高考化学三轮冲刺复习专题04元素推断题的解法(含解析)

第四部分    元素推断题的解法

元素推断题是利用元素周期律和周期表的有关知识，推出四种或五种元素，然后按照要求判断正误的一类选择题。常见情景：短周期主族元素、原子叙述依次递增、同周期或同主族、原子比较减小、原子序数或最外层电子数之和等之间的关系。

（1）解题方法:

根据元素的原子序数、核外电子排布、元素性质之最、元素周期表中的位置等信息，确定元素名称；然后利用元素的性质、原子结构及有关规律，判断题给的结论是否正确。

（2）几个重要规律：

①元素性质的规律：

同周期：金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。

同主族：金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。

②判断元素金属性非金属性强弱的方法：

金属性强弱判断：与水或酸反应置换出氢的难易；最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。

非金属性强弱判断：单质与H2化合的难易及氢化物的稳定性；气态氢化物的还原性；最高价氧化物对应水化物的酸性。

利用原子结构和周期表判断：原子半径越大，最外层电子数越少，金属性越强，非金属性越弱；原子半径越小，最外层电子数越多，非金属性越强，金属性越弱。

③半径规律

同一周期元素从左至右原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)；

同一主族元素从上至下原子半径逐渐增大；

核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，微粒半径越小。

说明：一般情况下，电子层数多的离子半径大于电子层数少的离子半径。

④化合价规律：

最高正价＝最外层电子数＝主族序数；

最高正价＋负价的绝对值＝8。

最高正价和负价的代数和分别为：6、4、2、0.

（3）周期表的结构：

（4）元素的特殊性质：

①元素之最：

短周期元素金属性最强、半径最大的元素是钠；非金属性最强的元素是氟(F)；最轻的金属是锂(Li)，最轻的气体是氢气；形成化合物种类最多的元素是碳；单质熔沸点最高的是石墨；酸性最强的含氧酸是高氯酸(HClO4)；最稳定的氢化物是HF；原子核中只有质子没有中子的原子是氕（H）；没有正价的元素是F；地壳中含量最多的元素是：O；地壳中含量最多的金属元素是：Al。

②元素的特殊性：

短周期中，具有两性的元素：Al；唯一的碱性氢化物是NH3；最高价氧化物对应的水化物与其氢化物可以发生反应生成的盐一定是NH4NO3；全部由非金属元素形成的盐一定是铵盐（硝酸铵、氯化铵）；同主族元素能与氧元素生成1:1和2:1化合物的一定是H和Na；同主族短周期元素原子序数有2倍关系的是O和S；考古时用于测量年代的元素是碳-14；做半导体材料的是硅元素。

（5）重要的电子式：

NaOH、MgCl2、Na2O、NH4Cl、Na2O2、NaH、Cl2、N2、CO2、CCl4、CH4、H2O2、HClO。

注意：①掌握各物质的化学键类型；②掌握离子化合物和共价化合物的区别。

【例题】：2014年第七次全国大联考12题。

X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X的最高正价与最低负价的代数和为0，X、Y、Z原子序数之和是W的二倍，X、Z在元素周期表中的位置关系如图所示。下列说法正确的是

A.原子半径：Y﹥Z﹥W     

B. Y、Z、W 的简单离子的电子层结构相同

C. 化合物XWm与YWn中化学键的类型相同

D.元素Z的气态氢化物比元素W 的气态氢化物稳定性强

（6）等电子体系

①10电子式微粒：

CH4  NH3  H2O  HF  Ne     

Na+  Mg2+  Al3+   NH4+   H3O+

N3-  O2-  F-  OH-  NH2-

②18电子式微粒：

SiH4  PH3  H2S  HCl  Ar  C2H6   N2H4  H2O2  F2  CH3OH   CH3F  CH3NH2      K+  Ca2+      P3-  S2-  Cl-  HS-  HO2-  O22-

【链接高考】

       1.【2018高考全国新课标1卷】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是（     ）

A．常温常压下X的单质为气态

B．Z的氢化物为离子化合物

C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性

D．W与Y具有相同的最高化合价

    【解析】四种元素分别为：F、Na、Cl、Ca。CaCl2溶液不水解；F元素没有正价。正【答案】B。

    2.【2018高考全国新课标Ⅱ卷】W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体；Y的周期数是族序数的3倍；Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同，下列叙述正确的是（    ）

