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第28讲　元素“位、构、性”的推断
1.了解元素推断常见题型,掌握各种题型的解题策略。2.能利用元素“位、构、性”之间的关系进行元素推断。
考点一　依据原子结构、元素性质推断元素
1.依据原子结构及周期表位置推断
原子结构特点 周期表中位置特点 元素
最外层电子数和电子层数相等 主族序数等于周期数 H、Be、Al等
最外层电子数是电子层数的2倍 主族序数等于周期数2倍 C、S
最外层电子数是电子层数的3倍 主族序数等于周期数3倍 O
电子层数是最外层电子数的2倍 周期数是主族序数2倍 Li、Ca、Tl
电子层数是最外层电子数的3倍 周期数是主族序数3倍 Na、Ba
未成对电子数是3的主族元素 第ⅤA族 N、P、As等
(1)第四周期中价层未成对电子数为1的元素有几种 写出它们的价层电子排布式。
5种,4s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5。
(2)第四周期中3d轨道处于半充满状态的元素有哪些 写出它们的价层电子排布式。
Cr,价层电子排布式:3d54s1;Mn,价层电子排布式:3d54s2。
2.依据元素性质推断
元素及其化合物的性质 推断元素
单质密度最小的元素或宇宙中含量最多的元素 H
单质密度最小的金属元素 Li
形成化合物种类最多的元素或单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素 C
空气中含量最多的元素或氢化物的水溶液呈碱性的元素 N
地壳中含量最多的元素或简单氢化物的沸点最高的元素或简单氢化物在通常情况下呈液态的元素 O
最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素 Al
元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素 S
1.(2025·辽宁大连一模)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的简单氢化物分子呈三角锥形,Y的周期序数与族序数相等,基态Z原子3p原子轨道上有1个未成对电子,W与Z处于同一主族。下列说法不正确的是(　B　)
A.原子半径:Y>Z
B.第一电离能:W>Z
C.XZ3是极性分子
D.X、Y可以形成共价晶体
2.(2025·河北邯郸模拟)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、W位于同主族但不相邻,基态Z原子价层电子排布式为nsn2p2n,WXYZ3是生活中常见的食品发泡剂。下列叙述正确的是(　C　)
A.电负性:Z>X>Y
B.第一电离能:W>Y>Z
C.最简单氢化物的键角:Y>Z
D.熔点:WX解析:基态Z原子价层电子排布式为nsn2p2n,则n=2,Z元素为O,X、W位于同主族但不相邻,WXYZ3是生活中常见的食品发泡剂,则WXYZ3为NaHCO3,即X元素为H,Y元素为C,W元素为Na。根据元素周期律,电负性:O>C>H,A错误;第一电离能:O>C>Na,B错误;C的最简单氢化物是CH4,键角是109°18',Z元素为O,最简单氢化物是H2O,键角是105°,键角大小:CH4>H2O,C正确;NaH是离子晶体,CO2是分子晶体,熔点:NaH>CO2,D错误。
3.(2025·甘肃卷)X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Q基态原子的价电子数相同,均为其K层电子数的3倍,X与Z同族,W为金属元素,其原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法错误的是(　B　)
A.X与Q组成的化合物具有还原性
B.Y与Q组成的化合物水溶液显碱性
C.Z、W的单质均可在空气中燃烧
D.Z与Y按原子数1︰1组成的化合物具有氧化性
解析:X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Q基态原子的价电子数相同,均为其K层电子数的3倍,则Y、Q基态原子的价电子数均为6,Y、Q分别为O、S;X与Z同族,W为金属元素,其原子序数等于X与Z的原子序数之和,则X为H、Z为Na、W为Mg。H与S组成的H2S中S为-2价,能被氧化,故H2S具有还原性,A正确;O与S组成的化合物有SO2、SO3,二者均为酸性氧化物,其水溶液显酸性,B错误;Na、Mg的单质均能在空气中燃烧,C正确;Na与O按原子数1︰1组成的化合物为Na2O2,其中O为-1价,故Na2O2具有氧化性,D正确。
4.(2025·云南卷)钙霞石是一种生产玻璃陶瓷的原料,所含M、Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素,M是原子半径最小的元素,Q是形成物质种类最多的元素,R是地壳中含量最高的元素,T、X、Y同周期,Q、X均与Y相邻,Z的原子序数等于M、R和T的原子序数之和。下列说法正确的是(　A　)
A.M与Z可形成离子化合物
B.原子半径:RC.QR2是极性分子
D.电负性:Y解析:M是原子半径最小的元素,故M为H,Q是形成物质种类最多的元素,则Q为C,R是地壳中含量最高的元素,R为O,T、X、Y同周期且原子序数递增。Q(C)和X均与Y相邻,结合原子序数:Z=M+R+T=1+8+T,Z≤20,得T=11(Na),Z=20(Ca)。又因为T、X、Y同周期,Q、X均与Y相邻,可推出Q(C)与Y(Si)同主族相邻,X(Al)与Y(Si)相邻且T(Na)、X(Al)、Y(Si)同属第三周期,综上分析,M为H、Q为C、R为O、T为Na、X为Al、Y为Si、Z为Ca,据此解答。H与Ca形成CaH2,为活泼金属形成的氢化物,是离子化合物,A正确;同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,同主族元素原子半径从上到下逐渐增大,R为O、T为Na、X为Al,则它们的原子半径大小为O考点二　依据成键特征、物质结构推断元素
短周期元素 族 常见成键情况 特殊成键情况
H ⅠA 1个共价键:—X —
B、Al ⅢA 3个共价键: 4个共价键:(位于阴离子中)
C、Si ⅣA 4个共价键:或或 —
N、P ⅤA 3个共价键:或X—或≡X 4个共价键:或(位于阳离子中); 6个共价键:(位于阴离子中);(10e-结构)等
O、S ⅥA 2个共价键:—X—或 X S可形成(12e-结构)等
F、Cl ⅦA 1个共价键:—X Cl可形成(14e-结构)等
1.(2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是(　D　)
A.电负性:W>Y
B.酸性:W2YX3>W2YX4
C.基态原子的未成对电子数:W>X
D.氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y
解析:主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,则Z有4个能层。根据这4种元素形成的化合物的结构可以推断,W、X、Y、Z分别为H、O、S、K。H2S中S显-2价,因此,电负性:S>H,A错误;H2SO3是弱酸,而H2SO4是强酸,因此,在相同条件下,后者的酸性较强,B错误;H只有1个电子,O的2p轨道上有4个电子,且有2个未成对电子,因此,基态原子的未成对电子数为O>H,C错误;K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱KOH,S的氧化物溶于水且与水反应生成H2SO3或H2SO4,因此,氧化物溶于水所得溶液的pH的大小关系为K>S,D正确。
