《高中化學》專題三選擇題專攻1.元素“位-構-性”關系的分析應用

1.元素“位—構—性”關系的分析應用1．原子結構與元素的性質物質的結構決定物質的性質，物質的性質反映物質的結構。原子越容易失去電子，元素的金屬性就越強；原子越容易得電子，元素的非金屬性就越強。元素性質的比較如表所示：性質同周期(自左而右)同主族(自上而下)電子層結構層數(shù)相同層數(shù)增大失電子能力逐漸減弱逐漸增強得電子能力逐漸增強逐漸減弱金屬性逐漸減弱逐漸增強非金屬性逐漸增強逐漸減弱主要化合價最高正價升高(O、F除外)最高正價相同(O、F除外)最高價氧化物對應水化物的酸、堿性酸性增強：H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4堿性減弱：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3酸性減弱：HNO3＞H3PO4堿性增強：LiOH＜NaOH＜KOH非金屬氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強：SiH4＜PH3＜H2S＜HCl減弱：HF＞HCl＞HBr＞HI原子半徑減?。篠i＞P＞S＞Cl增大：F＜Cl＜Br＜I陽離子半徑減?。篘a＋＞Mg2＋＞Al3＋增大：Li＋＜Na＋＜K＋陰離子半徑減?。篜3－＞S2－＞Cl－增大：F－＜Cl－＜Br－＜I－2.元素的推斷(1)根據元素(短周期)在周期表中的特殊位置推斷①周期序數(shù)(電子層數(shù))等于主族序數(shù)(最外層電子數(shù))的元素：H、Be、Al。②主族序數(shù)(最外層電子數(shù))等于周期序數(shù)(電子層數(shù))2倍的元素：C、S。③主族序數(shù)(最外層電子數(shù))等于周期序數(shù)(電子層數(shù))3倍的元素：O。④周期序數(shù)(電子層數(shù))等于主族序數(shù)(最外層電子數(shù))2倍的元素：Li。⑤周期序數(shù)(電子層數(shù))等于主族序數(shù)(最外層電子數(shù))3倍的元素：Na。⑥最高正價是最低負價絕對值3倍的元素：S。⑦最高正價不等于主族序數(shù)的元素：O、F(無正價)。⑧短周期中原子半徑最小的元素：H。⑨短周期中原子半徑最大的元素：Na。⑩W與X是同主族的短周期元素，X的原子序數(shù)是W的2倍，W是O，X是S。?最高正價與最低負價代數(shù)和為6的元素：Cl。?最高正價與最低負價代數(shù)和為4的元素：S。?最高正價與最低負價代數(shù)和為2的元素：N、P。?最高正價與最低負價代數(shù)和為0的元素：H、C、Si。(2)根據金屬性、非金屬性推斷①短周期中金屬性最強的元素：Na。②非金屬性最強的元素：F。③常見的半導體材料：Si。(3)根據含量推斷①空氣中含量最多的元素：N。②地殼中含量最多的元素：O。③地殼中含量最多的金屬元素：Al。(4)根據特殊性質推斷①既能與強酸反應又能與強堿反應的常見物質：Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3。②形成化合物種類最多、其單質是硬度最大的物質的元素：C。③氣態(tài)氫化物溶于水顯堿性的元素：N。④密度最小的氣體：H2。⑤氣態(tài)氫化物能和它的氧化物在常溫下反應生成該元素的單質的元素：S。⑥氣態(tài)氫化物和其最高價氧化物對應的水化物能反應生成離子化合物的元素：N。⑦同主族并且能夠形成離子化合物的元素：H、Na或Li。⑧同周期的三種元素，最高價氧化物對應水化物兩兩之間反應生成鹽和水：Na、Al、S(或Cl)。3．微粒結構的特性(1)熟記主族元素的價層電子排布式ⅠA：ns1ⅡA：ns2ⅢA：ns2np1ⅣA：ns2np2ⅤA：ns2np3ⅥA：ns2np4ⅦA：ns2np5(2)掌握第四周期副族元素的價層電子排布式Sc：3d14s2Ti：3d24s2V：3d34s2Cr：3d54s1Mn：3d54s2Fe：3d64s2Co：3d74s2Ni：3d84s2Cu：3d104s1Zn：3d104s24．認識幾種含氧酸的結構硫代硫酸(H2S2O3)過二硫酸(H2S2O8)亞磷酸(H3PO3)次磷酸(H3PO2)1．(2023·全國甲卷，11)W、X、Y、Z為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為19。Y的最外層電子數(shù)與其K層電子數(shù)相等，WX2是形成酸雨的物質之一。