34第23讲　元素推断与物质的性质-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

高考总复习 化学 第五章　物质结构与性质　 元素周期律 第23讲　元素推断与物质的性质 复习目标 1.建构思维模型(“位—构—性”的关系)，基于证据(原子结构、元素及其化合物的性质等)推断未知元素及其性质。 2．能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。 1．元素周期表中“位—构—性”的关系 2．元素推断中主族元素单质及其化合物的物理性质 (1)颜色：①常温下，单质为有色气体的元素是F、Cl。 ②常温下，单质为淡黄色固体的元素是S。 ③焰色试验现象呈黄色的元素是Na，呈紫色的元素是K(通过蓝色钴玻璃观察)。 (2)状态：常温下，单质呈液态的非金属元素是Br。 (3)气味：能形成有臭鸡蛋气味的化合物的非金属元素是S。 (4)熔点：单质熔点最高的非金属元素是C。氧化物熔点最高的非金属元素是Si。 (5)溶解性：简单气态氢化物极易溶于水的元素是N或Cl。 (6)导电性：单质能导电的非金属元素是C；单质属于半导体材料的元素是Si。 (7)晶体类型：单质及其最高价氧化物都是共价晶体的元素是Si。 3．元素推断中主族元素单质及其化合物的化学性质 (1)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是N。 (2)最高价氧化物及对应水化物既能与强酸反应又能与强碱反应的元素是Al。 (3)最高价氧化物对应水化物与其气态氢化物可形成离子化合物的元素是N。 (4)单质(O3)及其氢化物(H2O2)均具有漂白性的元素是O。 (5)盐溶液加入NaOH溶液并加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该元素是N。 (6)最高价氧化物对应的水化物的酸性(碱性)最强的短周期元素是Cl(Na)。 (7)单质与水反应最剧烈的短周期金属元素是Na，非金属元素是F。 考向1　文字描述型元素推断题 【例1】 X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的前四周期元素，X和Y可以形成一种红棕色气体，Z是同周期元素中原子半径最大的元素，Q是地壳中含量最高的金属元素，R的基态原子中有6个未成对电子。下列说法正确的是(　　) D A.原子半径：r(Q)>r(Y)>r(X) B.电负性大小：X>Y>Z C.R位于元素周期表中第四周期、第ⅣB族 D.Z的最高价氧化物对应水化物的碱性比Q的强 [思路剖析] 解析：结合题干信息可知，Q为Al，X为N，Y为O，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径：r(Q)>r(X)>r(Y)；同周期元素从左到右电负性逐渐变大，故电负性大小为Y>X>Z；R的价层电子数为6，是位于元素周期表中第四周期第ⅥB族的Cr；Z为Na，Z的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，为强碱，Q的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，属于两性氢氧化物，故NaOH的碱性比Al(OH)3的强。 考向2　结构片段型元素推断题 【例2】 短周期主族元素W、X、Y和Z在元素周期表中的相对位置如下表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是(　　) D     W X   Y       Z A.电负性大小：Z＞X＞Y B．氧化物对应水化物的酸性强弱：Y>W C．含Y元素的盐溶液均呈酸性 D．简单离子的半径大小：Y<X [思路剖析] 解析：由题意知，W为N，X为O，Y为Al，Z为Cl。电负性大小为O＞Cl＞Al；Al(OH)3显两性，氮元素的氧化物对应的水化物为HNO3、HNO2，二者均显酸性；含Al元素的盐溶液可能呈酸性(如AlCl3)，也可能呈碱性(如Na[Al(OH)4])；Al3+和O2-的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小。 考向3　物质结构型元素推断题 【例3】 (2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是(　　) A．电负性：W＞Y B．酸性：W2YX3＞W2YX4 C．基态原子的未成对电子数：W＞X D．氧化物溶于水所得溶液的pH：Z＞Y D 解析：主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，则Z有4个能层。根据这4种元素形成的化合物的结构可以推断，W、X、Y、Z分别为H、O、S、K。W和Y可以形成H2S，其中S显－2价，因此，电负性S>H，A错误；H2SO3是中强酸，而H2SO4是强酸，因此，在相同条件下，后者的酸性较强，B错误；H只有1个电子，O的2p轨道上有4个电子，O有2个未成对电子，因此，基态原子的未成对电子数 O>H，C错误；K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱KOH，S的氧化物溶于水且与水反应生成H2SO3或H2SO4，因此，氧化物溶于水所得溶液的pH的大小关系为 K>S，D正确。 (1)突破元素推断与物质的性质类题的思路 (2)短周期元素原子与成键数目的关系如表所示。 成键数目 1 2 3 4 对应元素 H、F、Cl O、S B、Al、N、P C、Si D 2．(2024·广西南宁二中高三上统考)原子序数依次增大的五种短周期主族元素X、Y、Z、Q、W组成的化合物的结构如图所示，基态Q原子的最外层电子数是电子层数的3倍。 下列说法正确的是(　　) A.W和Z形成的某种化合物受到撞击时能瞬间释放出大量的气体 B.简单离子半径大小：W>Q C.氢化物的沸点高低：Y<Q D.由X、Y、Q、W形成的化合物的水溶液一定显碱性 A 3．