第35講元素推斷與元素性質(zhì)-高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)精講（新教材新高考）

第35講元素推斷與元素性質(zhì)2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)精講元素推斷與元素性質(zhì)主要以元素周期表為工具考查“位—構(gòu)—性”三者的關(guān)系，命題既可對(duì)原子結(jié)構(gòu)、元素周期表、元素周期律進(jìn)行單獨(dú)考查，也可結(jié)合元素及其化合物的性質(zhì)進(jìn)行綜合考查。原子結(jié)構(gòu)知識(shí)主要考查核素、同位素、核外電子排布(電子排布式、軌道表示式和未成對(duì)電子數(shù))、原子軌道的能量和形狀等；元素周期律主要考查金屬性、非金屬性、氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性和最高價(jià)含氧酸的酸性、原(離)子半徑、電離能、電負(fù)性的比較等。元素周期表一般給出片段，結(jié)合原子結(jié)構(gòu)和元素周期律進(jìn)行考查。在復(fù)習(xí)過程中，應(yīng)針對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行：(1)原子結(jié)構(gòu)——構(gòu)造原理(1～36號(hào)元素核外電子排布)、原子內(nèi)粒子數(shù)量之間的關(guān)系；(2)元素性質(zhì)——原子半徑、主要化合價(jià)、金屬性、非金屬性、第一電離能、電負(fù)性的周期性變化規(guī)律；(3)“位—構(gòu)—性”——用好元素周期表這一工具，實(shí)現(xiàn)分析與推理能力、宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。題組一文字?jǐn)⑹鲂?.(2022·江蘇模擬)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。X與Z同主族，且基態(tài)X原子中p能級(jí)和s能級(jí)上的電子數(shù)相同。Y、Z同周期，Y位于第ⅢA族，W最外層有2個(gè)電子。下列說法正確的是A.原子半徑：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性：W<YC.第一電離能：I1(Z)<I1(X)D.基態(tài)W原子內(nèi)層原子軌道均已充滿電子√前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，W的原子序數(shù)最大且W最外層有2個(gè)電子，基態(tài)X原子中p能級(jí)和s能級(jí)上的電子數(shù)相同，則X的電子排布式可能為1s22s22p4或1s22s22p63s2，Y、Z同周期，Y位于第ⅢA族，X與Z同主族，則X的電子排布式為1s22s22p4，X為O，Z為S，Y為Al，W為Ca。電子層數(shù)越多，原子半徑越大，電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越小，半徑越大，則原子半徑：r(O)<r(S)<r(Al)<r(Ca)，即r(X)<r(Z)<r(Y)<r(W)，A錯(cuò)誤；W為Ca，Y為Al，金屬性：Al<Ca，則最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性：Y<W，B錯(cuò)誤；X為O，Z為S，同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小，則第一電離能：I1(Z)<I1(X)，C正確；W為Ca，其電子排布式為1s22s22p63s23p64s2,3d軌道未充滿電子，D錯(cuò)誤。解析√X、Y、Z、W、R為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，X、Z原子中分別有1個(gè)、7個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全不同的電子，則X、Z原子序數(shù)分別為1、7，則X是H元素、Z是N元素；Y原子中各能級(jí)電子數(shù)相等，則其電子排布為1s22s22p2，Y為C元素；W的基態(tài)原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍，W只能含有2個(gè)電子層，最外層含有6個(gè)電子，W為O元素；R在同周期中原子半徑最大，則R是Na元素。元素非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性：C<N<O，氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：Y<Z<W，A錯(cuò)誤；O2－和Na＋的電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，則r(Na＋)<r(O2－)，B正確；同一周期主族元素從左向右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但第ⅤA族第一電離能大于第ⅥA族，則第一電離能：N>O>C，C錯(cuò)誤；X、Z、W形成的化合物NH4NO3含離子鍵，D錯(cuò)誤。解析B.第一電離能：X＜W和W形成的化合物不止一種的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是強(qiáng)酸√由題給信息分析可知，X為N、Y為O、Z為Al、W為P。