資源簡介

題型突破1　元素“位—構—性”關系及綜合推斷
1.(2024·全國甲卷)W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素。W和X原子序數之和等于Y-的核外電子數,化合物W+[ZY6]-可用作化學電源的電解質。下列敘述正確的是(　　)
A.X和Z屬于同一主族
B.非金屬性:X>Y>Z
C.氣態氫化物的穩定性:Z>Y
D.原子半徑:Y>X>W
2.(2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序數依次增大,X、Y的價電子數相等,Z的價電子所在能層有16個軌道,4種元素形成的化合物如圖。下列說法正確的是(　　)
A.電負性:W>Y
B.酸性:W2YX3>W2YX4
C.基態原子的未成對電子數:W>X
D.氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y
3.(2023·全國甲卷)W、X、Y、Z為短周期主族元素,原子序數依次增大,最外層電子數之和為19。Y的最外層電子數與其K層電子數相等,WX2是形成酸雨的物質之一。下列說法正確的是(　　)
A.原子半徑:X>W
B.簡單氫化物的沸點:XC.Y與X可形成離子化合物
D.Z的最高價含氧酸是弱酸
4.(2023·全國乙卷)一種礦物由短周期元素W、X、Y組成,溶于稀鹽酸有無色無味氣體生成。W、X、Y原子序數依次增大。簡單離子X2-與Y2+具有相同的電子結構。下列敘述正確的是(　　)
A.X的常見化合價有-1、-2
B.原子半徑大小為Y>X>W
C.YX的水合物具有兩性
D.W單質只有4種同素異形體
5.(2023·湖南卷)日光燈中用到的某種熒光粉的主要成分為3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W為原子序數依次增大的前20號元素,W為金屬元素。基態X原子s軌道上的電子數和p軌道上的電子數相等,基態X、Y、Z原子的未成對電子數之比為2∶1∶3。下列說法正確的是(　　)
A.電負性:X>Y>Z>W
B.原子半徑:XC.Y和W的單質都能與水反應生成氣體
D.Z元素最高價氧化物對應的水化物具有強氧化性
1.元素“位、構、性”關系
物質的結構決定物質的性質,物質的性質反映物質的結構。原子越容易失去電子,元素的金屬性就越強;原子越容易得電子,元素的非金屬性就越強。元素性質的比較如表所示:
性質 同周期(自左而右) 同主族(自上而下)
電子層結構 層數相同 層數增大
失電子能力 逐漸減弱 逐漸增強
得電子能力 逐漸增強 逐漸減弱
金屬性 逐漸減弱 逐漸增強
非金屬性 逐漸增強 逐漸減弱
主要化合價 最高正價升高(O、F除外) 最高正價相同(O、F除外)
最高價氧化 物對應水化 物的酸、堿性 酸性增強: H2SiO3Mg(OH)2>Al(OH)3 酸性減弱:HNO3>H3PO4 堿性增強:LiOH非金屬氣 態氫化物 的穩定性 增強:SiH4HCl>HBr>HI
原子半徑 減小:Si>P>S>Cl 增大:F陽離子半徑 減小:Na+>Mg2+>Al3+ 增大:Li+陰離子半徑 減小:P3->S2->Cl- 增大:F-2.元素的推斷
(1)根據元素(短周期)在周期表中的特殊位置推斷
①周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)的元素:H、Be、Al。
②主族序數(最外層電子數)等于周期序數(電子層數)2倍的元素:C、S。
③主族序數(最外層電子數)等于周期序數(電子層數)3倍的元素:O。
④周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)2倍的元素:Li。
⑤周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)3倍的元素:Na。
⑥最高正價是最低負價絕對值3倍的元素:S。
⑦最高正價不等于主族序數的元素:O、F(無正價)。
⑧短周期中原子半徑最小的元素:H。
⑨短周期中原子半徑最大的元素:Na。
⑩W與X是同主族的短周期元素,X的原子序數是W的2倍,W是O,X是S。
11最高正價與最低負價代數和為6的元素:Cl。
12最高正價與最低負價代數和為4的元素:S。
13最高正價與最低負價代數和為2的元素:N、P。
14最高正價與最低負價代數和為0的元素:H、C、Si。
(2)根據金屬性、非金屬性推斷
①短周期中金屬性最強的元素:Na。
②非金屬性最強的元素:F。
③常見的半導體材料:Si。
(3)根據含量推斷
①空氣中含量最多的元素:N。
②地殼中含量最多的元素:O。
③地殼中含量最多的金屬元素:Al。
(4)根據特殊性質推斷
①既能與強酸反應又能與強堿反應的常見物質:Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3。
②形成化合物種類最多、其單質是硬度最大的物質的元素:C。
③氣態氫化物溶于水顯堿性的元素:N。
④密度最小的氣體:H2。
⑤氣態氫化物能和它的氧化物在常溫下反應生成該元素的單質的元素:S。
⑥氣態氫化物和其最高價氧化物對應的水化物能反應生成離子化合物的元素:N。
⑦同主族并且能夠形成離子化合物的元素:H、Na或Li。
⑧同周期的三種元素,最高價氧化物對應水化物兩兩之間反應生成鹽和水:Na、Al、S(或Cl)。