下列說法正確的是()A．原子半徑：X>WB．簡單氫化物的沸點：X<ZC．Y與X可形成離子化合物D．Z的最高價含氧酸是弱酸答案C解析分析題干知，W為N，X為O，Y為Mg，Z為S。同周期元素從左往右，原子半徑依次減小，所以原子半徑：W＞X，A錯誤；X的簡單氫化物為H2O，分子間可以形成氫鍵，Z的簡單氫化物為H2S，分子間不能形成氫鍵，所以簡單氫化物的沸點：X＞Z，B錯誤；Y與X可形成MgO，為離子化合物，C正確；Z為S，硫的最高價含氧酸為硫酸，是強酸，D錯誤。2．(2023·全國乙卷，10)一種礦物由短周期元素W、X、Y組成，溶于稀鹽酸有無色無味氣體生成。W、X、Y原子序數(shù)依次增大。簡單離子X2－與Y2＋具有相同的電子結構。下列敘述正確的是()A．X的常見化合價有－1、－2B．原子半徑大小為Y>X>WC．YX的水合物具有兩性D．W單質只有4種同素異形體答案A解析由題干信息分析知X為O，W為C，Y為Mg。氧的常見價態(tài)有－1價和－2價，如H2O2和H2O，A正確；原子半徑大小為Y＞W＞X，B錯誤；Mg(OH)2只能與酸反應生成鹽和水，不能與堿反應，所以YX的水合物沒有兩性，C錯誤；W為C，碳的同素異形體有：金剛石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳納米管等，D錯誤。3．(2023·浙江1月選考，10)X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，X的2s軌道全充滿，Y的s能級電子數(shù)量是p能級的兩倍，M是地殼中含量最多的元素，Q是純堿中的一種元素。下列說法不正確的是()A．電負性：Z>XB．最高正價：Z<MC．Q與M的化合物中可能含有非極性共價鍵D．最高價氧化物對應水化物的酸性：Z>Y答案B解析Y的s能級電子數(shù)量是p能級的兩倍，Y為C，X的2s軌道全充滿，原子序數(shù)：X<Y，則X為Be或B，M是地殼中含量最多的元素，M為O，原子序數(shù)：Y<Z<M，則Z為N，Q是純堿中的一種元素，則Q為Na，據此分析。同一周期元素從左至右，電負性逐漸增大，則電負性：Z>X，A正確；N最高正價為＋5價，O無最高正價，最高正價N大于O，B錯誤；Na和O形成的過氧化鈉中含有非極性共價鍵，C正確；元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強，非金屬性N大于C，硝酸酸性強于碳酸，D正確。4．(2023·浙江6月選考，11)X、Y、Z、W四種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大。X、Y與Z位于同一周期，且只有X、Y元素相鄰。X基態(tài)原子核外有2個未成對電子，W原子在同周期中原子半徑最大。下列說法不正確的是()A．第一電離能：Y>Z>XB．電負性：Z>Y>X>WC．Z、W原子形成稀有氣體電子構型的簡單離子的半徑：W<ZD．W2X2與水反應生成產物之一是非極性分子答案A解析由題給信息分析可知X為C，Y為N，Z為F，W為Na。根據同周期從左到右元素第一電離能呈增大趨勢，但第ⅡA族大于第ⅢA族，第ⅤA族大于第ⅥA族，則第一電離能：Z>Y>X，故A錯誤；根據同周期從左到右元素電負性逐漸增大，同主族從上到下元素電負性逐漸減小，則電負性：Z>Y>X>W，故B正確；根據同電子層結構核多徑小，則Z、W原子形成稀有氣體電子構型的簡單離子的半徑：W<Z，故C正確；W2X2與水反應生成產物之一為乙炔，乙炔是非極性分子，故D正確。5．(2023·湖北，6)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相鄰，W的核外電子數(shù)與X的價層電子數(shù)相等，Z2是氧化性最強的單質，4種元素可形成離子化合物(XY)＋(WZ4)－。下列說法正確的是()A．分子的極性：WZ3<XZ3B．第一電離能：X<Y<ZC．氧化性：X2Y3<W2Y3D．鍵能：X2<Y2<Z2答案A解析分析可知，W為B，X為N，Y為O，Z為F。BF3為非極性分子，NF3為極性分子，則分子的極性：WZ3<XZ3，A正確；同一周期元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢，但是N的價層電子排布為2s22p3的半滿穩(wěn)定結構，其第一電離能大于同周期相鄰元素，則第一電離能：Y<X<Z，B錯誤；N的非金屬性強于B，故N2O3的氧化性比B2O3強，C錯誤；N對應的單質為氮氣，含有三鍵，鍵能最大，D錯誤。