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微专题13　基于推断的物质结构与性质的综合考查　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.试题特点
(1)题型:选择题。
(2)考查形式:元素原子的核外电子排布;元素的电离能、电负性以及其化合物性质的比较;分子的空间结构以及轨道杂化方式。
2.试题情境模型
(1)以相关元素原子的核外电子排布特点,结合相关元素的化合物性质作为试题情境。
(2)以不常见的分子、配合物的结构为信息载体。
3.解题的基本能力要求
(1)熟悉常见元素原子的核外电子排布特点,重要元素化合物的物理、化学性质。
(2)明确重要元素原子的成键特征(共价键、配位键)。
1.(2024·广东卷,12)一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图所示。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则(　　)
[A] 沸点:ZR3[B] 最高价氧化物的水化物的酸性:Z[C] 第一电离能:Z[D] Z和W空间结构均为平面三角形
2.(2024·贵州卷,9)某化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q组成(结构如图)。X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物。下列说法错误的是(　　)
[A] 第一电离能:Y[B] 该化合物中Q和W之间可形成氢键
[C] X与铝元素有相似的性质
[D] W、Z、Q三种元素可形成离子化合物
3.X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期元素。基态X原子核外有两个未成对电子,基态Y原子的p能级处于半充满状态,Z的基态原子价层电子排布式为nsn-1,W的单质能与氢氧化钠溶液反应产生氢气,R是同周期电负性最大的元素。下列说法正确的是(　　)
[A] 氢化物的沸点:Y>X
[B] 第一电离能:W>Z
[C] Z、W分别与R形成的简单化合物的熔点:Z[D] XR4和YR3的VSEPR模型相同
4.(2024·河北正定中学月考)某离子液体结构如图,其中Q、R、T、X、Y和Z为原子序数依次增大的主族元素,基态T原子和Y原子的最外层均有两个单电子,Q、R、X和Z的质子数均为奇数且总和为22。下列说法错误的是(　　)
[A] T、X、Y形成的氢化物的沸点依次升高
[B] 最高价氧化物对应水化物的酸性:R[C] Q、T、X、Y可形成离子晶体、分子晶体
[D] R的空间结构为正四面体形
5.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期主族元素。甲、乙、丙依次为元素X、Y、Z与元素W形成的化合物,丁为Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液。常温下,丙为红棕色气体,乙能使澄清石灰水变浑浊。上述物质转化关系如图所示,下列说法正确的是(　　)
[A] H2W2为非极性分子,H2W为极性分子,且沸点:H2W2>H2W
[B] 若Y的最高价氧化物的晶胞参数为a pm,则其晶体密度为×1030g/cm3,距离最近的两个分子之间的距离为 a pm
[C] 电负性:W>Z>Y>X;第一电离能:Z>W>Y
[D] Z的最高价氧化物对应水化物的酸根离子的空间结构为三角锥形,Z原子发生sp2杂化
6.化合物 (YX4)2 W(TZ4)2·6X2Z 是分析化学中重要的基准物质,其中X、Y、Z、T分别位于三个短周期,原子序数依次增加,T与Z同主族;常温下YZ2为气体,其分子的总电子数为奇数;W为常见的金属元素,在该化合物中W离子的价层电子排布式为3d6,在惰性气体氛围中该物质的热重曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)
[A] 元素的第一电离能:Y>Z>T
[B] W元素位于元素周期表的d区
[C] 580 ℃热分解后得到的固体化合物是WZ
[D] 简单气态氢化物的稳定性:Z>Y
微专题13　基于推断的物质结构与性质的综合考查
[对点训练]