⑨可以用于制造信號彈的元素:Mg。
⑩可用于查酒駕的元素:Cr。
11可用于制紅色油漆的元素:Fe。
12可用于文物斷代的元素:C。
3.微粒結構的特性
(1)熟記主族元素的價層電子排布式。
ⅠA:ns1;ⅡA:ns2;ⅢA:ns2np1;ⅣA:ns2np2;
ⅤA:ns2np3;ⅥA:ns2np4;ⅦA:ns2np5。
(2)掌握第四周期副族元素的價層電子排布式。
Sc:3d14s2;Ti:3d24s2;V:3d34s2;Cr:3d54s1;
Mn:3d54s2;Fe:3d64s2;Co:3d74s2;
Ni:3d84s2;Cu:3d104s1;Zn:3d104s2。
4.認識幾種含氧酸的結構
①硫代硫酸 (H2S2O3)
②過二硫酸 (H2S2O8)
③亞磷酸(H3PO3)
④次磷酸(H3PO2)
1.(2024·安徽桐城期中)甲~己均為短周期元素,在元素周期表中的相對位置如圖所示;乙的氫化物能與其最高價氧化物對應的水化物發生反應生成離子化合物。下列說法不正確的是(　　)
A.鍵能:E(甲—甲)B.原子半徑:己>丙>丁
C.第一電離能:I1(甲)D.最簡單氫化物的沸點:丙>丁
2.(2024·山東濰坊質檢)a、b、c、d、e為原子序數依次增大的短周期主族元素。X、Y、Z、W為這些元素形成的常見化合物,X為二元化合物,常溫下0.1 mol·L-1 X溶液的pH=1。物質之間的轉化關系如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.簡單離子半徑:e>d>b
B.b、c形成的化合物中都不含共價鍵
C.Z、W都能破壞水的電離平衡
D.b的氫化物穩定性一定強于e的氫化物
3.(2024·山東臨沂二模)化合物A是一種常用的表面活性劑,具有起泡性能好、去污能力強等特點,其結構如圖所示。已知X、Y、Z、W、M均為短周期常見元素,W是形成物質種類最多的元素,X、Y為同族元素,Z、M為同族元素,基態Z原子的核外電子有6種空間運動狀態。下列說法錯誤的是(　　)
A.原子半徑:Z>Y>X>M
B.電負性:X>Y>W>M>Z
C.X、Y、Z、W的簡單氫化物中穩定性最強、熔沸點最高的為X的氫化物
D.均由X、Y、Z、M四種元素組成的兩種鹽可以發生反應
4.(2024·山東聊城一模)化合物(YX4)2W2Z4常用作沉淀滴定分析試劑。X是原子半徑最小的元素,Y的基態原子中單電子與成對電子個數比為3∶4,Z元素的電負性僅次于氟元素,W原子電子總數與Z原子的最外層電子數相同。下列說法正確的是(　　)
A.簡單氫化物的還原性:Y>Z
B.最高正化合價:Z>Y>W
C.第一電離能:Z>Y>W
D.該化合物中W與Y的雜化方式相同
5.(2024·浙南名校聯盟聯考)短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序數依次增大,W的核外電子數等于其周期數;X與W不相鄰,與Y相鄰;基態Y原子的電子總數是其最高能級電子數的2倍;Z的最外層電子數為K層的一半;Q的s能級電子總數比p能級電子總數少5個,下列說法正確的是(　　)
A.元素的電負性:Y>Q>W>Z
B.簡單離子半徑:Z>X>Y
C.W與Y形成的10電子微粒有2種
D.由W、X、Y三種元素組成的化合物的水溶液均顯酸性
題型突破1　元素“位—構—性”關系及綜合推斷
1.(2024·全國甲卷)W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素。W和X原子序數之和等于Y-的核外電子數,化合物W+[ZY6]-可用作化學電源的電解質。下列敘述正確的是(　　)
A.X和Z屬于同一主族
B.非金屬性:X>Y>Z
C.氣態氫化物的穩定性:Z>Y
D.原子半徑:Y>X>W
答案　A
解析　由題意知W和X原子序數之和等于Y-的核外電子數,且W可以形成W+,并且其原子序數較小,故W為Li,根據[ZY6]-顯-1價,結合題意可以推測Y為F,Z為P,則X為N元素。N和P均位于第ⅤA族,A正確;同周期元素從左到右,元素的非金屬性逐漸增強,同主族元素從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱,故非金屬性:F>N>P,B錯誤;元素的非金屬性越強,對應的簡單氣態氫化物越穩定,非金屬性:F>P,故穩定性:HF>PH3,C錯誤;同周期主族元素從左到右,原子半徑逐漸減小,故原子半徑:Li>N>F,D錯誤。
2.(2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序數依次增大,X、Y的價電子數相等,Z的價電子所在能層有16個軌道,4種元素形成的化合物如圖。下列說法正確的是(　　)
A.電負性:W>Y
B.酸性:W2YX3>W2YX4
C.基態原子的未成對電子數:W>X
D.氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y
答案　D
解析　Z的價電子所在能層有16個軌道,故Z為第四周期元素,結合題給化合物的結構圖可知,Z為K元素;W、X、Y、Z原子序數依次增大,X、Y的價電子數相等,結合題給結構圖可知,X為O元素、Y為S元素;W形成一個共價鍵,則W為H元素。電負性:H7,S的氧化物溶于水生成H2SO3或H2SO4,溶液pH<7,故D正確。
