《高中化学》专题三选择题专攻1.元素“位-构-性”关系的分析应用

1.元素“位—构—性”关系的分析应用1．原子结构与元素的性质物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构。原子越容易失去电子，元素的金属性就越强；原子越容易得电子，元素的非金属性就越强。元素性质的比较如表所示：性质同周期(自左而右)同主族(自上而下)电子层结构层数相同层数增大失电子能力逐渐减弱逐渐增强得电子能力逐渐增强逐渐减弱金属性逐渐减弱逐渐增强非金属性逐渐增强逐渐减弱主要化合价最高正价升高(O、F除外)最高正价相同(O、F除外)最高价氧化物对应水化物的酸、碱性酸性增强：H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4碱性减弱：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3酸性减弱：HNO3＞H3PO4碱性增强：LiOH＜NaOH＜KOH非金属气态氢化物的稳定性增强：SiH4＜PH3＜H2S＜HCl减弱：HF＞HCl＞HBr＞HI原子半径减小：Si＞P＞S＞Cl增大：F＜Cl＜Br＜I阳离子半径减小：Na＋＞Mg2＋＞Al3＋增大：Li＋＜Na＋＜K＋阴离子半径减小：P3－＞S2－＞Cl－增大：F－＜Cl－＜Br－＜I－2.元素的推断(1)根据元素(短周期)在周期表中的特殊位置推断①周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)的元素：H、Be、Al。②主族序数(最外层电子数)等于周期序数(电子层数)2倍的元素：C、S。③主族序数(最外层电子数)等于周期序数(电子层数)3倍的元素：O。④周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)2倍的元素：Li。⑤周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)3倍的元素：Na。⑥最高正价是最低负价绝对值3倍的元素：S。⑦最高正价不等于主族序数的元素：O、F(无正价)。⑧短周期中原子半径最小的元素：H。⑨短周期中原子半径最大的元素：Na。⑩W与X是同主族的短周期元素，X的原子序数是W的2倍，W是O，X是S。⑪最高正价与最低负价代数和为6的元素：Cl。⑫最高正价与最低负价代数和为4的元素：S。⑬最高正价与最低负价代数和为2的元素：N、P。⑭最高正价与最低负价代数和为0的元素：H、C、Si。(2)根据金属性、非金属性推断①短周期中金属性最强的元素：Na。②非金属性最强的元素：F。③常见的半导体材料：Si。(3)根据含量推断①空气中含量最多的元素：N。②地壳中含量最多的元素：O。③地壳中含量最多的金属元素：Al。(4)根据特殊性质推断①既能与强酸反应又能与强碱反应的常见物质：Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3。②形成化合物种类最多、其单质是硬度最大的物质的元素：C。③气态氢化物溶于水显碱性的元素：N。④密度最小的气体：H2。⑤气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素的单质的元素：S。⑥气态氢化物和其最高价氧化物对应的水化物能反应生成离子化合物的元素：N。⑦同主族并且能够形成离子化合物的元素：H、Na或Li。⑧同周期的三种元素，最高价氧化物对应水化物两两之间反应生成盐和水：Na、Al、S(或Cl)。3．微粒结构的特性(1)熟记主族元素的价层电子排布式ⅠA：ns1ⅡA：ns2ⅢA：ns2np1ⅣA：ns2np2ⅤA：ns2np3ⅥA：ns2np4ⅦA：ns2np5(2)掌握第四周期副族元素的价层电子排布式Sc：3d14s2Ti：3d24s2V：3d34s2Cr：3d54s1Mn：3d54s2Fe：3d64s2Co：3d74s2Ni：3d84s2Cu：3d104s1Zn：3d104s24．认识几种含氧酸的结构硫代硫酸(H2S2O3)过二硫酸(H2S2O8)亚磷酸(H3PO3)次磷酸(H3PO2)1．(2023·全国甲卷，11)W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是()A．原子半径：X>WB．简单氢化物的沸点：X<ZC．Y与X可形成离子化合物D．Z的最高价含氧酸是弱酸答案C解析分析题干知，W为N，X为O，Y为Mg，Z为S。同周期元素从左往右，原子半径依次减小，所以原子半径：W＞X，A错误；X的简单氢化物为H2O，分子间可以形成氢键，Z的简单氢化物为H2S，分子间不能形成氢键，所以简单氢化物的沸点：X＞Z，B错误；Y与X可形成MgO，为离子化合物，C正确；Z为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D错误。2．(2023·全国乙卷，10)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构。下列叙述正确的是()A．X的常见化合价有－1、－2B．原子半径大小为Y>X>WC．YX的水合物具有两性D．W单质只有4种同素异形体答案A解析由题干信息分析知X为O，W为C，Y为Mg。氧的常见价态有－1价和－2价，如H2O2和H2O，A正确；原子半径大小为Y＞W＞X，B错误；Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX的水合物没有两性，C错误；W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，D错误。3．(2023·浙江1月选考，10)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大，X的2s轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是()A．