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模板05 元素“位-构-性”推断
第一步:找出题眼
①从题干中找出物质或元素的结构信息,如原子(粒子)的结构信息、原子
形成的共价键数目等;
②从题干中找出物质转化的特殊信息,如某些元素的单质或化合物的相关性
质、用途、特殊反应现象等。
第二步:确定元素
根据题干关键信息,推断某种元素的具体信息,结合元素所在位置、结构、
性质等信息,确定具体的元素。
第三步:判断选项
正误
利用元素周期律、反应原理、物质的结构、性质和用途等,判断选项正误。
本节导航
识·题型解读 考情分析+命题预测/技巧解读
明·模板构建 答题模板
+ 技巧点拨
技法01 元素周期表和元素周期律
技法02 原子结构和核外电子排布
技法03 VSEPR 及杂化轨道类型判断
技法04 物质的结构和性质特征
通·模板运用 真题示例+模板答题+变式训练
练·模板演练 最新模拟、预测考向
选择题中对于物质结构与性质模块内容的考查形式多样,有拼盘式的选项正误判断,有给出物质的结
构或相关方程式来分析、判断,有晶胞分析,还有常规的元素推断和元素周期律应用等。关于元素推
断类题目,命题形式没有大的变化,主要变化是将选修模块内容融入到了元素推断当中,像第一电离
能、电负性、核外电子排布、杂化类型、化学键类型、键角等知识内容是常考内容。总体而言,有关
物质结构与性质、元素推断的选择题在高考中所占分值大、难度跨度大、涉及知识点多,已经成为高
考的重点考查内容。
1
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技法01 元素周期表和元素周期律
1.元素周期表
(1)元素周期表的结构
(2)四个数量关系
①电子层数=周期序数。
②质子数=原子序数。
③最外层电子数=主族序数。
④主族元素的最高正价=主族序数(O、F 除外),最低负价=主族序数-8。
(3)利用区间定位推断元素
对于原子序数较大的元素,可采用区间定位确定元素。元素周期表中各族序数的排列顺序由左到右依
次为ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0,
牢记各周期对应的0 族元素的原子序数,可以快速确定周期数。
周期
一
二
三
四
五
六
七
起止序数
1~2
3~10
11~18
19~36
37~54
55~86
87~118
2.元素金属性、非金属性强弱的实验比较法
(1)元素金属性强弱的实验比较法。
①单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强。
②单质还原性越强或离子氧化性越弱,金属性越强。
③最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强。
④若Xn++Y―→X+Ym+,则Y 金属性比X 强。
(2)元素非金属性强弱的实验比较法。
①与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强。
②单质氧化性越强,阴离子还原性越弱,非金属性越强。
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强。
A
④
n-+B―→Bm-+A,则B 非金属性比A 强。
3.元素性质递变规律
(1)同周期,从左到右,主族元素的金属性减弱,非金属性增强。电负性增强,第一电离能有增大趋势,
ⅡA、ⅤA 族反常较大。
(2)同主族,从上到下,元素的金属性增强,非金属性减弱。电负性减弱,第一电离能减弱。
4.粒子半径大小比较
2
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(1)“一看”电子层数:当最外层电子数相同,电子层数不同时,电子层数越多,半径越大。(同主族)
(2)“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。(同周期)
(3)“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。(同元素)
(4)“四看”原子序数:当核外电子数相同时,原子序数越高,离子半径越小。(同结构)
5.电离能与电负性的应用
(1)电离能的应用
①判断元素金属性的强弱。电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之越弱。
②判断元素的化合价。根据逐级电离能确定最外层电子数和各层电子数。
③确定核外电子的分层排布
逐级电离能逐渐增大(即I1<I2<…),同能层的变化不大,但不同能层的差别很大(即突变)。如Na:
I1≪I2…I9≪I10<I11,可推导Na 核外有3 层,常见化合价为+1。
(2)电负性的3 个主要应用
①确定元素类型:一般来说,电负性>1.8,非金属元素;电负性<1.8,金属元素。
②确定化学键类型:一般来说,两成键元素电负性差值>1.7,离子键;两成键元素电负性差值<1.7,
共价键。
③判断元素价态正负:一般来说,电负性大的元素呈现负价,电负性小的元素呈现正价。
技法02 原子结构和核外电子排布
1.原子结构
(1)微粒中“各数”间的定量关系
①原子或离子:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
②原子:核电荷数=质子数=原子序数=核外电子数。
③阴离子:核外电子数=质子数+离子电荷数。
④阳离子:核外电子数=质子数-离子电荷数。
(2)“四同”比较
同位素
同素异形体
同分异构体
同系物
“同”含义
质子数相同
元素相同
分子式相同
结构相似
“异”含义
中子数不同
性质、结构、组成
不同
结构不同
相差“CH2”
研究对象
核素、原子
单质
化合物
有机物
2.原子核外电子排布的“三”规律
(1)能量最低原理
原子核外电子总是先占据能量最低的原子轨道
(2)泡利原理
每个原子轨道上最多只能容纳2 个自旋状态相反的电子
(3)洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优
先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同
3.表示核外电子排布的化学用语
3
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(2)电子排布式
技法03 VSEPR 及杂化轨道类型判断
1.s、p 杂化轨道和简单分子空间构型的关系
杂化类型
sp
sp2
sp3
sp3不等性杂化
轨道夹角
180o
120o
109o28′
107o18′
104o30′
中心原子位置
ⅡA、ⅡB
ⅢA
ⅣA
** 错误的表
达式 **A
ⅥA
中心原子孤对电子数
0
0
0
1
2
分子几何构型
直线形
平面三角形
正四面体形
三角锥形
V 形
实例
BeCl2、HgCl2
BF3
CH4、SiCl4
NH3、PH3