3.(2023·全國甲卷)W、X、Y、Z為短周期主族元素,原子序數依次增大,最外層電子數之和為19。Y的最外層電子數與其K層電子數相等,WX2是形成酸雨的物質之一。下列說法正確的是(　　)
A.原子半徑:X>W
B.簡單氫化物的沸點:XC.Y與X可形成離子化合物
D.Z的最高價含氧酸是弱酸
答案　C
解析　W、X、Y、Z為短周期主族元素,原子序數依次增大,Y的最外層電子數與其K層電子數相等,則其可能為Be或Mg,又因WX2是形成酸雨的物質之一,則可能為NO2或SO2,根據原子序數的規律,W、X都小于Y,則W為N,X為O,Y為Mg,四種元素最外層電子數之和為19,則Z的最外層電子數為6,Z為S,據此解答。A.X為O,W為N,同周期從左往右,原子半徑依次減小,所以半徑大小為W>X,A錯誤;B.X為O,Z為S,X的簡單氫化物為H2O,含有分子間氫鍵,Z的簡單氫化物為H2S,沒有氫鍵,所以簡單氫化物的沸點為X>Z,B錯誤;C.Y為Mg,X為O,二者可形成MgO,為離子化合物,C正確;D.Z為S,硫的最高價含氧酸為硫酸,是強酸,D錯誤。
4.(2023·全國乙卷)一種礦物由短周期元素W、X、Y組成,溶于稀鹽酸有無色無味氣體生成。W、X、Y原子序數依次增大。簡單離子X2-與Y2+具有相同的電子結構。下列敘述正確的是(　　)
A.X的常見化合價有-1、-2
B.原子半徑大小為Y>X>W
C.YX的水合物具有兩性
D.W單質只有4種同素異形體
答案　A
解析　W、X、Y為短周期元素,原子序數依次增大,簡單離子X2-與Y2+具有相同的電子結構,則X位于第二周期,Y位于第三周期, X為O,Y為Mg,W、X、Y組成的物質能溶于稀鹽酸有無色無味的氣體產生,則W為C,產生的氣體為二氧化碳,據此解答。A.X為O,氧的常見價態有-1價和-2價,如H2O2和H2O,A正確;B.W為C,X為O,Y為Mg,同主族時電子層數越多,原子半徑越大,電子層數相同時,原子序數越小,原子半徑越大,所以原子半徑大小為:Y>W>X,B錯誤;C.Y為Mg,X為O,二者可形成MgO,水合物為Mg(OH)2,Mg(OH)2只能與酸反應生成鹽和水,不能與堿反應,所以YX的水合物沒有兩性,C錯誤;D.W為C,碳的同素異形體有:金剛石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳納米管等,種類不止四種,D錯誤。
5.(2023·湖南卷)日光燈中用到的某種熒光粉的主要成分為3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W為原子序數依次增大的前20號元素,W為金屬元素。基態X原子s軌道上的電子數和p軌道上的電子數相等,基態X、Y、Z原子的未成對電子數之比為2∶1∶3。下列說法正確的是(　　)
A.電負性:X>Y>Z>W
B.原子半徑:XC.Y和W的單質都能與水反應生成氣體
D.Z元素最高價氧化物對應的水化物具有強氧化性
答案　C
解析　根據題中所給的信息,基態X原子s軌道上的電子數與p軌道上的電子數相同,可以推測X為O元素或Mg元素,由熒光粉的結構可知,X主要形成的是酸根,因此X為O元素;基態X原子中未成對電子數為2,因此Y的未成對電子數為1,又因X、Y、Z、W的原子序數依次增大,故Y可能為F元素、Na元素、Al元素、Cl元素,因題目中給出W為金屬元素且熒光粉的結構中Y與W化合,故Y為F元素或Cl元素;Z原子的未成對電子數為3,又因其原子序數大于Y,故Y應為F元素、Z應為P元素;從熒光粉的結構式可以看出W為某+2價元素,故其為Ca元素;綜上所述,X、Y、Z、W四種元素分別為O、F、P、Ca,據此答題。A.同一周期從左到右電負性依次增大,同一主族從上到下電負性依次減小,故四種原子的電負性大小為:Y>X>Z>W,A錯誤;B.同一周期從左到右原子半徑依次減小,同一主族從上到下原子半徑依次增大,故四種原子的原子半徑大小為:Y命題立意:試題主要考查學生對原子結構和元素性質的掌握和理解,解題的關鍵是根據題給信息和物質的結構特點推斷出元素的名稱,依據它們在元素周期表中的位置及元素周期律推測出元素具有的性質,涉及原子結構、元素周期律、化學鍵、物質的性質等必備知識。此類試題要求學生在推斷的基礎上進行分析判斷,考查學生信息獲取和加工及邏輯推理與論證能力。
1.元素“位、構、性”關系
物質的結構決定物質的性質,物質的性質反映物質的結構。原子越容易失去電子,元素的金屬性就越強;原子越容易得電子,元素的非金屬性就越強。元素性質的比較如表所示:
性質 同周期(自左而右) 同主族(自上而下)
電子層結構 層數相同 層數增大
失電子能力 逐漸減弱 逐漸增強
得電子能力 逐漸增強 逐漸減弱
金屬性 逐漸減弱 逐漸增強
非金屬性 逐漸增強 逐漸減弱
主要化合價 最高正價升高(O、F除外) 最高正價相同(O、F除外)
最高價氧化 物對應水化 物的酸、堿性 酸性增強: H2SiO3 Mg(OH)2> Al(OH)3 酸性減弱:HNO3>H3PO4 堿性增強:LiOH非金屬氣 態氫化物 的穩定性 增強:SiH4HCl>HBr>HI
原子半徑 減小:Si>P>S>Cl 增大:F陽離子半徑 減小:Na+>Mg2+>Al3+ 增大:Li+陰離子半徑 減小:P3->S2->Cl- 增大:F-2.元素的推斷
(1)根據元素(短周期)在周期表中的特殊位置推斷
①周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)的元素:H、Be、Al。
