第1章 微专题(四) 元素推断(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

掌握元素“位—构—性”之间的关系，培养学生宏观辨识与微观探析，证据推理与模型认知的核心素养，建立解决“位—构—性”题型的思维模型。 一、解答短周期元素推断题时常见的“题眼” 1．位置与结构 (1)只由质子和电子构成的元素原子是H(H)。 (2)最高正价不等于族序数的元素是O、F。 2．含量与物理性质 (1)地壳中质量分数最大的元素是O，其次是Si。 (2)地壳中质量分数最大的金属元素是Al。 (3)氢化物中氢元素质量分数最高的元素是C。 (4)其单质为天然物质中硬度最大的元素是C。 (5)其气态氢化物最易溶于水的元素是N，在常温、常压下，1体积水溶解700体积NH3。 (6)其氢化物沸点最高的非金属元素是O。 (7)常温下，其单质是有色气体的元素是F、Cl。 (8)所形成的化合物种类最多的元素是C。 (9)在空气中，其最高价氧化物的含量增加会导致“温室效应”的元素是C。 (10)其单质是最易液化的气体的元素是Cl。 (11)其单质是密度最小的金属元素是Li。 (12)其最高价氧化物的水化物酸性最强的元素是Cl。 (13)常温下其单质呈液态的非金属元素是Br。 3．化学性质与用途 (1)单质与水反应最剧烈的非金属元素是F。 (2)其气态氢化物与最高价氧化物对应水化物能发生化合反应的元素是N。 NH3＋HNO3===NH4NO3 (3)常温下，其气态氢化物与其低价氧化物能反应生成该元素的单质的元素是S。 2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O (4)单质形成氧化物最多的元素是N。 (5)其气态氢化物水溶液可雕刻玻璃的元素是F。 (6)其两种同素异形体对人类生存都非常重要的元素是O，臭氧(O3)层被称为地球的保护伞。 (7)单质能与强碱溶液作用的元素是Al、Cl2、Si。 (8)最高价氧化物对应的水化物具有两性的元素是Al。 二、元素“位—构—性”三者的关系 1．在具体解题过程中，要掌握的四种关系 (1)电子层数＝周期序数 (2)质子数＝原子序数 (3)最外层电子数＝主族序数 (4)主族元素最高正价＝族序数(O、F除外) 最低负价＝主族序数－8(H除外) 2．要熟练掌握周期表中的一些特殊规律，如各周期元素种数、稀有气体的原子序数及某元素在周期表中的位置；同主族上下相邻元素原子序数的关系等。熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律。 1．(2024·菏泽一中高一月考)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中Y和W同主族，由X、Y、Z三种元素组成的四种二元微粒(分子或离子)A＋、B－、C、D均具有10个电子，已知它们有如下转化关系：A＋＋B－C＋D↑，下列说法正确的是(　　) A．X、Y、Z元素最高正化合价依次升高 B．原子半径大小：W＞Z＞Y＞X C．只有原子核外最外层达到8电子结构才是稳定结构 D．W、Y、Z所对应的三种气态氢化物的稳定性逐渐增强 解析　由题干信息可知，短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中Y和W同主族，由X、Y、Z三种元素组成的四种二元微粒(分子或离子)A＋、B－、C、D均具有10个电子，已知它们有如下转化关系：A＋＋B－C＋D↑，则可推知A为NH，B为OH－，C为H2O，D为NH3，即X为H、Y为N、Z为O，W为P，据此分析解题。 由分析可知，X为H、Y为N、Z为O，X、Y元素最高正化合价依次为＋1、＋5，而O无正价，A错误；由分析可知，X为H、Y为N、Z为O，W为P，根据同一周期从左往右原子半径依次减小，同一主族从上往下原子半径依次增大可知，原子半径大小：P＞N＞O＞H，即原子半径大小：W＞Y＞Z＞X，B错误；H原子核外最外层电子达到2电子即达到稳定结构，C错误；由分析可知，Y为N、Z为O，W为P，已知非金属性：O＞N＞P，则W、Y、Z所对应的三种气态氢化物的稳定性：PH3＜NH3＜H2O，D正确。 答案　D 2．(2024·泰安二中高一月考)如图所示是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是(　　) W X Y Z A.原子半径：W<X B．常温常压下，Y单质既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应 C．气态氢化物热稳定性：Z<W D．X的离子半径在同周期元素简单离子半径中最小 解析　W与X的最高化合价之和为8，则W是氮元素，X是铝元素，Y是硅元素，Z是磷元素，据此回答问题。同周期从左到右原子半径逐渐减少，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：N<Al，故A正确；常温常压下，Y的单质是Si，Si不能与盐酸反应，Si能与氢氧化钠溶液反应，故B错误；同主族元素，从上到下元素非金属性逐渐减小，非金属性越强，气态氢化物越稳定，则：PH3<NH3，故C正确；X的单质是Al，电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，电子层越多离子半径越大，Al3＋在同周期元素简单离子半径中最小，故D正确。 答案　B 3．(2023·全国甲卷)W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是(　　) A．原子半径：X>W B．简单氢化物的沸点：X<Z C．Y与X可形成离子化合物 D．Z的最高价含氧酸是弱酸 解析　W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原子序数的规律，则W为N，X为O，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，又因为Y的原子序数大于氧的，则Y电子层为3层，最外层电子数为2，所以Y为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z的最外层电子数为6，Z为S，据此解答。