H2O、H2S
2.中心原子价层电子对数、杂化轨道类型与粒子的立体构型(ABn
m±型)如下:
价层电子对数(杂
化轨道数)
2
3
4
杂化轨道类型
sp
sp2
sp3
价层电子对模型
(VSEPR)
直线形
三角形
四面体形
粒子组成形式与
构型
AB2:
直线形
AB2:
V 形
AB3:
三角形
AB2:
V 形
AB3:
三角锥形
AB4:(正)
四面体形
规律
当中心原子无孤电子对时,分子构型与价层电子对模型一致;当有孤电子对
时,分子的构型为去掉孤电子对后剩余部分的立体构型,且孤电子对会对分
子构型产生“挤压”效果,使键角变小
3.比较键角大小的思维模型
4
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技法04 常见物质的结构和性质特征
1.元素“位-构-性”推断中常见元素及及化合物的结构及性质特征
(1)形成化合物种类最多的元素或单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数
最大的元素:C。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:N。
(3)地壳中含量最多的元素或同周期中气态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:O。
(4)地壳中含量最多的金属元素:Al。
(5)最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素:Be、Al。
(6)最活泼的非金属元素或无正价的元素或无含氧酸的非金属元素或无氧酸(气态氢化物)可腐蚀玻璃的
元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素:F。
(7)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的氧化性最弱的元素:
Cs。
(8)常温下单质最易着火的元素:P。
(0)焰色反应呈黄色的元素:Na。
(10)焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素:K。
(11)单质密度最小的元素:H;密度最小的金属元素:Li。
(12)常温下单质呈液态的非金属元素:Br;金属元素:Hg。
(13)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物起化合反应的元素:N;能起氧化还原反应的
元素:S。
(14)元素的气态氢化物能与它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素:S。
(15)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素:Li、Na、F。
(16)常见的能形成同素异形体的元素:C、P、O、S,其中一种同素异形体易着火的元素:P。
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(17)X2是最轻的气体,则X 是氢(H)。
(18)元素Z 的单质通常为黄绿色气体,则Z 是氯(Cl)。
(19)短周期元素X、Y 形成的化合物XY2是红棕色气体,则X 是氮(N)、Y 是氧(O)。
(20)Y 是至今发现的非金属性最强的元素,则Y 是氟(F),W 是短周期中金属性最强的元素,则W 是钠
(Na)。
(21)Y 是地壳中含量最高的金属元素,Y 是铝(Al),Z 是地壳中含量最高的元素,则Z 是氧(O)。
(22)短周期元素W 的单质广泛用作半导体材料,则W 是硅(Si)。
(23)短周期元素W 的简单氢化物(常温下为气体)可用作制冷剂,则W 是氮(N)。
(24)W 的简单气态氢化物可与其最高价氧化物对应水化物反应生成离子化合物,则W 是氮(N)。
(25)形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素是碳(C)。
(26)空气中含量最多的元素或短周期气态氢化物的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(呈碱性)的元素
是氮(N)。
(27)中学常见的红棕色气体有NO2和溴蒸气(Br2)。
(28)能腐蚀玻璃的酸为HF,制取HF 的反应为CaF2+H2SO4(浓)=====CaSO4+2HF↑。
(29)短周期主族元素W 的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应,则W 是
硫(S)。
(30)短周期主族元素W 的最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应又能与强碱反应,则W 是铝(Al)。
(31)若X 是由短周期主族元素组成的二元化合物,0.01 mol·L-1X 溶液的pH=2,则X 是HCl;若X 是
由短周期主族元素组成的三元化合物,0.01 mol·L-1X 溶液的pH=2,则X 是HNO3或HClO4;若X 是由短
周期主族元素组成的三元化合物,0.005 mol·L-1X 溶液的pH=2,则X 是H2SO4。
2.常见元素的成键特点
元素
族
常见成键情况
特殊成键情况
H
ⅠA
1 个共价键:—H
无
B、Al、Ga
ⅢA
3 个共价键:
(sp2杂化)
4 个共价键:
(sp3 杂化,其
中一个形成配位键)
C、Si
ⅣA
4 个共价键:
(sp3杂化)
(C 原子、sp2杂化)
(C 原子、sp 杂化)
(C 原子、sp 杂化)
无
N、P、As
ⅤA
3 个共价键:
(sp3杂化)
(N 原子、sp2杂化)
(N 原子、sp 杂化)
4 个共价键:
(sp3 杂化,其
中一个形成配位键)
(位于阳离子中)
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5
个
共
价
键
:
、
6 个共价键:
(位于阴离子
中)
O、S、Se
ⅥA
2 个共价键:
(sp3 杂化)
(O 原子)
6 个共价键:
(S 或Se)
F 、Cl 、
Br、I
ⅦA
1 个共价键:—X
类型01 文字描述性推断题
1.(2024·新课标卷)我国科学家最近研究的一种无机盐
纳米药物具有高效的细胞内亚铁
离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z 的原子序数依次增加,且W、X、Y 属于不同族的短周期元素。W
的外层电子数是其内层电子数的2 倍,X 和Y 的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z 的M 层未成对电子
数为4。下列叙述错误的是
A.W、X、Y、Z 四种元素的单质中Z 的熔点最高
B.在X 的简单氢化物中X 原子轨道杂化类型为
C.Y 的氢氧化物难溶于NaCl 溶液,可以溶于
溶液
D.