2.(2025·山东肥城模拟)某离子液体的结构如图所示,其阴离子能与纤维素中的羟基形成氢键,对纤维素有很好的溶解性。W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y是组成有机物的基本骨架元素。下列说法正确的是(　D　)
A.第一电离能:Y>Z
B.阴离子中X不满足8电子稳定结构
C.氢化物的沸点:Z>Y
D.WQ属于酸,但能与某些酸性氧化物反应
解析:Y是组成有机物的基本骨架元素,则Y为C;Q的原子序数大于C,形成1个共价键,且离子液体的阴离子能与纤维素中的羟基形成氢键,说明Q的电负性较大,则Q为F;Z能形成3个共价键或4个共价键,原子序数大于C,小于F,则Z为N;X的原子序数小于C,且形成X,则X为B;W的原子序数最小,结合成键特点,则W为H,据此分析。N的2p能级处于半充满状态,第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:N>C,A错误;B原子核外有3个价电子,4个F提供4个电子,又带1个单位的负电荷,故B中B满足8电子稳定结构,B错误;Y为C,Z为N,NH3分子间可以形成氢键,简单氢化物的沸点:NH3>CH4,题中未标明最简单的氢化物,则有固态烃,沸点高于NH3,C错误;HF为弱酸,可与SiO2反应,D正确。
3.(2025·湖南邵阳三模)某除草剂的分子结构如图所示。X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,E与Z同族,W与Z同周期。下列说法错误的是(　A　)
A.Y的氢化物的沸点小于Z的氢化物的沸点
B.基态原子的未成对电子数:YC.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>E>Y
D.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:W解析:由题干信息可知,X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,E与Z同族,W与Z同周期,并结合分子结构可知,X形成一个共价键,Y形成4个共价键,Z形成3个共价键,W形成2个共价键,E形成5个共价键,由此可推测,X为H、Y为C、Z为N、W为O、E为P。由分析可知,Y为C、Z为N,Y的氢化物有多种烃类,Z的氢化物为NH3、N2H4,烃类有气态、液态、固态等,无法确定Y的氢化物与NH3、N2H4沸点高低,A错误;由分析可知,Y为C、Z为N,Y(C)基态原子未成对电子数为2,Z(N)基态原子未成对电子数为3,基态原子的未成对电子数:CE(P)>Y(C),最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3>H3PO4>H2CO3,即Z>E>Y,C正确;Z(N)、W(O)形成的简单离子为N3-、O2-,电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故W1.(2025·河北卷)W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,X与W同族,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是(　A　)
A.第二电离能:XC.单质沸点:Y解析:W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,则W的电子排布式可能是1s22s22p2(C)或1s22s22p63s23p4(S),若W是C,X与W同族,则X是Si,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,则Y是P,Z位于W的对角线位置,则满足条件的Z是P,与Y重复,则W是S,X与W同族,则X是O,Z是F,Y是N。基态N原子失去1个电子后,电子排布式为1s22s22p2,基态O原子失去1个电子后,电子排布式为1s22s22p3,为半充满的稳定结构,再失去1个电子所需能量高,因此X(O)的第二电离能大于Y(N),A错误;同主族元素从上到下,原子半径变大,同周期元素从左到右,原子半径变小,F(Z)位于第二周期,S(W)位于第三周期,原子半径:S>O>F,即Z2.(2025·重庆卷)某化合物由原子序数依次增大的长周期主族元素X、Y和Z组成。X的价层电子数为4,Y只有一个未成对电子,Z+的电子占据的最高能级为全充满的4p能级。关于这三种元素说法正确的是(　D　)
A.X、Y和Z位于同一周期
B.氧化物的水化物碱性最强的是X
C.单质熔点最高的是Y
D.原子半径最大的是Z
解析:X、Y、Z的原子序数依次增大且均为长周期主族元素,X的价层电子数为4(第ⅣA族),Y有1个未成对电子(可能为第ⅠA族或第ⅦA族),Z+的4p轨道填满,说明Z的原子序数为37,即Rb,根据原子序数依次增大,可确定X为Ge,Y为Br。分析可知,X为Ge,Y为Br,Z为Rb,不属于同一周期,A错误。X为Ge,Y为Br,Z为Rb,金属性最强的元素为Rb,所以最高价氧化物对应水化物碱性最强的是Z,B错误。X为Ge,单质为金属晶体;Y为Br,单质为分子晶体;Z为Rb,单质为金属晶体;Ge原子半径较小,而且价电子数多,金属键较强,熔点较高,所以单质熔点最高的是X,C错误。电子层数越多,原子半径越大,X、Y位于第四周期,Z位于第五周期,所以Z的原子半径最大,D正确。
3.(2025·湖南卷)MZ2浓溶液中含有的X[MZ2(YX)]具有酸性,能溶解金属氧化物。元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,分别位于不同的前四周期。Y的最外层电子数是内层的3倍,X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,M的价层电子排布是3d104s2。下列说法正确的是(　D　)
A.电负性:X>Y
B.Y形成的两种单质均为非极性分子
C.由X、Y、Z形成的化合物均为强电解质
D.铁管上镶嵌M,铁管不易被腐蚀
解析:Y的最外层电子数是内层的3倍,则Y的最外层电子数为6,Y为O,X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,则X的最外层电子数应为1,原子序数小于氧元素,则X为H,Z的最外层电子数为7,则Z为Cl,M的价层电子排布是3d104s2,M是Zn。综上所述,X为H、Y为O、Z为Cl、M是Zn,据此解答。非金属性越强,电负性越大,H2O中O为负价,因此X(H)的电负性小于Y(O),A错误;Y(O)的单质中,O2是非极性分子,但O3是极性分子,B错误;X(H)、Y(O)、Z(Cl)形成的化合物如HClO,属于弱电解质,并非全部为强电解质,C错误;M为Zn,比Fe活泼,镶嵌Zn会通过牺牲阳极保护铁管,使其不易被腐蚀,D正确。
4.(2025·安徽卷)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z位于同一主族。下列说法错误的是(　D　)
A.元素电负性:X>Z>Y
B.该物质中Y和Z均采取sp3杂化
C.基态原子未成对电子数:WD.基态原子的第一电离能:X>Z>Y
解析:W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z位于同一主族,且X、Z均形成2个共价键,则X为O,Z为S;Y形成5个共价键且原子序数位于O、S之间,则Y为P;W形成1个共价键,原子序数最小,则W为H。同周期元素从左向右电负性逐渐增大,同主族元素从上向下电负性逐渐减小,故电负性:O>S>P,即X>Z>Y,A正确;该物质中,P原子的价层电子对数为4+=4,为sp3杂化,S原子的价层电子对数为2+=4,为sp3杂化,B正确;基态H原子未成对电子数为1,基态O原子的价层电子排布式为2s22p4,未成对电子数为2,基态P原子的价层电子排布式为3s23p3,未成对电子数为3,则基态原子未成对电子数:HS,D错误。
