元素推断题是历年高考命题的热点题目.docx
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元素推断题是历年高考命题的热点题目
元素推断题是历年高考命题的热点题目,是对物质结构、元素周期律部分知识的综合考查,在新课标中新增的电子排布式、氢键、电负性、电离能、杂化理论等知识又是新课表高考命题的新宠。
笔者现就新课标高考元素推断题“题眼”归纳整理如下。
一、元素周期表的结构
1.元素周期表共七个周期,其中一、二、三周期为短周期,四、五、六周期为长周期,第七周期未排满,称为不完全周期。
其各周期所容纳的元素种数分别为2、8、8、18、18、32、32种。
可归纳为:
当周期序数n为奇数时,此周期所容纳的元素种数是;当周期序数n为偶数时,此周期所容纳的元素种数是。
因此第八周期所容纳的元素种数是种。
2.元素周期表共18纵行,分为16个族,其中第1、第2、第13~17纵行为第ⅠA~ⅦA7个主族,第11、第12、第3~7纵行为第1B~ⅦB7个副族,第8、9、10三纵行为Ⅷ族,第18纵行为零族。
(1)同周期相邻主族元素的原子序数相差1或11(第四、第五周期的ⅡA和ⅢA元素)或25(第六周期的ⅡA和ⅢA元素)。
(2)同主族相邻周期主族元素原子序数相差可能为2、8、18或32。
其中ⅠA、ⅡA族,同主族、相邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期中容纳的元素种数;ⅢA~ⅦA族,同主族、相邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期中容纳的元素种数。
二、题眼归纳
1.周期表的结构与电子层结构关系方面的“题眼”
重要关系:
主族元素的周期序数=核外电子层数;主族序数=最外层电子数=最高正价数;|主族元素的负化合价|=8-主族序数=8-最高正价数。
(1)主族序数等于周期数的元素是H、Be、Al、Ge等。
(2)族序数等于周期数2倍的元素是C、S。
(3)族序数等于周期数3倍的元素是O。
(4)周期数是族序数2倍的元素是Li、Ca。
(5)周期数是族序数3倍的元素是Na、Ba。
(6)短周期中最高正价与负价代数和为零的元素是H、C、Si。
(7)最高正价不等于族序数的元素是O、F。
(8)不易表现正价的元素是O、F。
(9)最高正价是最低负价绝对值3倍的元素是S。
(10)除H外,所有元素111原子半径最小的元素是F,短周期中Na的原子半径最大。
2.核外电子排布规律方面的“题眼”
(1)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。
(2)最外层有1个或2个电子,则可能是ⅠA、ⅡA族元素又可能是副族、Ⅷ族或0族元素。
(3)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。
(4)某元素阴离子的最外层电子数与次外层电子数相等,该元素位于第三周期,可能是S或Cl;若为阳离子,则位于第四周期,可能是K或Ca。
(5)短周期元素中核外电子排布达到半满的元素有H、Li、N、P。
(6)短周期元素中,价电子排布为的元素其第n电子层上的成对电子数等于未成对电子数,即C和Si;价电子排布为和的元素其第n电子层上的成对电子数是未成对电子数的2倍,即B、Al和O、S。
3.元素的存在、性质方面的“题眼”
(1)形成化合物种类最多的元素、单质是自然界硬度最大的元素、形成的氢化物中含氢质量分数最大的元素是C。
(2)地壳中含量最多的元素,或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是O。
(3)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素、空气中含量最多的元素、单质常作保护气且对环境无污染的元素是N。
(4)地壳中含量最多的金属元素是Al。
(5)最活泼的非金属元素,或气态氢化物最稳定的元素、或电负性最大的元素是F。
(6)最活泼的金属元素,或最高价氧化物对应的水化物碱性最强的元素,或阳离子氧化性最弱的是Cs,在短周期中,最活泼的金属元素,或最高价氧化物对应的水化物碱性最强的元素,或阳离子氧化性最弱的是Na。
(7)单质在常温下呈液态的金属是Hg,非金属是Br。
(8)最高价含氧酸酸性最强的元素是Cl。
(9)短周期第一电离能最小的金属元素是Na;所有元素中电负性最大的元素是F。
(10)最高价氧化物及其水化物既能溶于强酸,又能溶于强碱的元素是B、Al。
(11)元素的气态氢化物和其最高价氧化物对应的水化物发生化合反应的元素是N。
