選擇題專項(xiàng)9　元素“位－構(gòu)－性”關(guān)系的分析及應(yīng)用 高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)

第一部分熱點(diǎn)專題考試類型專題三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)選擇題專項(xiàng)9元素“位－構(gòu)－性”關(guān)系的分析及應(yīng)用(1)

(結(jié)構(gòu)式推斷元素)(2024·湖北高考)主族元素W、X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，X、Y的價(jià)電子數(shù)相等，Z的價(jià)電子所在能層有16個(gè)軌道，4種元素形成的化合物如圖。下列說(shuō)法正確的是(

D

)DA.

電負(fù)性：W＞YB.

酸性：W2YX3＞W(wǎng)2YX4C.

基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)：W＞XD.

氧化物溶于水所得溶液的pH：Z＞Y解析

Z的價(jià)電子所在能層有16個(gè)軌道，故Z為第四周期元素，結(jié)合題給化合物的結(jié)構(gòu)圖可知，Z為K元素；W、X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，X、Y的價(jià)電子數(shù)相等，結(jié)合題給結(jié)構(gòu)圖可知，X為O元素、Y為S元素；W形成一個(gè)共價(jià)鍵，則W為H元素。電負(fù)性：H＜S，A錯(cuò)誤；H2SO3為弱酸，故酸性：H2SO3＜H2SO4，B錯(cuò)誤；基態(tài)H原子中未成對(duì)電子數(shù)為1，基態(tài)O原子中未成對(duì)電子數(shù)為2，故C錯(cuò)誤；K的氧化物溶于水可產(chǎn)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正確。

1.

“位－構(gòu)－性”綜合應(yīng)用2.

元素推斷的方法與技巧(2024·浙江6月)X、Y、Z、M原子序數(shù)依次增大的主族元素，位于三個(gè)不同短周期，Y、M同主族，Y與Z核電荷數(shù)相差2，Z原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍，則X、Y、Z、M為H、C、O、Si元素(1)原子結(jié)構(gòu)推斷元素(1～20號(hào)元素)最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為0的元素H、C、Si最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值3倍的元素S除H外，原子半徑最小的元素F族序數(shù)等于周期序數(shù)的元素H、Be、Al族序數(shù)等于周期序數(shù)2倍的元素C、S族序數(shù)等于周期序數(shù)3倍的元素O周期序數(shù)是族序數(shù)2倍的元素

Li、Ca周期序數(shù)是族序數(shù)3倍的元素

Na如：(2022·湖南T5改編)科學(xué)家合成了一種新的共價(jià)化合物(結(jié)構(gòu)如圖所示)，X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，W的原子序數(shù)等于X與Y的原子序數(shù)之和。則X、Y、Z、W分別為C、O、F、Si

(2)前四周期元素未成對(duì)電子數(shù)目推斷元素(3)共價(jià)鍵數(shù)目推斷元素如：(2022·河北T10改編)兩種化合物的結(jié)構(gòu)如圖，其中X、Y、Z、R、Q是原子序數(shù)依次增大的五種短周期主族元素。則X、Y、Z、R、Q分別為C、N、O、F、P

(4)單質(zhì)、化合物性質(zhì)推斷元素特別是Li(Na)、Mg、Al、C(Si)、N(P)、S、Cl單質(zhì)及化合物的性質(zhì)、應(yīng)用信息推斷出的元素(物質(zhì))核素?zé)o中子；原子半徑最小H元素形成的化合物種類最多；某核素可用于考古斷代；元素形成的常見不同單質(zhì)的硬度差異很大C元素的氣態(tài)氫化物可用作制冷劑，其水溶液呈堿性；元素的氣態(tài)氫化物與其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物能發(fā)生化合反應(yīng)；元素的某種氧化物(氣體)呈紅棕色N元素的單質(zhì)(1個(gè)單質(zhì)分子由3個(gè)原子構(gòu)成)可用于自來(lái)水消毒；元素的單質(zhì)液態(tài)時(shí)呈淡藍(lán)色；元素的氫化物常溫下呈液態(tài)O信息推斷出的元素(物質(zhì))元素的非金屬性最強(qiáng)；元素的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定；元素的氣態(tài)氫化物的水溶液可刻蝕玻璃；元素的單質(zhì)可在常溫下與水劇烈反應(yīng)置換出氧氣F元素在地殼中含量很高，但無(wú)游離態(tài)；某元素是傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的主角；元素單質(zhì)經(jīng)常作為半導(dǎo)體材料；元素的氧化物可用作光導(dǎo)纖維Si元素的游離態(tài)常存在于火山噴發(fā)口附近；元素的氣態(tài)氫化物與其氣態(tài)氧化物反應(yīng)生成該元素單質(zhì)(淡黃色)；含該元素的兩種含氧酸式鹽之間能發(fā)生反應(yīng)S信息推斷出的元素(物質(zhì))元素的單質(zhì)為黃綠色有毒氣體；元素的單質(zhì)或氧化物可用于自來(lái)水消毒；可用濃氨水檢驗(yàn)元素的單質(zhì)是否泄漏；元素的氣態(tài)氫化物和最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為一元強(qiáng)酸Cl短周期元素中原子半徑最大；元素的焰色為黃色；元素的某合金可作為原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑；元素的過(guò)氧化物可作為供氧劑Na地殼中含量最高的金屬元素；工業(yè)上用電解氧化物的方法獲取該金屬；元素的單質(zhì)可用于野外焊接鐵軌；金屬元素的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物既能溶于酸溶液也能溶于堿溶液Al導(dǎo)致酸雨形成的氧化物氮氧化物、硫氧化物溫室氣體H2O、CO2、CH4、N2O等信息推斷出的元素(物質(zhì))有刺激性氣味的氣體NH3、Cl2、SO2等濃度為0.01