由同周期元素原子W、X、Y、Z构成的一种阴离子(见下图)，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，四种原子最外层电子数之和为20。下列说法正确的是 (　　) A A．W、X、Y、Z的第一电离能由大到小依次是Z、Y、X、W B．Y形成的简单离子的半径比Z形成的简单离子的半径小 C．W和X的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱：W>X D．W、Z形成的化合物分子中各原子均满足8电子稳定结构 解析：由同周期元素原子W、X、Y、Z构成的阴离子的结构可知，Y能形成2个共价键，则Y是第ⅥA族元素；Z形成1个共价键，则Z是F。Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，则X是C，Y是O。四种原子最外层电子数之和为20，则W是B。同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，则第一电离能由大到小是F、O、C、B；O2-、F－的电子层结构相同，质子数越多半径越小，则简单离子的半径大小为O2->F－；元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则酸性强弱为 H2CO3>H3BO3；B、F形成的化合物BF3分子中，B不满足8电子稳定结构。 角度 元素周期表和元素周期律的应用 1．(2022·广东卷)甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如右图所示；戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是(　　) A．原子半径大小：丁＞戊＞乙 B．非金属性强弱：戊＞丁＞丙 C．甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生 D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应 C [思路剖析] 解析：根据“层多径大”，同电子层结构“核多径小”的规律，原子半径大小为丁＞戊＞乙；根据同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，可知非金属性强弱为戊＞丁＞丙；甲的氢化物可能为氨、甲烷、乙烷等，若是氨，则遇氯化氢有白烟产生，若是甲烷、乙烷等，则遇氯化氢不反应，没有白烟生成；丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸，也可能是磷酸，都能与强碱反应。 　(2021·浙江6月选考卷)已知短周期元素 X、Y、Z、M、Q和 R在元素周期表中的相对位置如右图所示，其中 Y的最高化合价为＋3。下列说法不正确的是(　　) A．还原性强弱：ZQ2＜ZR4 B．X能从ZO2中置换出Z C．Y 能与Fe2O3反应得到Fe D．M 最高价氧化物对应的水化物能与其最低价氢化物反应 A 角度 元素推断与元素周期律的应用 2.(2024·甘肃卷)X、Y、Z、W、Q为短周期元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为18。Y原子核外有两个单电子，Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，W元素的焰色试验呈黄色。下列说法错误的是(　　) A．X、Y组成的化合物有可燃性 B．X、Q组成的化合物有还原性 C．Z、W组成的化合物能与水反应 D．W、Q组成的化合物溶于水呈酸性 D 解析：X、Y、Z、W、Q为短周期元素，W元素的焰色试验呈黄色，W为Na；Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，则Z为O、Q为S；Y原子核外有两个单电子且原子序数小于Z，Y为C；X、Y、Z、W、Q的最外层电子数之和为18，则X的最外层电子数为18－4－6－1－6＝1，X可能为H或Li。若X为H，H与C组成的化合物为烃，烃能够燃烧，若X为Li，Li与C组成的化合物也具有可燃性，A正确；X、Q组成的化合物中Q(即S)元素呈－2价，为S的最低价，具有还原性，B正确；Z、W组成的化合物为Na2O、Na2O2，Na2O与水反应生成NaOH，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，C正确；W、Q组成的化合物Na2S属于强碱弱酸盐，其溶于水所得溶液呈碱性，D错误。 3．(2022·湖南卷)科学家合成了一种新的共价化合物(结构如下图所示)，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是 (　　) C A．原子半径大小：X>Y>Z B．非金属性强弱：Y>X>W C．Z的单质具有较强的还原性 D．原子序数为82的元素与W位于同一主族 解析：由共价化合物的结构可知，X、W形成4个共价键，Y形成2个共价键，Z形成1个共价键，且X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和，则X为C、Y为O、Z为F、W为Si。同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则C、O、F的原子半径大小顺序为C＞O＞F；C、O、Si的非金属性强弱顺序为O＞C＞Si；氟元素的非金属性最强，单质具有很强的氧化性；原子序数为82的元素为铅元素，与硅元素都位于元素周期表的第ⅣA族。 (1)(2023·广东卷)化合物XYZ4ME4可作肥料，所含的5种元素位于主族，在每个短周期均有分布，仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满，X的基态原子价层电子排布式为nsn－1，X与M同周期，E在地壳中含量最多。下列说法正确的是(　　) A．元素电负性大小：E>Y>Z B．氢化物沸点高低：M>Y>E C．