②主族序數(最外層電子數)等于周期序數(電子層數)2倍的元素:C、S。
③主族序數(最外層電子數)等于周期序數(電子層數)3倍的元素:O。
④周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)2倍的元素:Li。
⑤周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)3倍的元素:Na。
⑥最高正價是最低負價絕對值3倍的元素:S。
⑦最高正價不等于主族序數的元素:O、F(無正價)。
⑧短周期中原子半徑最小的元素:H。
⑨短周期中原子半徑最大的元素:Na。
⑩W與X是同主族的短周期元素,X的原子序數是W的2倍,W是O,X是S。
11最高正價與最低負價代數和為6的元素:Cl。
12最高正價與最低負價代數和為4的元素:S。
13最高正價與最低負價代數和為2的元素:N、P。
14最高正價與最低負價代數和為0的元素:H、C、Si。
(2)根據金屬性、非金屬性推斷
①短周期中金屬性最強的元素:Na。
②非金屬性最強的元素:F。
③常見的半導體材料:Si。
(3)根據含量推斷
①空氣中含量最多的元素:N。
②地殼中含量最多的元素:O。
③地殼中含量最多的金屬元素:Al。
(4)根據特殊性質推斷
①既能與強酸反應又能與強堿反應的常見物質:Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3。
②形成化合物種類最多、其單質是硬度最大的物質的元素:C。
③氣態氫化物溶于水顯堿性的元素:N。
④密度最小的氣體:H2。
⑤氣態氫化物能和它的氧化物在常溫下反應生成該元素的單質的元素:S。
⑥氣態氫化物和其最高價氧化物對應的水化物能反應生成離子化合物的元素:N。
⑦同主族并且能夠形成離子化合物的元素:H、Na或Li。
⑧同周期的三種元素,最高價氧化物對應水化物兩兩之間反應生成鹽和水:Na、Al、S(或Cl)。
⑨可以用于制造信號彈的元素:Mg。
⑩可用于查酒駕的元素:Cr。
11可用于制紅色油漆的元素:Fe。
12可用于文物斷代的元素:C。
3.微粒結構的特性
(1)熟記主族元素的價層電子排布式。
ⅠA:ns1;ⅡA:ns2;ⅢA:ns2np1;ⅣA:ns2np2;
ⅤA:ns2np3;ⅥA:ns2np4;ⅦA:ns2np5。
(2)掌握第四周期副族元素的價層電子排布式。
Sc:3d14s2;Ti:3d24s2;V:3d34s2;Cr:3d54s1;
Mn:3d54s2;Fe:3d64s2;Co:3d74s2;
Ni:3d84s2;Cu:3d104s1;Zn:3d104s2。
4.認識幾種含氧酸的結構
①硫代硫酸 (H2S2O3)
②過二硫酸 (H2S2O8)
③亞磷酸(H3PO3)
④次磷酸(H3PO2)
1.(2024·安徽桐城期中)甲~己均為短周期元素,在元素周期表中的相對位置如圖所示;乙的氫化物能與其最高價氧化物對應的水化物發生反應生成離子化合物。下列說法不正確的是(　　)
A.鍵能:E(甲—甲)B.原子半徑:己>丙>丁
C.第一電離能:I1(甲)D.最簡單氫化物的沸點:丙>丁
答案　A
解析　由題意可知,甲—甲鍵是C—C鍵,戊—戊鍵是Si—Si鍵,碳的原子半徑比硅的原子半徑小,C—C鍵的鍵能比Si—Si鍵大,故E(C—C)>E(Si—Si),A符合題意;原子半徑:Cl>O>F,B不符合題意;第一電離能:CHF,D不符合題意。
2.(2024·山東濰坊質檢)a、b、c、d、e為原子序數依次增大的短周期主族元素。X、Y、Z、W為這些元素形成的常見化合物,X為二元化合物,常溫下0.1 mol·L-1 X溶液的pH=1。物質之間的轉化關系如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.簡單離子半徑:e>d>b
B.b、c形成的化合物中都不含共價鍵
C.Z、W都能破壞水的電離平衡
D.b的氫化物穩定性一定強于e的氫化物
答案　C
解析　b、d、e的簡單離子分別為O2-、Al3+、Cl-,O2-、Al3+都只有兩個電子層,Cl-有三個電子層,故Cl-的離子半徑最大,O2-和Al3+的電子層結構相同,Al的原子序數較大,故離子半徑:O2->Al3+,A錯誤;b為O,c為Na,它們形成的化合物Na2O2含有離子鍵和共價鍵,B錯誤;Z為AlCl3,W為Na[Al(OH)4],它們在水中都會發生水解,都能破壞水的電離平衡,C正確;b為O,e為Cl,O的氫化物有H2O2、H2O,Cl的氫化物為HCl,H2O2的穩定性比HCl弱,故O的氫化物穩定性不一定強于Cl的氫化物,D錯誤。
3.(2024·山東臨沂二模)化合物A是一種常用的表面活性劑,具有起泡性能好、去污能力強等特點,其結構如圖所示。已知X、Y、Z、W、M均為短周期常見元素,W是形成物質種類最多的元素,X、Y為同族元素,Z、M為同族元素,基態Z原子的核外電子有6種空間運動狀態。下列說法錯誤的是(　　)
A.原子半徑:Z>Y>X>M
B.電負性:X>Y>W>M>Z
C.X、Y、Z、W的簡單氫化物中穩定性最強、熔沸點最高的為X的氫化物
D.均由X、Y、Z、M四種元素組成的兩種鹽可以發生反應
答案　C