中
提供电子对与
形成配位键
【答案】A
第一步 找出题眼
第二步 确定元素
W、X 、Y、Z 的原子序数依次增加,且W、
X、Y 属于不同族的短周期元素。
元素在周期表中的位置信息
W 的外层电子数是其内层电子数的2 倍
W 为C 元素
X 和Y 的第一电离能都比左右相邻元素的高
由于配合物
中Y 在外界,Y 可形成
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简单阳离子,则Y 属于金属元素,X 和Y 分别
为N 和Mg
Z 的M 层未成对电子数为4
其3d 轨道上有4 个不成对电子,其价电子排布
式为
,Z 为Fe 元素。
【第三步 判断选项正误】
W、X、 Y、Z 四种元素的单质中,N 元素的单质形成分子晶体,Mg 和Fe 均形成金属晶体,C 元素既可以
形成金刚石又可以形成石墨,石墨的熔点最高,A 项错误;
在X 的简单氢化物是
,其中C 原子轨道杂化类型为
,B 项正确;
Y 的氢氧化物是
,其属于中强碱,其难溶于水,难溶于
溶液,但是,由于
电离产生
的
可以破坏
的沉淀溶解平衡,因此
可以溶于
溶液,C 项正确;
中
提供电子对与
形成配位键,D 项正确。
1.(2024·河北卷)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为
,其中
W、X、Y、Z、Q、R 分别代表相关化学元素。下列说法正确的是
A.原子半径:
B.第一电离能:
C.单质沸点:
D.电负性:
【答案】C
【第一步 找出题眼】
侯氏制碱法主反应的化学方程式为
【第二步 确定元素】
W 为H、X 为C、Y 为N、Z 为O、Q 为Na、R 为Cl
【第三步 判断选项正误】
一般原子的电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,则原子半径:
,
A 项错误;
同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA 族、ⅤA 族原子的第一电离能大于同周期相邻元素,则
第一电离能:
,B 项错误;
、
为分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,二者在常温下均为气体,
在常温下为固体,则
沸点:
,C 项正确;
同周期元素,从左往右电负性逐渐增大,同族元素,从上到下电负性逐渐减小,电负性:
,D 项
错误。
2.(2024·黑吉辽卷)如下反应相关元素中,W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素,基态
X 原子的核外电子有5 种空间运动状态,基态Y、Z 原子有两个未成对电子,Q 是ds 区元素,焰色试验呈
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绿色。下列说法错误的是
QZY4溶液———————————————→QZX4Y4W12溶液
A.单质沸点:
B.简单氢化物键角:
C.反应过程中有蓝色沉淀产生
D.
是配合物,配位原子是Y
【答案】D
【解析】Q 是ds 区元素,焰色试验呈绿色,则Q 为Cu 元素;空间运动状态数是指电子占据的轨道数,基
态X 原子的核外电子有5 种空间运动状态,则X 为第2 周期元素,满足此条件的主族元素有N(1s22s22p3)、
O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5);X、Y、Z 为原子序数依次增大,基态Y、Z 原子有两个未成对电子,若Y、Z
为第2 周期元素,则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4),C 原子序数小于N,所以Y 不可能为
C,若Y、Z 为第3 周期元素,则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4),Y、Z 可与Cu
形成CuZY4,而O、Si、S 中只有O 和S 形成的
才能形成CuZY4,所以Y、Z 分别为O、S 元素,则X
只能为N;W 能与X 形成WX3,则W 为IA 族或VIIA 族元素,但W 原子序数小于N,所以W 为H 元素,
综上所述,W、X、Y、Z、Q 分别为H、N、O、S、Cu。W、Y、Z 分别为H、O、S,S 单质常温下呈固态,
其沸点高于氧气和氢气,O2和H2均为分子晶体,O2的相对分子质量大于H2,O2的范德华力大于 H2,所以
沸点O2>H2,即沸点S>O2>H2,A 项正确;Y、X 的 简单氢化物分别为H2O 和NH3,H2O 的中心原子O
原子的价层电子对数为2+
×(6-2×1)=4、孤电子对数为2,空间构型为V 形,键角约105º,NH3的中心原
子N 原子的价层电子对数为3+
×(5-3×1)=4、孤电子对数为1,空间构型为三角锥形,键角约107º18´,所
以键角:
,B 项正确;硫酸铜溶液中滴加氨水,氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜,氨水过量时氢
氧化铜溶解,生成Cu(NH3)4SO4,即反应过程中有蓝色沉淀产生,C 项正确;
为Cu(NH3)4SO4,
其中铜离子提供空轨道、NH3的N 原子提供孤电子对,两者形成配位键,配位原子为N,D 项错误。
