專(zhuān)題講座六元素推斷題的知識(shí)貯備和解題方法一、元素在周期表中的位置推斷知識(shí)貯備1根據(jù)核外電子的排布規(guī)律(1)最外層電子規(guī)律最外層電子數(shù)(N)3N<8N1或2N>次外層電子數(shù)元素在周期表中的位置主族第A族、第A族、第族、副族、0族元素氦第二周期(2)“陰三陽(yáng)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(yáng)離子，則位于第四周期。(3)“陰上陽(yáng)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(yáng)離子位于陰離子的下一周期“陰上陽(yáng)下”規(guī)律?！纠?】已知X、Y、Z為三種主族元素，可分別形成Xn、Ym、Zn三種離子，已知m>n且X、Y、Z三種原子的M層電子數(shù)均為奇數(shù)。下列說(shuō)法中不正確的是()A三種離子中，Ym的離子半徑最小BZ的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的分子式為HnZO4CX、Y、Z一定在同一周期，且原子半徑Z>X>YD三種元素相應(yīng)的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物之間兩兩會(huì)發(fā)生反應(yīng)解析根據(jù)題中X、Y、Z之間的相互關(guān)系，可以推斷出X、Y、Z分別為Na、Al、Cl元素。Na、Al3、Cl三種離子中Al3的離子半徑最小，A項(xiàng)正確；Cl的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的分子式為HClO4，B項(xiàng)正確；Na、Al、Cl元素同處于第三周期，其原子半徑為Na>Al>Cl，即X>Y>Z，C項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氧化鋁為兩性氫氧化物，D項(xiàng)正確。答案C【例2】短周期元素A、B、C的原子序數(shù)依次增大，其原子的最外層電子數(shù)之和為10，A與C在周期表中位置上下相鄰，B原子最外層電子數(shù)等于A原子次外層電子數(shù)，下列有關(guān)敘述不正確的是()AA與C可形成共價(jià)化合物BA的氫化物的穩(wěn)定性大于C的氫化物的穩(wěn)定性C原子半徑ABCDB的氧化物的熔點(diǎn)比A的氧化物的熔點(diǎn)高解析A與C在周期表中位置上下相鄰，A、C同主族，且A在第二周期，B原子最外層電子數(shù)等于A原子次外層電子數(shù)，B為鎂，據(jù)A、B、C三原子的最外層電子數(shù)之和為10，則A為碳，C為硅，A與C可形成共價(jià)化合物SiC，CH4的穩(wěn)定性大于SiH4的，MgO為離子晶體，A的氧化物為分子晶體，MgO的熔點(diǎn)高。原子半徑BCA。答案C知識(shí)貯備2根據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)與原子電子層結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)幾個(gè)重要關(guān)系式核外電子層數(shù)周期數(shù)(對(duì)于大部分元素來(lái)說(shuō))；主族序數(shù)最外層電子數(shù)最高正價(jià)8|最低負(fù)價(jià)|最高正價(jià)|最低負(fù)價(jià)|(2)熟悉主族元素在周期表中的特殊位置族序數(shù)等于周期數(shù)的元素：H、Be、Al。族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素：C、S。族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素：O。周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素：Li、Ca。周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素：Na、Ba。最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零的短周期元素：H、C、Si。最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值3倍的短周期元素：S。除H外，原子半徑最小的元素：F。最高正價(jià)不等于族序數(shù)的短周期元素：O(F無(wú)正價(jià))?！纠?】現(xiàn)有A、B、C、D四種短周期元素，它們之間的關(guān)系如下。原子半徑：A<C<B<D；原子的最外層電子數(shù)：ACBD8；原子的核外電子層數(shù)：BC2A；B元素的主要化合價(jià)：最高正價(jià)最低負(fù)價(jià)2。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A由A、B兩種元素組成的一種常見(jiàn)氣體顯堿性BD元素組成的單質(zhì)能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，并有H2生成CC元素不可能在第一周期，也不可能在第A族DA、B、C、D四種元素組成的離子化合物中一定含有金屬陽(yáng)離子解析根據(jù)題意知：A為氫，B為氮，C為氟，D為鋁，則D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案D【例4】如圖表示元素周期表前四周期的一部分，關(guān)于元素X、Y、Z、W的敘述正確的是()X、Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性為Y<XY、Z的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性Y<ZW的單質(zhì)常溫下呈液態(tài)，可與鐵粉反應(yīng)W的原子序數(shù)比Z的大9A只有 BC D解析由元素周期表的結(jié)構(gòu)可知，X為N，Y為P，Z為S，W為Br。