2021易得分高考總復(fù)習專項突破5第五單元

元素推斷題的解題策略宏觀辨識與微觀探析:能從不同層次認識物質(zhì)的多樣性;能從原子結(jié)構(gòu)特點、原子半徑、核外電子排布等微觀方面推斷元素,認識物質(zhì)的組成、性質(zhì)和變化,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念;能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析與解決實際問題。

證據(jù)推理與模型認知:能基于實驗現(xiàn)象和事實,通過數(shù)據(jù)收集、分析推理等,對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及其變化分析得出元素周期律;能基于元素周期律理解元素周期表的編排方法;能運用元素周期表揭示元素周期律,能結(jié)合“位—構(gòu)—性”關(guān)系利用原子結(jié)構(gòu)模型、化學鍵模型等分析解題,進行元素推斷。一、元素推斷題的一般思維模板

1.結(jié)構(gòu)與位置互推是解題的核心

(1)掌握四個關(guān)系式:①電子層數(shù)=周期數(shù);②質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù);③最外層電子數(shù)=主族序數(shù);④主族元素的最高正價=主族序數(shù)(O、F除外),最低負價=主族序數(shù)-8。

(2)熟練掌握周期表的結(jié)構(gòu)及周期表中的一些特殊規(guī)律:①“凹”型結(jié)構(gòu)的“三短三長一不全,七主七副八零完”;②各周期元素種類;③稀有氣體的原子序數(shù)及在周期表中的位置;④同主族上下相鄰元素原子序數(shù)的關(guān)系。

2.性質(zhì)與位置互推是解題的關(guān)鍵

熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,主要包括:(1)元素的金屬性、非金屬性。(2)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性。(3)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性。(4)金屬與水或酸反應(yīng)置換H2的難易程度。

3.結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的互推是解題的要素

(1)原子的電子層數(shù)和最外層電子數(shù)決定元素的金屬性或非金屬性;(2)同主族元素最外層電子數(shù)相同,化學性質(zhì)相似;(3)正確推斷原子半徑和離子半徑的大小及結(jié)構(gòu)特點;(4)判斷元素金屬性或非金屬性的強弱。

位、構(gòu)、性三者之間的關(guān)系充分反映了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu),性質(zhì)與位置、結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性的思想,很好地體現(xiàn)了認

識物質(zhì),從宏觀辨識與微觀探析這一學科核心素養(yǎng)要求。

二、依據(jù)原子結(jié)構(gòu)特點推斷元素

1.最外層電子規(guī)律

最外層電子數(shù)(N)3≤N<8N=1或2N>次外層電子數(shù)元素在周期中的位置主族第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族(氦)第二周期(Li、Be除外)2.“陰三陽四”規(guī)律某元素陰離子最外層電子數(shù)與次外層相同,該元素位于第三周期。若為陽離子,則位于第四周期。如S2-與K+的最外層和次外層電子數(shù)均相同,則S位于第三周期,K位于第四周期。3.“陰上陽下”規(guī)律電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,若電性相同,則位于同周期,若電性不同,則陽離子位于陰離子的下一周期。如O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+的電子層結(jié)構(gòu)相同,則Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。三、依據(jù)元素周期表的“片段結(jié)構(gòu)”推斷元素

1.元素周期表中短周期的特殊結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

(1)元素周期表中第一周期只有兩種元素:H和He,H元素所在的第ⅠA族為元素周期表的左側(cè)邊界。

(2)He為0族元素,0族元素為元素周期表的右側(cè)邊界。

2.元素的位置關(guān)系和原子序數(shù)關(guān)系的應(yīng)用

(1)同一周期中,某元素的原子序數(shù)比其左邊元素原子序數(shù)大1,比其右邊元素的原子序數(shù)小1。

(2)同主族上下周期元素的原子序數(shù)關(guān)系

①若在ⅠA族或ⅡA族,原子序數(shù)之差為上周期所包含的元素種數(shù)。

②若在ⅢA~ⅦA族,原子序數(shù)之差為下周期所包含的元素種數(shù)。如第三周期和第四周期的同族相鄰元素,若在ⅠA族或ⅡA族,原子序數(shù)之差為8;若在ⅢA~ⅦA族,原子序數(shù)之差為18。

3.常見主族元素在周期表中的特殊位置

(1)族序數(shù)等于周期數(shù)的元素:H、Be、Al。

(2)族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素:C、S。

(3)族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素:O。

(4)周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素:Li、Ca。

(5)周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素:Na、Ba。

(6)最高正價與最低負價代數(shù)和為零的短周期元素:H、C、Si。

(7)最高正價是最低負價絕對值3倍的短周期元素:S。

(8)除H外,原子半徑最小的元素:F。

(9)最高正價不等于族序數(shù)的短周期元素:O、F(無最高正價)。

四、依據(jù)元素及其化合物性質(zhì)推斷元素

常見元素及其化合物的特性如下:

