大单元三　第九章　专项突破2　元素综合推断

元素综合推断一、依据原子结构、周期表中的位置推断元素1.(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，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。2.(2024·浙江1月选考，12)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：X2Z>X2QB.M与Q可形成化合物M2Q、M2Q2C.化学键中离子键成分的百分数：M2Z>M2QD.YZ3-与Q答案D解析分析可知X为H，Y为N，Z为O，M为Na，Q为S。H2O分子间存在氢键，则沸点高于H2S，A项正确；O的电负性大于S，则Na2O中离子键成分的百分数大于Na2S，C项正确；NO3-中心原子价层电子对数为3，孤电子对数为0，为平面三角形结构，SO32-中心原子价层电子对数为4，孤电子对数为3.(2024·浙江6月选考，10)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()A.键角：YB.分子的极性：Y2X2>X2Z2C.共价晶体熔点：Y>MD.热稳定性：YX4>MX4答案B解析根据题意可推断，X、Y、Z、M四种元素分别为H、C、O、Si。YX3+为CH3+，其中C原子的杂化类型为sp2，CH3+的空间结构为平面正三角形，键角为120°；YX3-为CH3-，C原子的杂化类型为sp3，CH3-的空间结构为三角锥形，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YX3+>YX3-，A正确；Y2X2为C2H2，是直线形分子，分子结构对称，分子中正、负电中心重合，故其为非极性分子；H2O2分子结构如图所示：，分子中正、负电中心不重合，故其为极性分子，因此，两者极性的大小关系为Y2X2<X2Z2[练后反思]原子结构、周期表中位置型元素推断突破口总结(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<8第ⅢA族~第ⅦA族N=1或2第ⅠA族、第ⅡA族、副族、0族元素(氦)N>次外层电子数第二周期(Li、Be除外)(2)熟记第四周期元素价层电子排布特点未成对电子数价层电子排布元素14s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5K、Sc、Cu、Ga、Br23d24s2、3d84s2、4s24p2、4s24p4Ti、Ni、Ge、Se33d34s2、3d74s2、4s24p3V、Co、As43d64s2Fe53d54s2Mn63d54s1Cr(3)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元素最外层电子数和电子层数相等主族序数等于周期数H、Be、Al等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C、S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O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Li、Ca、Tl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Na、Ba未成对电子数是3的主族元素第ⅤA族N、P、As等s轨道电子总数与p轨道电子总数相等的短周期元素—O、Mg二、依据元素(或物质)的性质特点推断元素4.(2025·台州二模)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y、Z同主族。已知Y的气态氢化物热稳定性强于X的气态氢化物，Z的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于W的最高价氧化物对应水化物。下列说法正确的是()A.原子半径：Z>W>XB.第一电离能：Y>XC.电负性：Z>WD.化学键的极性：Y—W>Y—Z答案A解析Y的气态氢化物热稳定性强于X的气态氢化物，说明非金属性：Y>X，Z的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于W的最高价氧化物对应水化物，说明非金属性：W>Z，Y、Z同主族且X、Y、Z、W的原子序数依次增大说明Z在Y的下方，X、Y、Z、W在周期表中的相对位置为eq\a\vs4\al\co1(X…Y,Z…W)(其中X和Y，Z和W不一定相邻，X、Y、Z、W均为非金属元素)。同周期元素从左到右原子半径依次减小，因此半径：Z>W，一般情况下电子层数越多半径越大，因此半径：W>X，故原子半径：Z>W>X，A正确；若X为N，Y为O，由于N的2p轨道半充满，较稳定，不易失去电子，其第一电离能大于O，B错误；同周期元素从左到右电负性依次增强，因此电负性：W>Z，C错误；形成化合物元素的电负性差值越大，键的极性越大，电负性：W>Z，Y与Z电负性的差值更大，故化学键的极性：Y—W<Y—Z，D错误。5.(2025·浙江强基高三下学期模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的单质是空气的主要成分，基态X原子s轨道上的电子总数比p轨道上的电子总数多1；工业上采用电解法制备Y的单质；Z原子最外层电子数等于电子层数的2倍；在厨房中，YW常作调味剂和防腐剂。