拓展与归类·专题研析(12) 元素推断与元素周期律-【精彩三年】2024-2025学年高中化学必修1课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

拓展与归类·专题研析(十二)　元素推断与元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 元素推断题是考试中一种常见的题型，需要我们根据结构特点、性质特点、定量计算和运用相关的基础知识解决问题。如图所示： 在此基础上，针对题目按以下具体方法进行推断： 具体情况如下： 1．根据原子序数推断元素在周期表中的位置 记住稀有气体元素的原子序数：2、10、18、36、54、86、118。用未知元素的原子序数减去比它小而相近的稀有气体元素的原子序数，即得该元素所在的纵列数；再运用纵列数与族序数的关系确定元素所在的族。 这种元素的周期数比相应的稀有气体元素的周期数大1。 2．依据元素“位—构—性”关系推断 (1)结构与位置的互推问题是解题的基础 ①掌握几个关系式：电子层数＝周期序数；质子数＝原子序数；最外层电子数＝主族序数；主族元素的最高正价＝主族序数，最低负价＝主族序数－8。 ②熟练掌握元素周期表中的一些特殊规律，如各周期元素种数；稀有气体元素的原子序数及在元素周期表中的位置；同族上下相邻元素原子序数的关系等。 (2)性质与位置的互推问题是解题的关键 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括：元素的金属性、非金属性；气态氢化物的稳定性；最高价氧化物对应水化物的酸碱性；单质的氧化性、还原性等。 (3)结构与性质的互推问题是解题的要素 ①最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性。 ②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素所组成化合物的性质。 ③同主族元素的原子最外层电子数相同，性质相似。 ④判断元素金属性和非金属性的方法。 3．根据位置上的特殊性确定元素在周期表中的位置(常见“突破口”) (1)主族序数等于周期数的短周期元素：H、Be、Al。 (2)主族序数等于周期数2倍的元素：C、S。 (3)最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si。 (4)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。 4．根据元素性质、存在、用途的特殊性推断元素种类(常见“突破口”) (1)形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素、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、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、气态氢化物的沸点最高的元素、气态氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。 (4)单质最轻的元素：H。 (5)最活泼的非金属元素：F。 (6)最活泼的金属元素：Cs。 (7)最轻的金属元素：Li。 (8)单质的着火点最低的非金属元素：P。 5．根据元素周期表结构推断 (1)最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素；最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族(He)元素；最外层电子数为8的元素是稀有气体元素(He除外)。 (2)在周期表中，第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数差有三种情况：①第二、三周期(短周期)元素原子序数相差1；②第四、五周期相差11；③第六、七周期相差25。 (3)同主族相邻元素的原子序数差有两种情况：①第ⅠA族、第ⅡA族，上一周期元素的原子序数＋上一周期元素的种数＝下一周期同主族相邻元素的原子序数；②第ⅢA～第ⅦA族，上一周期元素的原子序数＋下一周期元素的种数＝下一周期同主族相邻元素的原子序数。 (4)元素周期表中金属元素和非金属元素之间有一分界线，分界线右上方的元素为非金属元素，分界线左下方的元素为金属元素(H除外)，分界线两边的元素一般既有一定的金属性，又有一定的非金属性。 例1　[2024·黄岩中学高一]已知X、Y、Z、W、R五种元素，X是原子序数最小的元素；Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍；Z元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4；W元素原子K层和M层电子总数等于其L层电子数；R元素原子最外层有1个电子，其阳离子与Z的阴离子核外电子总数相同。下列说法不正确的是(　　) A．X2Z常温下为液态 B．R的氧化物不与酸反应 C．Y的一种单质可导电 D．W与Z形成的化合物不止一种 B 【解析】X是原子序数最小的元素，则X为H，Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍，即核外电子排布为2、4，则Y为C，Z元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4，即核外电子排布为2、6，则Z为O，W元素原子K层和M层电子总数等于其L层电子数，即核外电子排布为2、8、6，则W为S，R元素原子最外层有1个电子，其阳离子与Z的阴离子核外电子总数相同，则R为Na。X2Z即H2O，常温下为液态，A正确；R为Na，R的氧化物即Na2O、Na2O2，均为金属氧化物，都能与酸反应，B错误；Y为C，Y的一种单质即石墨可导电，C正确；W为S，Z为O，二者可形成SO2、SO3，D正确。 例2　部分短周期元素的原子半径及主要化合价信息如表所示，下列说法正确的是(　　) A．氢化物的沸点：H2T<H2R B．单质与冷水反应的剧烈程度：M>Q C．