一.我眼中的化學推斷題
元素推斷題是近幾年高考??嫉囊粋€題型之一,是以等電子微粒與性質、結構與性質關系、原子結構與元素化合物性質、周期表結構及元素周期律、原子結構與電化學等為信息來考查元素化合物知識、化學實驗、化學簡單計算等,綜合性強,有一定的難度。欲要提高解決此類題目的準確率,在訓練中不僅要準確把握常見的題目類型而且還要理順解答此類題的方法思路.
在高考題中通常又兩大類:一類是確定“指定的幾種元素形成的化合物”的形式,該類題一般是給出幾種元素的原子結構或性質特征,判斷它們形成的化合物的形式。解此類題的方法思路是:定元素(熟練掌握1-20號元素原子結構示意圖或相關的等電子陰陽簡單離子,一般出現(xiàn)較多的元素碳、氫、氧、氮、鈉、鎂、鋁,其次是硅、磷、氟、氯、硫、鈣),推價態(tài)(注意變價、無正價、無負價的特殊元素),想可能(聯(lián)想中學化學中最常見最典型的物質及化學反應),得化學式(注意化學符號書寫的規(guī)范);另一類是由“位構性”關系或元素化合物性質推斷元素,解該類題的方法思路是:抓住有效的突破口,要靈活運用分析歸納演繹的思維方法,快速準確解答,而且答題時要注意化學用語的規(guī)范。
二.元素推斷題的“題眼”
1、“題眼”是元素的性質
例1:A、B、C三種主族元素位于周期表相連續(xù)的三個不同的周期,原子序數(shù)C>A>B,其中B的次外層電子數(shù)為2。A的次外層電子數(shù)與B、C不同,A與B的族序數(shù)之和等于C的族序數(shù)。已知A的氫氧化物難溶于水,B的最高價氧化物對應水化物是種強酸。則A、B、C各為何元素?
解析:該題的“題眼”是元素B、A的性質,B的次外層電子數(shù)為2,且B的最高價氧化物對應水化物是種強酸,B為N;A的氫氧化物難溶于水,A與B的族序數(shù)之和等于C的族序數(shù),A為Mg,C為Br。
元素的性質主要包括金屬性、非金屬性,微粒半徑,主要化合價等等,如在前20號元素中,非金屬性最強的是F,金屬性最強的是K;原子半徑最小的是H,F(xiàn)次之,最大的是K;最高價氧化物對應水化物酸性最強的是HClO4,HNO3、H2SO4也是強酸,堿性最強的是KOH,NaOH、Ca(OH)2也是強堿,呈兩性的是Al(OH)3,氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的是HF,氣態(tài)氫化物的水溶液酸性最強的是HCl等等。
2、“題眼”是最外層電子數(shù)
例:有A、B、C三種元素,A、B原子的電子層數(shù)相同,B、C原子的最外層電子數(shù)相同,又知這三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為17,質子數(shù)之和為31。試通過計算確定這三種元素的名稱。
解析:該題的“題眼”是最外層電子數(shù)。三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為17,質子數(shù)之和為31,即內層電子數(shù)之和為14,A、B為第二周期元素,C為第三周期元素,最外層電子數(shù)平均為5.7,若B、C最外層電子數(shù)為5,分別為N、P,A為F;若B、C最外層電子數(shù)為6,分別為O、S,A為N;若B、C最外層電子數(shù)為7,分別為F、Cl,A為B;若B、C最外層電子數(shù)為8,分別為Ne、Ar,A為Li,滿足題意的共有四組。若有其它條件限制再選擇,如A、B、C三種元素中有一種是金屬,滿足的是Li、Ne、Ar;A、B、C三種元素在周期表中相鄰,滿足的是N、O、S。
3、“題眼”是特例元素
例3:A、B、C、D、E是相鄰三個周期中的五種元素,它們的原子序數(shù)依次增大,A與E同主族,B、C、D位于同周期。已知①除A外,其他各元素原子都有內層電子,其中B最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍;②A與B,B與C能生成氣態(tài)分子X和Y;③D和E能生成離子化合物,且離子的電子層結構相同。試回答:(1)寫出D與E形成化合物的電子式;(2)寫出X、Y的電子式與結構式;(3)用電子式表示A與C原子形成分子的過程;(4)寫出只含A、C元素的陰離子和陽離子。