5.(2025·陕晋宁青卷)一种高聚物(XYZ2)n被称为“无机橡胶”,可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素,X、Y价电子数相等,X、Z电子层数相同,基态Y的2p轨道半充满,Z的最外层只有1个未成对电子,下列说法正确的是(　D　)
A.X、Z的第一电离能:X>Z
B.X、Y的简单氢化物的键角:X>Y
C.最高价含氧酸的酸性:Z>X>Y
D.X、Y、Z均能形成多种氧化物
解析:X、Y的价电子数相等,则X、Y属于同一主族,且X形成5个键,Y形成3个键,基态Y的2p轨道半充满,则X为P元素,Y为N元素,X、Z电子层数相同,Z的最外层只有1个未成对电子,Z形成1个键,Z为Cl元素,以此分析。同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,第一电离能:Cl>P,A错误;X、Y的简单氢化物分别为PH3和NH3,电负性:N>P,共用电子对距N近,成键电子对斥力N—H大于P—H,键角:NH3>PH3,B错误;元素的非金属性越强,其最高价含氧酸酸性越强,非金属性:Cl>N>P,酸性:HClO4>HNO3>H3PO4,C错误;P、N、Cl均能形成多种氧化物,D正确。
课时作业28(总分:60分)
1.(4分)(2025·湖南常德模拟)X、Y、Z、P是原子序数依次增大的短周期主族元素,X的族序数是周期序数的2倍,Y与Z同主族,Z原子的最外层电子数是X原子电子层数的3倍。下列说法正确的是(　C　)
A.原子半径:Y>Z>X
B.最高正价:P>Y=Z
C.ZP2中各原子最外层均满足8电子结构
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>P>X
2.(4分)(2025·四川卷)由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W组成的化合物,其结构如图所示。X的核外电子数与电子层数相同,Y、W同族,Z的价电子数等于X与Y的价电子数之和。下列说法正确的是(　B　)
A.原子半径:Z>Y>X
B.电负性:Z>Y>W
C.简单氢化物的沸点:YD.Y的第一电离能高于同周期相邻元素
解析:原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W,X的核外电子数与电子层数相同,X可以形成一条共价键,故X为H;Y可以形成两条共价键,则位于第ⅥA族,Y、W同族,故Y为O,W为S;Z的价电子数等于X与Y的价电子数之和(1+6=7),Z位于第ⅦA族,且原子序数小于S,故Z为F,据此分析。H是原子半径最小的元素,同周期元素由左至右原子半径减小,故原子半径:O>F>H,A错误;同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,电负性:F>O>S,B正确;H2O分子之间可以形成氢键使沸点升高,而H2S无分子间氢键,简单氢化物的沸点:Y>W,C错误;Y是O,同周期元素由左至右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能比相邻元素高,故第一电离能:N>O、F>O,D错误。
3.(4分)(2025·福建厦门模拟)1934年约里奥·居里夫妇在核反应中用α粒子(氦核He)轰击金属原子Y开创了人造放射性核素的先河:→n,其中元素X、Y的最外层电子数之和为8,下列叙述错误的是(　D　)
A.X制餐具不宜用来蒸煮酸性或者碱性食物
B.Y的最高价氧化物是一种常见的干燥剂
C.X的最高价氧化物的水化物碱性弱于同周期其他金属元素
D.Y的简单氢化物的沸点高于其上一周期且同主族的元素
解析:由核反应的质量数守恒可得W+4=30+1,解得W=27,X为金属且元素X、Y的最外层电子数之和为8,则X为Al,Y为P。铝会与酸或碱反应,故铝制餐具不宜用来蒸煮酸性或者碱性食物,A正确;P的最高价氧化物为P2O5,易与水反应生成不挥发的H3PO4,故P的最高价氧化物是一种常见的干燥剂,B正确;金属性越强,最高价氧化物的水化物碱性越强,同周期中金属性铝弱于镁、钠,故铝的最高价氧化物的水化物碱性弱于同周期其他金属元素,C正确;P的简单氢化物PH3的沸点低于NH3,因为NH3分子间可以形成氢键,使沸点升高,D错误。
4.(4分)(2025·湖南怀化二模)短周期元素T、X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中T的单质在一定条件下能与W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应并生成两种酸性气体,则下列相关说法正确的是(　C　)
A.离子半径:XB.最简单气态氢化物的稳定性:WC.TW2分子中每个原子均满足8电子稳定结构
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:X解析:电子层数相同的离子,核电荷数多的离子半径小,核电荷数少的离子半径大;电子层数不同的离子,电子层数多的离子半径大,电子层数少的离子半径小。X是Mg元素,Y是Al元素,W是S元素,所以离子半径:YZ,所以元素的最简单气态氢化物的稳定性:W>Z,故B错误;二硫化碳分子中存在两个碳硫双键,硫原子和碳原子最外层都达到8电子稳定结构,其电子式为,故C正确;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,元素的金属性:X>Y,它们的最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y,故D错误。
5.(4分)(2025· 江苏南京模拟)化合物XYZ4ME4可作肥料,所含的5种元素均位于主族,在每个短周期均有分布,仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为nsn-1,X与M同周期,E在地壳中含量最多。下列说法正确的是(　A　)
A.元素电负性:E>Y>Z
B.氢化物沸点:M>Y>E
C.第一电离能:X>E>Y
D.YZ3和Y的空间结构均为三角锥形
解析:E在地壳中含量最多,为氧元素,X的基态原子价层电子排布式为nsn-1,所以n-1=2,n=3,X为镁或n=2,X为锂,Y的基态原子价层p轨道半充满,Y和M同族,所以Y和M分别为氮或磷,根据X与M同周期、XYZ4ME4化合价之和为零,可确定Z为氢元素、M为磷元素、X为镁元素、E为氧元素、Y为氮元素。A项,元素电负性:氧大于氮大于氢,正确;B项,磷化氢、氨气、冰均是分子晶体,氨气、冰中都存在氢键,沸点高,磷化氢没有氢键,沸点低,所以氢化物沸点:冰大于氨大于磷化氢,错误;C项,同周期元素第一电离能自左向右总趋势逐渐增大,当出现第ⅡA族和第ⅤA族元素时比左右两侧元素电离能都要大,所以第一电离能为氮大于氧大于镁,错误;D项,NH3价层电子对数为3+1=4,有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,N价层电子对数为3+0=3,没有孤电子对,N空间结构为平面三角形,错误。
6.(4分)(2025·吉林梅河口二模)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子最外层只有1个电子,基态Z原子的3s和3p轨道上电子数相同,Y与W同主族。下列说法错误的是(　C　)
A.原子半径:r(X)B.X的第一电离能比同周期相邻元素的小
C.Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比W的强
