高考热点7　元素“位-构-性”关系与元素推断

高考热点7元素“位—构—性”关系与元素推断一、以原子结构、周期表中的位置为“题眼”的元素推断1.最外层电子规律最外层电子数(N)元素在周期表中的位置3≤N<8ⅢA族~ⅦA族N=1或2第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦N>次外层电子数第二周期(Li、Be)除外2.熟记第四周期中价电子排布特点未成对电子数价电子排布常见元素14s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5K、Sc(钪)、Cu、Ga(镓)、Br23d24s2、3d84s2、4s24p2、4s24p4Ti、Ni、Ge(锗)、Se(硒)33d34s2、3d74s2、4s24p3V、Co、As(砷)43d64s2Fe53d54s2Mn63d54s1Cr3.熟悉主族元素原子结构及周期表中的特殊位置原子结构特点周期表中位置特点常见元素及微粒最外层电子数和电子层数相等主族序号等于周期数H、Be、Al最外层电子数是电子层数的2倍主族序号等于周期数2倍C、S最外层电子数是电子层数的3倍主族序号等于周期数3倍的元素O电子层数是最外层电子数的2倍周期数是主族序号2倍的元素Li、Ca电子层数是最外层电子数的3倍周期数是主族序号3倍的元素Na、Ba未成对电子数是3的主族元素第ⅤA族N、P、Ass轨道电子总数与p轨道电子数相等的短周期元素O:1s22s22p4Mg:1s22s22p63s2热点训练1.(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解析X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期元素,W元素的焰色试验呈黄色,则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元素、Q为S元素;Y原子核外有两个单电子,且原子序数小于O元素,故Y为C元素;结合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1,故X为H元素或Li元素。C的电负性大于H和Li,故该化合物中C为负价,具有还原性,则该化合物具有可燃性,A项正确;该化合物中S元素显负价,具有还原性,B项正确;Na2O、Na2O2均能与水反应,C项正确;Na2S属于强碱弱酸盐,其溶于水所得溶液呈碱性,D项错误。2.(2025·八省联考河南卷)某化合物分子式为YWZX2,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X与Z同主族,W与X质子数之和等于Z的质子数,Y最外层电子数是其内层电子总数的一半。下列说法正确的是()A.电负性:W<YB.WX2的空间结构为直线形C.最简单氢化物的沸点:X<ZD.Y的第一电离能高于同周期相邻元素答案D解析W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,Y最外层电子数是其内层电子总数的一半且之前还有两个元素,则Y为P;因为X与Z同主族,则X与Z分别可能是O与S或F与Cl,又因为W与X质子数之和等于Z的质子数,则X与Z分别是F与Cl,则W是O,W、X、Y、Z依次是O、F、P、Cl由此解答。A.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,P电负性小于N,N电负性小于O,故电负性W>Y,A错误;B.WX2的空间结构为V形,OF2中中心原子为O,F为配位原子,价层电子对数=2+6-2×12=4,成键电子对数为2,孤电子对数为4-2=2,VSEPR为四面体,孤电子对越多,排斥力越大,所以OF2分子构型为V形,B错误;C.HF气体之间可以形成氢键,而HCl无氢键,则最简单氢化物的沸点X>Z,C错误;D.Y的第一电离能高于同周期相邻元素,第ⅤA族的第一电离能比相邻元素高,D3.(2024·新课标卷)我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2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sp3C.Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液,可以溶于NH4Cl溶液D.Y3[ZW6X6]2中WX-提供电子对与Z3+形成配位键答案A解析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,则W为C元素;每个周期的ⅡA族和ⅤA族的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高,由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界,Y可形成简单阳离子,则Y属于金属元素,故X和Y分别为N和Mg;Z的M层未成对电子数为4,则其3d轨道上有4个不成对电子,其价电子排布式为3d64s2,Z为Fe元素,Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Fe(CN)6]2。A.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不正确;B.X的简单氢化物是NH3,其中N原子轨道杂化类型为sp3,B正确;C.Y的氢氧化物是Mg(OH)2,其属于中强碱,难溶于水,难溶于NaCl溶液,但是由于NH4Cl电离产生的NH4+可以破坏Mg(OH)2的沉淀溶解平衡,因此Mg(OH)2可以溶于NH4Cl溶液,C正确;D.Mg3[Fe(CN)6]2中CN-提供电子对与Fe3+形成配位键,4.(2025·八省联考陕西卷)一种新型微孔材料由X、Y、Z三种短周期元素组成。