类型02 物质结构图性推断题
2.(2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z 原子序数依次增大,X、Y 的价电子数相等,Z 的价电子
所在能层有16 个轨道,4 种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是
A.电负性:
B.酸性:
C.基态原子的未成对电子数:
D.氧化物溶于水所得溶液的
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【答案】D
【第一步 找出题眼】
主族元素W、X、Y、Z 原子序数依次增大。
【第二步 确定元素】
W、X、Y、Z 分别为H、O、S、K。
【第三步 判断选项正误】
W 和Y 可以形成
,其中S 显-2 价,因此,电负性S>H,A 项错误;
是中强酸,而
是强酸,因此,在相同条件下,后者的酸性较强,B 项错误;
H 只有1 个电子,O 的2p 轨道上有4 个电子,O 有2 个未成对电子,因此,基态原子的未成对电子数
O>H,C 项错误;
K 的氧化物溶于水且与水反应生成强碱
,S 的氧化物溶于水且与水反应生成
或
,因此,
氧化物溶于水所得溶液的pH 的大小关系为 K>S,D 项正确。
1.(2024·山东卷)由O、F、I 组成化学式为IO2F 的化合物,能体现其成键结构的片段如图所示。下
列说法正确的是
A.图中O 代表F 原子
B.该化合物中存在过氧键
C.该化合物中I 原子存在孤对电子
D.该化合物中所有碘氧键键长相等
【答案】C
【第一步 找出题眼】由O、F、I 组成化学式为IO2F 的化合物
【第二步 确定元素】
白色的小球可形成2 个共价键,灰色的小球只形成1 个共价键,黑色的大球形成了4 个共价键,根据O、
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F、I 的电负性大小(F 最大、I 最小)及其价电子数可以判断,白色的小球代表O 原子、灰色的小球代表F
原子,黑色的大球代表I 原子。
【第三步 判断选项正误】
图中O(白色的小球)代表O 原子,灰色的小球代表F 原子,A 项错误;
根据该化合物结构片断可知,每个I 原子与3 个O 原子形成共价键,根据均摊法可以判断必须有2 个O 原
子分别与2 个I 原子成键,才能确定该化合物化学式为IO2F,因此,该化合物中不存在过氧键,B 项错误;
I 原子的价电子数为7,该化合物中F 元素的化合价为-1,O 元素的化合价为-2,则I 元素的化合价为+5,
据此可以判断每I 原子与其他原子形成3 个单键和1 个双键,I 原子的价电子数不等于其形成共价键的数目,
因此,该化合物中I 原子存在孤对电子,C 项正确;
该化合物中既存在I—O 单键,又存在I=O 双键,单键和双键的键长是不相等的,因此,该化合物中所有
碘氧键键长不相等,D 项错误。
2.(2024·全国甲卷)W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素。W 和X 原子序数之和等于
的核外电子数,化合物
可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是
A.X 和Z 属于同一主族
B.非属性:
C.气态氢化物的稳定性:
D.原子半径:
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素,且能形成离子化合物
,则W 为Li 或
Na;又由于W 和X 原子序数之和等于
的核外电子数,若W 为Na,X 原子序数大于Na,则W 和X 原子
序数之和大于18,不符合题意,因此W 只能为Li 元素;由于Y 可形成
,故Y 为第Ⅶ主族元素,且原子
序数Z 大于Y,故Y 不可能为Cl 元素,因此Y 为F 元素,X 的原子序数为10-3=7,X 为N 元素;根据
W、Y、Z 形成离子化合物
,可知Z 为P 元素;综上所述,W 为Li 元素,X 为N 元素,Y 为F 元
素,Z 为P 元素。
【解析】A.由分析可知,X 为N 元素,Z 为P 元素,X 和Z 属于同一主族,A 项正确;
B.由分析可知,X 为N 元素,Y 为F 元素,Z 为P 元素,非金属性:F>N>P,B 项错误;
C.由分析可知,Y 为F 元素,Z 为P 元素,非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,即气态氢化
物的稳定性:HF>PH3,C 项错误;
D.由分析可知,W 为Li 元素,X 为N 元素,Y 为F 元素,同周期主族元素原子半径随着原子序数的增大
而减小,故原子半径:Li>N>F,D 项错误;
故选A。
1.(2024·河北保定·三模)某矿物由元素周期表前20 号主族元素X、Y、Z、W 组成。X、Y、Z、W
的原子序数依次增大,其中只有X、Y 位于同一周期且相邻,Z、W 的族序数之和与Y 的族序数相等,Z
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元素原子的内层电子总数是其最外层电子数的2 倍,基态W 元素原子中无未成对电子。下列叙述正确的是
A.第一电离能:Y>Z>X
B.X、Y、Z 的最简单氢化物均有毒
C.原子半径:W>Z>X
D.