下列叙述错误的是()A.第一电离能：X>ZB.简单氢化物的还原性：Z<WC.单质熔点：Z>WD.Z4X4熔化时克服分子间作用力答案B解析短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的单质是空气的主要成分，基态X原子s轨道上的电子总数比p轨道上的电子总数多1，X为氮；工业上采用电解法制备的金属单质有钠、镁、铝，在厨房中，NaCl作调味剂、防腐剂，则Y为钠、W为氯；Z原子最外层电子数等于电子层数的2倍，为硫。同一主族元素，随原子序数增大，原子半径增大，第一电离能减小；同一周期元素，随着原子序数增大，第一电离能增大，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，第一电离能：N>O>S，即X>Z，A正确；氯的非金属性大于硫，则简单氢化物的还原性：H2S>HCl，即Z>W，B错误；硫单质在常温下呈固态，氯气呈气态，则单质熔点：Z>W，C正确；S4N4是分子晶体，熔化时需克服分子间作用力，D正确。三、利用结构式推断6.(2025·浙江一模)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其形成的一种化合物如图所示。已知晶体X呈黑色，且硬度高、脆性大；Y的单质在空气中含量为第二位。下列说法不正确的是()A.配位能力：Y>W>XB.电负性：Y>X>WC.存在H2Y化合物D.该化合物可用于制备洗涤剂答案B解析Y的单质在空气中含量为第二位，Y为O元素；化合物结构中存在Z+，其原子序数大于Y，则Z为Na；W的原子序数小于X，并且形成一个共价键，W为H；晶体X呈黑色，且硬度高、脆性大，结合原子序数关系和结构式可知X是B。故W是H、X是B、Y是O、Z是Na。配位能力与原子的电负性、孤电子对数量有关，O电负性大，有孤电子对，易与中心原子形成配位键，配位能力强；氢原子无孤电子对，通常作为接受体而非配体，配位能力弱；硼原子倾向于接受电子对，配位能力最弱，A正确；同一周期，从左到右元素电负性递增，同一主族，自上而下元素电负性递减，故电负性：Y(O)>W(H)>X(B)，B错误；Y是O，存在化合物H2O，C正确；该物质为硼酸钠类盐，水解使溶液呈碱性，可用于制备洗涤剂，D正确。7.(2025·杭州一模)代表化合物Cu(NH3)2CO3的结构片段如图(氢原子未画出)A.图中a表示碳原子B.该化合物中所有氧原子的化学环境均相同C.该化合物能和硫酸反应D.该化合物在隔绝空气的条件下加热可能有N2生成答案B解析由结构片段结合化合物的化学式可知，各部分结构如图：。由分析可知，a代表碳原子，A正确；CO32-中通过2个O原子以双齿配位方式与Cu2+结合，1个O原子通过σ键与Cu2+结合，故氧原子的化学环境不相同，B错误；该化合物中NH3与CO32-均能和硫酸反应，C正确；该化合物中，Cu2+具有氧化性，NH3中的氮元素为-3价，具有还原性，加热条件下，二者可能发生氧化还原反应生成8.(2025·陕晋青宁，9)一种高聚物(XYZ2)n被称为“无机橡胶”，可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素，X、Y价电子数相等，X、Z电子层数相同，基态Y的2p轨道半充满，Z的最外层只有1个未成对电子。下列说法正确的是()A.X、Z的第一电离能：X>ZB.X、Y的简单氢化物的键角：X>YC.最高价含氧酸的酸性：Z>X>YD.X、Y、Z均能形成多种氧化物答案D解析已知X、Y和Z都是短周期元素，X、Y的价电子数相等，X形成5个共价键、Y形成3个共价键，Y的2p轨道半充满，则Y为N，X为P，Z形成1个共价键，且Z的最外层只有1个未成对电子，又X、Z电子层数相同，则Z为Cl。同周期主族元素从左到右，第一电离能整体呈增大的趋势，故第一电离能：P<Cl，A错误；N和P的简单氢化物分别为NH3和PH3，二者空间结构都是三角锥形，中心原子N、P孤电子对数都为1，由于电负性：N>P，则NH3中成键电子对更靠近中心原子N，成键电子对间斥力更大，键角更大，故键角：NH3>PH3，B错误；元素的非金属性越强，则其对应最高价含氧酸的酸性越强，非金属性：Cl>N>P，故最高价含氧酸的酸性：HClO4>HNO3>H3PO4，C错误；N可形成NO、NO2等多种氧化物，P可形成P2O5、P4O6等多种氧化物，Cl可形成Cl2O、ClO2等多种氧化物，D正确。9.(2025·福建，3)某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的短周期元素，下列说法错误的是()A.键角：XZ2<RZ2B.电负性：Q>Z>YC.最简单氢化物沸点：Z>Y>XD.X、Y、R均可与Z组成标况下为气态的化合物答案A解析X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大的短周期元素，由图，X形成4个共价键且原子序数小，X为C；Z形成2个共价键、R形成6个共价键，则Z为O、R为S，那么Y为N；Q形成1个共价键且原子序数大于O，小于S，则为F。CO2为直线形结构，SO2中S的价层电子对数为6-2×22+2=3，有1个孤电子对，为sp2杂化，为V形结构，则键角：CO2>SO2，A错误；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，故电负性：F>O>N，B正确；H2O形成的氢键数目大于NH3，则H2O沸点高于NH3，CH4不能