X、Y的质子数之和等于Z的质子数,X与Y同周期,X的第一电离能比同周期相邻两原子小,基态Y原子s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等。下列说法正确的是()A.原子半径:Z>Y>XB.X的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸C.Y的氢化物既具有氧化性又具有还原性D.Z的氯化物属于离子化合物答案C解析X、Y、Z三种短周期元素,X与Y同周期,Y原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,则Y可能为1s22s22p4或1s22s22p63s2,为氧或镁,X、Y的质子数之和等于Z的质子数,则Y为氧,X的第一电离能比同周期相邻两原子小,X为硼,那么Z为铝。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;原子半径:Al>B>O,A错误;B.X的最高价氧化物对应的水化物为硼酸,是一种弱酸,B错误;C.Y的氢化物中过氧化氢或水,其中氢化合价能降低、氧化合价能升高,则既具有氧化性又具有还原性,C正确;D.Z的氯化物为氯化铝,属于共价化合物,D错误。二、以成键特征和结构式为“题眼”的元素推断1.推断的技巧结合离子键和共价键成键规律判断原子价电子数,并结合题干信息确定元素。2.常见结构中的共价键数目①卤素或氢原子形成一个共价键。②O、S形成两个共价键③N、P一般能形成三个共价键,也可能形成四个共价键(含一个配位键),P还能形成五个共价键。④C、Si能形成四个共价键,C也可以形成双键或三键。⑤B能形成三个共价键,也可以形成四个共价键(含一个配位键)。3.【示例】化学家利用短周期主族元素X、Y、Z、R、W合成一种高效消毒剂,其分子结构如图所示。已知X、Y、Z、R、W原子序数依次增大且R的原子半径在短周期主族元素中最大。R+推断思路热点训练1.(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:W>YB.酸性:W2YX3>W2YX4C.基态原子的未成对电子数:W>XD.氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y答案D解析Z的价电子所在能层有16个轨道,故Z为第四周期元素,结合题给化合物的结构图可知,Z为K元素;W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,结合题给结构图可知,X为O元素、Y为S元素;W形成一个共价键,则W为H元素。电负性:H<S,A错误;H2SO3为弱酸,故酸性:H2SO3<H2SO4,B错误;基态H原子中未成对电子数为1,基态O原子中未成对电子数为2,故C错误;K的氧化物溶于水可产生KOH,溶液pH>7,S的氧化物溶于水生成H2SO3或H2SO4,溶液pH<7,故D正确。2.(2025·八省联考云南卷)我国科研工作者合成了一种非线性光学晶体QWX3Y6Z,其阴离子结构如图所示(电荷未标出)。X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,基态X的核外电子有5种运动状态,Y、Z与X同周期,W的氢氧化物具有两性,Q是第六周期半径最大的主族元素。下列说法错误的是()A.金属性:Q>WB.原子半径:Z>YC.该晶体结构中X的化合价为+3价D.Y的第一电离能比同周期相邻元素的都低答案B解析X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,基态X的核外电子有5种运动状态,每一种电子的运动状态各不相同,则X为B元素,Y、Z与X同周期,Y为O元素,Z为F元素;W的氢氧化物具有两性,则W为Al元素,Q是第六周期半径最大的主族元素,则为Cs元素;QWX3Y6Z为CsAlB3O6F。A.同主族从上到下金属性增强,同周期从左到右金属性依次减弱,故金属性:Q(Cs)>W(Al),故正确;B.同周期从左到右原子半径减小,故原子半径:Z(F)<Y(O),故错误;C.Cs为+1价,Al为+3价,O为-2价,F为-1价,则该晶体CsAlB3O6F结构中X的化合价为+3价,故正确;D.同周期元素由左向右元素原子的第一电离能呈递增趋势,但O原子的价电子排布式为2s22p4,N原子的价电子排布式为2s22p3,p轨道为半充满状态较为稳定,故N、O、F三种元素第一电离能由大到小顺序为F>N>O,Y的第一电离能比同周期相邻元素的都低,故正确。3.(2025·八省联考内蒙古卷)电池中一种常用电解质的阴离子,结构如下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法错误的是()A.原子半径:Z>X>YB.该离子中Z、W、Z三原子共线C.第一电离能:M<X<WD.简单氢化物沸点:X>Y>M答案B解析M原子序数最小,且形成4个键,则M为C;X形成2个键,Z形成6个键,且X和Z同族,则X为O,Z为S;原子序数依次增大,则W为N;Y形成1个键,则Y为F;因此M、W、X、Y、Z依次为:C、N、O、F、S。A.电子层数越多,原子半径越大;电子层数相同,核电荷数越小原子半径越大,因此原子半径:S>O>F,A正确;B.根据该阴离子的结构示意图可知N原子采取sp3杂化,因此该离子中S、N、S三原子不可能共线,B错误;C.同周期元素第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA异常,故第一电离能:C<O<N,C正确;D.由于H2O、HF分子间存在氢键,H2O常温下为液态,HF常温下为气态,故简单氢化物沸点:H2O>HF>CH4,D正确。4.(2024·广东卷)一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则下列说法正确的是()A.