mol·L－1的溶液，pH＝2HCl、HNO3、HClO3、HClO4等濃度為0.01

mol·L－1的溶液，pH＜2H2SO4等濃度為0.01

mol·L－1的溶液，pH＞2HF、H2S、H2CO3等濃度為0.01

mol·L－1的溶液，pH＝12KOH、NaOH等如：(2022·海南T11改編)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X、Y同周期并相鄰，Y是組成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金屬性最強(qiáng)，W原子在同周期主族元素中原子半徑最小。則X、Y、Z、W分別為N、O、Na、Cla3.

元素周期律的考查如：(2022·福建T4改編)某非線性光學(xué)晶體由鉀元素(K)和原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、W四種短周期元素組成。X與Y、Z與W均為同周期相鄰元素，X的核外電子總數(shù)為最外層電子數(shù)的2倍，Z為地殼中含量最多的元素。簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)：Z＞W(wǎng)，選項(xiàng)正確；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性：X＜Y，選項(xiàng)錯(cuò)誤項(xiàng)目同周期(左→右)同主族(上→下)原子結(jié)構(gòu)核電荷數(shù)逐漸增大逐漸增大電子層數(shù)相同逐漸增多原子半徑逐漸減小逐漸增大離子半徑陽(yáng)離子逐漸減小陰離子逐漸減小r(陰離子)＞r(陽(yáng)離子)逐漸增大項(xiàng)目同周期(左→右)同主族(上→下)元素性質(zhì)化合價(jià)最高正化合價(jià)由＋1→＋7(O、F除外)負(fù)化合價(jià)＝－(8－主族序數(shù))(H除外)相同最高正化合價(jià)＝主族序數(shù)(O、F除外)元素的金屬性和非金屬性金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱離子的氧化性、還原性陽(yáng)離子氧化性逐漸增強(qiáng)陰離子還原性逐漸減弱陽(yáng)離子氧化性逐漸減弱陰離子還原性逐漸增強(qiáng)項(xiàng)目同周期(左→右)同主族(上→下)元素性質(zhì)氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸堿性堿性逐漸減弱酸性逐漸增強(qiáng)堿性逐漸增強(qiáng)酸性逐漸減弱元素的第一電離能逐漸增大趨勢(shì)逐漸減小趨勢(shì)元素的電負(fù)性逐漸增大逐漸減小(2024·江蘇)電負(fù)性O(shè)＞S，選項(xiàng)正確(1)三看法比較微粒半徑①“一看”電子層數(shù)：當(dāng)電子層數(shù)不同時(shí)，電子層數(shù)越多，半徑越大。如：r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)；

(2024·江蘇)半徑r(Al3＋)＞r(K＋)，選項(xiàng)錯(cuò)誤r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)；r(Na)＞r(Na＋)。②“二看”核電荷數(shù)：當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，半徑越小。如：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)；r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。③“三看”核外電子數(shù)：當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時(shí)，核外電子數(shù)越多，半徑越大。如：r(Cl－)＞r(Cl)；r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。(2)元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱判斷金屬性比較本質(zhì)原子越易失電子，金屬性越強(qiáng)(與原子失電子數(shù)目無(wú)關(guān))判斷依據(jù)在金屬活動(dòng)性順序中位置越靠前，金屬性越強(qiáng)單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)越劇烈，金屬性越強(qiáng)單質(zhì)還原性越強(qiáng)或?qū)?yīng)的陽(yáng)離子氧化性越弱，金屬性越強(qiáng)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)(2024·江蘇)堿性Al(OH)3＞KOH，選項(xiàng)錯(cuò)誤若Xn＋＋Y

X＋Ym＋，則Y的金屬性比X的強(qiáng)非金屬性比較本質(zhì)原子越易得電子，非金屬性越強(qiáng)(與原子得電子數(shù)目無(wú)關(guān))判斷依據(jù)單質(zhì)與H2越容易化合，簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強(qiáng)易錯(cuò)點(diǎn)：忽略“簡(jiǎn)單”，“穩(wěn)定性”與氫鍵無(wú)關(guān)，如(2024·浙江)穩(wěn)定性CH4＞SiH4單質(zhì)氧化性越強(qiáng)或?qū)?yīng)的陰離子還原性越弱，非金屬性越強(qiáng)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)易忽略“最高價(jià)”，如Cl－HClO4，而不是HClO等若An－＋B