和
含有的化学键类型完全相同
【答案】C
【分析】Z 元素原子的内层电子总数是其最外层电子数的2 倍,则Z 为P 元素;基态W 元素原子中无未成
对电子,原子序数最大,则W 为Ca 元素;Z、W 的族序数之和与Y 的族序数相等,则Y 为F 元素,X、Y
位于同一周期且相邻,则X 为O 元素。
【解析】A.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA、ⅤA 族元素的第一电离能比相邻元
素的第一电离能大,同主族从上到下第一电离能依次减小,故第一电离能:F> O> P,A 项错误;
B.O、F、P 的最简单氢化物分别为H2O、HF、PH3,其中PH3有剧毒,B 项错误;
C.电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同,原子序数越大,原子半径越小,原子半径:
,
C 正确;
D.CaO2和CaF2含有的化学键类型不完全相同,CaF2中只含有离子键,CaO2中含有离子键和共价键,D 项
错误;
答案选C。
2.(2024·湖南邵阳·三模)前20 号元素X、Y、Z、W、R 原子序数依次增大。其中X、Z、R 最外层
电子数相等,且
与
、
均可形成离子化合物;
、
同主族,
最外层电子数是内层电子数的3 倍。
下列说法正确的是
A.原子半径大小顺序为
B.Y 的第一电离能比同周期相邻元素的小
C.W、X、Y 的电负性依次增大
D.Y 分别与X、Z、W 均可形成具有漂白性的化合物,且漂白原理相同
【答案】B
【分析】前20 号元素X、Y、Z、W、R 的原子序数依次增大。Y 原子的最外层电子数是内层电子数的3 倍,
则Y 为O 元素;而Y、W 同主族,则W 为S 元素;X、Z、R 原子的最外层电子数相等,三者处于同主族,
只能处于ⅠA 族或ⅡA 族,且X 与Z、R 均可形成离子化合物,根据原子序数关系可知:X 为H 元素,Z
为Na 元素,R 为K 元素。
【解析】A.同周期元素从左向右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则原子半
径Na>S>O,A 错误;
B.同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但第IIA 族和第VA 族元素的第一电
离能大于相邻元素,则第一电离能:F>N>O,O 的第一电离能比同周期相邻元素的小,B 正确;
C.同周期主族元素从左向右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下原子电负性逐渐减小,则电负性:
O>S>H,C 错误;
D.O 与H、Na、S 均可形成具有漂白性的化合物H2O2、Na2O2、SO2,前两者利用其强氧化性进行漂白,
而二氧化硫与有机色质化合为不稳定的无色物质进行漂白,漂白原理不同,D 错误;
故选B。
12
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3.(2024·广东惠州一模)一种由短周期元素构成的洗涤剂中间体结构式如图所示,X、Q、Z、Y、
W 原子序数依次增大,X 和W 同主族,Q、Z、Y 同周期,基态Q 原子核外成对电子对数与未成对电子数
相等,Y 可与X 形成空间构型为V 形的分子,下列说法不正确的是
A.第一电离能:
B.简单离子半径:
C.Z 元素的氧化物对应水化物为强酸
D.Y 的简单氢化物
构型为四面体
【答案】C
【分析】一种工业洗涤剂中间体结构式如图所示,其中短周期元素X、Q、Z、Y、W 原子序数依次增大,
X 和W 同主族,W 形成+1 价阳离子,X 形成1 个共价键,则X 为H,W 为Na;Y 形成2 个共价键,其原
子序数小于Na,则Y 为O;Q 形成4 个共价键,基态Q 原子核外成对电子对数与未成对电子数相等,则其
最外层电子数为4,原子序数小于O,则Q 为C;Q、Z、Y 为同周期元素,Y 可与X 形成空间构型为V 形
的分子,则Z 为N,以此分析解答。
【解析】A.由分析可知,Q 为C、Z 为N、Y 为O,根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势,
ⅡA、ⅤA 反常,故第一电离能N>O>C 即
,A 正确;
B.由分析可知,W 为Na、Y 为O、Z 为N,三者的简单离子具有相同的电子排布,则核电荷数越大半径
越小,故简单离子半径N3->O2->Na+即
,B 正确;
C.由分析可知,Z 为N,Z 元素的氧化物对应水化物HNO3为强酸,而HNO2为弱酸,C 错误;
D.由分析可知,Y 为O,Y 的简单氢化物即H2O,H2O 中心原子O 周围的价层电子对数=2+
=4,
根据价层电子对互斥理论可知,其
构型为四面体,D 正确;
故答案为:C。
4.(2024·河南许昌部分学校高考冲刺)短周期主族元素
的原子序数依次增大,基态
原子核外能级与
能级电子数之比为
位于同主族。由这四种元素组成一种光学晶体,结构如图。
下列叙述不正确的是
A.简单氢化物沸点:
B.第一电离能:
C.元素电负性:
13
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D.