沸点:ZR3<YR3B.最高价氧化物的水化物的酸性:Z<WC.第一电离能:Z<X<WD.ZX3答案D解析Y可形成5个共价键,Z可形成3个共价键,Z和Y同族,Y原子序数比Z大,即Z为N元素,Y为P元素;W可形成4个共价键,原子序数比N小,即W为C元素;R可形成1个共价键,原子序数比C小,即R为H元素;X可形成2个共价键,原子序数在N和P之间,即X为O元素。A.由于NH3可形成分子间氢键,而PH3不能,因此沸点:NH3>PH3,故A错误;B.W为C元素、Z为N元素,由于非金属性:C<N,因此最高价氧化物的水化物的酸性:H2CO3<HNO3,故B错误;C.同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅡA族、ⅤA族原子第一电离能大于同周期相邻元素,即第一电离能:C<O<N,故C错误;D.NO3-的中心N原子价层电子对数为3+5+1-2×32=3,属于sp2杂化,为平面三角形,CO32-的中心C三、以物质性质、转化为“题眼”的元素推断物质特性推断元素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空气中含量最多的元素或氢化物的水溶液呈碱性的元素N地壳中含量最多的元素或最简单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最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素Cs单质最易着火的非金属元素P焰色试验呈黄色的元素Na焰色试验呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素K单质密度最小的元素H单质密度最小的金属元素Li常温下,单质呈液态的非金属元素Br常温下,单质呈液态的金属元素Hg最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素Al元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生氧化还原反应的元素S热点训练1.(2025·八省联考四川卷)M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是宇宙中含量最多的元素,X的最高价含氧酸具有强氧化性,Y的基态原子价层电子数为其内层电子数的3倍,Z与Y同族。下列说法正确的是()A.电负性:Y>X>ZB.第一电离能:Y>X>MC.原子半径:Z>Y>XD.简单气态氢化物的稳定性:X>Z>Y答案A解析M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是宇宙中含量最多的元素,则M为H元素;Y的基态原子价层电子数为其内层电子数的3倍,则Y为O元素;因为原子序数依次增大,X的最高价含氧酸具有强氧化性,则X为N元素;Z与Y同族,则Z为S元素。A.元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性的强弱顺序为O>N>S,则电负性的大小顺序为O>N>S,故A正确;B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,其中(ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA),位于ⅤA族的氮元素的氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则氮元素的第一电离能大于氧元素,故B错误;C.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则氮原子的原子半径大于氧原子,故C错误;D.元素的非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性的强弱顺序为O>N>S,则简单气态氢化物的稳定性强弱顺序为H2O>NH3>H2S,故D错误。2.(2024·河北卷)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2Z===QWXZ3+YW4R,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:W<X<YB.第一电离能:X<Y<ZC.单质沸点:Z<R<QD.电负性:W<Q<R答案C解析侯氏制碱原理为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,则W、X、Y、Z、Q、R分别为H、C、N、O、Na、Cl。同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,H原子半径最小,则原子半径:H<N<C,A错误;同周期元素从左到右,第一电离能整体呈增大的趋势,但N的2p轨道为半充满状态,较稳定,其第一电离能大于同周期相邻的元素,故第一电离能:C<O<N,B错误;O2和Cl2均为分子晶体,相对分子质量越大,物质的沸点越高,Na常温下为固体,故单质沸点:O2<Cl2<Na,C正确;Na为金属元素,则其电负性最小,电负性:Na<H<Cl,D错误。3.(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,焰色试验呈绿色。下列说法错误的是()QZY4溶液QZX4Y4W12溶液A.单质沸点:Z>Y>WB.简单氢化物键角:X>YC.反应过程中有蓝色沉淀产生D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y答案D解析常温下,单质S呈固态,O2、H2均呈气态,且相对分子质量O2>H2,则分子间作用力O2>H2,故单