Z、W的質(zhì)子數(shù)不同，不互為同位素，故A錯(cuò)誤；同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小，則第一電離能：X＞W(wǎng)，故B錯(cuò)誤；Y和W形成的化合物有三氧化二磷、五氧化二磷等，故C正確；W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為磷酸，不屬于強(qiáng)酸，故D錯(cuò)誤。解析√M、N、Q位于不同周期，其中N是地殼中含量最高的元素，則N為O，Q的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均能反應(yīng)，Q為Al，M為H，根據(jù)某由原子序數(shù)依次增大的M、N、P、Q四種短周期元素組成的團(tuán)簇分子的空間結(jié)構(gòu)，可知P的原子半徑大于Al，原子序數(shù)介于O和Al之間，則P為Na或Mg，因團(tuán)簇分子的化學(xué)式為H2Ar2P2O6，則P的化合價(jià)為＋2價(jià)，即P只能為Mg，據(jù)此分析解題。M為H，N為O，通常情況下M2N(H2O)比M2N2(H2O2)更穩(wěn)定，A正確；M、N、P分別為H、O、Mg，組成的化合物Mg(OH)2中含離子鍵和共價(jià)鍵，B正確；解析P和Q分別是Mg和Al，合金一般比成分金屬具有更小的密度和更大的機(jī)械強(qiáng)度，即P和Q能形成密度小、強(qiáng)度大的合金材料，C正確；P為Mg，Q為Al，根據(jù)同周期元素從左往右第一電離能呈增大趨勢(shì)，第ⅡA族、ⅤA族元素的第一電離能大于相鄰元素的第一電離能，元素的第一電離能：Mg＞Al(P＞Q)，D錯(cuò)誤。解析、Y、Z、W、M為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素；由5種元素組成的某化合物是電池工業(yè)中的重要原料，該化合物的結(jié)構(gòu)式如圖所示。下列說法正確的是A.原子半徑：Y＜Z＜WB.最高價(jià)含氧酸酸性：Z＞MC.電負(fù)性：X＜Y＜ZD.該化合物中既含極性鍵又含非極性鍵√由題給信息推知X為H、Y為B、Z為C、W為F、M為S。同周期主族元素自左至右原子半徑依次減小，所以原子半徑：F＜C＜B，即W＜Z＜Y，A錯(cuò)誤；非金屬性：S＞C，所以最高價(jià)含氧酸的酸性：H2SO4＞H2CO3，即Z＜M，B錯(cuò)誤；C原子和C原子形成的共價(jià)鍵為非極性鍵，其余共價(jià)鍵均為極性鍵，D正確。解析6.(2022·福建龍巖模擬)某種鋰鹽的結(jié)構(gòu)如圖所示，其陰離子由W、X、Y、Z四種同周期主族元素構(gòu)成，X原子的最外層電子數(shù)是W原子的次外層電子數(shù)的3倍，化合物中除Li＋外其他原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是位于第二周期第ⅣA族B.原子半徑：Z>X>YC.元素電負(fù)性：Y>Z>XD.最高化合價(jià)：Y>Z>W√陰離子結(jié)構(gòu)中，W形成3個(gè)共價(jià)鍵和1個(gè)配位鍵，X形成2個(gè)共價(jià)鍵，Y形成1個(gè)共價(jià)鍵，Z形成4個(gè)共價(jià)鍵，W、X、Y、Z為四種同周期主族元素，X原子的最外層電子數(shù)是W原子的次外層電子數(shù)的3倍，化合物中除Li＋外其他原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則W為B元素、X為O元素、Y為F元素、Z為C元素。硼元素位于元素周期表第二周期第ⅢA族，故A錯(cuò)誤；同周期元素，從左到右原子半徑依次減小，則原子半徑的大小順序?yàn)镃>O>F，故B正確；同周期元素，從左到右非金屬性依次增強(qiáng)，電負(fù)性依次增大，則電負(fù)性的大小順序?yàn)镕>O>C，故C錯(cuò)誤；氟元素的非金屬性最強(qiáng)，無正化合價(jià)，故D錯(cuò)誤。解析7.(2023·濟(jì)南模擬)消毒劑在抗擊新冠感染的過程中起到了非常重要的作用。一種新型消毒劑由W、X、Y、Z四種元素組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示，其中W形成的單質(zhì)是自然界中最硬的物質(zhì)；X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與其簡(jiǎn)單氫化物可以發(fā)生反應(yīng)生成一種常見的鹽；Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是酸性最強(qiáng)的含氧酸；Y分別與W、X、Z可以形成多種二元化合物。下列敘述錯(cuò)誤的是A.元素的第一電離能：X＞Y＞W(wǎng)B.該消毒劑中Y顯－2價(jià)C.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱：Z＞W(wǎng)＞XD.該消毒劑中W、X原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)√W為C、Y為O、X為N、Z為Cl，據(jù)此分析解答。