四种元素可形成离子化合物
【答案】A
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、R 的原子序数依次增大,基态Y 原子核外s 能级与p 能级电子数之比
为4:3,则Y 为N 元素;由结构式可知,晶体中X、Z、R 形成的共价键数目为1、2、6,Z、R 位于同主
族,则X 为H 元素、Z 为O 元素、R 为S 元素。
【解析】A.水分子、氨分子均能形成分子间氢键,硫化氢不能形成分子间氢键,水分子形成的氢键数目
多于氨分子,分子间作用力大于氨分子,沸点高于氨分子,则三种氢化物的沸点顺序为
,故A
错误;
B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p 轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电
离能大于相邻元素,则氮元素的第一电离能大于氧元素;同主族元素,从上到下第一电离能依次减小,则
氧元素的第一电离能大于硫元素,所以三种元素的第一电离能大小顺序为
,故B 正确;
C.非金属元素的非金属性越强,电负性越大,三种元素的非金属性强弱顺序为
,则电负性大小
顺序为
,故C 正确;
D.氢、氮、氧、硫四种元素可以形成离子化合物硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵等,故D 正
确;
故选A。
5.(2024·甘肃卷)X、Y、Z、W、Q 为短周期元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为
18。Y 原子核外有两个单电子,Z 和Q 同族,Z 的原子序数是Q 的一半,W 元素的焰色试验呈黄色。下列
说法错误的是
A.X、Y 组成的化合物有可燃性
B.X、Q 组成的化合物有还原性
C.Z、W 组成的化合物能与水反应
D.W、Q 组成的化合物溶于水呈酸性
【答案】D
【分析】X、Y、Z、W、Q 为短周期元素,W 元素的焰色试验呈黄色,W 为Na 元素;Z 和Q 同族,Z 的
原子序数是Q 的一半,则Z 为O、Q 为S;Y 原子核外有两个单电子、且原子序数小于Z,Y 为C 元素;
X、Y、Z、W、Q 的最外层电子数之和为18,则X 的最外层电子数为18-4-6-1-6=1,X 可能为H 或Li。
【解析】A.若X 为H,H 与C 组成的化合物为烃,烃能够燃烧,若X 为Li,Li 与C 组成的化合物也具有
可燃性,A 项正确;
B.X、Q 组成的化合物中Q(即S)元素呈-2 价,为S 元素的最低价,具有还原性,B 项正确;
C.Z、W 组成的化合物为Na2O、Na2O2,Na2O 与水反应生成NaOH,Na2O2与水反应生成NaOH 和O2,C
项正确;
D.W、Q 组成的化合物Na2S 属于强碱弱酸盐,其溶于水所得溶液呈碱性,D 项错误;
答案选D。
6.(2024·浙江6 月卷)X、Y、Z、M 四种主族元素,原子序数依次增大,分别位于三个不同短周期,
Y 与M 同主族,Y 与Z 核电荷数相差2,Z 的原子最外层电子数是内层电子数的3 倍。下列说法不正确的
是
14
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A.键角:
B.分子的极性:
C.共价晶体熔点:
D.热稳定性:
【答案】B
【解析】X、Y、Z、M 四种主族元素,原子序数依次增大,分别位于三个不同短周期,Y 与M 同主族,Y
与Z 核电荷数相差2,Z 的原子最外层电子数是内层电子数的3 倍,则Z 为O 元素,Y 为C 元素,X 为H
元素,M 为Si 元素。
为
,其中C 原子的杂化类型为
,
的空间构型为平面正三角形,键角
为120°;
为
,其中C 原子的杂化类型为
,
的空间构型为三角锥形,由于C 原子还有1 个
孤电子对,故键角小于109°28´,因此,键角的大小关系为
,A 项正确;
为
,其为直
线形分子,分子结构对称,分子中正负电荷的重心是重合的,故其为百极性分子;
分子结构不对称,
分子中正负电荷的重心是不重合的,故其为极性分子,因此,两者极性的大小关系为
,B 项错
误;金则石和晶体硅均为共价晶体,但是由于C 的原子半径小于Si,因此,C—C 键的键能大于Si—Si 键
的,故共价晶体熔点较高的是金刚石,C 项正确;元素的非金属性越强,其气态氢化物的热稳定性越强;
C 的非金属性强于Si,因此,甲烷的稳定热稳定性较高,D 项正确。
7.(2024·浙江1 月卷)X、Y、Z、M 和Q 五种主族元素,原子序数依次增大,X 原子半径最小,短
周期中M 电负性最小,Z 与Y、Q 相邻,基态Z 原子的s 能级与p 能级的电子数相等,下列说法不正确的
是
A.沸点:
B.M 与Q 可形成化合物
、
C.化学键中离子键成分的百分数:
D.
与
离子空间结构均为三角锥形
【答案】D
【分析】X 半径最小为H,短周期电负性最小则M 为Na,Z 原子的s 能级与p 能级的电子数相等,则Z 为
O,Z 与Y、Q 相邻,Y 为N,Q 为S,以此分析;
【解析】A.H2O 中含有氢键,则沸点高于H2S,A 正确;
B.Na 与O 形成Na2O、Na2O2,则O 与S 同族化学性质性质相似,B 正确;
C.Na2O 的电子式为
,Na2S 的电子式为
,离子键百分比 = (电
负性差值 / 总电负性差值),O 的电负性大于S,则Na2O 离子键成分的百分数大于Na2S,C 正确;
D.
为sp2杂化,孤电子对为0,为平面三角形,
为sp3杂化,孤电子对为1,三角锥形,D 错误;
故选D。
8.(2024·湖北宜荆一模)
是一种复盐,X、Y、Z、M 位于前四周期的不同周期,Z 在
地壳中含量居第四位,基态M 原子价层电子排布式为
,E 和M 位于同一主族,X 原子比E 原子少
一个电子。下列说法正确的是
15
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A.电负性:
B.单质分子的键能:
C.E 与其他元素均能组成多种二元化合物
D.
