2024屆高考一輪復習 第五章 物質結構與性質 元素周期律 第5講 位-構-性三者關系的綜合應用（53張）

第5講位—構—性三者關系的綜合應用(綜合應用課)通過“位—構—性”的關系考查元素周期表、元素周期律的綜合應用是每年命題的熱點，一般以選擇題呈現(xiàn)。通常以原子核外電子排布、元素周期表的片段、短周期元素的結構特點、元素化合物的性質為情境載體進行元素推斷，考查角度有粒子半徑大小比較、電離能大小比較、元素金屬性和非金屬性強弱比較、電負性的強弱比較、化學鍵類型的判斷、物質性質判斷等。涉及的知識面廣、難度較大，需要考生具有較高的邏輯思維能力。1．(2022·遼寧等級考)短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大。基態(tài)X、Z、Q原子均有兩個單電子，W簡單離子在同周期離子中半徑最小，Q與Z同主族。下列說法錯誤的是(

)A．X能與多種元素形成共價鍵B．簡單氫化物沸點：Z<QC．第一電離能：Y>ZD．電負性：W<Z解析：短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大，W簡單離子在同周期離子中半徑最小，說明W為第三周期元素Al。短周期元素的基態(tài)原子中有兩個單電子，可分類討論：①為第二周期元素時，最外層電子排布為2s22p2或2s22p4，即C或O；②為第三周期元素時，最外層電子排布為3s23p2或3s23p4，即Si或S。Q與Z同主族，結合原子序數(shù)大小關系可知，則X、Z、Q分別為C、O和S，則Y為N。X為C，能與多種元素(H、O、N、P、S等)形成共價鍵，A正確；Z和Q形成的簡單氫化物為H2O和H2S，由于H2O分子間能形成氫鍵，故H2O沸點高于H2S，B錯誤；Y為N，Z為O，N的最外層p軌道電子為半充滿結構，比較穩(wěn)定，故其第一電離能比O大，C正確；W為Al，Z為O，O的電負性更大，D正確。答案：B

2．(2022·海南等級考)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，W原子在同周期主族元素中原子半徑最小，下列判斷正確的是(

)A．XW3是非極性分子B．簡單氫化物沸點：X>YC．Y與Z形成的化合物是離子化合物D．X、Y、Z三種元素組成的化合物水溶液呈酸性解析：X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，X、Y同周期并相鄰，且Y是組成水的元素之一，則Y為O元素，X為N元素，Z在同周期主族元素中金屬性最強，則Z為Na元素，W原子在同周期主族元素中原子半徑最小，則W為Cl元素，據(jù)此分析解答。由分析知，XW3為NCl3，NCl3分子的空間結構為三角錐形，其正負電荷的中心不重合，屬于極性分子，A錯誤；H2O和NH3均含有氫鍵，但H2O分子形成的氫鍵更多，故沸點：H2O＞NH3，B錯誤；兩者形成的化合物為Na2O、Na2O2均為離子化合物，C正確；N、O、Na三種元素組成的化合物NaNO3呈中性、NaNO2呈堿性，D錯誤。答案：C

3．(2021·山東等級考)X、Y為第三周期元素、Y最高正價與最低負價的代數(shù)和為6，二者形成的一種化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形式存在。下列說法錯誤的是(

)A．原子半徑：X>YB．簡單氫化物的還原性：X>YC．同周期元素形成的單質中Y氧化性最強D．同周期中第一電離能小于X的元素有4種解析：Y位于第三周期，且最高正價與最低負價的代數(shù)和為6，則Y是Cl元素，由X、Y形成的陰離子和陽離子的形式知X是P元素。P與Cl在同一周期，則P半徑大，即X>Y，A項不符合題意；兩者對應的簡單氫化物分別是PH3和HCl，PH3的還原性強，即X>Y，B項不符合題意；同周期元素從左往右，金屬性減弱，非金屬性增強，各元素對應的金屬單質還原性減弱，非金屬單質的氧化性增強，所以Cl2的氧化性最強，C項不符合題意；同一周期，從左到右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，第ⅤA族元素的第一電離能大于相鄰元素的第一電離能；所以第三周期第一電離能從小到大依次為Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl，所以有5種，D項符合題意。答案：D

4．(2021·河北等級考改編)如圖所示的兩種化合物可應用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，X和Z同主族，Y原子序數(shù)為W原子價電子數(shù)的3倍。下列說法正確的是(

