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1第5章物质结构元素周期律(三)元素推断试题的分类突破根据原子结构与物质组成推断1．元素推断中常用的两条规律(1)最外层电子规律最外层电子数(N)3≤N8N＝1或2N次外层电子数元素在周期表中的位置主族(ⅢA～ⅦA族)ⅠA族、ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦第二周期(Li、Be除外)(2)“阴上阳下”规律电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。如O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋电子层结构相同，则Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。2．物质的特殊组成(1)O与H可形成H2O、H2O2。(2)O与Na可形成Na2O、Na2O2。(3)C与H可形成多种烃类物质(如CH4、C2H4、C2H2等)。(4)N与H可形成NH3、N2H4、NH4H。(5)O与S可形成SO2、SO3。(6)N的含氧酸有HNO2、HNO3。(7)S的含氧酸有H2SO4、H2SO3。(8)Cl的含氧酸有HClO、HClO2、HClO3、HClO4。(9)Si的含氧酸有H2SiO3、H4SiO4。(10)N与O可形成N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。3．等电子粒子(1)2电子粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。(2)10电子粒子2(3)18电子粒子[典例导航](2016·全国卷Ⅱ，T9)a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2－和c＋的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是()A．a与其他三种元素分别形成的二元化合物中其化合价均为＋1B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物C．c的原子半径是这些元素中最大的D．d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性[思路点拨][答案]A(1)NaH的电子式为________。(2)d与a、c形成的化合物的化学式为________，在水溶液中呈________性，其原因是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。(3)b2－、c＋、d2－的半径大小顺序为________(用离子符号表示)。(4)b与c形成的化合物为________。[答案](1)Na＋[]－(2)NaHS碱HS－＋H2OH2S＋OH－3(3)S2－O2－Na＋(4)Na2O、Na2O2[对点训练]1．(2019·哈尔滨模拟)设X、Y、Z代表元素周期表中前四周期的三种元素，已知X＋和Y－具有相同的电子层结构；Z元素的原子核内质子数比Y元素的原子核内质子数少9；Y和Z两种元素可形成含4个原子核、42个电子的负一价阴离子。下列说法不正确的是()A．元素Z的最简单氢化物分子中含有10个电子B．元素Y的气态氢化物分子中含有18个电子C．元素Z与元素X形成的化合物X2Z中离子都达到稳定结构D．元素Y、Z组成的化合物属于离子化合物D[根据题意知X为K、Y为Cl，Z为O。]2．(2019·连云港模拟)已知X、Y、Z三种元素的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相等，而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则下列说法错误的是()A．Y和Z可以组成一种Y和Z的质量比为7∶8的共价化合物B．X、Y、Z能组成既含离子键又含共价键的离子化合物C．X和Z可以组成原子个数比分别为1∶1和2∶1常温下为液态的两种化合物D．由X、Y、Z三种元素中的任意两种组成的具有10电子的粒子仅有2种D[由X原子的电子层数与它的核外电子总数相等知，X为氢元素；Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，故Z为氧元素；与氧元素形成两种以上气态化合物的Y为氮元素。]依据元素周期表的“片段结构”推断元素1．同主族上下相邻周期元素的原子序数关系(1)若在ⅠA族或ⅡA族，原子序数之差为上周期所包含的元素种数。(2)若在ⅢA～ⅦA族，原子序数之差为下周期所包含的元素种数。如第三周期和第四周期的同族相邻元素，若在ⅠA族或ⅡA族，原子序数之差为8；若在ⅢA～ⅦA族，原子序数之差为18。2．熟悉第一到第四周期主族元素在周期表中的特殊位置(1)族序数等于周期数的元素：H、Be、Al、Ge。(2)族序数等于周期数2倍的元素：C、S。(3)族序数等于周期数3倍的元素：O。(4)周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca。(5)周期数是族序数3倍的元素：Na。(6)最高正价与最低负价代数和为零的元素：H、C、Si、Ge。4(7)最高正价是最低负价绝对值3倍的元素：S、Se。(8)除H外，原子半径最小的元素：F。[典例导航](2017·全国卷Ⅲ，T12)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是()1WXYZA．氢化物沸点：WZB．氧化物对应水化物的酸性：YWC．化合物熔点：Y2X3YZ3D．简单离子的半径：YX[思路点拨]―――――――――――――→四种元素原子的最外层电子数之和为21确定W、X、Y、ZD[设W的最外层电子数为x，则得x－2＋x＋x＋1＋x＋2＝21，故x＝5，故W、X、Y、Z分别为N、O、Al、Cl。](1)Z在周期表中的位置为_____________________________。(2)W与X最简单氢化物的还原性______(填化学式，下同)强，稳定性______强。(3)Y的最高价氧化物的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式为_________________________________________________________________。(4)Z的含氧酸有________(写化学式，下同)，其中酸性最强的为________，氧化性最强的为________。