电负性：Z>XB．最高正价：Z<MC．Q与M的化合物中可能含有非极性共价键D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y答案B解析Y的s能级电子数量是p能级的两倍，Y为C，X的2s轨道全充满，原子序数：X<Y，则X为Be或B，M是地壳中含量最多的元素，M为O，原子序数：Y<Z<M，则Z为N，Q是纯碱中的一种元素，则Q为Na，据此分析。同一周期元素从左至右，电负性逐渐增大，则电负性：Z>X，A正确；N最高正价为＋5价，O无最高正价，最高正价N大于O，B错误；Na和O形成的过氧化钠中含有非极性共价键，C正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性N大于C，硝酸酸性强于碳酸，D正确。4．(2023·浙江6月选考，11)X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期，且只有X、Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是()A．第一电离能：Y>Z>XB．电负性：Z>Y>X>WC．Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：W<ZD．W2X2与水反应生成产物之一是非极性分子答案A解析由题给信息分析可知X为C，Y为N，Z为F，W为Na。根据同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族大于第ⅢA族，第ⅤA族大于第ⅥA族，则第一电离能：Z>Y>X，故A错误；根据同周期从左到右元素电负性逐渐增大，同主族从上到下元素电负性逐渐减小，则电负性：Z>Y>X>W，故B正确；根据同电子层结构核多径小，则Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：W<Z，故C正确；W2X2与水反应生成产物之一为乙炔，乙炔是非极性分子，故D正确。5．(2023·湖北，6)W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的价层电子数相等，Z2是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物(XY)＋(WZ4)－。下列说法正确的是()A．分子的极性：WZ3<XZ3B．第一电离能：X<Y<ZC．氧化性：X2Y3<W2Y3D．键能：X2<Y2<Z2答案A解析分析可知，W为B，X为N，Y为O，Z为F。BF3为非极性分子，NF3为极性分子，则分子的极性：WZ3<XZ3，A正确；同一周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但是N的价层电子排布为2s22p3的半满稳定结构，其第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：Y<X<Z，B错误；N的非金属性强于B，故N2O3的氧化性比B2O3强，C错误；N对应的单质为氮气，含有三键，键能最大，D错误。6．(2023·湖南，6)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素，W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等，基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是()A．电负性：X>Y>Z>WB．原子半径：X<Y<Z<WC．Y和W的单质都能与水反应生成气体D．Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性答案C解析分析可得X、Y、Z、W分别为O、F、P、Ca。同一周期元素，从左到右电负性依次增大，同一主族元素从上到下电负性依次减小，故四种元素的电负性大小为Y>X>Z>W，A错误；同一周期元素原子半径从左到右依次减小，同一主族元素原子半径从上到下依次增大，故四种元素的原子半径大小为Y<X<Z<W，B错误；F2与水反应生成HF和O2，Ca与水反应生成氢氧化钙和氢气，均可以生成气体，C正确；Z元素的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4，不具有强氧化性，D错误。7．(2023·辽宁，9)某种镁盐具有良好的电化学性能，其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W、Y原子序数之和等于Z，Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是()L为A．W与X的化合物为极性分子B．第一电离能：Z>Y>XC．Q的氧化物是两性氧化物D．该阴离子中含有配位键答案A解析由题干分析知，W为H，X为C，Y为O，Z为F，Q为Al。1．(2023·河南驻马店高三调研)X、Y、Z、W、M五种短周期主族元素在元素周期表中的位置如图所示，Z的最外层电子数比内层电子数多3。以下说法错误的是()YZWXMA.非金属性：W>Z>YB．最高价氧化物对应水化物的酸性：M>YC．通过电解熔融的X2W3可制得X单质D．气态Z2W4的体系为无色答案D解析分析可知，Z为N元素，Y为C元素，W为O元素，X为Al元素，M为S元素。同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性：W>Z>Y，A正确；M为S元素，Y为C元素，M、Y的最高价氧化物对应水化物分别为H2SO4、H2CO3，则最高价氧化物对应水化物的酸性：M>Y，B正确；X为Al，W为O，通过电解熔融的Al2O3可制得Al单质，C正确；Z为N，W为O，气态N2O4的体系中存在平衡：N2O42NO2，NO2为红棕色气体，D错误。