第7章　专项突破3　元素综合推断

元素综合推断类型一依据原子结构、周期表中的位置推断元素1.(2025·河北，9)W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素，W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等，X与W同族，Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子，Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是()A.第二电离能：X<YB.原子半径：Z<WC.单质沸点：Y<ZD.电负性：W<X答案A解析W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等，且W为短周期非金属元素，则基态W原子的核外电子排布式为1s22s22p2(C)或1s22s22p63s23p4(S)，X与W同族，若W为C，则X为Si，Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子，则Y为P，根据Z位于W的对角线位置可知，W不为C，故W为S，则X为O，Y为N，Z为F。基态O原子失去一个电子后2p能级为半充满的稳定结构，则第二电离能：O>N，A错误；原子半径：O<S，F<O，故原子半径：F<S，B正确；Y对应的单质为N2，Z对应的单质为F2，二者均为分子晶体，相对分子质量越大，物质的沸点越高，故沸点：N2<F2，C正确；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，故电负性：O>S，D正确。2.(2024·全国甲卷，11)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Y-的核外电子数，化合物W+[ZY6]-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.非金属性：X>Y>ZC.气态氢化物的稳定性：Z>YD.原子半径：Y>X>W答案A解析由题意知，W为Li，X为N，Y为F，Z为P。N和P属于同一主族，A正确；非金属性：F>N>P，B错误；元素非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，Y为F元素，Z为P元素，气态氢化物的稳定性：HF>PH3，C错误；同周期主族元素的原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径：Li>N>F，D错误。3.(2025·四川1月适应性测试)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解析分析可知，M、X、Y、Z分别为H、N、O、S。元素的非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性：O>N>S，简单气态氢化物的稳定性：H2O>NH3>H2S，故D错误。4.(2025·山西晋中模拟)X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的前四周期元素，X、Z的基态原子2p能级上各有两个未成对电子，QZ2是形成酸雨的物质之一，基态W原子N能层只有一个电子，其余能层全充满。下列说法错误的是()A.原子半径：Q>Y>ZB.第一电离能：Y>Z>XC.W与Z能形成不止一种化合物D.Z、Q的最高正化合价均为+6答案D解析X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的前四周期元素，X、Z的基态原子2p能级上各有两个未成对电子，X是C元素、Z是O元素，则Y是N元素；QZ2是形成酸雨的物质之一，Q的原子序数大于O，Q是S元素；基态W原子N能层只有一个电子，其余能层全充满，W是Cu元素。同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，N原子2p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能：N>O>C，故B正确；Cu与O能形成化合物CuO、Cu2O，故C正确；S的最高正化合价为+6，O无最高正价，故D错误。主族元素原子结构及周期表中的特殊位置总结(1)最外层电子数和电子层数相等、主族序数等于周期数的元素是H、Be、Al等。(2)最外层电子数是电子层数的2倍、主族序数等于周期数的2倍的元素是C、S。(3)最外层电子数是电子层数的3倍、主族序数等于周期数的3倍的元素是O。(4)电子层数是最外层电子数的2倍、周期数是主族序数的2倍的元素是Li、Ca、Tl。(5)电子层数是最外层电子数的3倍、周期数是主族序数的3倍的元素是Na、Ba。(6)未成对电子数是3的第ⅤA族元素是N、P、As。(7)s轨道电子总数与p轨道电子总数相等的短周期元素是O、Mg。类型二依据元素(或物质)的性质特点推断元素5.X、Y、Z、W、P、Q为短周期元素，其中Y的原子序数最小，它们的最高正化合价与原子半径关系如图所示。下列说法正确的是()A.Y在元素周期表中位于p区B.第一电离能：Z>P>Q>XC.氧化物对应水化物的酸性：Q>P>ZD.电负性：Q>P>Z答案D解析由图示信息可知，X的最高正化合价为+1，原子半径最大，故X为Na；Y的最高正化合价为+2，原子序数最小，Y为Be；Z的最高正化合价为+4，原子半径大于Y，故Z为Si；W的最高正化合价为+5，原子半径小于Y，W为N；P的最高正化合价为+6，则P为S；Q的最高正化合价为+7，则Q为Cl。Y为Be，在元素周期表中位于s区，A错误；同周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：Cl>S>Si>Na，即Q>P>Z>X，B错误；Q为Cl、P为S、Z为Si，其最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4>H2SO4>H2SiO3，即Q>P>Z，不是最高价氧化物对应的水化物则无此规律，C错误；同周期元素，随原子序数的增大电负性增强，电负性：Cl>S>Si，即Q>P>Z，D正确。6.(2026·连云港模拟)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号XYZMR原子半径/(×10-10m)1.860.991.430.750.71主要化合价最高正价+1+7+3+5-最低负价--1--3-1下列说法不正确的是()A.M、R在同一周期B.