解析:該題的“題眼”是特例元素,A無內層電子是H,B為C,然后根據(jù)題意不難得出,C為O,D為F,E為Na。
4、“題眼”是同電子數(shù)
例4:A、B、C、D、E是中學化學常見的分子或離子,它們具有相同的電子數(shù),且A是由5個原子核組成的粒子。它們之間可能發(fā)生如下變化,且D與酸性氧化物、堿性氧化物均能反應。A+B=C+D,B+E=2D。請回答:(1)寫出A的電子式;(2)寫出B的化學式; (3)寫出D的電子式。
解析:該題的“題眼”是A、B、C、D、E具有相同電子數(shù),一般是10或18電子。A是由5個原子核組成的粒子,可能是CH4或,D與酸性氧化物、堿性氧化物均能反應是H2O。根據(jù)兩個方程式得出:A為,B為 ,C為NH3,D為H2O,B為 。
具有相同電子數(shù)的粒子有:
例5:A、B、C、D四種短周期元素原子序數(shù)依次增大。A、D同周期,B、C同周期。A、B組成化合物甲為氣態(tài),其中A、B原子個數(shù)比為4:1,由A、C組成的兩種化合物乙和丙都為液態(tài),乙中A、C原子個數(shù)比為1:1,丙為2:1,由D、C組成的化合物丁和戊都為固態(tài),丁中D、C原子個數(shù)之比為1:1,戊中為2:1。寫出:(1)甲、乙、丙、丁、戊的化學式;(2)寫出B元素最高價氧化物與丁發(fā)生反應的化學方程式。
解析:該題的“題眼”是各化學式中原子個數(shù)比。甲為氣態(tài),其中A、B原子個數(shù)比為4:1,只有CH4。兩種元素組成的不同化合物呈氣態(tài)的有:SO2、SO3;CO、CO2;NO、NO2;CH4;液態(tài)有:H2O2、H2O;固態(tài)有:Na2O2、Na2O;FeS、FeS2;CuO、Cu2O。由此得出甲、乙、丙、丁、戊分別為CH4、H2O2、H2O、Na2O2、Na2O。
附
1 元素周期表中元素及其化合物的遞變性規(guī)律
1.1 原子半徑
(1)除第1周期外,其他周期元素(惰性氣體元素除外)的原子半徑隨原子
序數(shù)的遞增而減?。?br>(2)同一族的元素從上到下,隨電子層數(shù)增多,原子半徑增大。
1.2 元素化合價
(1)除第1周期外,同周期從左到右,元素最高正價由堿金屬+1遞增到+7,
非金屬元素負價由碳族-4遞增到-1(氟無正價,氧無+6價,除外);
(2)同一主族的元素的最高正價、負價均相同
1.3 單質的熔點
(1)同一周期元素隨原子序數(shù)的遞增,元素組成的金屬單質的熔點遞增,非金屬單質的熔點遞減;
(2)同一族元素從上到下,元素組成的金屬單質的熔點遞減,非金屬單質的熔點遞增
1.4 元素的金屬性與非金屬性
(1)同一周期的元素從左到右金屬性遞減,非金屬性遞增;
(2)同一主族元素從上到下金屬性遞增,非金屬性遞減。
1.5 最高價氧化物和水化物的酸堿性
元素的金屬性越強,其最高價氧化物的水化物的堿性越強;元素的非金屬性越強,最高價氧化物的水化物的酸性越強。
1.6 非金屬氣態(tài)氫化物
元素非金屬性越強,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。同周期非金屬元素的非金屬性越強,其氣態(tài)氫化物水溶液一般酸性越強;同主族非金屬元素的非金屬性越強,其氣態(tài)氫化物水溶液的酸性越弱。
1.7 單質的氧化性、還原性
一般元素的金屬性越強,其單質的還原性越強,其氧化物的氧離子氧化性越弱;元素的非金屬性越強,其單質的氧化性越強,其簡單陰離子的還原性越弱。
2. 推斷元素位置的規(guī)律
判斷元素在周期表中位置應牢記的規(guī)律:
(1)元素周期數(shù)等于核外電子層數(shù);
(2)主族元素的序數(shù)等于最外層電子數(shù);
(3)確定族數(shù)應先確定是主族還是副族,其方法是采用原子序數(shù)逐步減去各周期的元素種數(shù),即可由最后的差數(shù)來確定。最后的差數(shù)就是族序數(shù),差為8、9、10時為VIII族,差數(shù)大于10時,則再減去10,最后結果為族序數(shù)。