6．(2023·湖南，6)日光燈中用到的某種熒光粉的主要成分為3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W為原子序數(shù)依次增大的前20號元素，W為金屬元素?；鶓B(tài)X原子s軌道上的電子數(shù)和p軌道上的電子數(shù)相等，基態(tài)X、Y、Z原子的未成對電子數(shù)之比為2∶1∶3。下列說法正確的是()A．電負性：X>Y>Z>WB．原子半徑：X<Y<Z<WC．Y和W的單質都能與水反應生成氣體D．Z元素最高價氧化物對應的水化物具有強氧化性答案C解析分析可得X、Y、Z、W分別為O、F、P、Ca。同一周期元素，從左到右電負性依次增大，同一主族元素從上到下電負性依次減小，故四種元素的電負性大小為Y>X>Z>W，A錯誤；同一周期元素原子半徑從左到右依次減小，同一主族元素原子半徑從上到下依次增大，故四種元素的原子半徑大小為Y<X<Z<W，B錯誤；F2與水反應生成HF和O2，Ca與水反應生成氫氧化鈣和氫氣，均可以生成氣體，C正確；Z元素的最高價氧化物對應的水化物為H3PO4，不具有強氧化性，D錯誤。7．(2023·遼寧，9)某種鎂鹽具有良好的電化學性能，其陰離子結構如下圖所示。W、X、Y、Z、Q是核電荷數(shù)依次增大的短周期元素，W、Y原子序數(shù)之和等于Z，Y原子價電子數(shù)是Q原子價電子數(shù)的2倍。下列說法錯誤的是()L為A．W與X的化合物為極性分子B．第一電離能：Z>Y>XC．Q的氧化物是兩性氧化物D．該陰離子中含有配位鍵答案A解析由題干分析知，W為H，X為C，Y為O，Z為F，Q為Al。1．(2023·河南駐馬店高三調研)X、Y、Z、W、M五種短周期主族元素在元素周期表中的位置如圖所示，Z的最外層電子數(shù)比內層電子數(shù)多3。以下說法錯誤的是()YZWXMA.非金屬性：W>Z>YB．最高價氧化物對應水化物的酸性：M>YC．通過電解熔融的X2W3可制得X單質D．氣態(tài)Z2W4的體系為無色答案D解析分析可知，Z為N元素，Y為C元素，W為O元素，X為Al元素，M為S元素。同周期元素從左到右非金屬性逐漸增強，則非金屬性：W>Z>Y，A正確；M為S元素，Y為C元素，M、Y的最高價氧化物對應水化物分別為H2SO4、H2CO3，則最高價氧化物對應水化物的酸性：M>Y，B正確；X為Al，W為O，通過電解熔融的Al2O3可制得Al單質，C正確；Z為N，W為O，氣態(tài)N2O4的體系中存在平衡：N2O42NO2，NO2為紅棕色氣體，D錯誤。2．(2023·廣東揭陽高三質檢)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X的最簡單氫化物是堿性氣體，Y元素的原子最外層電子排布為ns1，Z元素的最高正價為＋3，W是同周期元素中電負性最大的。下列說法正確的是()XZWA.簡單離子半徑：X<YB．Y的氫化物為離子化合物C．X、Z、W三種元素的相對位置如圖所示D．Z、W的簡單離子均不影響水的電離平衡答案B解析分析可知，X為氮，Y為鈉，Z為鋁，W為氯。電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越大，半徑越小，簡單離子半徑：X>Y，A錯誤；Y的氫化物為NaH，屬于離子化合物，B正確；X、Z、W三種元素分別為氮、鋁、氯，圖示相對位置錯誤，C錯誤；鋁離子水解生成氫氧化鋁，促進水的電離，D錯誤。3．(2023·廣東茂名高三一模)我國科學家合成了一種深紫外非線性光學晶體新材料ABPF，晶體中陰離子為eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(M11XY19Z3))3－。元素M、X、Y、Z均為短周期元素，M、Y與Z同周期，M的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多1，Z為電負性最強的元素，Y是地殼中含量最高的元素，X的3p軌道有3個電子。下列說法中不正確的是()A．電負性：Y>XB．簡單離子半徑：Y>ZC．簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：X<ZD．M最高價氧化物對應水化物能與鹽酸反應答案D解析分析可知M是B，Z是F，Y是O，X是P。