1.D　Y可形成5个共价键,Z可形成3个共价键,Z和Y同族,Y原子序数比Z大,即Z为N,Y为P,W可形成4个共价键,原子序数比N的小,即W为C,R可形成1个共价键,原子序数比C的小,即R为H,X可形成2个共价键,原子序数在N和P之间,即X为O。综上可知R为H、W为C、Z为N、X为O、Y为P。由于NH3可形成分子间氢键,而PH3不能,因此沸点NH3>PH3,故A错误;W为C、Z为N,由于非金属性C2.A　X的最外层电子数等于内层电子数,则X的核外电子排布式为1s22s2,X为Be,W只能形成一个共价键,结合W的位置可知,W为H,Y是有机物分子骨架元素,则Y为C,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物,则Q为O,则Z为N。同一周期,从左到右,元素的第一电离能呈增大的趋势,氮原子中2p能级为半充满结构,较为稳定,第一电离能大于同周期与之相邻的元素,则第一电离能C(Y)3.D　X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期元素,基态Y原子的p能级处于半充满状态,则Y为氮(N)元素;基态X原子核外有两个未成对电子,X的原子序数比Y的小,X为碳(C)元素;Z的基态原子价层电子排布式为nsn-1,n=3,即3s2,Z为镁(Mg)元素;W的单质能与氢氧化钠溶液反应产生氢气,则W可能为铝(Al)或硅(Si)元素;R是同周期电负性最大的元素,且R是第三周期元素,则R是氯(Cl)元素。X为C,Y为N,X的氢化物包括所有烃,Y的氢化物有NH3、N2H4等,无法比较X、Y氢化物的沸点高低,A错误;Z为Mg,W可能为Al或Si,同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大,因此第一电离能Mg>Al,Si>Mg,B错误;Z与R形成的MgCl2属于离子晶体,而W无论是Al还是Si,形成的AlCl3、SiCl4均为分子晶体,所以MgCl2的熔点高,C错误;XR4、YR3分别为CCl4和NCl3,二者的中心原子价层电子对数均为4,VSEPR模型均为四面体形,D正确。
4.A　由该离子液体的结构可知,原子序数依次增大的主族元素Q、R、T、X、Y和Z形成共价键的数目依次为1、4、4、4、2和1,Q、R、X和Z的质子数均为奇数且总和为22,则Q为H、R为B、X为N、Z为F,基态T原子和Y原子的最外层均有两个单电子,则T为C、Y为O。碳元素形成的氢化物可能为气态烃、液态烃、固态烃,固态烃的沸点高于氨和水的,故A错误;同周期元素从左到右,非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,则硼酸的酸性弱于碳酸的酸性,故B正确;氢、碳、氮、氧四种元素形成的碳酸铵、碳酸氢铵和羧酸铵是含有离子键和共价键的离子晶体,形成的硝基苯、氨基酸等是含有共价键的分子晶体,故C正确;四氟合硼离子的中心硼原子的价层电子对数为4、孤电子对数为0,该离子的空间结构为正四面体形,故D正确。
5.C　由于丙为红棕色气体,又是Z与W组成的化合物,故Z为N,W为O;由于乙能使澄清石灰水变浑浊,初步推断乙为CO2,则Y单质与N的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液也就是浓硝酸反应生成CO2和NO2,则Y为C,由于C与浓硝酸反应生成CO2、NO2、H2O,故X应为H。H2O2为极性分子,A错误;CO2的晶胞中两分子之间最近的距离为面心CO2分子到顶点CO2分子之间的距离,应为a pm,B错误;电负性O>N>C>H,第一电离能N>O>C,C正确;N的空间结构为平面三角形,N发生sp2杂化,D错误。
6.C　W为常见的金属元素,离子的价层电子排布式为3d6,则W为Fe;X、Y、Z、T分别位于三个短周期,原子序数依次增加,则X为H;常温下YZ2为气体,其分子的总电子数为奇数,则YZ2为二氧化氮,Y为N、Z为O;T与Z同主族,则T为S。同主族元素,从上到下第一电离能依次减小,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,其元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为N>O>S,故A正确;铁的原子序数为26,基态原子的价层电子排布式为3d64s2,则铁元素位于元素周期表的d区,故B正确;由题意可知,该化合物的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,相对分子质量为392,取1 mol该物质进行热重分析,由热重曲线可知,580 ℃热分解后得到固体的质量为392 g×(100%-9.2%-9.2%-9.2%-52.0%)≈80 g,则得到的固体化合物为氧化铁,故C错误;同周期元素,从左到右非金属性依次增强,简单气态氢化物的稳定性依次增强,则水分子的稳定性强于氨分子的,故D正确。
