《高中化學(xué)》專題三選擇題專攻1.元素“位-構(gòu)-性”關(guān)系的分析應(yīng)用

1.元素“位—構(gòu)—性”關(guān)系的分析應(yīng)用1．原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)反映物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。原子越容易失去電子，元素的金屬性就越強(qiáng)；原子越容易得電子，元素的非金屬性就越強(qiáng)。元素性質(zhì)的比較如表所示：性質(zhì)同周期(自左而右)同主族(自上而下)電子層結(jié)構(gòu)層數(shù)相同層數(shù)增大失電子能力逐漸減弱逐漸增強(qiáng)得電子能力逐漸增強(qiáng)逐漸減弱金屬性逐漸減弱逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱主要化合價(jià)最高正價(jià)升高(O、F除外)最高正價(jià)相同(O、F除外)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸、堿性酸性增強(qiáng)：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(qiáng)：LiOH＜NaOH＜KOH非金屬氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強(qiáng)：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(yáng)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(jù)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(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值3倍的元素：S。⑦最高正價(jià)不等于主族序數(shù)的元素：O、F(無(wú)正價(jià))。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(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為6的元素：Cl。?最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為4的元素：S。?最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為2的元素：N、P。?最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為0的元素：H、C、Si。(2)根據(jù)金屬性、非金屬性推斷①短周期中金屬性最強(qiáng)的元素：Na。②非金屬性最強(qiáng)的元素：F。③常見的半導(dǎo)體材料：Si。(3)根據(jù)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(jù)特殊性質(zhì)推斷①既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的常見物質(zhì)：Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3。②形成化合物種類最多、其單質(zhì)是硬度最大的物質(zhì)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(yīng)生成該元素的單質(zhì)的元素：S。⑥氣態(tài)氫化物和其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能反應(yīng)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(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物兩兩之間反應(yīng)生成鹽和水：Na、Al、S(或Cl)。3．微粒結(jié)構(gòu)的特性(1)熟記主族元素的價(jià)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(jià)層電子排布式Sc：3d14s2Ti：3d24s2V：3d34s2Cr：3d54s1Mn：3d54s2Fe：3d64s2Co：3d74s2Ni：3d84s2Cu：3d104s1Zn：3d104s24．認(rèn)識(shí)幾種含氧酸的結(jié)構(gòu)硫代硫酸(H2S2O3)過(guò)二硫酸(H2S2O8)亞磷酸(H3PO3)次磷酸(H3PO2)1．(2023·全國(guó)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(zhì)之一。下列說(shuō)法正確的是()A．原子半徑：X>WB．簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：X<ZC．Y與X可形成離子化合物D．Z的最高價(jià)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(cuò)誤；X的簡(jiǎn)單氫化物為H2O，分子間可以形成氫鍵，Z的簡(jiǎn)單氫化物為H2S，分子間不能形成氫鍵，所以簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：X＞Z，B錯(cuò)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(jià)含氧酸為硫酸，是強(qiáng)酸，D錯(cuò)誤。2．(2023·全國(guó)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(wú)色無(wú)味氣體生成。W、X、Y原子序數(shù)依次增大。簡(jiǎn)單離子X2－與Y2＋具有相同的電子結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是()A．X的常見化合價(jià)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(zhì)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(jià)態(tài)有－1價(jià)和－2價(jià)，如H2O2和H2O，A正確；原子半徑大小為Y＞W(wǎng)＞X，B錯(cuò)誤；Mg(OH)2只能與酸反應(yīng)生成鹽和水，不能與堿反應(yīng)，所以YX的水合物沒有兩性，C錯(cuò)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(cuò)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(jí)電子數(shù)量是p能級(jí)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(shuō)法不正確的是()A．電負(fù)性：Z>XB．最高正價(jià)：Z<MC．Q與M的化合物中可能含有非極性共價(jià)鍵D．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Z>Y答案B解析Y的s能級(jí)電子數(shù)量是p能級(jí)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(jù)此分析。同一周期元素從左至右，電負(fù)性逐漸增大，則電負(fù)性：Z>X，A正確；N最高正價(jià)為＋5價(jià)，O無(wú)最高正價(jià)，最高正價(jià)N大于O，B錯(cuò)誤；Na和O形成的過(guò)氧化鈉中含有非極性共價(jià)鍵，C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N大于C，硝酸酸性強(qiáng)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(gè)未成對(duì)電子，W原子在同周期中原子半徑最大。下列說(shuō)法不正確的是()A．第一電離能：Y>Z>XB．電負(fù)性：Z>Y>X>WC．Z、W原子形成稀有氣體電子構(gòu)型的簡(jiǎn)單離子的半徑：W<ZD．W2X2與水反應(yīng)生成產(chǎn)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(jù)同周期從左到右元素第一電離能呈增大趨勢(shì)，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(cuò)誤；根據(jù)同周期從左到右元素電負(fù)性逐漸增大，同主族從上到下元素電負(fù)性逐漸減小，則電負(fù)性：Z>Y>X>W，故B正確；根據(jù)同電子層結(jié)構(gòu)核多徑小，則Z、W原子形成稀有氣體電子構(gòu)型的簡(jiǎn)單離子的半徑：W<Z，故C正確；W2X2與水反應(yīng)生成產(chǎn)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(jià)層電子數(shù)相等，Z2是氧化性最強(qiáng)的單質(zhì)，4種元素可形成離子化合物(XY)＋(WZ4)－。下列說(shuō)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(shì)，但是N的價(jià)層電子排布為2s22p3的半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，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(cuò)誤；N的非金屬性強(qiáng)于B，故N2O3的氧化性比B2O3強(qiáng)，C錯(cuò)誤；N對(duì)應(yīng)的單質(zhì)為氮?dú)猓腥I，鍵能最大，D錯(cuò)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(hào)元素，W為金屬元素。