策略3元素周期律、周期表试题的分析技巧

策略3元素周期律、周期表试题的分析技巧金点子：元素周期律、周期表部分的试题，主要表现在四个方面。一是根据概念判断一些说法的正确性；二是比较粒子中电子数及电荷数的多少；三是原子及离子半径的大小比较；四是周期表中元素的推断。此类试题的解法技巧主要有，逐项分析法、电子守恒法、比较分析法、分类归纳法、推理验证法等。经典题：例题1：（2001年全国高考）下列说法中错误的是（）A．原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数B．元素周期表中从IIIB族到IIB族10个纵行的元素都是金属元素C．除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8D．同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同方法：依靠概念逐一分析。捷径：原子的核外电子层数等于该元素所在的周期数，而离子由于有电子的得失，当失去电子时，其离子的电子层数不一定等于该元素所在的周期数，如Na+等。A选项错。元素周期表中从IIIB族到IIB族10个纵行的元素都是过渡元素，均为金属元素正确。氦的最外层为第一层，仅有2个电子，除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8正确。同一元素的各种同位素的化学性质几乎完全相同，而物理性质不同，D选项错。以此得答案为AD。总结：此题要求考生对元素及元素周期表有一个正确的认识，虽不难，但容易出错。例题2：（2001年上海高考）已知短周期元素的离子：aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是（）A．原子半径A＞B＞D＞CB．原子序数d＞c＞b＞aC．离子半径C＞D＞B＞AD．单质的还原性A＞B＞D＞C方法：采用分类归纳法。捷径：首先将四种离子分成阳离子与阴离子两类，分析其原子序数及离子半径。阳离子为aA2＋、bB＋，因具有相同的电子层结构，故原子序数ab，离子半径AB；阴离子为cC3－、dD－，因具有相同的电子层结构，故原子序数cd，离子半径CD。再将其综合分析，因四种离子具有相同的电子层结构，故A、B位于C、D的下一周期，其原子序数为abdc，离子半径ABDC。故正确答案为C。总结：对于电子层结构相同的单核离子，其核电荷越大，半径越小。例题3：（1998年全国高考）X和Y属短周期元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y位于X的前一周期，且最外层只有一个电子，则X和Y形成的化合物的化学式可表示为（）A．XYB．XY2C．XY3D．X2Y3方法：先找出所属元素，再分析反应情况。捷径：根据题意X可能是Li或Si。若X为Li，则Y为H，可组成化合物LiH即XY，若X为Si则Y为Li，Li和Si不能形成化合物。因此得答案为A。总结：部分考生因未分析出X可能为Li，而造成无法解答。例题4：（1998年全国高考）X、Y、Z和R分别代表四种元素，如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数),则下列关系正确的是（）A．a-c=m-nB．a-b=n-mC．c-d=m+nD．b-d=n+m方法：充分利用电子层结构相同，列出恒等式获得结果。捷径：分析选项，根据电子层结构相同，可得四种对应的恒等式：a-ｍ=c+n，a-ｍ=ｂ-ｎ，c+n=d+m，ｂ-ｎ=d+m，变形后可得答案为D。总结：阳离子的电子数=质子数－电荷数；阴离子的电子数=质子数+电荷数。例题5：（1999年上海高考）设想你去某外星球做了一次科学考察，采集了该星球上十种元素单质的样品，为了确定这些元素的相对位置以便系统地进行研究，你设计了一些实验并得到下列结果：按照元素性质的周期递变规律，试确定以上十种元素的相对位置，并填入下表：ABH方法：充分利用表中数据，结合元素周期性变化解题。捷径：因为A、E不发生化学反应，具有相似的化学性质，处于同一族，同理I、C，D和J，B、F、G、H由于化学性质相似，可能处于同一族。