第一电离能大小：X>E>Y A (2)(2023·浙江6月选考卷)X、Y、Z、W是四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期，且只有X、 Y相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W原子在同周期原子中半径最大。下列说法不正确的是(　　) A．第一电离能大小：Y>Z>X B．电负性大小：Z>Y>X>W C．Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径大小：W<Z D．W2X2与水反应生成的产物之一是非极性分子 A 解析：已知X、Y、Z、W是四种短周期主族元素，原子序数依次增大；X、Y与Z位于同一周期，且只有X、 Y相邻；X基态原子核外有2个未成对电子。推出X为C，Y为N，Z为F。W原子在同周期原子中半径最大，则W为Na。根据同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族大于第ⅢA族，第ⅤA族大于第ⅥA族，可知第一电离能大小为Z>Y>X；根据同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，可知电负性大小为Z>Y>X>W；根据同电子层结构“核多径小”，则Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径大小为W<Z；W2X2与水反应生成的产物之一为乙炔，乙炔是非极性分子。 请完成：跟踪练（23） 温馨提示 谢谢观看！ ① X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的前四周期元素，X和Y可以形成一种红棕色气体该气体是NO2X为N，Y为O ② Z是同周期元素中原子半径最大的元素Z为Na ③ Q是地壳中含量最高的金属元素Q为Al ④ R的基态原子中有6个未成对电子价层电子排布式为3d54s1R为Cr ① 短周期主族元素W、X、Y和Z在元素周期表中的相对位置W、X处于第二周期，Y、Z处于第三周期 ② 四种元素原子的最外层电子数之和为21，假设Y的最外层电子数为a，则有a＋(a＋2)＋(a＋3)＋(a＋4)＝21，解得a＝3Y为Al ③ 结合元素在周期表中的相对位置W为N，X为O，Z为Cl 1．X、Y、Z、W属于短周期主族元素，其中X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如下图所示，Y原子的最外层电子数是其次外层电子数的，W的焰色试验呈现黄色火焰。下列说法错误的是 (　　) X Y Z A.原子半径大小：W＞Y＞Z＞X B．W和X形成的化合物可能含共价键 C．气态氢化物的稳定性强弱：X＞Z＞Y D．Z2X5可以用作食品干燥剂 解析：Y原子的最外层电子数是其次外层电子数的，则Y为Si；由元素在元素周期表中的位置可知，Z为P，X为O；W的焰色试验呈现黄色火焰，则W为Na。原子半径由大到小为Na、Si、P、O；Na和O形成的Na2O2中既含有离子键又含有共价键；非金属性越强的元素，其形成的气态氢化物越稳定，故稳定性强弱为H2O＞PH3＞SiH4；P2O5有毒，不能作食品干燥剂。 解析：基态Q原子最外层电子数是电子层数的3倍，则Q为O。W能形成＋1价阳离子且为短周期元素，则W为Na。根据结构可知X为H；Z形成三条单键，则Z为N，Y为C。Na和N形成的化合物为NaN3，受撞击时发生反应2NaN33N2↑＋2Na，能瞬间释放大量气体；Na＋和O2－的电子层结构相同，则离子半径大小为O2－>Na＋；碳的氢化物有多种，随着碳原子数的增大，其氢化物的沸点逐渐增高，故很多碳氢化合物的沸点高于H2O的沸点；H、C、O、Na形成的化合物 的水溶液未必显碱性，如NaHC2O4显酸性。 ① 甲～戊均为短周期元素，结合在元素周期表中的相对位置甲、乙处于第二周期，丙、丁、戊处于第三周期 ② 戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸可能是H2SO4或HClO4戊可能是S或Cl ③ 若戊为Cl，则甲为N，乙为F，丙为P，丁为S；若戊为S，则甲为C，乙为O，丙为Si，丁为P 解析：由图可知Z为C，M为N，X为Mg，Y为Al，Q为S，R为Cl。ZQ2为CS2，ZR4为CCl4，CS2中硫元素的还原性强于CCl4中的氯元素；Mg与CO2发生反应2Mg＋CO22MgO＋C；Al与Fe2O3发生铝热反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe；M为N，N的最高价氧化物对应的水化物为HNO3，最低价氢化物为NH3，二者发生反应HNO3＋NH3===NH4NO3。 D．YZ3和YE的空间结构均为三角锥形 解析：E在地壳中含量最多，为氧元素。X的基态原子价层电子排布式为nsn－1，则n－1＝2或n－1＝1, n＝3或n＝2，X为镁或锂。Y的基态原子价层p轨道半充满，可能为氮或磷。M和Y同族，可能为磷或氮。根据X与M同周期、XYZ4ME4中各元素正、负化合价代数和为0，可确定Z为氢元素，M为磷元素，X为镁元素，E为氧元素，Y氮元素。元素电负性大小为O＞N＞H；磷化氢、氨、水均是分子晶体，氨、水中都存在氢键，沸点比磷化氢高，故氢化物沸点高低为水＞氨＞磷化氢；同周期元素第一电离能自左向右呈增大趋势，第 Ⅱ A族和第ⅤA族比左右两侧元素的第一电离能都要大，故第一电离能大小为N>O>Mg；NH3价层电子对数为3＋1＝4 ，有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，NO价层电子对数为3＋0＝3，没有孤电子对，NO空间结构为平面三角形。 同周期元素第一电离能自左向右呈增大趋势，第 Ⅱ A族和第ⅤA族比左右两侧元素的第一电离能都要大，故第一电离能大小为N>O>Mg；NH3价层电子对数为3＋1＝4 ，有一个孤电子对，空间结构为三角锥形，NO价层电子对数为3＋0＝3，没有孤电子对，NO空间结构为平面三角形。 $$