[答案](1)第三周期ⅦA族(2)NH3H2O(3)Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O(4)HClO、HClO2、HClO3、HClO4HClO4HClO[对点训练]3.(2019·沈阳质检)已知X、Y、Z、M、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，其中Z是金属元素，Y是地壳中含量最高的元素，X、Y、M在元素周期表中的相对位置关系如图，下列说法正确的是()5XYMA．五种元素中原子半径最大的是Q，离子半径最大的是M的离子B．X、M、Q三种元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱关系为MQXC．Y与Z形成的化合物一定是碱性氧化物D．Z与Q形成的化合物的水溶液可能显酸性D[根据Y是地壳中含量最高的元素推出Y为O，再由X、Y、M在元素周期表中的相对位置推出，X、M分别为C、S；由Z是金属元素，且原子序数大于O推出，Z为Na、Mg、Al中的一种；Q是原子序数大于S的短周期主族元素，则Q为Cl。五种元素中原子半径最大的是Z，A项错误；非金属性：Q(Cl)M(S)X(C)，则三种元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱关系为HClO4H2SO4H2CO3，B项错误；Y(O)和Z(Na、Mg、Al中的一种)形成的化合物有Na2O2、Na2O、MgO、Al2O3，Na2O2、Al2O3均不属于碱性氧化物，C项错误；Z(Na、Mg、Al中的一种)与Q(Cl)可形成NaCl、MgCl2或AlCl3，MgCl2、AlCl3的水溶液均显酸性，D项正确。]4．(2019·甘肃模拟)短周期元素R、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示。已知：含Y的两种可溶性盐溶液混合产生白色沉淀。下列说法不正确的是()A．简单离子半径：ZXYB．Y单质的熔点高于Y的氧化物熔点C．最高价氧化物对应水化物的酸性：XRYD．化合物(ZRX)2只含一种类型化学键B[短周期元素中，只有铝的两种可溶性盐溶液混合能产生白色沉淀，由此推知R为C，X为N，Y为Al，Z为S。A项，简单离子半径：S2－N3－Al3＋，正确；B项，氧化铝的熔点高于铝的熔点，错误；C项，酸性：HNO3H2CO3Al(OH)3，正确；D项，(SCN)2是共价化合物，只含共价键，正确。]以物质推断为题眼的元素推断1．以常见元素及其化合物特性为突破口(1)形成化合物种类最多、单质是自然界中硬度最大、气态氢化物中氢元素的质量分数最大的元素：C。(2)空气中含量最多的元素或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或气态氢化物的沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。(4)最活泼的非金属元素或无正价的元素或无含氧酸的非金属元素或无氧酸(气态氢化6物)可腐蚀玻璃的元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素：F。(5)焰色反应呈黄色的元素：Na。(6)单质密度最小的元素：H；密度最小的金属元素：Li。(7)常温下单质呈液态的非金属元素：Br，金属元素：Hg。(8)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al。(9)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生化合反应的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。(10)元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素：S。(11)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。(12)短周期元素构成的化合物：①0.01mol·L－1的溶液pH＝12(常温)为NaOH溶液；②0.01mol·L－1的溶液pH2(常温)可能为H2SO4溶液；③0.01mol·L－1的溶液pH＝2(常温)可能为HNO3、HCl、HClO4溶液。(13)氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的物质为HF。注意：常见物质的特性很多，平时要注意积累。2．单质及其化合物的常见转化(1)直线型转化关系A――→XB――→XC①X为O2Na―→Na2O―→Na2O2N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2②X为CO2NaOH――→CO2Na2CO3――→CO2NaHCO3③X为强酸，如HClNaAlO2――→HClAl(OH)3――→HClAlCl3Na2CO3――→HClNaHCO3――→HClCO2④X为强碱，如NaOHAlCl3――→NaOHAl(OH)3――→NaOHNaAlO2(2)10电子粒子间的转化若A、B、C、D均为10电子粒子，且它们之间存在如图转化：7A为NH＋4，B为OH－，C为NH3，D为H2O。(3)常见其他转化关系图注意：常见物质转化关系很多，平时多积累。[典例导航](2018·全国卷Ⅲ，T13)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是()A．原子半径大小为WXYZB．X的氢化物水溶液酸性强于Z的C．Y2W2与ZW2均含有非极性共价键D．标准状况下W的单质状态与X的相同[思路点拨]黄绿色气体―→该气体为Cl2――→烧碱NaClO―→Y为Na、Z为Cl、W为O―→X为FD[根据题目给出的原子序数大小关系、元素在周期表中的位置关系、物质的颜色以及转化关系，首先推出黄绿色气体为Cl2，联想氯及其化合物的转化关系：NaClO＋2HCl(浓)===Cl2↑＋NaCl＋H2O，对照盐YZW的组成以及Cl2与NaOH溶液反应等信息得出W为O，X为F，Y为Na，Z为Cl。根据元素周期律，可知原子半径：NaClOF，A项错误；HF是弱酸，HCl为强酸，酸性：HFHCl，B项错误；Na2O2中O—O键之间以非极性键结合，ClO2的结构式为O—Cl—O，含极性共价键，C项错误；标准状况下，O2、O3与F2均为气态，D项正确。](1)YZW与浓盐酸反应的离子方程式为______________________________8______________________________________________________________。(2)YZW含有的化学键为__