解析　同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小,同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,原子半徑Na>S>O>H,A項正確;一般來說,同周期主族元素從左到右電負性逐漸增大,同主族元素從上到下電負性逐漸減小,電負性O>S>C>H>Na,B項正確;X、Y、Z、W的簡單氫化物分別為H2O、H2S、NaH、CH4,NaH為離子化合物,熔沸點最高,C項錯誤;NaHSO3和NaHSO4可以發生反應NaHSO3+NaHSO4===Na2SO4+H2O+SO2↑,D項正確。
4.(2024·山東聊城一模)化合物(YX4)2W2Z4常用作沉淀滴定分析試劑。X是原子半徑最小的元素,Y的基態原子中單電子與成對電子個數比為3∶4,Z元素的電負性僅次于氟元素,W原子電子總數與Z原子的最外層電子數相同。下列說法正確的是(　　)
A.簡單氫化物的還原性:Y>Z
B.最高正化合價:Z>Y>W
C.第一電離能:Z>Y>W
D.該化合物中W與Y的雜化方式相同
答案　A
解析　由題干信息可知,化合物(YX4)2W2Z4常用作沉淀滴定分析試劑,X是原子半徑最小的元素,則X為H,Y的基態原子中單電子與成對電子個數比為3∶4,即電子排布式為1s22s22p3,則Y為N,Z元素的電負性僅次于氟元素,則Z為O,W原子電子總數與Z原子的最外層電子數相同,則W為C,化合物(YX4)2W2Z4為(NH4)2C2O4,據此分析解題。A.由分析可知,Y、Z分別為N、O,由于O的非金屬性強于N的,即O2的氧化性強于N2,故簡單氫化物的還原性:NH3大于H2O即Y>Z,正確;B.已知主族元素的最高正價等于其最外層電子數,但O、F無正價除外,故最高正化合價: Y>W,錯誤;C.由分析可知,Y、Z、W分別為N、O、C,為同一周期元素,從左往右第一電離能呈增大趨勢,ⅡA與ⅢA、ⅤA與ⅥA反常,故第一電離能:N>O>C即 Y>Z>W,錯誤;D.該化合物即(NH4)2C2O4中W即C原子與氧原子形成了CO雙鍵,故C為sp2雜化,而Y即N在N中N周圍的價層電子對數為4+(5-1-4×1)=4,故其雜化方式為sp3,則二者的雜化方式不相同,錯誤。
5.(2024·浙南名校聯盟聯考)短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序數依次增大,W的核外電子數等于其周期數;X與W不相鄰,與Y相鄰;基態Y原子的電子總數是其最高能級電子數的2倍;Z的最外層電子數為K層的一半;Q的s能級電子總數比p能級電子總數少5個,下列說法正確的是(　　)
A.元素的電負性:Y>Q>W>Z
B.簡單離子半徑:Z>X>Y
C.W與Y形成的10電子微粒有2種
D.由W、X、Y三種元素組成的化合物的水溶液均顯酸性
答案　A
解析　短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序數依次增大,基態Y原子的電子總數是其最高能級電子數的2倍,則Y為O元素;W的核外電子數等于其周期數,則W為H元素;X與W不相鄰,與Y相鄰,則X為N元素;Z的最外層電子數為K層的一半,則Z為Na元素;Q的s能級電子總數比p能級電子總數少5個,則Q為Cl元素。A.金屬元素的電負性小于非金屬元素,則鈉元素的電負性最小,元素的非金屬越強,電負性越大,氫、氧、氯三種非金屬性強弱順序為O>Cl>H,則四種元素的電負性大小順序為O>Cl>H>Na,故A正確;B.電子層結構相同的離子,核電荷數越大,離子半徑越小,則簡單離子半徑的大小順序為N3->O2->Na+,故B錯誤;C.氫元素與氧元素形成的10電子微粒有水分子、氫氧根離子、水合氫離子,共有3種,故C錯誤;D.氫、氮、氧三種元素組成的化合物一水合氨在溶液中電離出氫氧根離子使溶液呈堿性,故D錯誤。(共32張PPT)
第一篇　新高考題型突破
題型突破選擇題　題型突破1　元素“位—構—性”關系及綜合推斷
真題導航
核心整合
模擬預測
板塊Ⅲ　物質結構與性質
1.(2024·全國甲卷)W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素。W和X原子序數之和等于Y-的核外電子數,化合物W+[ZY6]-可用作化學電源的電解質。下列敘述正確的是(　　)
A.X和Z屬于同一主族
B.非金屬性:X>Y>Z
C.氣態氫化物的穩定性:Z>Y
D.原子半徑:Y>X>W
A
解析　由題意知W和X原子序數之和等于Y-的核外電子數,且W可以形成W+,并且其原子序數較小,故W為Li,根據[ZY6]-顯-1價,結合題意可以推測Y為F,Z為P,則X為N元素。N和P均位于第ⅤA族,A正確;同周期元素從左到右,元素的非金屬性逐漸增強,同主族元素從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱,故非金屬性:F>N>P,B錯誤;元素的非金屬性越強,對應的簡單氣態氫化物越穩定,非金屬性:F>P,故穩定性:HF>PH3,C錯誤;同周期主族元素從左到右,原子半徑逐漸減小,故原子半徑:Li>N>F,D錯誤。
2.(2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序數依次增大,X、Y的價電子數相等,Z的價電子所在能層有16個軌道,4種元素形成的化合物如圖。下列說法正確的是(　　)
A.電負性:W>Y
B.酸性:W2YX3>W2YX4
C.基態原子的未成對電子數:W>X
D.氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y