    A．X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物

B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键

C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构

D.W的氧化物对应的水化物均为强酸

【解析】四种元素分别为：N、O、Na、Cl。过氧化钠存在非极性共价键。

【答案】A。

3.【2018高考全国新课标3卷】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YZW的溶液。下列说法正确的是（     ）

A．原子半径大小为W＜X＜Y＜Z

B．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

【解析】盐YZW与浓盐酸反应，的信息可知，四种元素分别为：O、F、Na、Cl。本题的难点是：大部分学生对二氧化氯的结构并不了解。

A．原子半径大小为X＜W＜Z＜Y，A错误；

B．HF水溶液酸性弱于HCl，B错误；

C．Na2O2含有非极性共价键, ClO2不含有非极性共价键，C错误；

D．标准状况下O2与F2相同均为气态。D正确。

【答案】D。

4. 【2017高考全国新课标1卷】12．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形成的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】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O强于N，所以O的简单氢化物的热稳定性强于N，A正确；

B．钠、氧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属于同族，S、Na属于同周期，D正确。

【答案】C。

5. 【2017高考全国新课标Ⅱ卷】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>a        

B．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】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. O、Na或Mg、Al、S 4种元素中Na或Mg金属性最强，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，C错误；

D.S的氧化性比氧气弱，D错误。

【答案】B。

    6. 【2017高考全国新课标3卷】 12．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（    ）

A．氢化物沸点：W<Z        

B．氧化物对应水化物的酸性：Y>W

C．化合物熔点： Y2X3<YZ3 

D．简单离子的半径： Y<X

【解析】根据W、X、Y、Z为短周期元素，且最外层电子数之和为21，如图可知，四种元素位于第二、三周期，故可推知，W、X、Y、Z依次为N、O、Al、Cl。

 A． 分子之间存在氢键，故沸点应为 NH3>HCl，故A错误；

 B．Y的氧化物对应水化物可为 Al(OH)3，W的氧化物对应水化物可为HNO3 ，而HNO3 酸性强于Al(OH)3 ，故B错误；

  C．Al2O3 为离子晶体，而AlCl3为分子晶体，一般离子晶体熔沸点高于分子晶体，故C错误；

 D．Al3+与O2- 核外电子排布相同，但O2- 核内核电荷数较少，其半径较大，故D正确。

【答案】D。

7.【2016高考全国新课标1卷】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–1 r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<Y

B．元素的非金属性Z>X>Y

C．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】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;0.01mol·L-1r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。四种元素：H、C、O、Cl

  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,则原子半径的大小:W<Y<X，A错误;

同周期自左向右非金属性逐渐增强,同主族自上而下非金属性逐渐减弱,则元素的非金属性:Y>X，B错误;

 Y的氢化物是水或双氧水,常温常压下为液态，C正确;

X的最高价氧化物的水化物碳酸为弱酸，D错误。

【答案】C。

    8.【2016高考全国新课标Ⅱ卷】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与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为＋1

B.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

【解析】由题目信息可知，A为H，B为O，C为Na，D为S。

A. NaH中H其化合价均为-1，故A选项错误。

B. O与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物，故B项正确。

C. Na的原子半径是这些元素中最大的，故C项正确。

D.H2S的溶液呈弱酸性，故D项正确。

【答案】A。

9.【2016高考全国新课标3卷】 12．四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是

A．简单离子半径：W<X<Z

B．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性

C．气态氢化物的热稳定性：W<Y

D．最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z

【解析】由题目信息可知，W为O，X为Na，Y为S，Z为Cl。

A.简单离子半径：O2->Na+，故A选项错误。

B. O与Na形成的两种化合物,溶于水后溶液均呈碱性，故B项正确。

C.气态氢化物的热稳定性：H2O>H2S，故C项错误。

D.最高价氧化物的水化物的酸性：H2SO4<HClO4，故D项错误。

【答案】B。