2020届高考化学二轮复习教师用书：微专题四元素综合推断

　　　　元素综合推断 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　[知识必备]依据原子结构或元素周期表进行元素推断是每年高考的必考题型，其难点在于元素推断。推断时要学会抓住“题眼”，即能表示出原子电子层结构、元素所形成物质的性质、原子半径特点、元素在周期表中的位置等关键词，然后按“位—构—性”三者之间的关系作出推断。1．周期表中的常考的重要“片段”(1)元素周期表中第一周期只有两种元素H和He，H元素所在的第ⅠA族左侧无元素分布。(2)He为0族元素，0族元素为元素周期表的右侧边界，0族元素右侧没有元素分布。利用这个关系可以确定元素所在的周期和族。如：①短周期主族元素A、B、C、D在周期表中的相对位置如图。则A、B、C、D分别是H、Li、Na、Al。②短周期主族元素X、Y、Z、W在周期表中的相对位置如图。 XYZW 若W的原子序数是X的2倍，则X、Y、Z、W分别是O、F、P、S。若X、Y的原子序数之和与W的相等，则X、Y、Z、W分别是N、O、Si、P。2．常考的重要“元素”元素排布特点(结构特征)性质特征H①     最外层只有一个电子②族序数等于周期数③无中子④半径最小①     密度最小的单质②宇宙含量最多的元素Li①     周期数是族序数2倍的元素②最外层电子数是内层电子数的一半电极材料C①     族序数等于周期数2倍的元素②最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素①     形成化合物种类最多的元素②单质是自然界中硬度最大的物质③元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素N ①     空气中含量最多的元素②气态氢化物的水溶液呈碱性的元素③元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应④某一氢化物可做液态燃料⑤常见氢化物可做制冷剂O①     族序数等于周期数3倍的元素②最外层电子数是最内层电子数的3倍③最外层电子数是电子层数的3倍④最高正化合价不等于族序数的元素①     地壳中含量最多的元素②氢化物在通常情况下呈液态的元素③某一单质可杀菌、消毒、漂白Na①     周期数是族序数3倍的元素②原子半径最大的短周期元素③L层电子数为8，与H同主族的元素①     短周期中金属性最强的元素②元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期金属元素③两种最常见氧化物的水化物皆呈碱性的短周期元素Al族序数等于周期数的元素①最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素②氧化物可做耐火材料③地壳中含量最多的金属元素Si①     最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素②最外层电子数是次外层电子数的一半①     单质是重要的半导体材料②氧化物可用作光导纤维③最高价非金属氧化物对应的水化物难溶于水P最外层电子数是内层电子数的一半①     组成骨骼和牙齿的必要元素②某一单质和其氢化物都能自燃S①     族序数等于周期数2倍的元素②与氧同主族的短周期元素③最外层电子数是电子层数的2倍①     某一氧化物可做漂白剂和防腐剂②最高价氧化物的水化物是常见的干燥剂③元素的氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物可发生氧化还原反应Cl第三周期主族元素原子半径最小①     最高价氧化物对应的水化物酸性最强②单质可用作自来水的杀菌消毒③与同周期半径最大的金属组成的化合物溶液呈中性K①     第四周期主族元素原子半径最大②周期序数是族序数4倍的元素①     前四周期中金属性最强的金属元素②元素的单质在常温下能与水反应最剧烈的前四周期元素Ca原子序数为前20号元素，最外层电子数等于最内层电子数①     常温下与水剧烈反应②其氢氧化物微溶于水③其氟化物难溶于水，与浓H2SO4反应生成物能腐蚀玻璃3.常考的重要“转化”列举出符合此转化关系X、Y、Z、W的三组物质化学式①AlCl3、Al(OH)3、NaAlO2、NaOH。②NH3、NO、NO2、O2。③H2S、S、SO2、O2。(5)已知A、B、D、E均为中学化学中的常见物质列举出符合此转化关系A、B、D、E的三组物质的化学式①Fe、Fe(NO3)3、Fe(NO3)2、HNO3。②CuO、CO、CO2、C。③NaOH、NaHCO3、Na2CO3、CO2。[例1]　(2017·全国Ⅰ，T12)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是(　　)A．X的简单氢化物的热稳定性比W的强B．Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构C．Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红D．Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期解析：C　[氨可作制冷剂，所以W是氮；钠是短周期元素中原子半径最大的，所以Y是钠；硫代硫酸钠与稀盐酸反应生成黄色沉淀硫单质和刺激性气味的气体二氧化硫，所以X、Z分别是氧、硫。A.非金属性X强于W，所以X的简单氢化物的热稳定性强于W的，A正确；B.Y、X的简单离子都具有与氖原子相同的电子层结构，B正确；C.硫化钠水解使溶液呈碱性，该溶液使石蕊变蓝，C错误；D.S、O属于ⅥA族，S、Na属于第三周期，D正确。][例2]　(2017·全国卷Ⅱ，T9)a，b，c，d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族。下列叙述正确的是(　　)A．原子半径：d>c>b>aB．4种元素中b的金属性最强C．c的氧化物的水化物是强碱D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强解析：B　[a、b、c、d分别为O、Na或Mg、Al、S。A.原子半径b＞c＞d＞a，A错误；B正确；C.c的氧化物的水化物为氢氧化铝，为两性氢氧化物，是弱碱，C错误；D.S的氧化性比氧气弱，D错误。][例3]　(2016·全国卷Ⅰ，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物。n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01 mol·L－1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)A．原子半径的大小W<X<YB．元素的非金属性Z>X>YC．Y的氢化物常温常压下为液态D．X的最高价氧化物的水化物为强酸解析：C　[短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，则n是氯气，Z是氯元素；0.01 mol·L–1 r溶液的pH为2，说明r是强酸，因此W是H；q的水溶液具有漂白性，s通常是难溶于水的混合物，根据转化关系图可知m是水，r是氯化氢，q是次氯酸，p是烷烃(如甲烷)，因此X是碳元素，Y是氧元素。A.同周期元素自左向右原子半径逐渐减小，同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径的大小W<Y<X，A错误；B.同周期元素，随着原子序数的增大，自左向右元素的非金属性逐渐增强，同主族元素自上而下，随着原子序数的增大，元素的非金属性逐渐减弱，则元素的非金属性Y>Z>X，错误；C.Y的氢化物是H2O或H2O2，水或双氧水在常温常压下都为液态，正确；D.X的最高价氧化物的水化物碳酸为弱酸，错误。][对点训练]1．(2018·江苏化学，8)短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X 是地壳中含量最多的元素，Y 原子的最外层只有一个电子，Z 位于元素周期表ⅢA族，W 与X属于同一主族。下列说法正确的是(　　)A．原子半径：r(W) >r(Z) >r(Y)B．由X、Y 组成的化合物中均不含共价键C．Y 的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱D．X 的简单气态氢化物的热稳定性比W的强解析：D　[短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大；X是地壳中含量最多的元素，X为O元素；Y原子的最外层只有一个电子，Y为Na元素；Z位于元素周期表中ⅢA族，Z为Al元素；W与X属于同一主族，W为S元素。A项，Na、Al、S都是第三周期元素，根据同周期从左到右主族元素的原子半径依次减小，原子半径：r(Y)＞r(Z)＞r(W)，A项错误；B项，由X、Y组成的化合物有Na2O、Na2O2，Na2O中只有离子键，Na2O2中既含离子键又含共价键，B项错误；C项，金属性：Na(Y)＞Al(Z)，Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的强，C项错误；D项，非金属性：O(X)＞S(W)，X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，D项正确；故选D。]2．下表是部分短周期主族元素的相关信息。下列说法错误的是(　　)元素编号元素性质或原子结构X周期序数＝主族序数＝原子序数Y原子最外层子数为a，次外层电子数为bZ原子L层电子数为a＋b，M层电子数为a－bM地壳中含量最多的金属元素W位于第三周期，最外层电子数是电子层数的2倍A.上述五种元素分布在三个不同周期B．最简单氢化物的稳定性：Y＞ZC．M、W的最高价氧化物对应的水化物之间不能发生化学反应D．Y、M、W分别形成的单核离子中，M形成的离子半径最小解析：C　[X的周期序数＝主族序数＝原子序数，则X是H元素；Y原子最外层电子数为a，次外层电子数为b，Z原子L层电子数为a＋b，M层电子数为a－b，则a＝6、b＝2，所以Y是O元素，Z是Si元素；M是地壳中含量最多的金属元素，则M是Al元素；W位于第三周期，最外层电子数是电子层数的2倍，则W是S元素。