D.Z单质形成的晶体属于共价晶体
解析:前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,则X为O元素;基态Z原子的3s和3p轨道上电子数相同,则基态Z原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p2,Z为Si元素;Y原子最外层只有1个电子,且Y的原子序数比X大,比Z小,则Y为Na元素;Y与W同主族,则W为K元素,综上所述,X、Y、Z、W依次为O、Na、Si、K。同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,原子半径:K>Na>Si>O,故A正确;同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道处于半充满稳定状态,所以N的第一电离能大于O的,因此O的第一电离能比相邻的N、F小,故B正确;金属性越强,元素最高价氧化物对应的水化物碱性越强,同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,K的金属性强于Na,所以Na的最高价氧化物对应水化物的碱性比K的弱,故C错误;Si单质形成的晶体属于共价晶体,故D正确。
7.(4分)(2025·湖南衡阳模拟)X、Y、Z、M、Q是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。Y、Z、M同周期,Y的最高正价和最低负价代数和为零,X、M不在同一周期且其基态原子核外未成对电子数相同,Q是同周期中常见离子半径最小的元素。下列说法正确的是(　D　)
A.Y的基态原子1s电子云比2s电子云更弥散
B.Y、Z与X形成的简单化合物的键角:Z>Y
C.Q与Z形成的化合物离子键百分数高于50%
D.Y、Z、M元素的第一电离能大小:M>Z>Y
解析:由题意可知,X为H元素,Y为C元素,Z为N或O元素,M为F元素,Q为Al元素。1s电子云更靠近原子核,电子云更集中,所以2s电子云比1s电子云更弥散,A错误;甲烷、水或氨气中C、O或N均为sp3杂化,O有2个孤电子对,N有1个孤电子对,孤电子对对成键电子对排斥作用大,则Y、Z与X形成的简单化合物的键角:ZZ>Y,D正确。
8.(4分)(2025·山东省实验中学模拟)W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,最外层电子数之和为17。X和Z的基态原子均有两个未成对电子,M的某种盐的阴离子WX由于形成如图的双聚物结构导致溶解度降低。下列说法正确的是(　D　)
A.第一电离能:Z>Y>M
B.氢化物的沸点:Z>Y>X
C.键角:X
D.W和Z形成的常见化合物是极性分子
解析:W、X、Y、Z、M为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为17,X和Z的基态原子有两个未成对电子,X为C,Z为O,Y为N,根据结构图示,内含氢键,W为H,最外层电子数之和为17,M最外层电子数为1,M为Na,则W为H,Z为O,X为C,Y为N,M为Na,据此解答。Z为O,Y为N,M为Na,同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族和第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素,同主族元素从上到下第一电离能减小,故第一电离能:Y>Z>M,A错误;X为C,Y为N,Z为O,未说明是简单氢化物,无法确定其沸点关系,B错误;C中C原子采取sp2杂化,空间结构为平面三角形,键角为120°,N中N原子采取sp3杂化,空间结构为正四面体,键角为109°28',则键角:X,C错误;W和Z形成的常见化合物是H2O,空间结构为V形,是极性分子,D正确。
9.(4分)(2025·湖北武汉调研)X、Y、Z为短周期主族元素,X的原子序数是Y的8倍,X与Z同周期,且基态X、Z原子的未成对电子数相同。M是人体的必需微量元素之一,1 mol MZX3含有60 mol质子。下列说法一定正确的是(　D　)
A.M在元素周期表中位于d区
B.MZX3中Z原子采用sp3杂化
C.X、Z分别与Y形成化合物的沸点:X>Z
D.同周期元素中第一电离能比X大的有三种
解析:X、Y、Z为短周期主族元素,X的原子序数是Y的8倍,则Y为H元素、X为O元素;X与Z同周期,且基态X和Z的未成对电子数相同,则Z为C;1 mol MZX3含有60 mol质子,且M是人体的必需微量元素之一,则M为30号元素Zn。基态Zn原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2,在元素周期表中位于ds区,A错误;ZnCO3中C=3,为sp2杂化,B错误;没有说明是否为简单氢化物,不能判断O、C分别与H形成化合物的沸点大小,C错误;同一周期元素随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,同周期元素中第一电离能比O大的有N、F、Ne三种,D正确。
10.(4分)(2026·T8联考)近期,科学家合成出了一种化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为短周期元素且最高能层均有空的d轨道,Z的最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法错误的是(　B　)
A.第一电离能:Z>Y>X>W
B.正盐WnYO4的水溶液显中性
C.化合物中X、Y原子均采取sp3杂化
D.高温下X的单质与Z的简单氢化物可以反应
解析:短周期元素且最高能层均有空的d轨道的只能是第三周期元素,根据结构分析,W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl。第一电离能:Cl>P>Si>Na,A正确;正盐WnYO4为Na3PO4,为强碱弱酸盐,其水溶液显碱性,B错误;由题图知,化合物中X、Y原子均采取sp3杂化,C正确;X的单质为Si,Z的简单氢化物为HCl,二者可以发生反应Si+3HClSiHCl3+H2,D正确。
11.(5分)(2025·福建福州模拟)往QZY4溶液逐渐滴入XW3至过量生成QZX4Y4W12,上述反应相关元素中,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,基态Y、Z原子有两个未成对电子,Q是ds区元素,焰色实验呈绿色。下列说法不正确的是(　C　)
A.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是X
B.单质沸点:Z>Y>W
C.电负性:X>Y>Z
D.反应过程中有蓝色沉淀产生