(1)形成化合物種類最多、單質(zhì)在自然界中硬度最大、最簡單氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分數(shù)最大的元素:C。

(2)空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素:N。

(3)地殼中含量最多的元素、氣態(tài)氫化物的沸點最高的元素、氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素:O。

(4)地殼中含量最多的金屬元素:Al。

(5)最活潑的非金屬元素、無正價的元素、無含氧酸的非金屬元素、無氧酸(氣態(tài)氫化物)可腐蝕玻璃的元素、氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的元素、陰離子的還原性最弱的元素:F。(6)最活潑的金屬元素、最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性最強的元素、陽離子的氧化性最弱的元素:Cs(放射性元素除外)。

(7)單質(zhì)最易著火的非金屬元素:P。

(8)焰色反應(yīng)呈黃色的元素:Na。

(9)焰色反應(yīng)呈紫色(透過藍色鈷玻璃觀察)的元素:K。

(10)單質(zhì)密度最小的元素:H。密度最小的金屬元素:Li。

(11)常溫下單質(zhì)呈液態(tài)的非金屬元素:Br。常溫下單質(zhì)呈液態(tài)的金屬元素:Hg。

(12)最高價氧化物及其水化物既能與強酸反應(yīng),又能與強堿反應(yīng)的元素:Al。

(13)氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能發(fā)生化合反應(yīng)的元素:N。元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素:S。

(14)氣態(tài)氫化物能和它的氧化物在常溫下反應(yīng)生成該元素單質(zhì)的元素:S。

(15)單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素:Li、Na、F。

(16)常見的存在幾種單質(zhì)的元素:C、P、O、S。

例1短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,其中元素W的最簡單氫化物能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,X、Z同主族,且Z原子核外電子數(shù)是X的2倍;Y、Z同周期,且Y的離子半徑在同周期中最小。下列說法正確的是(

)。

A.簡單離子半徑:Z>Y>W>X

B.工業(yè)上用電解熔融X、Y組成的化合物的方法來制取Y單質(zhì)

C.W、X的氫化物中只含極性共價鍵

D.Z的氧化物對應(yīng)的水化物為強酸

解析答案解析由題意可知,W、X、Y、Z分別為N、O、Al、S。簡單離子半徑S2->N3->O2->Al3+,A項錯誤;工業(yè)上通過電解熔融Al2O3制備Al單質(zhì),B項正確;X的氫化物可能是H2O,也可能是H2O2,H2O2既有極性共價鍵也有非極性共價鍵,C項錯誤;Z的氧化物對應(yīng)的水化物可能是H2SO4,也可能是H2SO3,H2SO3是弱酸,D項錯誤。例2并六苯是一種多環(huán)芳香烴,并六苯及其衍生物作為有機半導(dǎo)體材料具有潛在應(yīng)用價值。并六苯的某衍生物的結(jié)構(gòu)簡式為,其苯環(huán)上的H原子再被1個Cl原子取代的產(chǎn)物有(

)。

A.3種

B.6種

C.7種

D.8種C解析題述有機物結(jié)構(gòu)對稱,有7種不同化學環(huán)境的氫原子:,因此其苯環(huán)上的H原子再被1個Cl原子取代的產(chǎn)物有7種,C項正確。解析答案例2短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大;各元素形成的單質(zhì)依次為A、B、C、D。甲、乙、丙、丁是由這些元素組成的二元化合物,且丙為共價化合物,丁為淡黃色固體。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,下列說法不正確的是(

)。

BA.離子半徑大小:W>X>Y>ZB.甲、乙、丁均只含有離子鍵C.X的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強D.Y、Z、W的最高價氧化物對應(yīng)水化物兩兩均能反應(yīng)解析答案解析丁為二元淡黃色化合物,故丁為Na2O2;X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,因此A為O2,B為Na;根據(jù)高中常涉及的電解反應(yīng),確定甲為Al2O3,乙為NaCl,因此C為Al、D為Cl2、丙為AlCl3;則X為O元素,Y為Na元素,Z為Al元素,W為Cl元素;甲為Al2O3,乙為NaCl,丙為AlCl3,丁為Na2O2。電子層數(shù)越多半徑越大,電子層結(jié)構(gòu)相同時,核電荷數(shù)越大半徑越小,因此離子半徑大小W>X>Y>Z,A項正確;丁為Na2O2,