同周期從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，其中第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一電離能均高于其相鄰元素，故元素的第一電離能：N＞O＞C，即X＞Y＞W(wǎng)，A正確；O和C在該化合物中形成碳氧雙鍵，則O顯－2價(jià)，B正確；元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性：Cl＞N＞C，則酸性：HClO4＞HNO3＞H2CO3，即Z＞X＞W(wǎng)，C錯(cuò)誤；由結(jié)構(gòu)圖可知，C周圍有1個(gè)雙鍵和2個(gè)單鍵，N周圍有3個(gè)單鍵，且N含有孤電子對(duì)，故C、N最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，D正確。解析分子(離子)結(jié)構(gòu)與元素推斷的關(guān)鍵——成鍵情況與化合價(jià)信息(1)化學(xué)鍵信息：如能形成4個(gè)共價(jià)鍵的元素為C、Si等，能形成2個(gè)共價(jià)鍵的元素為O、S等，能形成1個(gè)共價(jià)鍵的元素為H或鹵族元素。(2)根據(jù)形成的簡(jiǎn)單陰、陽離子可確定原子的最外層電子數(shù)，如X2＋和Y2－，即X、Y原子最外層電子數(shù)分別為2和6。(3)化合價(jià)信息：化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0，結(jié)合某些常見元素的化合價(jià)或化學(xué)鍵等，可確定未知元素的化合價(jià)，間接確定最外層電子數(shù)目。物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)選擇題專練1.(2022·天津模擬)下列化學(xué)用語表達(dá)正確的是A.基態(tài)硫原子的軌道表示式：

3的VSEPR模型：

2分子的空間填充模型：

√硫原子的核外電子總數(shù)為16，基態(tài)硫原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4，基態(tài)S原子的軌道表示式為

，故A錯(cuò)誤；H2S為共價(jià)化合物，其電子式為

，故B錯(cuò)誤；解析2.(2022·江蘇，5)下列說法正確的是A.金剛石與石墨烯中的C—C—C夾角都為120°4、SiCl4都是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子C.鍺原子(32Ge)基態(tài)核外電子排布式為4s24p2D.ⅣA族元素單質(zhì)的晶體類型相同√解析金剛石中的碳原子為正四面體結(jié)構(gòu)，C—C—C夾角為109°28′，故A錯(cuò)誤；SiH4的化學(xué)鍵為Si—H，SiCl4的化學(xué)鍵為Si—Cl，均為極性鍵，均為正四面體，正負(fù)電荷中心重合，均為非極性分子，故B正確；鍺原子(32Ge)基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d104s24p2，故C錯(cuò)誤；ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨為混合型晶體，而硅形成的晶體硅為共價(jià)晶體，故D錯(cuò)誤。3.(2022·山東，5)AlN、GaN屬于第三代半導(dǎo)體材料，二者成鍵結(jié)構(gòu)與金剛石相似，晶體中只存在N—Al、N—Ga。下列說法錯(cuò)誤的是的熔點(diǎn)高于AlNB.晶體中所有化學(xué)鍵均為極性鍵C.晶體中所有原子均采取sp3雜化D.晶體中所有原子的配位數(shù)均相同√Al和Ga均為第ⅢA族元素，N屬于第ⅤA族元素，AlN、GaN的成鍵結(jié)構(gòu)與金剛石相似，則其均為共價(jià)晶體，由于Al原子的半徑小于Ga，N—Al的鍵長(zhǎng)小于N—Ga的鍵長(zhǎng)，則N—Al的鍵能較大，鍵能越大則其對(duì)應(yīng)的共價(jià)晶體的熔點(diǎn)越高，故GaN的熔點(diǎn)低于AlN，A說法錯(cuò)誤；不同元素的原子之間形成的共價(jià)鍵為極性鍵，故兩種晶體中所有化學(xué)鍵均為極性鍵，B說法正確；金剛石中每個(gè)C原子形成4個(gè)共價(jià)鍵(即C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4)，C原子無孤電子對(duì)，故C原子均采取sp3雜化，C原子的配位數(shù)是4，由于AlN、GaN與金剛石結(jié)構(gòu)相似，則其晶體中所有原子均采取sp3雜化，所有原子的配位數(shù)也均為4，C、D說法正確。解析4.(2022·遼寧，5)短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大?；鶓B(tài)X、Z、Q原子均有兩個(gè)單電子，W簡(jiǎn)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(cuò)誤的是能與多種元素形成共價(jià)鍵B.簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)：Z<QC.第一電離能：Y>ZD.電負(fù)性：W<Z√短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大，W簡(jiǎn)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(gè)單電子，可分類討論：①為第二周期元素時(shí)，最外層電子排布為2s22p2或2s22p4，即C或O；②為第三周期元素時(shí)，最外層電子排布為3s23p2或3s23p4，即Si或S。