解析:Q是ds区元素,焰色试验呈绿色,则Q为Cu元素;空间运动状态数是指电子占据的轨道数,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,则X为第二周期元素,满足此条件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5);X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态Y、Z原子有两个未成对电子,若Y、Z为第二周期元素,则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4),C原子序数小于N,所以Y不可能为C,若Y、Z为第三周期元素,则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4),Y、Z可与Cu形成CuZY4,而O、Si、S中只有O和S形成的S才能形成CuZY4,所以Y、Z分别为O、S,则X只能为N;W能与X形成XW3,则W为第ⅠA族或第ⅦA族元素,但W原子序数小于N,所以W为H,综上所述,W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、S、Cu。QZX4Y4W12为Cu(NH3)4SO4,其中铜离子提供空轨道,NH3中的N原子提供孤电子对,两者形成配位键,配位原子为N,故A正确;W、Y、Z分别为H、O、S,S单质常温下呈固态,其沸点高于氧气和氢气,O2和H2均为分子晶体,O2的相对分子质量大于H2,O2的范德华力大于H2,所以沸点:O2>H2,即沸点:S>O2>H2,故B正确;同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增大,即电负性:O>N,同主族元素从上到下,元素的电负性逐渐减小,即电负性:O>S,故C错误;硫酸铜溶液中滴加氨水,氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜,氨水过量时氢氧化铜溶解,生成Cu(NH3)4SO4,即反应过程中有蓝色沉淀产生,故D正确。
12.(5分)(2025·黑龙江鹤岗模拟)研究发现牛磺酸是影响动物健康、长寿的关键因素,牛磺酸的结构如图所示。其中X、Y、Z、W、R均属于短周期元素且原子序数之和为38,R和Z基态原子的价层p轨道上成对电子数与未成对电子数之比均为1︰1。下列叙述正确的是(　D　)
A.W位于第三周期第ⅤA族
B.电负性:W>Z>Y
C.W、X、Z不可能形成离子化合物
D.化合物XYW中Y的杂化方式为sp杂化
解析:牛磺酸结构中的五种短周期主族元素的原子序数之和为38,R和Z基态原子的价层p轨道上成对电子数与未成对电子数之比均为1︰1,即价层p轨道上有4个电子,结合牛磺酸结构可知R为S,Z为O,W形成3个共价键,则W为N,Y形成4个共价键,则Y为C,由于原子序数之和为38,则X为H,据此分析。由分析可知,W为N,位于第二周期第ⅤA族,故A错误;W为N,Y为C,Z为O,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增强,因此电负性为O>N>C,故B错误;Z为O,W为N,X为H,可以形成NH4NO3等离子化合物,故C错误;化合物XYW(HCN)的结构式为H—C≡N,其中C的杂化方式为sp杂化,故D正确。
13.(5分)(2025·河南新乡三模)Y是第三周期的金属单质,其组成元素的简单离子半径在同周期中最小,Z为无色气体,N和Q均难溶于水,它们之间的转化关系如图所示(部分反应物、生成物以及反应条件略)。下列有关说法正确的是(　C　)
A.Z是O2
B.工业上常采用Z在高温下还原Q得到Y
C.W固体中含有离子键、极性键和配位键
D.将过量的CO2换成过量HCl,也可完成上述转化
解析:Y是第三周期的金属单质,其组成元素的简单离子半径在同周期中最小,故为Al,根据转化关系可知:W为Na[Al(OH)4],Z为H2,N为Al(OH)3,Q为Al2O3,M为NaHCO3。Al与NaOH溶液反应放出氢气,Z是H2,故A错误;工业上常采用电解熔融Al2O3冶炼Al,故B错误;Na[Al(OH)4]含有离子键、极性键和配位键,故C正确;Na[Al(OH)4]和过量HCl反应生成氯化钠、氯化铝,故D错误。
14.(5分)(2025·辽宁沈阳模拟)某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的五种短周期主族非金属元素,基态Z原子的核外电子填充3个能级且有2个未成对电子。下列说法正确的是(　C　)
A.原子半径:M>W>Z
B.仅由M与X形成的化合物中不可能含非极性共价键
C.与W同周期且第一电离能介于W和Y之间的元素共有3种
D.X、Y、Z两两间均能形成双原子分子
解析:M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的五种短周期主族非金属元素,基态Z原子的核外电子填充了3个能级且有2个未成对电子,Z能形成2个共价键,Z是O元素;X形成4个单键,X是C元素,则Y是N元素,W为B元素,M能形成1个共价键,M是H元素。电子层数越多,半径越大,电子层数相同,质子数越多,半径越小,原子半径:B>O>H,故A错误;C2H6中含C—C,C—C是非极性共价键,故B错误;与B同周期且第一电离能介于B和N之间的元素有Be、C、O,共3种,故C正确;C、N间不能形成双原子分子,故D错误。(共67张PPT)
第六章　物质结构与性质　
元素周期律
第28讲　元素“位、构、性”的推断
目
录
考点二　依据成键特征、物质结构推断元素
课时作业
考点一　依据原子结构、元素性质推断元素
真题演练 感悟高考
复习目标
1.了解元素推断常见题型,掌握各种题型的解题策略。2.能利用元素
“位、构、性”之间的关系进行元素推断。
一
考点一 依据原子结构、元素性质推断元素
1.依据原子结构及周期表位置推断
原子结构特点 周期表中位置特点 元素
最外层电子数和电子层数相等 主族序数等于周期数 H、Be、Al等
最外层电子数是电子层数的2倍 主族序数等于周期数2倍 C、S
最外层电子数是电子层数的3倍 主族序数等于周期数3倍 O
原子结构特点 周期表中位置特点 元素
电子层数是最外层电子数的2倍 周期数是主族序数2倍 Li、Ca、Tl
电子层数是最外层电子数的3倍 周期数是主族序数3倍 Na、Ba
未成对电子数是3的主族元素 第ⅤA族 N、P、As等
(1)第四周期中价层未成对电子数为1的元素有几种 写出它们的价层电子排布式。
5种,4s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5。
(2)第四周期中3d轨道处于半充满状态的元素有哪些 写出它们的价层电子排布式。
Cr,价层电子排布式:3d54s1;Mn,价层电子排布式:3d54s2。
微点助学
2.依据元素性质推断
元素及其化合物的性质 推断元素
单质密度最小的元素或宇宙中含量最多的元素 H
单质密度最小的金属元素 Li
形成化合物种类最多的元素或单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素 C
空气中含量最多的元素或氢化物的水溶液呈碱性的元素 N
元素及其化合物的性质 推断元素
地壳中含量最多的元素或简单氢化物的沸点最高的元素或简单氢化物在通常情况下呈液态的元素 O
最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素 Al
元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素 S
1.(2025·辽宁大连一模)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的简单氢化物分子呈三角锥形,Y的周期序数与族序数相等,基态Z原子3p原子轨道上有1个未成对电子,W与Z处于同一主族。下列说法不正确的是(　　)
A.原子半径:Y>Z
B.第一电离能:W>Z
C.XZ3是极性分子
D.X、Y可以形成共价晶体
B
2.(2025·河北邯郸模拟)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、W位于同主族但不相邻,基态Z原子价层电子排布式为nsn2p2n,WXYZ3是生活中常见的食品发泡剂。下列叙述正确的是(　　)
A.电负性:Z>X>Y
B.第一电离能:W>Y>Z
C.最简单氢化物的键角:Y>Z
D.熔点:WXC