D
解析　Z的價電子所在能層有16個軌道,故Z為第四周期元素,結合題給化合物的結構圖可知,Z為K元素;W、X、Y、Z原子序數依次增大,X、Y的價電子數相等,結合題給結構圖可知,X為O元素、Y為S元素;W形成一個共價鍵,則W為H元素。電負性:H7,S的氧化物溶于水生成H2SO3或H2SO4,溶液pH<7,故D正確。
3.(2023·全國甲卷)W、X、Y、Z為短周期主族元素,原子序數依次增大,最外層電子數之和為19。Y的最外層電子數與其K層電子數相等,WX2是形成酸雨的物質之一。下列說法正確的是(　　)
A.原子半徑:X>W
B.簡單氫化物的沸點:XC.Y與X可形成離子化合物
D.Z的最高價含氧酸是弱酸
C
解析　W、X、Y、Z為短周期主族元素,原子序數依次增大,Y的最外層電子數與其K層電子數相等,則其可能為Be或Mg,又因WX2是形成酸雨的物質之一,則可能為NO2或SO2,根據原子序數的規律,W、X都小于Y,則W為N,X為O,Y為Mg,四種元素最外層電子數之和為19,則Z的最外層電子數為6,Z為S,據此解答。A.X為O,W為N,同周期從左往右,原子半徑依次減小,所以半徑大小為W>X,A錯誤;B.X為O,Z為S,X的簡單氫化物為H2O,含有分子間氫鍵,Z的簡單氫化物為H2S,沒有氫鍵,所以簡單氫化物的沸點為X>Z,B錯誤;C.Y為Mg,X為O,二者可形成MgO,為離子化合物,C正確;D.Z為S,硫的最高價含氧酸為硫酸,是強酸,D錯誤。
4.(2023·全國乙卷)一種礦物由短周期元素W、X、Y組成,溶于稀鹽酸有無色無味氣體生成。W、X、Y原子序數依次增大。簡單離子X2-與Y2+具有相同的電子結構。下列敘述正確的是(　　)
A.X的常見化合價有-1、-2
B.原子半徑大小為Y>X>W
C.YX的水合物具有兩性
D.W單質只有4種同素異形體
A
解析　W、X、Y為短周期元素,原子序數依次增大,簡單離子X2-與Y2+具有相同的電子結構,則X位于第二周期,Y位于第三周期, X為O,Y為Mg,W、X、Y組成的物質能溶于稀鹽酸有無色無味的氣體產生,則W為C,產生的氣體為二氧化碳,據此解答。A.X為O,氧的常見價態有-1價和-2價,如H2O2和H2O,A正確;B.W為C,X為O,Y為Mg,同主族時電子層數越多,原子半徑越大,電子層數相同時,原子序數越小,原子半徑越大,所以原子半徑大小為:Y>W>X,B錯誤;C.Y為Mg,X為O,二者可形成MgO,水合物為Mg(OH)2,Mg(OH)2只能與酸反應生成鹽和水,不能與堿反應,所以YX的水合物沒有兩性,C錯誤;D.W為C,碳的同素異形體有:金剛石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳納米管等,種類不止四種,D錯誤。
5.(2023·湖南卷)日光燈中用到的某種熒光粉的主要成分為3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W為原子序數依次增大的前20號元素,W為金屬元素。基態X原子s軌道上的電子數和p軌道上的電子數相等,基態X、Y、Z原子的未成對電子數之比為2∶1∶3。下列說法正確的是(　　)
A.電負性:X>Y>Z>W
B.原子半徑:XC.Y和W的單質都能與水反應生成氣體
D.Z元素最高價氧化物對應的水化物具有強氧化性
C
解析　根據題中所給的信息,基態X原子s軌道上的電子數與p軌道上的電子數相同,可以推測X為O元素或Mg元素,由熒光粉的結構可知,X主要形成的是酸根,因此X為O元素;基態X原子中未成對電子數為2,因此Y的未成對電子數為1,又因X、Y、Z、W的原子序數依次增大,故Y可能為F元素、Na元素、Al元素、Cl元素,因題目中給出W為金屬元素且熒光粉的結構中Y與W化合,故Y為F元素或Cl元素;Z原子的未成對電子數為3,又因其原子序數大于Y,故Y應為F元素、Z應為P元素;從熒光粉的結構式可以看出W為某+2價元素,故其為Ca元素;綜上所述,X、Y、Z、W四種元素分別為O、F、P、Ca,據此答題。A.同一周期從左到右電負性依次增大,同一主族從上到下電負性依次減小,故四種原子的電負性大小為:Y>X>Z>W,A錯誤;B.同一周期從左到右原子半徑依次減小,同一主族從上到下原子半徑依次增大,故四種原子的原子半徑大小為:Y命題立意:試題主要考查學生對原子結構和元素性質的掌握和理解,解題的關鍵是根據題給信息和物質的結構特點推斷出元素的名稱,依據它們在元素周期表中的位置及元素周期律推測出元素具有的性質,涉及原子結構、元素周期律、化學鍵、物質的性質等必備知識。此類試題要求學生在推斷的基礎上進行分析判斷,考查學生信息獲取和加工及邏輯推理與論證能力。
1.元素“位、構、性”關系
物質的結構決定物質的性質,物質的性質反映物質的結構。原子越容易失去電子,元素的金屬性就越強;原子越容易得電子,元素的非金屬性就越強。元素性質的比較如表所示:
性質 同周期(自左而右) 同主族(自上而下)
電子層結構 層數相同 層數增大
失電子能力 逐漸減弱 逐漸增強
得電子能力 逐漸增強 逐漸減弱
金屬性 逐漸減弱 逐漸增強
非金屬性 逐漸增強 逐漸減弱
主要化合價 最高正價升高(O、F除外) 最高正價相同(O、F除外)
性質 同周期(自左而右) 同主族(自上而下)
最高價氧化 物對應水化 物的酸、堿性 酸性增強: H2SiO3Mg(OH)2>Al(OH)3 酸性減弱:HNO3>H3PO4