但D、J的相对原子质量相当接近，它们不可能处于同一族，而只能处于同一周期相邻的族。同理H和F也处于同一周期相邻的族中。然后按照相对原子质量小的元素其原子序数小的原则排列。以此获得下表中的结果。AIB单质ABCDEFGHIJ熔点（℃）﹣150550160210﹣50370450300260250与水反应√√√√与酸反应√√√√√√与氧气反应√√√√√√√√不发生化学反应√√相对于A元素的原子质量1.08.015.617.123.831.820.029.63.918.0CDJGEHF总结：该题的解题方法技巧是：①确定元素种类，B、F、G、H属活泼金属，D、J属不活泼金属，C、I属非金属，A、E属惰性元素。②按元素的相对原子质量由小到大排成一横行，再把同类元素按相对原子质量自上而下排成一纵行。③结合表中巳定位的A、B、H元素，确定其它元素的位置。解本题时，切忌与地球上存在的元素一一对应。例题6：（1993年上海高考）A、B、C、D四种短周期元素的原子序数依次增大。A、D同主族，B、C同周期。A、B组成的化合物甲为气态，其中A、B原子数之比为4︰1。由A、C组成的两种化合物乙和丙都为液态，乙中A、C原子数之比为1︰1，丙中为2︰1。由D、C组成的两种化合物丁和戊都为固态，丁中D、C原子数之比为1︰1，戊中为2︰1。写出分子式：甲、乙、丙、丁、戊；写出B元素的最高价氧化物跟丁发生反应的化学方程式：。方法：依据原子序数依次增大，列出关系进行分析。捷径：由AB形成气态氢化物甲中原子数比为4︰1，可知A为H，B为C，甲为CH4，又C的原子序数大于B，应为碳以后的元素，而乙、丙为液态可判断为共价化合物推出为N、O、F或Si、P、S、Cl等，再由乙、丙的原子个数关系推为H2O2、H2O，最后丁、戊可定。以此得答案为：甲――CH4，乙――H2O2，丙――H2O，丁――Na2O2，戊――Na2O，其化学方程式为：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2总结：原子数之比为1︰1是该题的障碍点。部分考生因仅考虑XY型化合物，而未考虑X2Y2型化合物，造成无法作答的现象较多。金钥匙：例题1：下列各组微粒半径由小到大的排列顺序正确的是（）A．Na＜Si＜PB．O2－＞Mg2+＞Al3+C．Ca＞Ba＞Ca2+D．Cl－＞F＞F－方法：根据周期表中元素的原子半径的递变规律及离子半径的大小比较规律，在巧解巧算中简约思维而获得结果。捷径：先看电子层数，层数越多半径越大；当层数相同时看核电荷数，核电荷数越大半径越小；当层数和核电荷数都相同时看核外电子数，核外电子数越多半径越大。依据此原则可得：A选项PSiNa；B选项Al3+Mg2+O2-；C选项Ca2+CaBa2+；D选项FF-Cl-；对照选项可得答案为B。总结：微粒半径比较原则：（1）阴离子半径大于其原子半径，阳离子半径小于其原子半径；（2）同主族元素原子半径由上到大依次增大，同周期元素原子半径从左至右依次减小；（3）具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，半径越小。例题2：下列各组物质中，分子中的所有原子都满足最外层8电子结构的是（）A．BeCl2、PCl5B．PCl3、N2C．COCl2（光气）、SF6D．XeF2、BF3。方法：根据选项逐一分析。捷径：所有原子最外层满足8电子结构的题中物质仅有：PCl3、N2、COCl2，故正确选项为B。总结：对ABn型分子，中心原子A是否满足8电子结构的判断方法是：如果A的化合价的绝对值+最外层电子数等于8，即满足8电子结构，否则不满足。例题3：A、B、C是元素周期表中相邻的三元素，若它们原子核外电子总数为33，则符合条件的A、B、C三种元素共有种组合，请尽列之。方法：通过建立位置模型，使A、B、C三元素间建立起更为明确的联系，使思维有序和定向。捷径：题中“相邻”是指上下、左右相邻。据此A、B、C在元素周期表中的位置应有以下三种模型：（Ⅰ）（Ⅱ）（III）（田字格中任意三格）题中还要求“它们原子核外电子总数为33”，结合周期表的结构对这三种可能的模型进行分析并推理。