解析:基态Z原子价层电子排布式为nsn2p2n,则n=2,Z元素为O,X、W位于同主族但不相邻,WXYZ3是生活中常见的食品发泡剂,则WXYZ3为NaHCO3,即X元素为H,Y元素为C,W元素为Na。根据元素周期律,电负性:O>C>H,A错误;第一电离能:O>C>Na,B错误;C的最简单氢化物是CH4,键角是109°18',Z元素为O,最简单氢化物是H2O,键角是105°,键角大小:CH4>H2O,C正确;NaH是离子晶体,CO2是分子晶体,熔点:NaH>
CO2,D错误。
3.(2025·甘肃卷)X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Q基态原子的价电子数相同,均为其K层电子数的3倍,X与Z同族,W为金属元素,其原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法错误的是(　　)
A.X与Q组成的化合物具有还原性
B.Y与Q组成的化合物水溶液显碱性
C.Z、W的单质均可在空气中燃烧
D.Z与Y按原子数1︰1组成的化合物具有氧化性
B
解析:X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Q基态原子的价电子数相同,均为其K层电子数的3倍,则Y、Q基态原子的价电子数均为6,Y、Q分别为O、S;X与Z同族,W为金属元素,其原子序数等于X与Z的原子序数之和,则X为H、Z为Na、W为Mg。H与S组成的H2S中S为-2价,能被氧化,故H2S具有还原性,A正确;O与S组成的化合物有SO2、SO3,二者均为酸性氧化物,其水溶液显酸性,B错误;Na、Mg的单质均能在空气中燃烧,C正确;Na与O按原子数1︰1组成的化合物为Na2O2,其中O为-1价,故Na2O2具有氧化性,D正确。
4.(2025·云南卷)钙霞石是一种生产玻璃陶瓷的原料,所含M、Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素,M是原子半径最小的元素,Q是形成物质种类最多的元素,R是地壳中含量最高的元素,T、X、Y同周期,Q、X均与Y相邻,Z的原子序数等于M、R和T的原子序数之和。下列说法正确的是(　　)
A.M与Z可形成离子化合物
B.原子半径:RC.QR2是极性分子
D.电负性:YA
解析:M是原子半径最小的元素,故M为H,Q是形成物质种类最多的元素,则Q为C,R是地壳中含量最高的元素,R为O,T、X、Y同周期且原子序数递增。Q(C)和X均与Y相邻,结合原子序数:Z=M+R+T=1+8+T,Z≤20,得T=11(Na),Z=20(Ca)。又因为T、X、Y同周期,Q、X均与Y相邻,可推出Q(C)与Y(Si)同主族相邻,X(Al)与Y(Si)相邻且T(Na)、X(Al)、Y(Si)同属第三周期,综上分析,M为H、Q为C、R为O、T为Na、X为Al、Y为Si、Z为Ca,据此解答。H与Ca形成CaH2,为活泼金属形成的氢化物,是离子化合物,A正确;同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,同主族元素原子半径从上到下逐渐增大,R为O、T为Na、X为Al,则它们的原子半径大小为O二
考点二 依据成键特征、物质结构推断元素
短周期元素 族 常见成键情况 特殊成键情况
H ⅠA 1个共价键:—X —
B、Al ⅢA 3个共价键:
4个共价键: 　　　
(位于阴离子中)
C、Si ⅣA 4个共价键: 　　　 或 　　　 或 —X≡ —
短周期元素 族 常见成键情况 特殊成键情况
N、P ⅤA 3个共价键: 　　　 或==X—或≡X
4个共价键: 　　　 或 　　　
(位于阳离子中);
6个共价键: 　　　 (位于阴离
子中); 　　　 (10e-结构)等
短周期元素 族 常见成键情况 特殊成键情况
O、S ⅥA 2个共价键:—X—或==X
S可形成 　　 　(12e-结构)等
F、Cl ⅦA 1个共价键:—X
Cl可形成 　　 　
(14e-结构)等
1.(2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是(　　)
A.电负性:W>Y
B.酸性:W2YX3>W2YX4
C.基态原子的未成对电子数:W>X
D.氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y
D
解析:主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,则Z有4个能层。根据这4种元素形成的化合物的结构可以推断,W、X、Y、Z分别为H、O、S、K。H2S中S显-2价,因此,电负性:S>H,A错误;H2SO3是弱酸,而H2SO4是强酸,因此,在相同条件下,后者的酸性较强,B错误;H只有1个电子,O的2p轨道上有4个电子,且有2个未成对电子,因此,基态原子的未成对电子数为O>H,C错误;K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱KOH,S的氧化物溶于水且与水反应生成H2SO3或H2SO4,因此,氧化物溶于水所得溶液的pH的大小关系为K>S,D正确。
2.(2025·山东肥城模拟)某离子液体的结构如图所示,其阴离子能与纤维素中的羟基形成氢键,对纤维素有很好的溶解性。W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y是组成有机物的基本骨架元素。下列说法正确的是(　　)
A.第一电离能:Y>Z
B.阴离子中X不满足8电子稳定结构
C.氢化物的沸点:Z>Y
D.WQ属于酸,但能与某些酸性氧化物反应
D
解析:Y是组成有机物的基本骨架元素,则Y为C;Q的原子序数大于C,形成1个共价键,且离子液体的阴离子能与纤维素中的羟基形成氢键,说明Q的电负性较大,则Q为F;Z能形成3个共价键或4个共价键,原子序数大于C,小于F,则Z为N;X的原子序数小于C,且形成X,则X为B;W的原子序数最小,结合成键特点,则W为H,据此分析。N的2p能级处于半充满状态,第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:N>C,A错误;B原子核外有3个价电子,4个F提供4个电子,又带1个单位的负电荷,故B中B满足8电子稳定结构,B错误;Y为C,Z为N,NH3分子间可以形成氢键,简单氢化物的沸点:NH3>CH4,题中未标明最简单的氢化物,则有固态烃,沸点高于NH3,C错误;HF为弱酸,可与SiO2反应,D正确。
3.(2025·湖南邵阳三模)某除草剂的分子结构如图所示。X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,E与Z同族,W与Z同周期。下列说法错误的是(　　)
A.Y的氢化物的沸点小于Z的氢化物的沸点
B.基态原子的未成对电子数:YC.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>E>Y
D.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:WA
解析:由题干信息可知,X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,E与Z同族,W与Z同周期,并结合分子结构可知,X形成一个共价键,Y形成4个共价键,Z形成3个共价键,W形成2个共价键,E形成5个共价键,由此可推测,X为H、Y为C、Z为N、W为O、E为P。由分析可知,Y为C、Z为N,Y的氢化物有多种烃类,Z的氢化物为NH3、N2H4,烃类有气态、液态、固态等,无法确定Y的氢化物与NH3、N2H4沸点高低,A错误;由分析可知,Y为C、Z为N,Y(C)基态原子未成对电子数为2,Z(N)基态原子未成对电子数为3,基态原子的未成对电子数:CE(P)>Y(C),最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3>H3PO4>H2CO3,即Z>E>Y,C正确;Z(N)、W(O)形成的简单离子为N3-、O2-,电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故W三