)解析：由題圖和題意可知，X和Z分別是F、Cl；又Y原子序數(shù)為W原子價電子數(shù)的3倍且題給化合物中Y、W分別可形成5、3個共價鍵，故W、Y分別為N、P。F只有－1、0兩種價態(tài)，沒有最高正價，A錯誤；根據(jù)元素周期律可知，四種元素原子半徑由大到小的順序為P＞Cl＞N＞F，即Y＞Z＞W(wǎng)＞X，C錯誤；Cl、N、H三種元素可形成離子化合物NH4Cl，其既含有離子鍵又含有共價鍵，D正確。答案：D

(一)元素的“位—構—性”三者關系(二)元素的“位—構—性”關系的應用1．結構與位置互推2．性質與位置互推熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)律，根據(jù)元素性質可以推知元素在周期表中的位置，根據(jù)元素在周期表中的位置可以推知元素性質。3．結構與性質互推(1)最外層電子數(shù)是決定元素原子的氧化性和還原性的主要原因。(2)同主族元素最外層電子數(shù)相同，性質相似。(三)構建元素“位—構—性”關系解題思維流程1．?？冀嵌燃芭袛喾治鲆罁?jù)

判斷分析依據(jù)原子半徑①同周期元素的原子半徑隨原子序數(shù)的增大而減小(不考慮稀有氣體元素)；②同主族元素從上到下，原子半徑隨電子層數(shù)的增多而增大元素化合價①同周期元素從左到右，元素的最高正化合價由＋1→＋7，非金屬元素的最低負化合價由－4→－1；②同主族元素的最高正化合價、最低負化合價均相同(適用于短周期主族元素，氧無最高正價，氟無正價)得失電子能力①同周期元素從左到右，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(不考慮稀有氣體元素)；②同主族元素從上到下，失電子能力逐漸增強，得電子能力逐漸減弱金屬性與非金屬性①同周期元素從左到右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(不考慮稀有氣體元素)；②同主族元素從上到下，金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱電離能大小比較①同周期從左到右電離能呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢(注意Be、Mg、N、P等元素的特殊情況)

②同主族從上到下電離能逐漸減小續(xù)表電負性大小比較①同周期從左到右，元素的電負性逐漸增大；②同主族從上到下，元素的電負性逐漸減小氧化物對應水化物①元素的金屬性越強，其最高價氧化物對應的水化物的堿性越強；②元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應的水化物的酸性越強(F無正價，O無最高正價，不考慮)單質的氧化性、還原性一般情況下，元素的金屬性越強，單質的還原性越強，簡單陽離子的氧化性越弱；元素的非金屬性越強，單質的氧化性越強，簡單陰離子的還原性越弱物質的熔點、沸點①一般情況下，對于組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力越大，物質的熔點、沸點也越高，如I2＞Br2＞F2；②NH3、H2O、HF的沸點反常高，是因為分子間形成氫鍵，使物質的沸點升高續(xù)表2．推斷元素的基本思路3．元素“位—構—性”關系題的解題流程挖掘題干信息確定元素名稱依據(jù)題目給出的題干信息，找到首先能夠判斷出的元素，然后再根據(jù)元素在周期表中的相對位置及原子結構特點，確定出各元素的名稱根據(jù)元素周期律判斷遞變規(guī)律在判斷出各元素名稱的基礎上，確定出各元素在周期表中的位置，依據(jù)同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)律，判斷各選項描述的正誤題型(一)以原子結構、價鍵結構為“題眼”的元素推斷1．核外電子排布三大規(guī)律(1)最外層電子規(guī)律最外層電子數(shù)(N)3≤N＜8N＝1或2N＞次外層電子數(shù)元素在周期表中的位置主族第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦第二周期(2)“陰三、陽四”規(guī)律某元素陰離子最外層電子數(shù)與次外層相同，該元素位于第三周期；若為陽離子，則位于第四周期。(3)“陰上、陽下”規(guī)律電子層結構相同的離子，若電性相同，則位于同周期，若電性不同，則陽離子位于陰離子的下一周期。2．?？荚靥厥獾碾娮訉咏Y構最外層有1個電子的元素H、Li、Na、K最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素Be、Ar最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素C最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素O最外層電子數(shù)是內層電子數(shù)總數(shù)一半的元素Li、P最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的元素Ne次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素Li、Si次外層電子數(shù)是其他各層電子總數(shù)2倍的元素Li、Mg次外層電子數(shù)與其他各層電子總數(shù)相等的元素S電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素H、Be、Al[典例]科學家合成了一種新的共價化合物(結構如圖所示)，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。下列說法錯誤的是(

)