（Ⅰ）x—8xx+8x—８＋ｘ＋ｘ＋８＝33x=11……Nax—8=3……Lix+8=19……K（Ⅱ）x—1xx+1x—1+x+x+1=33x=11……Nax—1=10……Nex+1=12……Mg与题意矛盾，舍去。（III）xx+1x+8x+9共有四种可能：①x+1+x+x+8=33x=8……Ox+1=9……Fx+8=16……S②x+x+8+x+9=33x=14/3（舍去）③x+8+x+9+x+1=33x=5x+8=13……Alx+9=14……Six+1=6……C④x+9+x+1+x=33x=23/3（舍去）综上分析，符合题意的A、B、C三种元素共有三种可能的组合，它们分别是Li，Na，K；O，S，F；C，Si，Al。总结：依据周期表中的位置建立元素间的相互关系是解答此类试题的关键。例题4：周期表中有些元素有“隔类相似”现象（即对角线相似），如Be、Al等，现用融熔LiCl电解，可得锂和氯气。若用已潮解的LiCl加热蒸干灼烧至熔融，再用惰性电极电解，结果得到金属锂和一种无色无味的气体，其主要理由是()A．电解出的锂与水反应放出氢气B．电解前LiCl在加热时发生了水解C．电解时产生的无色气体是氧气D．在高温时阳极放出的氯与水作用释放出氧气方法：根据题示信息，元素有“隔类相似”现象，找出Li与Mg处于对角线位置，性质相似，以此电解LiCl的过程可简约成电解MgCl2的过程。捷径：题中信息是Mg、Li属对角线相似关系，电解LiCl应类似的电解MgCl2。但对于已潮解的LiCl加热，则应考虑其水解反应。由于加热使HCl挥发，水解平衡正向移动。生成的LiOH又可类似于Mg(OH)2，在灼烧时分解成Li2O。因此电解的实为Li2O的融熔态,显然得到无色无味气体是氧气。得答案B、C总结：在利用对角线规律解题时，既要考虑到其相似的地方(即性质相似)，又要考虑到其不同的地方(即化合价的不同)。例题5：有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷数按C、A、B、D、E的顺序增大。C、D都能分别与A按原子个数比为1︰1或2︰1形成化合物。CB可与EA2反应生成C2A与气态物质EB4。（1）写出五种元素名称A，B，C，D，E。（2）画出E的原子结构简图，写出电子式D2A2，EB4。（3）比较EA2与EB4的熔点高低﹥。（4）写出D单质与CuSO4溶液反应的离子方程式。方法：从短周期中常见元素形成的化合物及核电荷数的大小推证。捷径：分析EB4中E元素应为+4价，只能是ⅣA族元素C或Si。因B的原子序数不最小，则B不可能为H元素，E的价态应为+4，B应为Ⅶ族元素，且只能为F，如果为Cl元素，则原子序数比E还大。而E只能为Si，即EB4为SiF4，从CB的化合物的形式可知C为+1价，B为－1价，而由C2A可知A为—2价，只能为O。能与O按原子个数比1︰1或2︰1形成化合物的元素只能是H或Na。以此获得如下结果。（1）A为氧，B为氟，C为氢，D为钠，E为硅。（2）（3）从晶体类型得SiO2＞SiF4（4）Na与CuSO4溶液反应相当于Na首先与水反应，生成的NaOH再与CuSO4溶液反应。其离子方程式为：2Na+2H2O+Cu2+=Cu（OH）2↓+2Na++H2↑。总结：此题的关键点在于分析EB4中E元素只能是ⅣA族元素C或Si。例题6：已知A、B、C、D四种元素的简单离子具有相同的电子层结构。A元素原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍，A单质可以由B单质通过置换反应得到；B与C形成的化合物CB可以预防龋齿；0.10molD单质与足量的盐酸反应，在标准状况下可放出3.36L氢气。则他们的元素符号为A，B，C，D。试写出下列转化的化学方程式。B→A：，D+HCl：。方法：从短周期中常见元素形成的化合物及电子层结构推证。捷径：A原子的最外层电子数必定小于8，它若为次外层电子数的三倍，则该次外层电子数只能为2，2×3=6，故A为氧元素。B能将O2置换出来，B单质氧化性一定大于O2，则只有F2，B为氟元素。C元素与B元素结合成个数比为1︰1的化合物，C为+1价，只有Na+与F