(12)元素的气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是N。
(13)两种元素的气态氢化物反应有白烟现象产生的是N和Cl。
(14)短周期元素中在常温下能与水反应放出气体的元素是Li、Na、F。
(15)短周期元素中常见能形成同素异形体的元素有C(金刚石和石墨)、P(红磷和白磷)、O(氧气和臭氧)、S(等多种)。
(16)通常单质呈红色的金属元素Cu;单质呈黄绿色气体的元素是Cl;单质呈红棕色液体的元素是Br;单质为紫黑色固体的是Ⅰ。
(17)常温下在冷的浓硫酸和冷的浓硝酸中产生钝化现象的金属元素是Al、Fe。
(18)短周期元素构成的物质具有漂白性的是。
4.其他方面的“题眼”
(1)不含有化学键的单质是稀有气体元素的原子。
(2)短周期中两种元素既能按1∶1又能按2∶1形成化合物的元素是H和O或Na和O。
(3)通常短周期同主族的两种元素能形成化合物的元素是H和Ll(或Na);C和Si;O和S。
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元素推断题是历年高考命题的热点题目,是对物质结构、元素周期律部分知识的综合考查,在新课标中新增的电子排布式、氢键、电负性、电离能、杂化理论等知识又是新课表高考命题的新宠。
笔者现就新课标高考元素推断题“题眼”归纳整理如下。
一、元素周期表的结构
1.元素周期表共七个周期,其中一、二、三周期为短周期,四、五、六周期为长周期,第七周期未排满,称为不完全周期。
其各周期所容纳的元素种数分别为2、8、8、18、18、32、32种。
可归纳为:
当周期序数n为奇数时,此周期所容纳的元素种数是;当周期序数n为偶数时,此周期所容纳的元素种数是。
因此第八周期所容纳的元素种数是种。
2.元素周期表共18纵行,分为16个族,其中第1、第2、第13~17纵行为第ⅠA~ⅦA7个主族,第11、第12、第3~7纵行为第1B~ⅦB7个副族,第8、9、10三纵行为Ⅷ族,第18纵行为零族。
(1)同周期相邻主族元素的原子序数相差1或11(第四、第五周期的ⅡA和ⅢA元素)或25(第六周期的ⅡA和ⅢA元素)。
(2)同主族相邻周期主族元素原子序数相差可能为2、8、18或32。
其中ⅠA、ⅡA族,同主族、相邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期中容纳的元素种数;ⅢA~ⅦA族,同主族、相邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期中容纳的元素种数。
二、题眼归纳
1.周期表的结构与电子层结构关系方面的“题眼”
重要关系:
主族元素的周期序数=核外电子层数;主族序数=最外层电子数=最高正价数;|主族元素的负化合价|=8-主族序数=8-最高正价数。
(1)主族序数等于周期数的元素是H、Be、Al、Ge等。
(2)族序数等于周期数2倍的元素是C、S。
(3)族序数等于周期数3倍的元素是O。
(4)周期数是族序数2倍的元素是Li、Ca。
(5)周期数是族序数3倍的元素是Na、Ba。
(6)短周期中最高正价与负价代数和为零的元素是H、C、Si。
(7)最高正价不等于族序数的元素是O、F。
(8)不易表现正价的元素是O、F。
(9)最高正价是最低负价绝对值3倍的元素是S。
(10)除H外,所有元素111原子半径最小的元素是F,短周期中Na的原子半径最大。
2.核外电子排布规律方面的“题眼”
(1)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。
(2)最外层有1个或2个电子,则可能是ⅠA、ⅡA族元素又可能是副族、Ⅷ族或0族元素。
(3)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。
(4)某元素阴离子的最外层电子数与次外层电子数相等,该元素位于第三周期,可能是S或Cl;若为阳离子,则位于第四周期,可能是K或Ca。
(5)短周期元素中核外电子排布达到半满的元素有H、Li、N、P。
(6)短周期元素中,价电子排布为的元素其第n电子层上的成对电子数等于未成对电子数,即C和Si;价电子排布为和的元素其第n电子层上的成对电子数是未成对电子数的2倍,即B、Al和O、S。
3.元素的存在、性质方面的“题眼”
(1)形成化合物种类最多的元素、单质是自然界硬度最大的元素、形成的氢化物中含氢质量分数最大的元素是C。
(2)地壳中含量最多的元素,或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是O。
(3)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素、空气中含量最多的元素、单质常作保护气且对环境无污染的元素是N。