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基于推断的物质结构与性质的综合考查
微专题13　
1.试题特点
(1)题型:选择题。
(2)考查形式:元素原子的核外电子排布;元素的电离能、电负性以及其化合物性质的比较;分子的空间结构以及轨道杂化方式。
2.试题情境模型
(1)以相关元素原子的核外电子排布特点,结合相关元素的化合物性质作为试题情境。
(2)以不常见的分子、配合物的结构为信息载体。
3.解题的基本能力要求
(1)熟悉常见元素原子的核外电子排布特点,重要元素化合物的物理、化学性质。
(2)明确重要元素原子的成键特征(共价键、配位键)。
对点训练
1.(2024·广东卷,12)一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图所示。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则(　　)
[A] 沸点:ZR3[B] 最高价氧化物的水化物的酸性:Z[C] 第一电离能:ZD
【解析】 Y可形成5个共价键,Z可形成3个共价键,Z和Y同族,Y原子序数比Z大,即Z为N,Y为P,W可形成4个共价键,原子序数比N的小,即W为C,R可形成1个共价键,原子序数比C的小,即R为H,X可形成2个共价键,原子序数在N和P之间,即X为O。综上可知R为H、W为C、Z为N、X为O、Y为P。由于NH3可形成分子间氢键,而PH3不能,因此沸点NH3>PH3,故A错误;W为C、Z为N,由于非金属性C2.(2024·贵州卷,9)某化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q组成(结构如图)。X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物。下列说法错误的是(　　)
[A] 第一电离能:Y[B] 该化合物中Q和W之间可形成氢键
[C] X与铝元素有相似的性质
[D] W、Z、Q三种元素可形成离子化合物
A
【解析】 X的最外层电子数等于内层电子数,则X的核外电子排布式为1s22s2,X为Be,W只能形成一个共价键,结合W的位置可知,W为H,Y是有机物分子骨架元素,则Y为C,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物,则Q为O,则Z为N。同一周期,从左到右,元素的第一电离能呈增大的趋势,氮原子中2p能级为半充满结构,较为稳定,第一电离能大于同周期与之相邻的元素,则第一电离能C(Y)3.X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期元素。基态X原子核外有两个未成对电子,基态Y原子的p能级处于半充满状态,Z的基态原子价层电子排布式为nsn-1,W的单质能与氢氧化钠溶液反应产生氢气,R是同周期电负性最大的元素。下列说法正确的是(　　)
[A] 氢化物的沸点:Y>X
[B] 第一电离能:W>Z
[C] Z、W分别与R形成的简单化合物的熔点:Z[D] XR4和YR3的VSEPR模型相同
D
【解析】 X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期元素,基态Y原子的p能级处于半充满状态,则Y为氮(N)元素;基态X原子核外有两个未成对电子,X的原子序数比Y的小,X为碳(C)元素;Z的基态原子价层电子排布式为nsn-1,n=3,即3s2,Z为镁(Mg)元素;W的单质能与氢氧化钠溶液反应产生氢气,则W可能为铝(Al)或硅(Si)元素;R是同周期电负性最大的元素,且R是第三周期元素,则R是氯(Cl)元素。X为C,Y为N,X的氢化物包括所有烃,
Y的氢化物有NH3、N2H4等,无法比较X、Y氢化物的沸点高低,A错误;