元素X和Y形成的化合物中含离子键C.Y、Z形成的化合物具有两性D.以上5种元素中，电负性最强的是R答案C解析根据主族元素最高正价=最外层电子数(O、F除外)，最低负价的绝对值=8-最外层电子数，还有原子半径的周期性变化规律，可以判断出X为Na，Y为Cl，Z为Al，M为N，R为F。元素X和Y分别为Na、Cl，形成的化合物为NaCl，含有离子键，B正确；Y、Z形成的化合物为AlCl3，不具有两性，C不正确；以上5种元素中，电负性最强的是F元素，D正确。7.(2025·浙江绍兴模拟)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前20号元素，常温下只有一种元素的单质为气态，基态X原子s轨道上的电子数是p轨道上的2倍，Y的简单氢化物与其最高价含氧酸反应会产生白烟，Z与X形成的某种化合物常温下为液体，基态W原子有1个未成对电子。下列说法不正确的是()A.电负性：Y>Z>WB.原子半径：W>Z>X>YC.氢化物的沸点：Y>Z>XD.上述4种元素形成的某种化合物的溶液可用于检测Fe3+答案C解析X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前20号元素，常温下只有一种元素的单质为气态，Y的简单氢化物与其最高价含氧酸反应会产生白烟，则Y为N元素；基态X原子s轨道上的电子数是p轨道上的2倍，Z与X形成的某种化合物常温下为液体，则X为C元素、Z为S元素；基态W原子有1个未成对电子，则W为K元素。金属元素的电负性小于非金属元素，则钾元素的电负性最小，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，氮元素的非金属性强于硫元素，则氮元素的电负性强于硫元素，所以电负性的大小顺序为N>S>K，故A正确；同主族元素，从上到下原子半径依次增大，同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则原子半径的大小顺序为K>S>C>N，故B正确；碳元素形成的氢化物可能为液态烃、固态烃，液态烃、固态烃的沸点高于氨气，故C错误；上述四种元素可以形成用于检验铁离子的化合物硫氰化钾，故D正确。8.(2024·河北，7)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解析侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、Na元素、Cl元素。一般来说，电子层数越多，原子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径：H<N<C，故A错误；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：C<O<N，故B错误；O2、Cl2在常温下为气体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，钠在常温下为固体，则沸点：O2<Cl2<Na，故C正确；同周期元素从左往右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，电负性：Na<H<Cl，故D错误。类型三利用结构式推断9.(2025·安徽，9)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，其中X、Z位于同一主族。下列说法错误的是()A.元素电负性：X>Z>YB.该物质中Y和Z均采取sp3杂化C.基态原子未成对电子数：W<X<YD.基态原子的第一电离能：X>Z>Y答案D解析W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，由X、Z位于同一主族以及X、Z形成2个共价键知X为O、Z为S；W可形成1个共价键，Y可形成5个共价键，结合原子序数关系知，W为H、Y为P。电负性：O>S>P，A正确；该化合物中P形成4个σ键，无孤电子对，S形成2个σ键，有2对孤电子对，故P和S均采取sp3杂化，B正确；基态H原子的价电子排布式为1s1，基态O原子的价电子排布式为2s22p4，基态P原子的价电子排布式为3s23p3，则未成对电子数：H<O<P，C正确；第一电离能：O>S、P>S，D错误。10.(2024·湖北，9)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的价电子所在电子层有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解析主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，Z的价电子所在电子层有16个轨道，则Z有4个电子层，且形成+1价离子，应为K；在此结构中W形成一个化学键，应为H；X、Y的价电子数相等，且X形成两个化学键、Y形成六个化学键，可推知X、Y分别为O、S。W和Y可以形成H2S，其中S显-2价，电负性：S>H，A错误；H2SO3是中强酸，而H2SO4是强酸，在相同条件下后者的酸性较强，B错误；H只有1个电子，O的2p轨道上有4个电子，有2个未成对电子，基态原子的未成对电子数：O>H，C错误；K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱KOH，S的氧化物溶于水且与水反应生成H2SO3或H2SO4，氧化物溶于水所得溶液的pH的大小关系为K>S，D正确。11.(2025·云南1月适应性测试)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6周期原子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+3D.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，则X为B元素，Y、Z与X同周期，且根据图示结构，Y形成两个共价键、Z形成一个共价键，则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6周期原子半径最大的主族元素，则Q为Cs元素。同主族元素从上到下金属性依次增强，同周期元素从左到右金属性依次减弱，故金属性：Q(Cs)>W(Al)，故A项正确；同周期元素从左到右原子半径依次减小，故原子半径：Z(F)<Y(O)，故B项错误；Cs为+1价，Al为+3价，O为-2价，F为-1价，则该晶体CsAlB3O6F中X的化合价为+3，故C项正确；同周期元素由左向右第一电离能呈递增趋势，但N原子的2p轨道为半充满状