(4)地壳中含量最多的金属元素是Al。
(5)最活泼的非金属元素,或气态氢化物最稳定的元素、或电负性最大的元素是F。
(6)最活泼的金属元素,或最高价氧化物对应的水化物碱性最强的元素,或阳离子氧化性最弱的是Cs,在短周期中,最活泼的金属元素,或最高价氧化物对应的水化物碱性最强的元素,或阳离子氧化性最弱的是Na。
(7)单质在常温下呈液态的金属是Hg,非金属是Br。
(8)最高价含氧酸酸性最强的元素是Cl。
(9)短周期第一电离能最小的金属元素是Na;所有元素中电负性最大的元素是F。
(10)最高价氧化物及其水化物既能溶于强酸,又能溶于强碱的元素是B、Al。
(11)元素的气态氢化物和其最高价氧化物对应的水化物发生化合反应的元素是N。
(12)元素的气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是N。
(13)两种元素的气态氢化物反应有白烟现象产生的是N和Cl。
(14)短周期元素中在常温下能与水反应放出气体的元素是Li、Na、F。
(15)短周期元素中常见能形成同素异形体的元素有C(金刚石和石墨)、P(红磷和白磷)、O(氧气和臭氧)、S(等多种)。
(16)通常单质呈红色的金属元素Cu;单质呈黄绿色气体的元素是Cl;单质呈红棕色液体的元素是Br;单质为紫黑色固体的是Ⅰ。
(17)常温下在冷的浓硫酸和冷的浓硝酸中产生钝化现象的金属元素是Al、Fe。
(18)短周期元素构成的物质具有漂白性的是。
4.其他方面的“题眼”
(1)不含有化学键的单质是稀有气体元素的原子。
(2)短周期中两种元素既能按1∶1又能按2∶1形成化合物的元素是H和O或Na和O。
(3)通常短周期同主族的两种元素能形成化合物的元素是H和Ll(或Na);C和Si;O和S。
(4)短周期中,三种元素形成的常见离子化合物中既含有离子键又含有极性共价键的元素是Na、O、H(NaOH);两种元素形成的常见离子化合物中既含有离子键又含有非极性共价键的元素是Na、O();两种元素形成的常见共价化合物中既含有极性共价键又含有非极性共价键的元素是H、O();元素形成的离子化合物中同时含有离子键、极性共价键、非极性共价键和配位键的元素是N、H、F(或S、Cl)(如)。
(5)由于形成氢键使分子的沸点升高的元素是N、O、F。
(6)常温下,单质是原子晶体的是C(金刚石)、Si、B。
5.化合物中心原子的杂化方式及分子的空间构型方面的“题眼”
杂化类型的判断方法:
(1)公式:
(中心原子的价电子数+配位原子的成键电子数±电荷数)
(2)根据n,值判断杂化类型
当n=2,sp杂化;n=3,杂化;n=4,杂化。
(①当上述公式中电荷数为正值时取“-”,电荷数为负值时取“+”;②当配位原子为氧原子或硫原子时,成键电子数为0。
)例如:
三、例题分析
例1 (2007年海南卷)A、B、C、D、E代表5种元素。
请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为__;
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为__,C的元素符号为__;
(3)D元素的正三价离子的3d亚层为半充满,D的元素符号为__,其基态原子的电子排布式为__。
(4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E的元素符号为__,其基态原子的电子排布式为__。
例2 (2008年宁夏卷)X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大。
请回答下列问题:
(1)X、Y的元素符号依次为__;
(2)与分子的立体结构分别是__和__,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是(写分子式),理由是__;
(3)Q的元素符号是__,它位于第__周期,它的核外电子排布式为__,在形成化合物时它的最高化合价为__;
(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键__。
(4)E的氢化物溶液中存在的所有氢键是F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O。
例3 (2009年宁夏卷)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。
X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。
X跟Y可形成化合物,Z元素可以形成负一价离子。