X、Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性為HNO3>H3PO4，正確；同一周期，從左往右，元素的非金屬性增強(qiáng)，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強(qiáng)，正確；W為Br，常溫下其單質(zhì)為液態(tài)，可與鐵粉反應(yīng)生成溴化鐵，正確；W的原子序數(shù)比Z的大19，錯(cuò)誤。答案C二、由元素及其化合物的性質(zhì)推斷知識(shí)貯備(1)形成化合物種類(lèi)最多的元素、單質(zhì)是自然界中硬度最大的物質(zhì)的元素或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的元素：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、氫化物沸點(diǎn)最高的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素：O。(4)等物質(zhì)的量的單質(zhì)最輕的元素：H；最輕的金屬單質(zhì)：Li。(5)單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素：Br；金屬元素：Hg。(6)最高價(jià)氧化物及其水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的元素：Al。(7)元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能起化合反應(yīng)的元素：N；能起氧化還原反應(yīng)的元素：S。(8)元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素：Li、Na、F?！纠?】X、Y、Z為同一短周期中的元素，其原子半徑依次減小，它們的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物之間，任意兩種混合均可反應(yīng)，M為Y、Z形成的化合物，其溶液顯酸性。下列說(shuō)法正確的是()A其簡(jiǎn)單離子的半徑依次增大B將M溶液加熱蒸干并灼燒，最后可得Y的氧化物CX燃燒的產(chǎn)物中只含離子鍵D將少量X單質(zhì)投入到M溶液中，會(huì)置換出Y單質(zhì)解析根據(jù)題意不難判斷X、Y分別為Na、Al元素，根據(jù)“M為Y、Z形成的化合物，其溶液顯酸性”的信息可知Z為Cl元素。因?yàn)锳l2S3在水溶液中是不存在的，則答案可知。答案B【例6】A、B、C、D、E都是元素周期表中前20號(hào)元素，原子序數(shù)依次增大，A是地殼中含量最高的元素，B、C、D同周期，E和其他元素既不在同周期也不在同主族，D的氫化物和最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸，且B、C、D的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物兩兩混合均能發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水。據(jù)此回答下列問(wèn)題：(1)A和D的氫化物中，沸點(diǎn)較低的是_(選“A”或“D”)。(2)元素C在元素周期表中的位置是_，B的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的電子式為_(kāi)。(3)A、D、E可以形成多種鹽，其中一種鹽中A、D、E三種元素的原子個(gè)數(shù)比為221，該鹽的名稱(chēng)為_(kāi)。它的水溶液與D的氫化物的水溶液反應(yīng)可生成D的單質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。解析A是地殼中含量最高的元素，A是氧；D的氫化物和最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸，D是氯，B、C、D三元素在第三周期，它們的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物兩兩混合均能反應(yīng)生成鹽和水，根據(jù)B、C、D原子序數(shù)依次增大，因此B是鈉，C是鋁，據(jù)A、D、E三種元素形成的鹽中，A、D、E三種元素的原子個(gè)數(shù)比為221知E為2價(jià)金屬Ca。答案(1)D(2)第三周期第A族(3)次氯酸鈣ClO2HCl=Cl2H2O三、綜合利用“位”、“構(gòu)”、“性”關(guān)系推斷知識(shí)貯備1“位、構(gòu)、性”三者之間的關(guān)系2推斷元素的常用思路根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、元素周期表的知識(shí)及已知條件，可推算原子序數(shù)，判斷元素在周期表中的位置等，基本思路如下：【例7】短周期主族元素甲、乙、丙、丁、戊五種元素在元素周期表中的位置如下圖所示，其中戊是同周期中原子半徑最小的元素。下列有關(guān)判斷正確的是()甲乙丙丁戊A.最外層電子數(shù)：甲>乙>丙>丁>戊B簡(jiǎn)單離子的離子半徑：丙<乙<丁<戊C含有丁元素的酸有多種D乙的氫化物多種多樣，丙、丁、戊的氫化物各有一種解析第一周期只有兩種元素，而短周期為前三周期，故甲、乙、丙所在周期為第二周期，戊元素原子半徑最小，故為第三周期第A族，即Cl元素，由此推知甲、乙、丙、丁分別為B、C、N、S。甲、乙、丙、丁、戊五種元素原子最外層電子數(shù)分別為3、4、5、6、7，故A錯(cuò)；核外電子數(shù)相同的簡(jiǎn)單離子，其離子半徑隨核電荷數(shù)的增加而減小，B錯(cuò)；丁元素為S，含有S的酸有硫酸、亞硫酸、氫硫酸、硫氰酸等，故選項(xiàng)C正確；氮的氫化物有NH3、N2H4，故D錯(cuò)。