[解題流程]第一步：挖掘題干信息，確定元素名稱與位置第二步：根據(jù)元素周期表、周期律判斷遞變規(guī)律選項判斷依據(jù)A同周期元素，從左到右原子半徑依次減小，則C、O、F的原子半徑大小順序為_________B同周期元素，從左到右元素的非金屬性依次增強，同主族元素，從上到下元素的非金屬性依次減弱，則C、O、Si的非金屬性強弱順序為__________C位于元素周期表右上角的氟元素的非金屬性最強，單質具有很強的氧化性D原子序數(shù)為82的元素為鉛元素，與硅元素都位于元素周期表______族C＞O＞FO＞C＞SiⅣA[答案]

C答案：B2．某深藍色溶液是纖維素的優(yōu)良溶劑，其制備反應如下圖所示。X、Y、Z三種元素原子序數(shù)依次增大，Y原子的核電荷數(shù)是最外層電子數(shù)的1.5倍，Y、Z均位于X的下一周期，W及其合金是人類最早發(fā)現(xiàn)的金屬，被廣泛應用于電氣、輕工、機械制造和國防工業(yè)等。下列說法不正確的是(

)解析：Y原子的核電荷數(shù)是最外層電子數(shù)的1.5倍，可知Y的最外層電子數(shù)可能是2、4、6、8，對應的原子序數(shù)分別是3、6、9、12，結合所給物質中Y的成鍵特點可知，Y為C元素；Y、Z均位于X的下一周期，所以X位于第一周期，為H元素，Z可以形成3個共價鍵，則應為N元素；W為Cu元素。Y元素的最高價氧化物分子為CO2，共有4對共用電子對，A正確；

非金屬性C<N，則最高價氧化物對應水化物的酸性：Y(C)<Z(N),B正確；C和H形成的化合物可以是氣體，還可以是固體或者液體，C錯誤；CuH與稀鹽酸反應生成H2，D正確。答案：C

3.科學家合成的一種化合物是很多表面涂層的重要成分，其結構如圖所示，其中W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，只有X、Y在同一周期。下列說法正確的是(

)A．X的氫化物均為氣體B．第一電離能：X>YC．Y與W形成的所有化合物僅含有極性共價鍵D．ZY2作為一種高效安全綠色殺菌劑，在自來水消毒等方面應用廣泛解析：由題意可知，W位于第一周期，則W為H。題給結構中X形成四個單鍵，Y能形成兩個單鍵或一個雙鍵，則X為C，Y為O，Z形成一個單鍵，則Z應為Cl。碳的氫化物有多種，可以是氣體、液體或固體，A錯誤；第一電離能C小于O，B錯誤；H2O2分子中含有非極性鍵，C錯誤；ClO2是一種高效安全的綠色殺菌劑，D正確。答案：D

題型(二)以周期表片段為依據(jù)的元素推斷1．直接相鄰的正“T”型元素原子序數(shù)的關系

如圖所示[注意]①解題時要注意題目是否要求某元素在短周期中。②要注意題目中所給位置在周期表中是否確實存在，并注意鑭系和錒系元素的特殊情況。3．“＋”型元素原子序數(shù)之間的規(guī)律第ⅢA族→0族區(qū)域內滿足“＋”型元素原子序數(shù)的關系。如圖所示[典例]

(2022·廣東等級考)甲～戊均為短周期元素，在元素周期表中的相對位置如圖所示。戊的最高價氧化物對應的水化物為強酸。下列說法不正確的是(

)A．原子半徑：?。疚欤疽褺．非金屬性：戊＞丁＞丙C．甲的氫化物遇氯化氫一定有白煙產(chǎn)生D．丙的最高價氧化物對應的水化物一定能與強堿反應[解題流程]第一步：挖掘題干信息，確定元素名稱與位置第二步：根據(jù)元素周期表、周期律判斷遞變規(guī)律選項判斷依據(jù)A根據(jù)層多徑大，同電子層結構核多徑小原則，則原子半徑：__________B根據(jù)同周期從左到右非金屬性逐漸增強，則非金屬性：____________C甲的氫化物可能為氨氣，可能為甲烷、乙烷等，若是氨氣，則遇氯化氫一定有白煙產(chǎn)生；若是甲烷、乙烷等，則遇氯化氫不反應，沒有白煙生成D丙的最高價氧化物對應的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸，都一定能與強堿反應?。疚欤疽椅欤径。颈?/p>

[答案]