電負性：O＞P，A正確；電子層數(shù)相同，核電核數(shù)越大，半徑越小，故簡單離子半徑：Y＞Z，B正確；非金屬性：F＞P，則簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Z＞X，C正確；M最高價氧化物對應水化物為硼酸，硼酸不與鹽酸反應，D錯誤。4．(2023·廣州高三一模)2022年我國科學家首次在月球上發(fā)現(xiàn)一種硅酸鹽礦物，該物質含有X、Y、Z、W、E五種主族元素，原子序數(shù)依次增大且均不大于20，X、W為非金屬元素，Y、Z、E為金屬元素，Y的最高正化合價為＋1，Z和E同族。下列說法不正確的是()A．原子半徑：E>Y>ZB．X和Y可形成含有非極性鍵的離子化合物C．Y、Z、E的最高價氧化物對應的水化物均為強堿D．簡單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：X>W答案C解析硅酸鹽礦物中，X、W為非金屬元素，分別為O和Si，因為原子序數(shù)逐漸增大，所以Y為Na，Z為Mg，E為Ca。Na、Mg、Ca的半徑大小為Ca>Na>Mg，A正確；O和Na能形成含有非極性鍵的離子化合物Na2O2，B正確；Na、Mg、Ca的最高價氧化物對應的水化物中，NaOH和Ca(OH)2為強堿，Mg(OH)2為中強堿，C錯誤；因為O的非金屬性強于Si，所以氫化物的穩(wěn)定性：H2O>SiH4，D正確。5．(2023·安徽銅陵高三模擬)X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，X、Z可以構成[ZX4]＋，W與Z同周期?；衔顰有順式和反式兩種同分異構體，結構如圖。下列說法正確的是()A．簡單離子半徑：W>Z>YB．根據結構可以推測順式結構能溶于水，反式結構難溶于水C．第一電離能：W>Z>YD．化合物A不存在配位鍵答案B解析分析可知，X為氫、Z為氮、W為氧、Y為碳；電子層數(shù)越多離子半徑越大，電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，簡單離子半徑：W<Z<Y，A錯誤；順式結構能和水分子形成氫鍵、反式結構會形成分子內氫鍵，導致順式結構能溶于水，反式結構難溶于水，B正確；N的2p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能大于同周期相鄰元素，則第一電離能：Z>W>Y，C錯誤；化合物A中Cu2＋提供空軌道、N提供孤電子對，能形成配位鍵，D錯誤。6．(2023·山東煙臺高三一模)短周期主族元素X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，可與C、H形成結構如圖的離子液體。已知陽離子中的環(huán)狀結構與苯類似，下列說法錯誤的是()A．原子半徑：Z>X>YB．第一電離能：Y>X>ZC．陽離子中存在Πeq\o\al(6,5)大π鍵D．X2Y2電子式：答案D解析Z能形成6個共價鍵，Z為S，X能形成3個共價鍵，X為N，Y形成1個共價鍵，Y為F。S具有3個電子層，原子半徑最大，N、F同周期，原子序數(shù)越大，原子半徑越小，則原子半徑：S>N>F，A正確；同周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，同主族元素從上到下第一電離能呈減小趨勢，則第一電離能：F>N>S，B正確；已知該陽離子中的環(huán)狀結構與苯環(huán)類似，該陽離子形成大π鍵的原子數(shù)為5，形成大π鍵的電子數(shù)為6，該陽離子存在Πeq\o\al(6,5)大π鍵，C正確；N2F2的電子式為，D錯誤。7．V、W、X、Y、Z是由周期表中前20號元素組成的五種化合物，涉及元素的原子序數(shù)之和等于35，V、W、X、Z均由兩種元素組成。五種化合物的反應關系如圖：下列有關說法不正確的是()A．涉及元素中只有一種金屬元素，其焰色試驗的火焰顏色為磚紅色B．涉及元素中含有三種非金屬元素，原子半徑隨原子序數(shù)遞增而增大C．化合物W為電解質，其水化物能抑制水的電離D．Y和X反應可生成一種新的離子化合物，包含涉及的所有元素答案B解析由題知V由兩種元素組成，且V＋H2O→Y(白色固體)＋Z(無色氣體)，在中學階段常見的有Na2O2、Mg3N2、CaC2，很顯然Na2O2不滿足條件，若為Mg3N2則Y為Mg(OH)2，Z為NH3，X可能為NO，W為MgO，則所有原子序數(shù)的總和為28，與題意不符，若為CaC2，則Y為Ca(OH)2，Z為C2H2，X為CO2其中C、H、O、Ca原子序數(shù)之和為35，符合題意，故V為CaC