答案C【例8】下表是元素周期表中的一部分，表中所列字母分別代表一種化學(xué)元素，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出j在周期表中的位置_。(2)o、i、p三種元素之間能以原子個(gè)數(shù)之比11兩兩形成互化物，這些互化物的性質(zhì)類(lèi)似于這些元素單質(zhì)的性質(zhì)。請(qǐng)寫(xiě)出i、p的互化物與f、l形成的化合物等物質(zhì)的量反應(yīng)時(shí)的化學(xué)方程式：_。(3)假設(shè)NH是“元素NH4”的陽(yáng)離子，則“元素NH4”在周期表中的位置應(yīng)該是_；NH4的碳酸鹽應(yīng)_(填“易”或“不易”)溶于水。解析(1)由元素周期表的結(jié)構(gòu)知，j處于第四周期，周期表的第4個(gè)橫行的結(jié)構(gòu)包括，第AA族、第BB族、第族、第BB族、第AA族部分元素，j是第族。(2)由題意知i、p的互化物為BrCl，f、l形成的化合物為NaI，BrCl中Cl得電子能力強(qiáng)，Cl為1價(jià)，Br為1價(jià)，類(lèi)似于鹵素單質(zhì)的性質(zhì)，NaI與BrCl等物質(zhì)的量反應(yīng)生成I2。(3)NH4的核電荷數(shù)為11，周期表中應(yīng)在第三周期第A族，類(lèi)似于鈉，NH4的碳酸鹽易溶于水。答案(1)第四周期第族(2)2BrCl2NaI=Br2I22NaCl(3)第三周期第A族易四、元素推斷的特殊技巧舉例知識(shí)貯備1“公式”“驗(yàn)證”巧推短周期相鄰元素(1)若已知三元素的核外電子數(shù)(原子序數(shù))之和經(jīng)驗(yàn)公式：其中某元素的原子序數(shù)注意：若整除則無(wú)解。(2)若已知相鄰三元素的最外層電子數(shù)之和能被3整除，則三種元素的位置關(guān)系只能為同周期相鄰或同主族相鄰；同時(shí)不能被3和2整除，則必有兩元素在同一偶數(shù)族，另一元素為相鄰奇數(shù)族；雖然不能被3整除，但是能被2整除，則必有兩元素在同一奇數(shù)族，另一元素為相鄰偶數(shù)族?！纠?】有三種相鄰元素A、B、C，已知A、B處于同一周期，且B、C處于同一主族相鄰位置。又知這三種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和是31，最外層電子數(shù)之和為17，試推斷A、B、C各為何種元素。解析72，13(整除)，故一種元素為7N。又由于17既不能被3整除，也不能被2整除，則另外兩元素都在偶數(shù)族，只能是8O和16S，經(jīng)驗(yàn)正符合題意。答案A為N元素，B為O元素，C為S元素。知識(shí)貯備2位置圖示法所謂圖示法就是采用圖形或圖表對(duì)題目條件進(jìn)行形象化的展示，直觀地揭示題目條件間的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律，把握解題的關(guān)鍵?！纠?】可用圖示法推斷。解析分析題意，我們可將A、B、C這三種元素在元素周期表中的位置，列出如下四種情形：再根據(jù)三元素的原子序數(shù)的關(guān)系，列出代數(shù)式，求解，簡(jiǎn)單直觀。設(shè)B的質(zhì)子數(shù)為x。根據(jù)三種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為31，綜合分析上述四種情況，可列出以下四個(gè)代數(shù)方程式：(x1)x(x8)31，解之得x8；x(x1)(x8)31，解之得x(不合理)；(x1)x(x8)31，解之得x(不合理)；(x1)x(x8)31，解之得x(不合理)。則A：質(zhì)子數(shù)817，是氮元素；B：質(zhì)子數(shù)為8，是氧元素；C：質(zhì)子數(shù)為8816，是硫元素。N、O、S三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為56617，符合題意。知識(shí)貯備3“直覺(jué)”“驗(yàn)證”技巧直覺(jué)，就是一種對(duì)問(wèn)題直接的、有意識(shí)的、不經(jīng)嚴(yán)密邏輯推理的思維，它可以跨越復(fù)雜的推理過(guò)程，直接得出結(jié)論。豐富的知識(shí)積累是產(chǎn)生直覺(jué)的重要前提，但由于直覺(jué)產(chǎn)生的結(jié)論只是一種可能的猜測(cè)，因此只有對(duì)結(jié)論進(jìn)行嚴(yán)格的邏輯論證和檢驗(yàn)，才能得出正確的答案?！纠?0】A、B、C、D四種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。A、D同族，B、C同周期。A、B組成的化合物甲為氣態(tài)，其中A、B的原子數(shù)之比為41，由A、C組成的兩種化合物乙、丙都是液態(tài)，乙中A、C原子數(shù)之比為11，丙中A、C原子數(shù)之比為21，由D、C組成的兩種化合物丁和戊都是固體，丁中D、C原子數(shù)之比為11，戊中D、C原子數(shù)之比為21，寫(xiě)出下列物質(zhì)的化學(xué)式：甲_，乙_，丙_，丁_，戊_。解析根據(jù)原子個(gè)數(shù)比為41的氣態(tài)化合物，直覺(jué)將甲猜為CH4，再根據(jù)乙、丙分別是由A、C元素形成的原子數(shù)之比為11、21的液態(tài)化合物，直覺(jué)將乙猜為H2O2，丙猜為H2O；根據(jù)A、D同主族，順推A、B、C、D四種元素分別為氫、碳、氧、鈉，最后根據(jù)B、C同周期，D、C形成原子個(gè)數(shù)比為11、21的固體化合物，分別為Na2O2、Na2O符合實(shí)際，則猜想正確。答案CH4H2O2H2ONa2O2Na2O8