Bm－＋A，則B的非金屬性比A的強(qiáng)(3)第一電離能及應(yīng)用①第一電離能變化規(guī)律a.同一周期：第一種元素的第一電離能最小，最后一種元素的第一電離能最大，總體呈從左到右增大的變化趨勢(shì)，但受電子層結(jié)構(gòu)的影響有曲折起伏；通常第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一電離能分別高于同周期相鄰元素；第ⅡA族元素原子的價(jià)電子排布式ns2(全充滿)；第ⅤA族元素原子的價(jià)電子排布式為ns2np3，其中np軌道為半充滿。全充滿、半充滿狀態(tài)均比較穩(wěn)定，具有較大的第一電離能。b.同一族：從上到下，第一電離能逐漸減小。(2024·安徽)基態(tài)原子的第一電離能：Cl＞P，選項(xiàng)正確如(2024·北京)依據(jù)第二周期主族元素電負(fù)性依次增大，可推斷第一電離能依次增大，選項(xiàng)錯(cuò)誤②同種元素電離能逐級(jí)增大，即I1＜I2＜I3……③應(yīng)用a.判斷元素的金屬性或非金屬性強(qiáng)弱：一般情況下，第一電離能越小，元素的原子越容易失去電子，元素金屬性越強(qiáng)、非金屬性越弱。b.判斷元素的最外層電子數(shù)：如果某主族元素的In＋1?In(n≤7)，則該元素的最外層電子數(shù)為n，如Na的I2?I1，所以Na的最外層電子數(shù)為1。(4)電負(fù)性的應(yīng)用

1.(物質(zhì)性質(zhì)轉(zhuǎn)化及原子結(jié)構(gòu))如下反應(yīng)相關(guān)元素中，W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，基態(tài)X原子的核外電子有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，基態(tài)Y、Z原子有兩個(gè)未成對(duì)電子，Q是ds區(qū)元素，焰色試驗(yàn)呈綠色。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

D

)QZY4溶液

QZX4Y4W12溶液A.

單質(zhì)沸點(diǎn)：Z＞Y＞W(wǎng)B.

簡(jiǎn)單氫化物鍵角：X＞YC.

反應(yīng)過(guò)程中有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生D.QZX4Y4W12是配合物，配位原子是YD解析：根據(jù)基態(tài)X原子的核外電子有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，且X能和原子序數(shù)最小的W形成化合物XW3，可知X是N元素、W是H元素；由Q是ds區(qū)元素且焰色試驗(yàn)呈綠色，可知Q為Cu元素；結(jié)合基態(tài)Y、Z原子有兩個(gè)未成對(duì)電子，與Cu可形成CuZY4，根據(jù)原子序數(shù)關(guān)系可確定Y為O元素，Z為S元素即QZY4為CuSO4。常溫下，單質(zhì)S呈固態(tài)，O2、H2均呈氣態(tài)，且相對(duì)分子質(zhì)量O2＞H2，則分子間作用力O2＞H2，故單質(zhì)的沸點(diǎn)：S＞O2＞H2，A正確；NH3、H2O的中心原子N、O均采取sp3雜化，但N、O上分別有1、2個(gè)孤電子對(duì)，孤電子對(duì)數(shù)越多，對(duì)成鍵電子對(duì)的斥力越大，鍵角越小，故簡(jiǎn)單氫化物的鍵角：NH3＞H2O，B正確；向CuSO4溶液中逐漸通入NH3，先生成藍(lán)色Cu(OH)2沉淀，當(dāng)NH3過(guò)量時(shí)，Cu(OH)2沉淀溶解生成深藍(lán)色的[Cu(NH3)4]SO4溶液，C正確；配合物[Cu(NH3)4]SO4中Cu2＋提供空軌道，N原子提供孤電子對(duì)形成配位鍵，即其配位原子是N，D錯(cuò)誤。

A.

原子半徑：W＜X＜YB.

第一電離能：X＜Y＜ZC.

單質(zhì)沸點(diǎn)：Z＜R＜QD.

電負(fù)性：W＜Q＜RC

3.(物質(zhì)結(jié)構(gòu)推斷元素)(2024·廣東高考)一種可為運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充能量的物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)式如圖。已知R、W、Z、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，則(

D

)A.

沸點(diǎn)：ZR3＜YR3B.

最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：Z＜WC.

第一電離能：Z＜X＜WD.

Z

和W

空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形D

4.(物質(zhì)結(jié)構(gòu)融合原子結(jié)構(gòu))(2024·貴州高考)某化合物由原子序數(shù)依次增大