H、O、Si、Al、S分布在三个不同周期，A项正确；最简单氢化物的稳定性H2O＞SiH4，B项正确；Al(OH)3与H2SO4能发生化学反应，C项错误；离子半径r(S2－)＞r(O2－)＞r(Al3＋)，D项正确。]3．(2017·全国Ⅲ卷，12改编)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子序数之和为45。下列关系正确的是(　　)  WX Y   ZA.氢化物沸点：W＞X＞ZB．简单离子的半径：Y＞ZC．工业上常用电解熔融Y2X3的方法制备Y单质D．氧化物对应水化物的酸性：Z＞W解析：C　[根据四种短周期元素在周期表中的相对位置，设W的原子序数为a，则X、Y、Z的原子序数分别为a＋1、a＋6、a＋10，则a＋a＋1＋a＋6＋a＋10＝45，求出a＝7，则W为N元素，X为O元素，Y为Al元素，Z为Cl元素。H2O和NH3分子间均存在氢键，沸点均比HCl高，但根据常温常压下H2O为液态，NH3为气态，可推出氢化物沸点X＞W＞Z，A项错误；原子半径Al＞Cl，但简单离子半径Cl－＞Al3＋，B项错误；工业上常用电解熔融Al2O3的方法制备Al，C项正确；N元素的氧化物对应的水化物有HNO3、HNO2，Cl元素的氧化物对应的水化物有HClO、HClO4等多种，由于没有指明是哪种氧化物对应的水化物，故无法比较酸性强弱，D项错误。]4．下图为元素周期表短周期的一部分，Z原子的电子层数为n，最外层电子数为2n＋1。下列叙述错误的是(　　)R WX  YZA.氢、R、W三种元素形成的阴离子有3种以上B．RY2分子中每个原子的最外层均为8电子结构C．R、Y、Z的最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强D．X、Z的氢化物的热稳定性和还原性，都依次减弱解析：D　[由已知条件分析可知，X为F，Y为S，Z为Cl，W为O，R为C。R、W、H三种元素形成的阴离子有HCO、HCOO－、CH3COO－等，A项正确；RY2分子与二氧化碳结构相似，结构式为S＝C＝S，每个原子的最外层均为8电子结构，B项正确；元素非金属性越强，其对应最高价含氧酸的酸性越强，则R、Y、Z的最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，C项正确；非金属性F＞Cl，则X和Z的氢化物的热稳定性依次减弱，而X和Z的氢化物的还原性依次增强，D项错误。]5．A、B、C、D、E的原子序数依次增大，其中E不属于短周期元素，常见单质分子B2中含有3对共用电子对，D的最外层电子数是周期序数的2倍，E单质是一种紫红色金属，甲、乙、丙是上述部分元素组成的二元化合物，且乙、丙分子所含电子总数相同，转化关系如图所示。甲是黑色固体，丙是一种常见的无色液体。下列说法不正确的是(　　)A．乙分子中共用电子对数目与B2分子相同B．单质D与E在加热时可生成1∶1型化合物C．原子半径：B＞CD．C与D位于同一主族，与B位于同一周期解析：B　[A、B、C、D、E的原子序数依次增大，单质分子B2中含有3对共用电子对，则B为N元素；D的最外层电子数是周期序数的2倍，则D为S元素；E不属于短周期元素，E单质是一种紫红色金属，则E为Cu元素。甲、乙、丙是上述部分元素组成的二元化合物，丙是一种常见的无色液体，丙为水，则A为H元素，C为O元素；甲是黑色固体，甲为CuO；乙、丙分子所含电子总数相同，则乙也含有10个电子，乙为NH3。氨气分子中共用电子对数目与N2分子相同，均为3个，A项正确；S与Cu反应生成的Cu2S属于2∶1型化合物，B项错误；同周期自左向右，原子半径逐渐减小，同主族自上而下，原子半径逐渐增大，故原子半径N＞O，C项正确；O与S均位于ⅥA族，O与N均位于第二周期，D项正确。]6．原子序数依次增大的短周期元素A、B、C、D分别位于不同的主族，m、p、n分别是元素A、B、C的单质，D的单质可与热水发生置换反应；x、y、z是由A、B、C组成的二元化合物，其中y、z是气体，且z可用于配制碳酸饮料。它们之间有如下转化关系：下列说法正确的是(　　)A．D的单质起火燃烧时可用z作灭火剂B．元素的非金属性：C＞A＞BC．B、C与A形成化合物的沸点：C＞BD．原子半径：D＞B＞C＞A解析：D　[A、B、C、D是原子序数依次增大且分别位于短周期不同主族的元素，m、p、n分别是元素A、B、C的单质，x、y、z是由A、B、C组成的二元化合物，其中y、z是气体且z用于配制碳酸饮料，结合图中转化可知，m为H2，n为O2，p为C，x为H2O，y为CO，由CO＋H2O(g)CO2＋H2，z为CO2，D的单质可与热水发生置换反应，且D的原子序数最大，D位于第三周期，D为Mg，则A为H，B为C，C为O，D为Mg，镁能在CO2中燃烧生成氧化镁和碳，则镁单质起火燃烧时不能用z作灭火剂，A错误；同周期元素从左向右非金属性逐渐增强，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，则元素的非金属性C＞B＞A，B错误；C与A形成水分子，水分子间含氢键，但氢原子与碳元素形成的化合物有很多，其沸点不一定低于水，C错误；电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径D＞B＞C＞A，D正确。]