Z为Mg,W可能为Al或Si,同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大,因此第一电离能Mg>Al,Si>Mg,B错误;Z与R形成的MgCl2属于离子晶体,而W无论是Al还是Si,形成的AlCl3、SiCl4均为分子晶体,所以MgCl2的熔点高,C错误;XR4、YR3分别为CCl4和NCl3,二者的中心原子价层电子对数均为4,VSEPR模型均为四面体形,D正确。
4.(2024·河北正定中学月考)某离子液体结构如图,其中Q、R、T、X、Y和Z为原子序数依次增大的主族元素,基态T原子和Y原子的最外层均有两个单电子,Q、R、X和Z的质子数均为奇数且总和为22。下列说法错误的是
(　　)
[A] T、X、Y形成的氢化物的沸点依次升高
[B] 最高价氧化物对应水化物的酸性:R[C] Q、T、X、Y可形成离子晶体、分子晶体
[D] R的空间结构为正四面体形
A
【解析】 由该离子液体的结构可知,原子序数依次增大的主族元素Q、R、T、X、Y和Z形成共价键的数目依次为1、4、4、4、2和1,Q、R、X和Z的质子数均为奇数且总和为22,则Q为H、R为B、X为N、Z为F,基态T原子和Y原子的最外层均有两个单电子,则T为C、Y为O。碳元素形成的氢化物可能为气态烃、液态烃、固态烃,固态烃的沸点高于氨和水的,故A错误;同周期元素从左到右,非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,则硼酸的酸性弱于碳酸的酸性,故B正确;氢、碳、氮、氧四种元素形成的碳酸铵、碳酸氢铵和羧酸铵是含有离子键和共价键的离子晶体,形成的硝基苯、氨基酸等是含有共价键的分子晶体,故C正确;四氟合硼离子的中心硼原子的价层电子对数为4、孤电子对数为0,该离子的空间结构为正四面体形,故D正确。
5.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期主族元素。甲、乙、丙依次为元素X、Y、Z与元素W形成的化合物,丁为Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液。常温下,丙为红棕色气体,乙能使澄清石灰水变浑浊。上述物质转化关系如图所示,下列说法正确的是
(　　)
[A] H2W2为非极性分子,H2W为极性分子,且沸点:H2W2>H2W
C
[C] 电负性:W>Z>Y>X;第一电离能:Z>W>Y
[D] Z的最高价氧化物对应水化物的酸根离子的空间结构为三角锥形,Z原子发生sp2杂化
6.化合物 (YX4)2 W(TZ4)2·6X2Z 是分析化学中重要的基准物质,其中X、Y、Z、T分别位于三个短周期,原子序数依次增加,T与Z同主族;常温下YZ2为气体,其分子的总电子数为奇数;W为常见的金属元素,在该化合物中W离子的价层电子排布式为3d6,在惰性气体氛围中该物质的热重曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)
[A] 元素的第一电离能:Y>Z>T
[B] W元素位于元素周期表的d区
[C] 580 ℃热分解后得到的固体化合物是WZ
[D] 简单气态氢化物的稳定性:Z>Y
C
【解析】 W为常见的金属元素,离子的价层电子排布式为3d6,则W为Fe;X、Y、Z、T分别位于三个短周期,原子序数依次增加,则X为H;常温下YZ2为气体,其分子的总电子数为奇数,则YZ2为二氧化氮,Y为N、Z为O;T与Z同主族,则T为S。同主族元素,从上到下第一电离能依次减小,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,其元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为N>O>S,故A正确;铁的原子序数为26,基态原子的价层电子排布式为3d64s2,则铁元素位于元素周期表的d区,故B正确;
由题意可知,该化合物的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,相对分子质量为392,取1 mol该物质进行热重分析,由热重曲线可知,580 ℃热分解后得到固体的质量为392 g×(100%-9.2%-9.2%-9.2%-52.0%)≈80 g,则得到的固体化合物为氧化铁,故C错误;同周期元素,从左到右非金属性依次增强,简单气态氢化物的稳定性依次增强,则水分子的稳定性强于氨分子的,故D正确。

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