堿性增強:LiOH非金屬氣態氫化物的穩定性 增強:SiH4HCl>HBr>HI
原子半徑 減小:Si>P>S>Cl 增大:F陽離子半徑 減小:Na+>Mg2+>Al3+ 增大:Li+陰離子半徑 減小:P3->S2->Cl- 增大:F-2.元素的推斷
(1)根據元素(短周期)在周期表中的特殊位置推斷
①周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)的元素:________________。
②主族序數(最外層電子數)等于周期序數(電子層數)2倍的元素:________。
③主族序數(最外層電子數)等于周期序數(電子層數)3倍的元素:____。
④周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)2倍的元素:______。
⑤周期序數(電子層數)等于主族序數(最外層電子數)3倍的元素:______。
⑥最高正價是最低負價絕對值3倍的元素:____。
⑦最高正價不等于主族序數的元素:__________________。
H、Be、Al
C、S
O
Li
Na
S
O、F(無正價)
⑧短周期中原子半徑最小的元素:____。
⑨短周期中原子半徑最大的元素:______。
⑩W與X是同主族的短周期元素,X的原子序數是W的2倍,W是____,X是____。
最高正價與最低負價代數和為6的元素:______。
最高正價與最低負價代數和為4的元素:____。
最高正價與最低負價代數和為2的元素:________。
最高正價與最低負價代數和為0的元素:______________。
H
Na
O
S
Cl
S
N、P
H、C、Si
(2)根據金屬性、非金屬性推斷
①短周期中金屬性最強的元素:______。
②非金屬性最強的元素:____。
③常見的半導體材料:______。
(3)根據含量推斷
①空氣中含量最多的元素:____。
②地殼中含量最多的元素:____。
③地殼中含量最多的金屬元素:______。
Na
F
Si
N
O
Al
(4)根據特殊性質推斷
①既能與強酸反應又能與強堿反應的常見物質:____________________________。
②形成化合物種類最多、其單質是硬度最大的物質的元素:____。
③氣態氫化物溶于水顯堿性的元素:____。
④密度最小的氣體:______。
⑤氣態氫化物能和它的氧化物在常溫下反應生成該元素的單質的元素:____。
⑥氣態氫化物和其最高價氧化物對應的水化物能反應生成離子化合物的元素:____。
⑦同主族并且能夠形成離子化合物的元素:________________。
Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3
C
N
H2
S
N
H、Na或Li
⑧同周期的三種元素,最高價氧化物對應水化物兩兩之間反應生成鹽和水:__________________________。
⑨可以用于制造信號彈的元素:______。
⑩可用于查酒駕的元素:______。
可用于制紅色油漆的元素:______。
可用于文物斷代的元素:____。
Na、Al、S(或Cl)
Mg
Cr
Fe
C
3.微粒結構的特性
(1)熟記主族元素的價層電子排布式。
ⅠA:________;ⅡA:________;ⅢA:______________;Ⅳ__________________;
ⅤA:______________;ⅥA:______________;ⅦA:______________。
(2)掌握第四周期副族元素的價層電子排布式。
Sc:______________;Ti:______________;V:______________;Cr:______________;
Mn:______________;Fe:______________;Co:______________;
Ni:______________;Cu:________________;Zn:________________。
ns1
ns2
ns2np1
A:ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
3d14s2
3d24s2
3d34s2
3d54s1
3d54s2
3d64s2
3d74s2
3d84s2
3d104s1
3d104s2
4.認識幾種含氧酸的結構
①硫代硫酸(H2S2O3)
②過二硫酸(H2S2O8)
③亞磷酸(H3PO3)
④次磷酸(H3PO2)
1.(2024·安徽桐城期中)甲~己均為短周期元素,在元素周期表中的相對位置如圖所示;乙的氫化物能與其最高價氧化物對應的水化物發生反應生成離子化合物。下列說法不正確的是(　　)
A.鍵能:E(甲—甲)B.原子半徑:己>丙>丁
C.第一電離能:I1(甲)D.最簡單氫化物的沸點:丙>丁
A
解析　由題意可知,甲—甲鍵是C—C鍵,戊—戊鍵是Si—Si鍵,碳的原子半徑比硅的原子半徑小,C—C鍵的鍵能比Si—Si鍵大,故E(C—C)>E(Si—Si),A符合題意;原子半徑:Cl>O>F,B不符合題意;第一電離能:CHF,D不符合題意。
2.(2024·山東濰坊質檢)a、b、c、d、e為原子序數依次增大的短周期主族元素。X、Y、Z、W為這些元素形成的常見化合物,X為二元化合物,常溫下0.1 mol·L-1 X溶液的pH=1。物質之間的轉化關系如圖所示。