和
的粒子空间结构相同
【答案】C
【分析】Z 在地壳中含量居第四位,是铁元素。E 和M 位于同一主族,根据M 的价层电子排布式和复盐的化
学式,若M 是氮元素,则E 是磷元素,不符合;若M 是硫元素,则E 是氧元素,符合。X 原子比E 原子
少一个电子,则X 是氮元素,根据复盐化学式,Y 是氢元素。据此答题。
【解析】A.E、X、M 分别是氧、氮、硫元素,电负性大小关系为:E>X>M,A 错误;
B.X、E、Y 单质分别是N2、O2、H2,分子的键能大小为:X>Y>M,B 错误;
C.E 是氧元素,与氢、氮、硫元素均能形成多种二元化合物,C 正确;
D.
是
,S 原子的价层电子对数=
,杂化形式为
,
的空间结构是三
角锥形。
是
,N 原子的价层电子对数=
,杂化形式为
,
的空间结构为
平面三角形。两者空间结构不相同,D 错误;
故选C。
9.(2024·湖北武汉汉阳部分学校一模)X、Y、Z、W、M 是原子序数依次增大的短周期主族元素,
且位于三个不同周期,Z 与Y 和W 都相邻,且Y、Z、W 三种元素原子的最外层电子数之和为16,下列说
法错误的是
A.原子半径:Z>W>M>X
B.Z 和W 都有多种同素异形体
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y<Z<W
D.X 与其他四种元素都可以形成18 电子分子
【答案】C
【分析】
X、Y、Z、W,M 是原子序数依次增大的短周期主族元素,且位于三个不同周期,则X 一定位于第一周期,
X 为H.Z 与Y 和W 都相邻,则这三种元素在周期表中的相对位置关系可能有
、
和
三种,Y、Z、W 三种元素原子的最外层电子数之和为16,设Z 的最外层电子数为x,若为第一种
情况,则有3x=16,x 为分数,不合理;若为第二种情况,则有3x-1=16,x 为分数,不合理;若为第三种
情况,则有3x+1=16,解得x=5,合理。综上可知,Y、Z、W 三种元素分别为N、P、S,则M 为Cl。
【解析】由分析可知,X、Y、Z、W 三种元素分别为H、N、P、S,M 为Cl。
A.同周期原子半径逐渐减小,原子半径:P>S>Cl>H,故A 正确:
B.P 有白磷、红磷等单质,S 有
、
、
等单质,故B 正确:
16
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C.N 元素的非金属性强于P,最高价氧化物对应水化物的酸性:
,故C 错误;
D.H 与N、P、S、Cl 分别形成的
、
、
、HCl 都是18 电子分子,故D 正确。
答案选C。
10.(2024·重庆十八中两江实验学校一诊)我国科学家发现一种能用于“点击反应”的新分子,结构
如下图所示。其中X、Y、Z 和W 是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y 与Z 是同一主族元素。下列
说法正确的是
A.简单离子半径:W>Z>Y>X
B.第一电离能:Y>X>Z>W
C.简单氢化物的沸点:Y>X>Z
D.
分子中键角均为120°
【答案】C
【分析】X、Y、Z 和W 是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y 与Z 是同一主族元素,Z 能形成6 个化
合键,则Y 为氧、Z 为硫;W 形成1 个共价键为氟;X 形成3 个共价键,为氮,以此解答。
【解析】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;简单离子半径:S2-
>N3->O2->F-,故A 错误;
B.同一周期元素,第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅡA 族、第VA 族第一电离能大
于其相邻元素,第一电离能:F>N>O>S,故B 错误;
C.常温下水为液体、氨气为气体,则水沸点较高;氨气能形成氢键导致沸点高于硫化氢,故简单氢化物
沸点:H2O>NH3>H2S,故C 正确;
D.SOF2分子中心原子价层电子对数为
,且含有1 个孤电子对,空间构型为三角锥形,
键角不是120°,故D 错误;
故选C。
11.短周期元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,X 与W、Z 相邻,且X、Z 同主族,W、X、Y、
Z 的最外层电子数之和为18,Y 的金属性是短周期元素中最强的。下列说法正确的是
A.简单离子半径:X>Y>Z
B.简单氢化物的稳定性:W>X
C.X、Y 和X、Z 形成的化合物均可反应
D.W 的氧化物的水化物均为强酸
【答案】C
【分析】Y 的金属性是短周期元素中最强的,Y 为Na;则W、X、Z 的最外层电子数之和为17; X 与
W、Z 相邻,且X、Z 同主族,设X 的最外层电子数为x,则x+x+x-1=17,解得x=6,故X 为O,Z 为S,
W 为N。
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【解析】A.O2-、Na+、S2-中S2-电子层数最多,离子半径最大,O2-、Na+电子层数相同,O 的核电荷数小,
因此离子半径大,即离子半径:S2-> O2-> Na+,A 错误;
B.非金属性N<O,简单氢化物的稳定性:NH3<H2O,B 错误;
C.Na 和O 可形成Na2O2、Na2O,与S 和O 形成的SO2、SO3均能发生反应,C 正确;
D.N 有多种氧化物,其中N2O3的水化物为亚硝酸,为弱酸,D 错误;
故选:C。
12.短周期主族元素
的原子序数依次增大,基态
原子核外能级与
能级电子数之比
为
位于同主族。由这四种元素组成一种光学晶体,结构如图。下列叙述不正确的是
A.简单氢化物沸点:
B.第一电离能:
C.元素电负性:
D.