Q與Z同主族，結(jié)合原子序數(shù)大小關(guān)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等)形成共價(jià)鍵，A正確；Z和Q形成的簡(jiǎn)單氫化物分別為H2O和H2S，由于H2O分子間能形成氫鍵，故H2O的沸點(diǎn)高于H2S，B錯(cuò)誤；Y為N，Z為O，N的最外層p軌道電子為半充滿結(jié)構(gòu)，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(fù)性更大，D正確。解析5.(2022·丹東市模擬)蘿卜硫素是具有美容效果的天然產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)如圖所示，該物質(zhì)由五種短周期元素構(gòu)成，其中W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，Y、Z原子核外最外層電子數(shù)相等，下列說法錯(cuò)誤的是A.第一電離能：X>Y>ZB.簡(jiǎn)單離子半徑：Z>X>Y、X與氫原子可形成直線形化合物、X、Y分別形成的簡(jiǎn)單氫化物的熔、沸點(diǎn)在同主族元素中均為最高√通過結(jié)構(gòu)可知，蘿卜硫素含H、C，蘿卜硫素由五種短周期元素構(gòu)成，則W、X、Y、Z中有一種是C，還有一種是S；W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，Y、Z原子核外最外層電子數(shù)相等，結(jié)合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中的成鍵數(shù)目可知：X為N，Y為O，Z為S，W為C。同一周期從左到右，元素的第一電離能呈增大的趨勢(shì)，其中第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一電離能均高于其相鄰元素，即N的第一電離能大于O；同一主族從上到下，元素的第一電離能逐漸減小，即O的第一電離能大于S，故第一電離能：N＞O＞S，A正確；N3－和O2－的核外電子排布相同，N的原子序數(shù)小于O，故離子半徑：N3－＞O2－，N3－、O2－核外有2個(gè)電子層，S2－核外有3個(gè)電子層，則離子半徑：S2－＞N3－＞O2－，B正確；解析N、C、H組成的化合物為HCN，該分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形，C正確；X為N，Y為O，W為C，它們的簡(jiǎn)單氫化物分別為NH3、H2O和CH4，NH3和H2O分子間均存在氫鍵，使得它們的熔、沸點(diǎn)在同主族元素中均為最高，CH4分子間沒有氫鍵，其熔、沸點(diǎn)在同主族元素中最低，D錯(cuò)誤。6.(2022·湖北，9)某立方鹵化物可用于制作光電材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是2＋的配位數(shù)為6B.與F－距離最近的是K＋C.該物質(zhì)的化學(xué)式為KCaF3D.若F－換為Cl－，則晶胞棱長(zhǎng)將改變√Ca2＋配位數(shù)為與其距離最近且等距離的F－的個(gè)數(shù)，如圖所示，Ca2＋位于體心，F(xiàn)－位于面心，所以Ca2＋的配位數(shù)為6，A正確；F－與Cl－半徑不同，替換后晶胞棱長(zhǎng)將改變，D正確。解析7.(2022·遼寧丹東模擬)某FexNy的晶胞如圖1所示，晶胞邊長(zhǎng)為apm，Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或b位置Fe，形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x－n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示，下列說法正確的是A.該FexNy的化學(xué)式為Fe2NB.與N等距且最近的N為8個(gè)D.其中較穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為FeCu3N√N(yùn)原子位于晶胞體心，與N等距且最近的N為6個(gè)，故B錯(cuò)誤；解析8.第ⅤA族元素的原子(以R表示)與A原子結(jié)合形成RA3氣態(tài)分子，其空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。PCl5在氣態(tài)和液態(tài)時(shí)，分子結(jié)構(gòu)如圖所示，下列關(guān)于PCl5分子的說法不正確的是A.每個(gè)原子都達(dá)到最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B.Cl—P—Cl的鍵角有120°、90°、180°三種5受熱后會(huì)分解生成分子空間結(jié)構(gòu)呈三角錐形的PCl3D.分子中5個(gè)P—Cl的鍵能不都相同√P原子的最外層有5個(gè)電子，形成5個(gè)共用電子對(duì)，所以PCl5中P的最外層不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；由圖可知，三角雙錐上下兩個(gè)頂點(diǎn)Cl原子與中心P原子形成的Cl—P—Cl的鍵角為180°，中間為平面三角形，其中兩個(gè)頂點(diǎn)