下列說法正確的是(　　)
A.簡單離子半徑:e>d>b
B.b、c形成的化合物中都不含共價鍵
C.Z、W都能破壞水的電離平衡
D.b的氫化物穩定性一定強于e的氫化物
C
解析　b、d、e的簡單離子分別為O2-、Al3+、Cl-,O2-、Al3+都只有兩個電子層,Cl-有三個電子層,故Cl-的離子半徑最大,O2-和Al3+的電子層結構相同,Al的原子序數較大,故離子半徑:O2->Al3+,A錯誤;b為O,c為Na,它們形成的化合物Na2O2含有離子鍵和共價鍵,B錯誤;Z為AlCl3,W為Na[Al(OH)4],它們在水中都會發生水解,都能破壞水的電離平衡,C正確;b為O,e為Cl,O的氫化物有H2O2、H2O,Cl的氫化物為HCl,H2O2的穩定性比HCl弱,故O的氫化物穩定性不一定強于Cl的氫化物,D錯誤。
3.(2024·山東臨沂二模)化合物A是一種常用的表面活性劑,具有起泡性能好、去污能力強等特點,其結構如圖所示。已知X、Y、Z、W、M均為短周期常見元素,W是形成物質種類最多的元素,X、Y為同族元素,Z、M為同族元素,基態Z原子的核外電子有6種空間運動狀態。下列說法錯誤的是(　　)
A.原子半徑:Z>Y>X>M
B.電負性:X>Y>W>M>Z
C.X、Y、Z、W的簡單氫化物中穩定性最強、熔沸點最高的為X的氫化物
D.均由X、Y、Z、M四種元素組成的兩種鹽可以發生反應
C
解析　同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小,同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,原子半徑Na>S>O>H,A項正確;一般來說,同周期主族元素從左到右電負性逐漸增大,同主族元素從上到下電負性逐漸減小,電負性O>S>C>H>Na,B項正確;X、Y、Z、W的簡單氫化物分別為H2O、H2S、NaH、CH4,NaH為離子化合物,熔沸點最高,C項錯誤;NaHSO3和NaHSO4可以發生反應NaHSO3+NaHSO4===Na2SO4+H2O+SO2↑,D項正確。
4.(2024·山東聊城一模)化合物(YX4)2W2Z4常用作沉淀滴定分析試劑。X是原子半徑最小的元素,Y的基態原子中單電子與成對電子個數比為3∶4,Z元素的電負性僅次于氟元素,W原子電子總數與Z原子的最外層電子數相同。下列說法正確的是(　　)
A.簡單氫化物的還原性:Y>Z
B.最高正化合價:Z>Y>W
C.第一電離能:Z>Y>W
D.該化合物中W與Y的雜化方式相同
A
解析　由題干信息可知,化合物(YX4)2W2Z4常用作沉淀滴定分析試劑,X是原子半徑最小的元素,則X為H,Y的基態原子中單電子與成對電子個數比為3∶4,即電子排布式為1s22s22p3,則Y為N,Z元素的電負性僅次于氟元素,則Z為O,W原子電子總數與Z原子的最外層電子數相同,則W為C,化合物(YX4)2W2Z4為(NH4)2C2O4,據此分析解題。A.由分析可知,Y、Z分別為N、O,由于O的非金屬性強于N的,即O2的氧化性強于N2,故簡單氫化物的還原性:NH3大于H2O即Y>Z,正確;B.已知主族元素的最高正價等于其最外層電子數,但O、F無正價除外,故最高正化合價: Y>W,錯誤;C.由分析可知,Y、Z、W分別為N、O、C,為同一周期元素,從左往右第一電離能呈增大趨勢,ⅡA與ⅢA、ⅤA與ⅥA反常,故第一電離能:N>O>C即 Y>Z>W,錯誤;D.該化合物即(NH4)2C2O4中W即C原子與氧原子形成了C==O雙鍵,故C為sp2雜化,而Y即N在N中N周圍的價層電子對數為4+(5-1-4×1)=4,故其雜化方式為sp3,則二者的雜化方式不相同,錯誤。
5.(2024·浙南名校聯盟聯考)短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序數依次增大,W的核外電子數等于其周期數;X與W不相鄰,與Y相鄰;基態Y原子的電子總數是其最高能級電子數的2倍;Z的最外層電子數為K層的一半;Q的s能級電子總數比p能級電子總數少5個,下列說法正確的是(　　)
A.元素的電負性:Y>Q>W>Z
B.簡單離子半徑:Z>X>Y
C.W與Y形成的10電子微粒有2種
D.由W、X、Y三種元素組成的化合物的水溶液均顯酸性
A
解析　短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序數依次增大,基態Y原子的電子總數是其最高能級電子數的2倍,則Y為O元素;W的核外電子數等于其周期數,則W為H元素;X與W不相鄰,與Y相鄰,則X為N元素;Z的最外層電子數為K層的一半,則Z為Na元素;Q的s能級電子總數比p能級電子總數少5個,則Q為Cl元素。A.金屬元素的電負性小于非金屬元素,則鈉元素的電負性最小,元素的非金屬越強,電負性越大,氫、氧、氯三種非金屬性強弱順序為O>Cl>H,則四種元素的電負性大小順序為O>Cl>H>Na,故A正確;B.電子層結構相同的離子,核電荷數越大,離子半徑越小,則簡單離子半徑的大小順序為N3->O2->Na+,故B錯誤;C.氫元素與氧元素形成的10電子微粒有水分子、氫氧根離子、水合氫離子,共有3種,故C錯誤;D.氫、氮、氧三種元素組成的化合物一水合氨在溶液中電離出氫氧根離子使溶液呈堿性,故D錯誤。

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