基態(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(duì)電子數(shù)之比為2∶1∶3。下列說(shuō)法正確的是()A．電負(fù)性：X>Y>Z>WB．原子半徑：X<Y<Z<WC．Y和W的單質(zhì)都能與水反應(yīng)生成氣體D．Z元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物具有強(qiáng)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(fù)性依次增大，同一主族元素從上到下電負(fù)性依次減小，故四種元素的電負(fù)性大小為Y>X>Z>W，A錯(cuò)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(cuò)誤；F2與水反應(yīng)生成HF和O2，Ca與水反應(yīng)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(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為H3PO4，不具有強(qiáng)氧化性，D錯(cuò)誤。7．(2023·遼寧，9)某種鎂鹽具有良好的電化學(xué)性能，其陰離子結(jié)構(gòu)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(jià)電子數(shù)是Q原子價(jià)電子數(shù)的2倍。下列說(shuō)法錯(cuò)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(diào)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(nèi)層電子數(shù)多3。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()YZWXMA.非金屬性：W>Z>YB．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：M>YC．通過(guò)電解熔融的X2W3可制得X單質(zhì)D．氣態(tài)Z2W4的體系為無(wú)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(qiáng)，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(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物分別為H2SO4、H2CO3，則最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：M>Y，B正確；X為Al，W為O，通過(guò)電解熔融的Al2O3可制得Al單質(zhì)，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(cuò)誤。2．(2023·廣東揭陽(yáng)高三質(zhì)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(jiǎn)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(jià)為＋3，W是同周期元素中電負(fù)性最大的。下列說(shuō)法正確的是()XZWA.簡(jiǎn)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(duì)位置如圖所示D．Z、W的簡(jiǎn)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(shí)，核電荷數(shù)越大，半徑越小，簡(jiǎn)單離子半徑：X>Y，A錯(cuò)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(duì)位置錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤；鋁離子水解生成氫氧化鋁，促進(jìn)水的電離，D錯(cuò)誤。3．(2023·廣東茂名高三一模)我國(guó)科學(xué)家合成了一種深紫外非線性光學(xué)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(fù)性最強(qiáng)的元素，Y是地殼中含量最高的元素，X的3p軌道有3個(gè)電子。下列說(shuō)法中不正確的是()A．電負(fù)性：Y>XB．簡(jiǎn)單離子半徑：Y>ZC．簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：X<ZD．M最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物能與鹽酸反應(yīng)答案D解析分析可知M是B，Z是F，Y是O，X是P。電負(fù)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(jiǎn)單離子半徑：Y＞Z，B正確；非金屬性：F＞P，則簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Z＞X，C正確；M最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為硼酸，硼酸不與鹽酸反應(yīng)，D錯(cuò)誤。4．(2023·廣州高三一模)2022年我國(guó)科學(xué)家首次在月球上發(fā)現(xiàn)一種硅酸鹽礦物，該物質(zhì)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(jià)為＋1，Z和E同族。下列說(shuō)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(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)堿D．簡(jiǎn)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?yàn)樵有驍?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(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中，NaOH和Ca(OH)2為強(qiáng)堿，Mg(OH)2為中強(qiáng)堿，C錯(cuò)誤；因?yàn)镺的非金屬性強(qiáng)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(gòu)成[ZX4]＋，W與Z同周期?；衔顰有順式和反式兩種同分異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)如圖。下列說(shuō)法正確的是()A．簡(jiǎn)單離子半徑：W>Z>YB．根據(jù)結(jié)構(gòu)可以推測(cè)順式結(jié)構(gòu)能溶于水，反式結(jié)構(gòu)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(shí)，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，簡(jiǎn)單離子半徑：W<Z<Y，A錯(cuò)誤；順式結(jié)構(gòu)能和水分子形成氫鍵、反式結(jié)構(gòu)會(huì)形成分子內(nèi)氫鍵，導(dǎo)致順式結(jié)構(gòu)能溶于水，反式結(jié)構(gòu)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(cuò)誤；化合物A中Cu2＋提供空軌道、N提供孤電子對(duì)，能形成配位鍵，D錯(cuò)誤。6．(2023·山東煙臺(tái)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(jié)構(gòu)如圖的離子液體。已知陽(yáng)離子中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與苯類似，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．原子半徑：Z>X>YB．第一電離能：Y>X>ZC．陽(yáng)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(gè)共價(jià)鍵，Z為S，X能形成3個(gè)共價(jià)鍵，X為N，Y形成1個(gè)共價(jià)鍵，Y為F。S具有3個(gè)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(shì)，同主族元素從上到下第一電離能呈減小趨勢(shì)，則第一電離能：F>N>S，B正確；已知該陽(yáng)離子中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)與苯環(huán)類似，該陽(yáng)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(yáng)離子存在Πeq\o\al(6,5)大π鍵，C正確；N2F2的電子式為，D錯(cuò)誤。7．V、W、X、Y、Z是由周期表中前20號(hào)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(yīng)關(guān)系如圖：下列有關(guān)說(shuō)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(yàn)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(zhì)，其水化物能抑制水的電離D．Y和X反應(yīng)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(wú)色氣體)，在中學(xué)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