L单质在T单质中燃烧可生成L2T D．J可形成J5＋，且与T2－的核外电子排布相同 元素代号 J L M Q R T 原子半径/ nm 0.082 0.152 0.143 0.186 0.104 0.066 主要化合价 ＋3 ＋1 ＋3 ＋1 ＋6、 －2 －2 C 【解析】由表中信息可知，R、T的主要化合价均有－2价，R还存在＋6价，则R为S，T为O；L、Q的主要化合价均为＋1价，L的原子半径较大，Q的原子半径最大，且均为短周期元素，则L为Li，Q为Na；J、M的主要化合价均为＋3价，M的原子半径较大，则M为Al，J为B。常温下，H2O呈液态，H2S呈气态，则氢化物的沸点为H2T＞H2R，A错误；金属性越强，单质与水反应越剧烈，金属性：Al＜Na，则单质与冷水反应的剧烈程度为M＜Q，B错误；锂在氧气中燃烧生成Li2O，C正确；硼元素最外层含有3个电子，不能生成B5＋，D错误。 1．X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和是24，下列说法中正确的是(　　) A．原子半径：W＞Z＞Y＞X B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞W C．四种元素的单质中，W单质的熔、沸点最高 D．X元素在空气中含量最多 X Y     Z W D 【解析】X、Y、Z、W均为短周期元素，根据它们在元素周期表中的位置，设X的最外层电子数是a，则Y、Z的最外层电子数均是a＋1，W的最外层电子数是a＋2，这四种元素原子的最外层电子数之和是24，因此a＋a＋1＋a＋1＋a＋2＝24，解得a＝5，所以X是N，Y是O，Z是S，W是Cl。同周期元素自左向右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：Z＞W＞X＞Y，故A错误；元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，非金属性：Cl＞S，则最高价氧化物对应的水化物的酸性：W＞Z，故B错误；四种元素的单质中，单质硫的熔、沸点最高，故C错误；X元素为N，其单质N2在空气中含量最多，故D正确。 2．部分短周期元素(A、B、C、D、E)的原子序数(a、b、c、d、e)与其某种常见化合价的关系如图所示，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法正确的是(　　) A． 31D和33D属于同种核素 B．简单气态氢化物的热稳定性：A>D>E C．B、C的最高价氧化物对应的水化物之间能发生反应 D．A和B形成的一种化合物中阴、阳离子个数比为1∶1 C 【解析】根据题图中短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系，可推出A为O，B为Na，C为Al，D为P，E为S。31P和33P是磷元素的两种核素，属于同种元素的不同种核素，A项错误；元素的非金属性越强，对应简单气态氢化物的热稳定性越强，故热稳定性：H2O>H2S>PH3，B项错误；氢氧化铝具有两性，可以与氢氧化钠溶液反应，C项正确；Na和O形成的Na2O和Na2O2中阴、阳离子个数比均为1∶2，D项错误。 3．[2024·柯桥中学高一]短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，其中Y元素的原子最外层电子数是K层电子数的两倍，下列说法中不正确的是(　　) A．原子半径：Y>Z>X>W B．Y、Z常见的氢化物的热稳定性： HZ>YH4 C．W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的强 D．W和X可以形成多种化合物   W X   Y     Z A 【解析】由短周期元素在周期表中的位置关系可知，W、X位于第二周期，Y、Z位于第三周期，又Y元素的原子最外层电子数是K层电子数的两倍，故Y为硅元素，则X为氧元素，Z为氯元素，W为氮元素。短周期元素中，同周期元素从左向右，原子半径呈减小趋势，氮的原子半径比氧的原子半径大，即W>X，A错误；非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性：Cl>Si，则稳定性：HCl>SiH4，B正确；元素非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：N>P>Si，则酸性：HNO3>H2SiO3，C正确；N、O可以形成NO、N2O、NO2等多种化合物，D正确。 4．短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A、C的原子序数相差8，A原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，B单质的焰色试验为黄色。下列说法错误的是(　　) A．阴离子的还原性：An－>Cn－ B．元素A与B可形成两种化合物 C．最高价氧化物对应的水化物的酸性：C<D D．原子半径：r(B)>r(C)>r(D)>r(A) A 【解析】A原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，则A为O；短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A、C的原子序数相差8，则C为S，D为Cl；B单质的焰色试验为黄色，则B为Na。A、C分别为O、S，非金属性：O＞S，则阴离子的还原性：O2－＜S2－，A错误；A、B分别为O、Na，二者可形成Na2O、Na2O2两种化合物，B正确；C、D分别为S、Cl，非金属性：S＜Cl，则最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2SO4＜HClO4，C正确；A、B、C、D分别为O、Na、S、Cl，Na、S、Cl的电子层数都为3，核电荷数分别为11、16、17，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径的大小顺序为r(Na)>r(S)>r(Cl)>r(O)，D正确。 感谢聆听，再见！ $$