真题演练 感悟高考
1.(2025·河北卷)W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,X与W同族,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是(　　)
A.第二电离能:XC.单质沸点:YA
解析:W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,则W的电子排布式可能是1s22s22p2(C)或1s22s22p63s23p4(S),若W是C,X与W同族,则X是Si,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,则Y是P,Z位于W的对角线位置,则满足条件的Z是P,与Y重复,则W是S,X与W同族,则X是O,Z是F,Y是N。基态N原子失去1个电子后,电子排布式为1s22s22p2,基态O原子失去1个电子后,电子排布式为1s22s22p3,为半充满的稳定结构,再失去1个电子所需能量高,因此X(O)的第二电离能大于Y(N),A错误;同主族元素从上到下,原子半径变大,同周期元素从左到右,原子半径变小,F(Z)位于第二周期,S(W)位于第三周期,原子半径:S>O>F,即Z2.(2025·重庆卷)某化合物由原子序数依次增大的长周期主族元素X、Y和Z组成。X的价层电子数为4,Y只有一个未成对电子,Z+的电子占据的最高能级为全充满的4p能级。关于这三种元素说法正确的是(　　)
A.X、Y和Z位于同一周期
B.氧化物的水化物碱性最强的是X
C.单质熔点最高的是Y
D.原子半径最大的是Z
D
解析:X、Y、Z的原子序数依次增大且均为长周期主族元素,X的价层电子数为4(第ⅣA族),Y有1个未成对电子(可能为第ⅠA族或第ⅦA族),Z+的4p轨道填满,说明Z的原子序数为37,即Rb,根据原子序数依次增大,可确定X为Ge,Y为Br。分析可知,X为Ge,Y为Br,Z为Rb,不属于同一周期,A错误。X为Ge,Y为Br,Z为Rb,金属性最强的元素为Rb,所以最高价氧化物对应水化物碱性最强的是Z,B错误。X为Ge,单质为金属晶体;Y为Br,单质为分子晶体;Z为Rb,单质为金属晶体;Ge原子半径较小,而且价电子数多,金属键较强,熔点较高,所以单质熔点最高的是X,C错误。电子层数越多,原子半径越大,X、Y位于第四周期,Z位于第五周期,所以Z的原子半径最大,D正确。
3.(2025·湖南卷)MZ2浓溶液中含有的X[MZ2(YX)]具有酸性,能溶解金属氧化物。元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,分别位于不同的前四周期。Y的最外层电子数是内层的3倍,X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,M的价层电子排布是3d104s2。下列说法正确的是(　　)
A.电负性:X>Y
B.Y形成的两种单质均为非极性分子
C.由X、Y、Z形成的化合物均为强电解质
D.铁管上镶嵌M,铁管不易被腐蚀
D
解析:Y的最外层电子数是内层的3倍,则Y的最外层电子数为6,Y为O,X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,则X的最外层电子数应为1,原子序数小于氧元素,则X为H,Z的最外层电子数为7,则Z为Cl,M的价层电子排布是3d104s2,M是Zn。综上所述,X为H、Y为O、Z为Cl、M是Zn,据此解答。非金属性越强,电负性越大,H2O中O为负价,因此X(H)的电负性小于Y(O),A错误;Y(O)的单质中,O2是非极性分子,但O3是极性分子,B错误;X(H)、Y(O)、Z(Cl)形成的化合物如HClO,属于弱电解质,并非全部为强电解质,C错误;M为Zn,比Fe活泼,镶嵌Zn会通过牺牲阳极保护铁管,使其不易被腐蚀,D正确。
4.(2025·安徽卷)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z位于同一主族。下列说法错误的是(　　)
A.元素电负性:X>Z>Y
B.该物质中Y和Z均采取sp3杂化
C.基态原子未成对电子数:WD.基态原子的第一电离能:X>Z>Y
D
解析:W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z位于同一主族,且X、Z均形成2个共价键,则X为O,Z为S;Y形成5个共价键且原子序数位于O、S之间,则Y为P;W形成1个共价键,原子序数最小,则W为H。同周期元素从左向右电负性逐渐增大,同主族元素从上向下电负性逐渐减小,故电负性:O>S>P,即X>Z>Y,A正确;该物质中,P原子的价层电子对数为4+=4,为sp3杂化,S原子的价层电子对数为2+=4,为sp3杂化,B正确;基态H原子未成对电子数为1,基态O原子的价层电子排布式为2s22p4,未成对电子数为2,基态P原子的价层电子排布式为3s23p3,未成对电子数为3,则基态原子未成对电子数:HS,D错误。
5.(2025·陕晋宁青卷)一种高聚物(XYZ2)n被称为“无机橡胶”,可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素,X、Y价电子数相等,X、Z电子层数相同,基态Y的2p轨道半充满,Z的最外层只有1个未成对电子,下列说法正确的是(　　)
A.X、Z的第一电离能:X>Z
B.X、Y的简单氢化物的键角:X>Y
C.最高价含氧酸的酸性:Z>X>Y
D.X、Y、Z均能形成多种氧化物
D
解析:X、Y的价电子数相等,则X、Y属于同一主族,且X形成5个键,Y形成3个键,基态Y的2p轨道半充满,则X为P元素,Y为N元素,X、Z电子层数相同,Z的最外层只有1个未成对电子,Z形成1个键,Z为Cl元素,以此分析。同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,第一电离能:Cl>P,A错误;X、Y的简单氢化物分别为PH3和NH3,电负性:N>P,共用电子对距N近,成键电子对斥力N—H大于P—H,键角:NH3>PH3,B错误;元素的非金属性越强,其最高价含氧酸酸性越强,非金属性:Cl>N>P,酸性:HClO4>HNO3>H3PO4,C错误;P、N、Cl均能形成多种氧化物,D正确。
四
课时作业28
1.(4分)(2025·湖南常德模拟)X、Y、Z、P是原子序数依次增大的短周期主族元素,X的族序数是周期序数的2倍,Y与Z同主族,Z原子的最外层电子数是X原子电子层数的3倍。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:Y>Z>X
B.最高正价:P>Y=Z
C.ZP2中各原子最外层均满足8电子结构
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>P>X
C
2.(4分)(2025·四川卷)由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W组成的化合物,其结构如图所示。X的核外电子数与电子层数相同,Y、W同族,Z的价电子数等于X与Y的价电子数之和。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:Z>Y>X
B.电负性:Z>Y>W
C.简单氢化物的沸点:YD.Y的第一电离能高于同周期相邻元素
B