请回答下列问题:
(1)X元素原子基态时的电子排布式为__,该元素的符号是__;
(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为__,该元素的名称是__;
(3)X与Z可形成化合物,该化合物的空间构型为__;
(4)已知化合物在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为,产物还有和,该反应的化学方程式是__;
(5)比较X的氢化物与同族第二、第三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低并说明理由__。
解析 X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,可通过写电子排布式得到X为33号元素As;Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子,同样根据电子排布式得到Y为O;再根据X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42可得到Z为H。
则
(1)
四、常见“题眼”归类解析
方法一:
根据物质的特殊颜色推断
知识准备:
物质颜色
1.有色固体:
红色:
Cu、Cu2O、Fe2O3
红褐色:
Fe(OH)3
黄色:
AgI、Ag3PO4
浅黄色:
S或Na2O2或AgBr
蓝色:
Cu(OH)2
黑色:
炭粉、CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS
紫黑色:
KMnO4 I2
白色:
Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3
2.有色溶液:
Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO4-(紫红色)、
(x=1~6)(红色)
水(溶剂)
苯(溶剂)
CCl4(溶剂)
Br2
黄→橙
黄→橙红
I2
深黄→褐
淡紫→紫红
紫→深紫
3.有色气体:
Cl2(黄绿色)、Br2(g)(红棕色)、NO2、(红棕色)、
I2(紫色)O3(淡蓝色)
例1、室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体,在合适反应条件下,它们可以按下面框图进行反应,又知E溶液是无色的,请回答:
(1)A是 ,B是 ,C是 (填化学式)
(2)反应⑥的化学方程式为:
。
(3)反应④的离子方程式为:
。
解析:
黄绿色气体B是Cl2。
Cl2与无色的气体单质C反应生成E,E溶液与固体单质A反应又生成F和气体C,则C是H2,A是一种金属单质。
Cl2与单质A反应生成固体D,同时,单质A与E溶液的反应产物F也能再与Cl2反应生成溶液D,说明A是一种变价金属,F是低价金属的氯化物,D是高价金属的氯化物。
D溶液与NaOH溶液反应生成H,而F与NaOH溶液反应生成G,G也能进一步转化成H,联想到变价金属Fe的有关性质。
设A是Fe,顺推出:
D是FeCl3,E是HCl,F是FeCl2,G是Fe(OH)2,H是Fe(OH)3。
符合题意。
答案:
(1)Fe;Cl2;H2
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(3)2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
方法二、根据特征反应现象推断
知识准备:
特征反应现象:
1..焰色反应:
Na+(黄色)、K+(紫色)
2.使品红溶液褪色的气体:
SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)
3.(由白色→灰绿→红褐色)
4.能在空气中自燃:
P4
5.在空气中变为红棕色:
NO
6.能使石灰水变浑浊:
CO2、O2
7.通CO2变浑浊:
石灰水(过量变清)、Na2SiO3、饱和Na2CO3、浓苯酚钠、NaAlO2
8.气体燃烧呈苍白色:
H2在Cl2中燃烧;在空气中点燃呈蓝色:
CO、H2、CH4
9.使湿润的红色石蕊试纸变蓝:
NH3
10.使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝:
Cl2、Br2、FeCl3、碘水等。
例2、
单质A
气体
盐酸
B溶液
某溶液
C
白色沉淀
空气中
红棕色沉淀D
盐酸
E溶液
单质A
E溶液
白色沉淀
HNO3
AgNO3
(焰色反应呈浅紫色)
图2-2-2
根据图2-2-2,指出A、B、C、D、E各是什么物质?