C

[綜合應用訓練1.W、X、Y、Z四種短周期元素在元素周期表中的相對位置如圖所示，且四種元素的最外層電子數(shù)之和為24。下列說法錯誤的是(

)WX

YZ解析：結合位置可知，W、X為第二周期元素，Y、Z為第三周期元素，設X的最外層電子數(shù)為x，則W的最外層電子數(shù)為x－1，Y的最外層電子數(shù)為x，Z的最外層電子數(shù)為x＋1，則x＋x－1＋x＋x＋1＝24，解得x＝6，則W為N，X為O，Y為S，Z為Cl。第一電離能N＞O，A正確；N元素的氣態(tài)氫化物與其最高價含氧酸反應生成離子化合物NH4NO3，B正確；X、Y、Z最簡單氫化物是H2O、H2S、HCl，穩(wěn)定性最弱的是H2S，C正確；118號元素位于0族，Z(Cl)位于第ⅦA族，D錯誤。答案：D

2.五種主族元素在周期表中的位置如圖所示。L的單質在常溫常壓下呈液態(tài)，且保存時需要用水液封。下列推斷正確的是(

)A．原子半徑：X<Y<Z<T<LB．氣態(tài)氫化物的還原性：L>Z>TC．X的電負性是五種元素中最小的D．Y和T組成的化合物是離子化合物解析：由L的單質在常溫常壓下呈液態(tài)，且保存時需要用水液封，推知L是Br元素，則有如圖所示。

同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小，故原子半徑：Al>Si>S>Cl，A項錯誤；非金屬性Cl>Br>S，故氣態(tài)氫化物的還原性：H2S>HBr>HCl，B項錯誤；元素的金屬性越強，電負性越小，故Al元素的電負性最小，C項正確；SiCl4是共價化合物，D項錯誤。答案：C題型(三)融合物質性質、反應與轉化的元素推斷1．由物質的性質或反應推斷元素形成化合物最多的元素；可形成自然界硬度最大的物質；簡單氫化物中含氫質量分數(shù)最大的元素碳空氣中含量最多的元素；氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素；氣態(tài)氫化物與最高價含氧酸反應生成鹽的元素氮地殼中含量最多的元素；簡單氫化物的沸點最高的元素；氫化物在通常狀況下呈液態(tài)的元素氧最活潑的非金屬元素；無正價的元素；無含氧酸的非金屬元素；無氧酸可腐蝕玻璃的元素；氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的元素；陰離子的還原性最弱的元素氟短周期元素中與水反應最劇烈的金屬元素；最高價氧化物的水化物堿性最強的元素；短周期主族元素中原子半徑最大的元素；與氧氣在加熱條件下反應生成過氧化物(Na2O2)的元素；焰色試驗為黃色的元素鈉地殼中含量最多的金屬元素；最高價氧化物及其水化物既能與強酸反應，又能與強堿反應的元素鋁續(xù)表良好的半導體材料；地殼中含量第二的元素；能跟強堿溶液反應，還能被氫氟酸溶解硅淡黃色固體；它的氫化物可與其最高價氧化物對應的水化物的濃溶液發(fā)生氧化還原反應硫短周期元素中最高價氧化物對應的水化物酸性最強的元素氯續(xù)表[典例]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增加，K、L、M均是由這些元素組成的氧化物，甲、乙分別是元素Y、W的單質，甲是常見的固體，乙是常見的氣體。K是紅棕色氣體，丙的濃溶液具有強氧化性，上述物質的轉化關系如圖所示。下列說法正確的是(

)[解題流程]第一步：挖掘題干信息，確定元素名稱與位置第二步：根據(jù)元素周期表、周期律判斷遞變規(guī)律選項判斷依據(jù)AC、N、O三種元素的電負性：___________BN原子的2p軌道電子排布處于半充滿狀態(tài)，不易失去電子，第一電離能大于O，故第一電離能：_________CX、Y組成的化合物可以是固態(tài)有機化合物，其沸點____于H2OD由X、Y、Z、W組成的化合物可以是氨基酸，氨基酸分子中只含有_____鍵O>N>CN>O>C高共價[答案]

D

[綜合應用訓練]1.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子半徑依次增大，X、Y同主族，且X、Y原子序數(shù)之和是W、Z原子序數(shù)之和的2倍。m、n、p、r是由這些元素組成的二元化合物，甲、乙是其中兩種元素對應的單質，n與乙在常溫下均是淡黃色固體。上述物質間的轉化關系如圖所示(部分生成物已省略)。下列說法正確的是(

)A．簡單離子半徑大?。篨>Y>ZB．熱穩(wěn)定性：r>pC．含Y元素的鹽溶液可能顯酸性、中性，不可能顯堿性D．二元化合物n只含離子鍵，不含共價鍵解析：淡黃色固體一般是單質S和二元化合物Na2O2，同主族元素X、Y由半徑大小關系知分別位于二、三周期，由轉化關系圖中知