X为O，W为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大小为W＞X，A错误；X为O，Z为S，X的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z的简单氢化物为H2S，没有氢键，所以简单氢化物的沸点为X＞Z，B错误；Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，为离子化合物，C正确；Z为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D错误。 答案　C 4．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期元素，其中Z为金属元素，X、W为同一主族元素。X、Z、W形成的最高价氧化物分别为甲、乙、丙。x、y2、z、w分别为X、Y、Z、W的单质，丁是化合物。其转化关系如图所示，下列判断正确的是(　　) A．反应①②属于氧化还原反应，③属于非氧化还原反应 B．Y的离子半径比Z的离子半径小 C．反应③可以证明X的非金属性强于W D．一定条件下，x与甲反应生成丁 解析　根据题中信息可判断x为碳，丙为二氧化硅，在高温条件下碳与二氧化硅反应生成w为硅、丁为一氧化碳；y2为氧气，碳与氧气点燃反应生成甲为二氧化碳，z为镁，镁在二氧化碳中点燃反应生成碳和乙为氧化镁。反应①为镁和二氧化碳反应，反应过程镁和碳元素化合价均发生变化，是氧化还原反应，反应②为碳在氧气中点燃，是氧化还原反应，反应③为碳和二氧化硅反应，反应过程中碳和硅元素化合价均发生变化，是氧化还原反应，故A项错误；Y的离子为O2－，Z的离子为Mg2＋，电子层数均为两层，但氧离子的核电荷数小于镁离子，故氧离子半径大于镁离子，故B项错误；根据元素周期律，非金属性越强，单质氧化性越强，反应③为：C＋SiO2高温,Si＋CO↑，反应中C将Si元素还原，不能说明C的非金属性强于Si，故C项错误；碳可以和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，故D项正确。 答案　D 5．(2024·山东省实验中学高一月考)元素周期表与元素周期律在化学学习研究中有很重要的作用。下表是元素周期表的一部分，请用对应的化学用语作答。 周期 主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1 ① 2 ② ③ ④ ⑤ 3 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ (1)上述除①②外的元素中，离子半径最小的是________(填离子符号)，简单气态氢化物还原性最强的是________(填化学式，下同)，最高价氧化物水化物酸性最强的是________。 (2)某元素最高价氧化物水化物与其简单气态氢化物化合成盐，该盐的化学式为________。 (3)A、B、C、D分别是上述元素形成的不同微粒，存在以下转化关系： ①若A、B、C、D均为10电子微粒，则A和B反应生成C和D的离子方程式为________________________________________________________________________。 ②若A、C为18电子微粒，B、D为10电子微粒，则A和B反应生成C和D的离子方程式为_____________________________________________________________________。 (4)元素⑥的最高价氧化物对应的水化物与元素⑦的最高价氧化物之间反应的离子方程式为_______________________________________________________________________。 (5)下列事实不能说明元素⑩的非金属性比元素⑨强的是________(填字母)。 A．⑩的单质与⑨的简单氢化物溶液反应，溶液变浑浊 B．⑩的单质可以将铁氧化为正三价，而⑨的单质将铁氧化为正二价 C．⑩的氢化物为强酸，而⑨的氢化物为弱酸 D．⑩和⑨两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高 解析　根据元素在周期表的位置可知：①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为F、⑥为Na、⑦为Al、⑧为P、⑨为S、⑩为Cl。 (3)①根据图中转化关系，若A、B、C、D均为10电子微粒，则A为NH、B为OH－、C为NH3、D为H2O，离子方程式为NH＋OH－△,NH3＋H2O；②若A、C为18电子微粒，B、D为10电子微粒，A为HS－或H2S、B为OH－、C为S2－或HS－、D为H2O，离子方程式为HS－＋OH－===S2－＋H2O或H2S＋OH－===HS－＋H2O； (4)⑥为Na，最高价氧化物对应的水化物为NaOH，⑦为Al，最高价氧化物为Al2O3，反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－； (5)⑨为S、⑩为Cl。Cl2与H2S溶液反应，溶液变浑浊，说明有硫单质生成，发生了置换反应，能说明元素Cl的非金属性比元素S强，A错误；Cl2可以将铁氧化为正三价，而S单质将铁氧化为正二价，说明Cl2氧化性强于S，能说明元素Cl的非金属性比元素S强，B错误；氯的氢化物HCl为强酸，而硫的氢化物H2S为弱酸，不能说明元素Cl的非金属性比元素S强，C正确；两元素的简单氢化物HCl、H2S受热分解，HCl的分解温度高，说明HCl稳定性强于H2S，能说明元素Cl的非金属性比元素S强，D错误。 答案　(1)Al3＋　PH3　HClO4 (2)NH4NO3 (3)①NH＋OH－△,NH3＋H2O　②HS－＋OH－===S2－＋H2O或H2S＋OH－===HS－＋H2O (4)Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－ (5)C 学科网（北京）股份有限公司 $$