质是植物光合作用的产物之一,则Z为O元素;W与Z同族,则W为S元素,据此分析。由分析可知,X为H元素,则X位于周期表中第1周期ⅠA族,A错误;由分析可知,Y为N元素,Z为O元素,W为S元素,同周期元素第一电离能呈增大趋势,但N最外层2p能级为半充满稳定结构,其第一电离能大于O,同主族元素第一电离能从上到下递减,则第一电离能:N>O>S,B正确;由分析可知,Z为O元素,W为S元素,非金属性越强,其对应的简单气态氢化物越稳定,非金属性:O>S,简单气态氢化物的稳定性:H2O>H2S,C错误;由分析可知,X为H元素,Y为N元素,Z为O元素,X、Y、Z三种元素可形成化合物NH3·H2O,其水溶液呈碱性,D错误。 二、元素性质的比较依据   同周期主族元素(从左到右) 同主族元素(从上到下) 最外层电子数 从1递增到7(第1周期除外) 相同 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 主要化合价 最高正价从+1→+7(O、F除外),非金属元素最低负价=-(8-族序数)(H元素等除外) 最高正价=族序数(O、F除外),非金属元素最低负价=-(8-族序数)(H元素等除外)   同周期主族元素(从左到右) 同主族元素(从上到下) 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应水化物的酸、碱性 碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强 碱性逐渐增强,酸性逐渐减弱 第一电离能 总体呈增大趋势(ⅡA、ⅤA族的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能) 逐渐减小 电负性 逐渐增大 逐渐减小 [例3]　下列有关性质的比较错误的是(　　) A.热稳定性:H2S<HCl B.电负性:Cl>Br C.第一电离能:S<P D.离子半径:K+>Cl- D 非金属性:Cl>S,热稳定性:HCl>H2S,A正确;Cl、Br同主族,电负性:Cl>Br,B正确;P原子的3p能级为半充满稳定结构,第一电离能:P>S,C正确;K+与Cl-电子层结构相同,核电荷数:K+>Cl-,故r(K+)<r(Cl-),D错误。 [例4]　元素周期表中的五种元素A、B、E、W、Z原子序数依次增大。A的基态原子的价电子排布为nsnnpn;B的基态原子最外层有3个单电子;E的原子最外层电子数是其内层的3倍,W和E位于同一族;Z3+的3d轨道中有5个电子。下列说法正确的是(　　) A.第一电离能:I1(E)>I1(B)>I1(A) B.E的单质可以将W从其氢化物中置换出来 C.原子半径大小:W>E>B>A D.电负性:E<A<B B 元素周期表中的五种元素A、B、E、W、Z原子序数依次增大。A的基态原子的价电子排布为nsnnpn,s能级容纳2个电子,则n=2,A为C;B的基态原子最外层有3个单电子,则B的基态原子的价电子排布式为2s22p3,则B为N;E的原子最外层电子数是其内层的3倍,最外层最多容纳8个电子,E的原子最外层电子数只能为6,则E为O;W和E位于同一族,则W为S;Z3+的3d轨道中有5个电子,则Z的基态原子的价电子排布式为3d64s2,则Z为Fe,以此解答。由分析可知,A为C,B为N,E为O,第一电离能:I1(N)>I1(O)>I1(C),故A错误;由分析可知,E为O,W为S,O2可与H2S反应生成S,即O2+2H2S=== 2H2O+2S↓,故B正确;电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,则原子半径大小:S>C>N>O,故C错误;同周期元素,从左往右电负性依次增大,则电负性:C<N<O,故D错误。 5.以下有关元素性质的说法不正确的是(　　) A.具有下列电子排布式的原子:①1s22s22p63s23p2　②1s22s22p3　 ③1s22s22p2　④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是④ B.具有下列价电子排布式的原子:①3s23p1　②3s23p2 ③3s23p3　④3s23p4,第一电离能最大的是③ C.①Na、K、Rb　②N、P、S　③Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而增大的是③ D.某主族元素气态基态原子的逐级电离能数据(单位:kJ·mol-1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703…它与氯气反应时,生成的阳离子是X2+ A 核外电子排布:①1s22s22p63s23p2　②1s22s22p3 ③1s22s22p2　④1s22s22p63s23p4,则①为Si、②为N、③为C、④为S,同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:Si>C>N,Si>S,故Si原子半径最大,即①的原子半径最大,故A不正确; 同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,ⅤA族3p能级为半充满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能:③>④>②>①,故B正确;同周期自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性减小,故①Na、K、Rb电负性依次减小,②N、P、S的电负性大小:N>S>P,③Na、P、Cl的电负性依次增大,故C正确; 该元素第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+,故D正确。 6.(双选)W、X、Y、Z、R是五种原子序数依次增大的短周期主族元素,W元素的一种离子与Li+具有相同的核外电子排布且半径比Li+大,X的基态原子核外L层的电子数与Y的基态原子核外M层的电子数之比为3∶2,X与Z同主族,Z的基态原子价电子排布式为3s23p4。下列说法错误的是(　　) A.简单气态氢化物的热稳定性:Z<Y B.原子半径:W<Li C.第一电离能:X>Y D.电负性:R<Z AD W、X、Y、Z、R是五种原子序数依次增大的短周期主族元素,W元素的一种离子与Li+具有相同的核外电子排布且半径比Li+大,W是H元素;X与Z同主族,Z的基态原子价电子排布式为3s23p4,Z是S元素、R是Cl元素,则X是O元素。X的基态原子核外L层的电子数与Y的基态原子核外M层的电子数之比为3∶2,Y是Si元素,据此分析。同周期元素从左到右非金属性增强,气态氢化物的稳定性增强,简单气态氢化物的热稳定性:H2S>SiH4,故A错误;电子层数越多半径越大,原子半径:H<Li,故B正确;同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,第一电离能:C<O,同主族元素从上到下第一电离能减小,第一电离能:Si<C,所以第一电离能:O>Si,故C正确;同周期元素从左到右电负性依次增大,电负性:S<Cl,故D错误。 7.短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,构成的一种共价化合物R的结构如图所示。其中W的一种同位素没有中子,X、Z、M的最外层电子数之和为16,Z、M同主族。下列说法正确的是(　　) A.五种元素均位于元素周期表的p区 B.第一电离能:Z>Y>X>W C.简单离子半径:M>Y>Z D.W、Y、Z形成的化合物中均只含共价键 C W的一种同位素没有中子,则W为H,根据元素成键特点,X形成四个键,即X为C,Z形成两个键,Z为O,Z、M同主族,即M为S,五种元素原子序数依次增大,因此Y为N。氢元素位于元素周期表的s区,故A项错误;基态N原子核外2p轨道电子处于半充满状态,比较稳定,第一电离能:N>O,故B项错误;电子层数越多,离子半径越大,核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以简单离子半径:S2->N3->O2-,故C项正确;W、Y、Z形成的化合物HNO3中只含共价键,而NH4NO3中含离子键和共价键,故D项错误。 $$