2．(2023·广东揭阳高三质检)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的最简单氢化物是碱性气体，Y元素的原子最外层电子排布为ns1，Z元素的最高正价为＋3，W是同周期元素中电负性最大的。下列说法正确的是()XZWA.简单离子半径：X<YB．Y的氢化物为离子化合物C．X、Z、W三种元素的相对位置如图所示D．Z、W的简单离子均不影响水的电离平衡答案B解析分析可知，X为氮，Y为钠，Z为铝，W为氯。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：X>Y，A错误；Y的氢化物为NaH，属于离子化合物，B正确；X、Z、W三种元素分别为氮、铝、氯，图示相对位置错误，C错误；铝离子水解生成氢氧化铝，促进水的电离，D错误。3．(2023·广东茂名高三一模)我国科学家合成了一种深紫外非线性光学晶体新材料ABPF，晶体中阴离子为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(M11XY19Z3))3－。元素M、X、Y、Z均为短周期元素，M、Y与Z同周期，M的最外层电子数比次外层电子数多1，Z为电负性最强的元素，Y是地壳中含量最高的元素，X的3p轨道有3个电子。下列说法中不正确的是()A．电负性：Y>XB．简单离子半径：Y>ZC．简单气态氢化物的稳定性：X<ZD．M最高价氧化物对应水化物能与盐酸反应答案D解析分析可知M是B，Z是F，Y是O，X是P。电负性：O＞P，A正确；电子层数相同，核电核数越大，半径越小，故简单离子半径：Y＞Z，B正确；非金属性：F＞P，则简单气态氢化物的稳定性：Z＞X，C正确；M最高价氧化物对应水化物为硼酸，硼酸不与盐酸反应，D错误。4．(2023·广州高三一模)2022年我国科学家首次在月球上发现一种硅酸盐矿物，该物质含有X、Y、Z、W、E五种主族元素，原子序数依次增大且均不大于20，X、W为非金属元素，Y、Z、E为金属元素，Y的最高正化合价为＋1，Z和E同族。下列说法不正确的是()A．原子半径：E>Y>ZB．X和Y可形成含有非极性键的离子化合物C．Y、Z、E的最高价氧化物对应的水化物均为强碱D．简单气态氢化物稳定性：X>W答案C解析硅酸盐矿物中，X、W为非金属元素，分别为O和Si，因为原子序数逐渐增大，所以Y为Na，Z为Mg，E为Ca。Na、Mg、Ca的半径大小为Ca>Na>Mg，A正确；O和Na能形成含有非极性键的离子化合物Na2O2，B正确；Na、Mg、Ca的最高价氧化物对应的水化物中，NaOH和Ca(OH)2为强碱，Mg(OH)2为中强碱，C错误；因为O的非金属性强于Si，所以氢化物的稳定性：H2O>SiH4，D正确。5．(2023·安徽铜陵高三模拟)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，X、Z可以构成[ZX4]＋，W与Z同周期。化合物A有顺式和反式两种同分异构体，结构如图。下列说法正确的是()A．简单离子半径：W>Z>YB．根据结构可以推测顺式结构能溶于水，反式结构难溶于水C．第一电离能：W>Z>YD．化合物A不存在配位键答案B解析分析可知，X为氢、Z为氮、W为氧、Y为碳；电子层数越多离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小，简单离子半径：W<Z<Y，A错误；顺式结构能和水分子形成氢键、反式结构会形成分子内氢键，导致顺式结构能溶于水，反式结构难溶于水，B正确；N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：Z>W>Y，C错误；化合物A中Cu2＋提供空轨道、N提供孤电子对，能形成配位键，D错误。6．(2023·山东烟台高三一模)短周期主族元素X、Y、Z原子序数依次增大，可与C、H形成结构如图的离子液体。已知阳离子中的环状结构与苯类似，下列说法错误的是()A．原子半径：Z>X>YB．第一电离能：Y>X>ZC．阳离子中存在Πeq\o\al(6,5)大π键D．X2Y2电子式：答案D解析Z能形成6个共价键，Z为S，X能形成3个共价键，X为N，Y形成1个共价键，Y为F。S具有3个电子层，原子半径最大，N、F同周期，原子序数越大，原子半径越小，则原子半径：S>N>F，A正确；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，同主族元素从上到下第一电离能呈减小趋势，则第一电离能：F>N>S，B正确；已知该阳离子中的环状结构与苯环类似，该阳离子形成大π键的原子数为5，形成大π键的电子数为6，该阳离子存在Πeq\o\al(6,5)大π键，C正确；N2F2的电子式为，D错误。7．V、W、X、Y、Z是由周期表中前20号元素组成的五种化合物，涉及元素的原子序数之和等于35，V、W、X、Z均由两种元素组成。五种化合物的反应关系如图：下列有关说法不正确的是()A．涉及元素中只有一种金属元素，其焰色试验的火焰颜色为砖红色B．涉及元素中含有三种非金属元素，原子半径随原子序数递增而增大C．化合物W为电解质，其水化物能抑制水的电离D．Y和X反应可生成一种新的离子化合物，包含涉及的所有元素答案B解析由题知V由两种元素组成，且V＋H2O→Y(白色固体)＋Z(无色气体)，在中学阶段常见的有Na2O2、Mg3N2、CaC2，很显然Na2O2不满足条件，若为Mg3N2则Y为Mg(OH)2，Z为NH3，X可能为NO，W为MgO，则所有原子序数的总和为28，与题意不符，若为CaC2，则Y为Ca(OH)2，Z为C2H2，X为CO2其中C、H、O、Ca原子序数之和为35，符合题意，故V为CaC