解析:
在该题中有以下突破口:
①C中加入硝酸酸化的AgNO3有白色沉淀,推断C中含Cl-,E溶液焰色反应呈浅紫色,推断C中含K+,则C是KCl。
②白色沉淀在空气中放置变成红褐色沉淀D,可以推断D是Fe(OH)3,E是FeCl3,进而可以推断A是Fe,B是FeCl2。
答案:
A、Fe B、FeCl2 C、KCl D、Fe(OH)3,E、FeCl3
方法三、根据特殊反应条件推断
知识准备:
熟悉具有特殊反应条件的反应,多数是重要工业生产反应
1、高温条件
2、高温高压催化剂:
3、
催化剂、加热:
4、放电:
5、电解
2H2O 2H2+O2
例3、图中①~⑩分别代表有关反应中的一种物质,它们均是中学化学中常见物质。
已知①~③和⑥~⑩中分别含有同一种元素。
(1)分别写出①、④、⑧的化学式或离子符号:
①_________,④_________,⑧_________。
(2)写出下列反应方程式,是离子反应的写出离子方程式:
通电
①+OH—→________________________________
高温
⑤-→________________________________
①+⑥—→________________________________
⑨+空气→________________________________
解析:
⑤-→O2↑+①。
在中学化学中通电分解生成O2的化合物常见的为Al2O3;①既能与OH—反应生成②,又能与H+反应生成③,且①~③含同一种元素,②和③能反应生成④,所以进一步可知①为A1,②为AlO2—,③为A13+,④为A1(OH)3,⑤为Al2O3。
由⑧—→⑨—→⑩可知⑨为氢氧化物,且易在空气中被氧化,中学化学中常见的是Fe(OH)2,则⑩为Fe(OH)3,受热分解产物⑥为Fe2O3。
又①+⑥在高温条件下发生反应,这是常见的铝热反应。
所以,进一步证明①为A1,⑥为Fe2O3,则⑦为Fe,⑧为Fe2+。
答案:
(1)①Al ④Al(OH)3 ⑧Fe2+
(2)2A1+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑
通电
高温
2Al2O3===4A1+3O2↑
2Al+Fe2O3====2Fe+Al2O3
4Fe(OH)2+O2+H2O==4Fe(OH)3
方法四、根据特征转化关系推断
知识准备:
1、一般思路是找出特别的变化关系,用可能的几种情况试探,得出合理答案.
2、掌握一些特别的连续变化关系
(1)
①
②
③
④
(2)A—
A为弱酸的铵盐:
(NH4)2CO3或NH4HCO3;(NH4)2S或NH4HS;(NH4)2SO3、NH4HSO3
(3)形如的反应,中学化学里常见的有:
3、注意几个典型转化关系
三角转化:
4、置换反应:
(1)金属→金属
(2)金属→非金属
(3)非金属→非金属
(4)非金属→金属
5、与碱反应产生气体
⑴
⑵铵盐:
6、与酸反应产生气体
⑴
⑵
7、与水反应产生气体
(1)单质
(2)化合物
例4、下列关系图中,A是一种正盐,B是气态氢化物,C是单质,F是强酸。
当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去),当X是强碱时,B跟Cl2反应除生成C外,另一产物是盐酸盐。
用化学式号填写下列空格:
(1)A是__________。
(2)当X是强酸时,A、B、C、D、E、F均含同一种元素,F是__________。
(3)当X是强碱时,A、B、C、D、E、F均含同一种元素,F是__________。
(4)B跟Cl2反应的化学方程式是________________________________________。
解析:
正盐A能与强酸反应生成气态氢化物,则A中含无氧酸根即非金属阴离子
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