四种元素可形成离子化合物
【答案】A
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、R 的原子序数依次增大,基态Y 原子核外s 能级与p 能级电子数之比
为4:3,则Y 为N 元素;由结构式可知,晶体中X、Z、R 形成的共价键数目为1、2、6,Z、R 位于同主
族,则X 为H 元素、Z 为O 元素、R 为S 元素。
【解析】A.水分子、氨分子均能形成分子间氢键,硫化氢不能形成分子间氢键,水分子形成的氢键数目
多于氨分子,分子间作用力大于氨分子,沸点高于氨分子,则三种氢化物的沸点顺序为
,故A
错误;
B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p 轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电
离能大于相邻元素,则氮元素的第一电离能大于氧元素;同主族元素,从上到下第一电离能依次减小,则
氧元素的第一电离能大于硫元素,所以三种元素的第一电离能大小顺序为
,故B 正确;
C.非金属元素的非金属性越强,电负性越大,三种元素的非金属性强弱顺序为
,则电负性大小
顺序为
,故C 正确;
D.氢、氮、氧、硫四种元素可以形成离子化合物硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵等,故D 正
确;
故选A。
13.短周期元素甲、乙、丙、丁、戊在元素周期表中的相对位置如图所示,已知戊的非金属性最强且
其基态原子
轨道只有一个未成对电子。下列说法错误的是
A.简单离子半径:丙>丁>戊
B.简单氢化物的沸点:乙<丙
C.简单氢化物的键角:甲>乙
D.第一电离能:甲<乙<丙<丁<戊
【答案】D
18
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【分析】戊的非金属性最强且其基态原子
轨道只有一个未成对电子,则电子排布式为1s22s22p5,戊是
,
则甲是
,乙是
,丙是
,丁是
;
【解析】A.具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大半径越小,离子半径:
,A 正确;
B.
分子间存在氢键,沸点更高,B 正确;
C.
两个分子的中心原子都是
杂化,
有一对孤对电子,键角比
的小,C 正确;
D.N 的2p 电子半满为稳定结构,所以第一电离能N>O,D 错误;
答案选D。
14.某离子与其检验试剂GBHA 的反应如下图所示,其中M、W、X、Y、Z 为电负性依次增大的分
属不同三个周期的前20 号元素,下列说法正确的是
A.键角:∠1>∠2
B.氢化物的沸点:X<Z
C.可通过电解熔融
获得M 的单质
D.同周期第一电离能大于Y 的元素有3 种
【答案】C
【分析】由图可知,M 为带有两个单位正电荷的阳离子,X 为带有一个单位正电荷的阳离子,化合物中
W、X、Y、Z 形成共价键的数目分别为1、4、3、2,M、W、X、Y、Z 为电负性依次增大的分属不同三
个周期的前20 号元素,则M 为Ca 元素或Mg 元素、W 为H 元素、X 为C 元素、Y 为N 元素、Z 为O 元素。
【解析】A.由图可知,化合物GBHA 含有的羟基中氧原子的杂化方式为sp3杂化,羟基的空间构型为V
形,含有的碳氮双键中碳原子的杂化方式为sp2杂化,碳氮双键的空间构型为平面形,所以键角∠1 小于
∠2,故A 错误;
B.碳元素的氢化物可以是气态烃、液态烃、固态烃,固液烃的沸点高于水的沸点,故B 错误;
C.工业上可用电解熔融氯化镁的方法制备金属镁,故C 正确;
D.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p 轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电
离能大于相邻元素,则同周期中第一电离能只有氟元素和氖元素大于氮元素,故D 错误;
故选C。
15.一种由短周期元素构成的洗涤剂中间体结构式如图所示,X、Q、Z、Y、W 原子序数依次增大,
X 和W 同主族,Q、Z、Y 同周期,基态Q 原子核外成对电子对数与未成对电子数相等,Y 可与X 形成空
间构型为V 形的分子,下列说法不正确的是
19
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A.第一电离能:
B.简单离子半径:
C.Z 元素的氧化物对应水化物为强酸
D.Y 的简单氢化物
构型为四面体
【答案】C
【分析】一种工业洗涤剂中间体结构式如图所示,其中短周期元素X、Q、Z、Y、W 原子序数依次增大,
X 和W 同主族,W 形成+1 价阳离子,X 形成1 个共价键,则X 为H,W 为Na;Y 形成2 个共价键,其原
子序数小于Na,则Y 为O;Q 形成4 个共价键,基态Q 原子核外成对电子对数与未成对电子数相等,则其
最外层电子数为4,原子序数小于O,则Q 为C;Q、Z、Y 为同周期元素,Y 可与X 形成空间构型为V 形
的分子,则Z 为N,以此分析解答。
【解析】A.由分析可知,Q 为C、Z 为N、Y 为O,根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势,
ⅡA、ⅤA 反常,故第一电离能N>O>C 即
,A 正确;
B.由分析可知,W 为Na、Y 为O、Z 为N,三者的简单离子具有相同的电子排布,则核电荷数越大半径
越小,故简单离子半径N3->O2->Na+即
,B 正确;
C.由分析可知,Z 为N,Z 元素的氧化物对应水化物HNO3为强酸,而HNO2为弱酸,C 错误;
D.由分析可知,Y 为O,Y 的简单氢化物即H2O,H2O 中心原子O 周围的价层电子对数=2+
=4,
根据价层电子对互斥理论可知,其
构型为四面体,D 正确;
故答案为:C。
20