解析:原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W,X的核外电子数与电子层数相同,X可以形成一条共价键,故X为H;Y可以形成两条共价键,则位于第ⅥA族,Y、W同族,故Y为O,W为S;Z的价电子数等于X与Y的价电子数之和(1+6=7),Z位于第ⅦA族,且原子序数小于S,故Z为F,据此分析。H是原子半径最小的元素,同周期元素由左至右原子半径减小,故原子半径:O>F>H,A错误;同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,电负性:F>O>S,B正确;H2O分子之间可以形成氢键使沸点升高,而H2S无分子间氢键,简单氢化物的沸点:Y>W,C错误;Y是O,同周期元素由左至右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能比相邻元素高,故第一电离能:N>O、F>O,D错误。
3.(4分)(2025·福建厦门模拟)1934年约里奥·居里夫妇在核反应中用α粒子(氦核He)轰击金属原子Y开创了人造放射性核素的先河:→ n,其中元素X、Y的最外层电子数之和为8,下列叙述错误的是(　　)
A.X制餐具不宜用来蒸煮酸性或者碱性食物
B.Y的最高价氧化物是一种常见的干燥剂
C.X的最高价氧化物的水化物碱性弱于同周期其他金属元素
D.Y的简单氢化物的沸点高于其上一周期且同主族的元素
D
解析:由核反应的质量数守恒可得W+4=30+1,解得W=27,X为金属且元素X、Y的最外层电子数之和为8,则X为Al,Y为P。铝会与酸或碱反应,故铝制餐具不宜用来蒸煮酸性或者碱性食物,A正确;P的最高价氧化物为P2O5,易与水反应生成不挥发的H3PO4,故P的最高价氧化物是一种常见的干燥剂,B正确;金属性越强,最高价氧化物的水化物碱性越强,同周期中金属性铝弱于镁、钠,故铝的最高价氧化物的水化物碱性弱于同周期其他金属元素,C正确;P的简单氢化物PH3的沸点低于NH3,因为NH3分子间可以形成氢键,使沸点升高,D错误。
4.(4分)(2025·湖南怀化二模)短周期元素T、X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中T的单质在一定条件下能与W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应并生成两种酸性气体,则下列相关说法正确的是(　　)
A.离子半径:XB.最简单气态氢化物的稳定性:WC.TW2分子中每个原子均满足8电子稳定结构
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:XC
解析:电子层数相同的离子,核电荷数多的离子半径小,核电荷数少的离子半径大;电子层数不同的离子,电子层数多的离子半径大,电子层数少的离子半径小。X是Mg元素,Y是Al元素,W是S元素,所以离子半径:YZ,所以元素的最简单气态氢化物的稳定性:W>Z,故B错误;二硫化碳分子中存在两个碳硫双键,硫原子和碳原子最外层都达到8电子稳定结构,其电子式为,故C正确;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,元素的金属性:X>Y,它们的最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y,故D错误。
5.(4分)(2025·江苏南京模拟)化合物XYZ4ME4可作肥料,所含的5种元素均位于主族,在每个短周期均有分布,仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为nsn-1,X与M同周期,E在地壳中含量最多。下列说法正确的是(　　)
A.元素电负性:E>Y>Z
B.氢化物沸点:M>Y>E
C.第一电离能:X>E>Y
D.YZ3和Y的空间结构均为三角锥形
A
解析:E在地壳中含量最多,为氧元素,X的基态原子价层电子排布式为nsn-1,所以n-1=2,n=3,X为镁或n=2,X为锂,Y的基态原子价层p轨道半充满,Y和M同族,所以Y和M分别为氮或磷,根据X与M同周期、XYZ4ME4化合价之和为零,可确定Z为氢元素、M为磷元素、X为镁元素、E为氧元素、Y为氮元素。A项,元素电负性:氧大于氮大于氢,正确;B项,磷化氢、氨气、冰均是分子晶体,氨气、冰中都存在氢键,沸点高,磷化氢没有氢键,沸点低,所以氢化物沸点:冰大于氨大于磷化氢,错误;C项,同周期元素第一电离能自左向右总趋势逐渐增大,当出现第ⅡA族和第ⅤA族元素时比左右两侧元素电离能都要大,所以第一电离能为氮大于氧大于镁,错误;D项,NH3价层电子对数为3+1=4,有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,N价层电子对数为3+0=3,没有孤电子对,N空间结构为平面三角形,错误。
6.(4分)(2025·吉林梅河口二模)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子最外层只有1个电子,基态Z原子的3s和3p轨道上电子数相同,Y与W同主族。下列说法错误的是(　　)
A.原子半径:r(X)B.X的第一电离能比同周期相邻元素的小
C.Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比W的强
D.Z单质形成的晶体属于共价晶体
C
解析:前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,则X为O元素;基态Z原子的3s和3p轨道上电子数相同,则基态Z原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p2,Z为Si元素;Y原子最外层只有1个电子,且Y的原子序数比X大,比Z小,则Y为Na元素;Y与W同主族,则W为K元素,综上所述,X、Y、Z、W依次为O、Na、Si、K。同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,原子半径:K>Na>Si>O,故A正确;同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道处于半充满稳定状态,所以N的第一电离能大于O的,因此O的第一电离能比相邻的N、F小,故B正确;金属性越强,元素最高价氧化物对应的水化物碱性越强,同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,K的金属性强于Na,所以Na的最高价氧化物对应水化物的碱性比K的弱,故C错误;Si单质形成的晶体属于共价晶体,故D正确。
7.(4分)(2025·湖南衡阳模拟)X、Y、Z、M、Q是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。Y、Z、M同周期,Y的最高正价和最低负价代数和为零,X、M不在同一周期且其基态原子核外未成对电子数相同,Q是同周期中常见离子半径最小的元素。下列说法正确的是(　　)
A.Y的基态原子1s电子云比2s电子云更弥散
B.Y、Z与X形成的简单化合物的键角:Z>Y
C.Q与Z形成的化合物离子键百分数高于50%
D.Y、Z、M元素的第一电离能大小:M>Z>Y
D
解析:由题意可知,X为H元素,Y为C元素,Z为N或O元素,M为F元素,Q为Al元素。1s电子云更靠近原子核,电子云更集中,所以2s电子云比1s电子云更弥散,A错误;甲烷、水或氨气中C、O或N均为sp3杂化,O有2个孤电子对,N有1个孤电子对,孤电子对对成键电子对排斥作用大,则Y、Z与X形成的简单化合物的键角:ZZ>Y,D正确。
8.(4分)(2025·山东省实验中学模拟)W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,最外层电子数之和为17。X和Z的基态原子均有两个未成对电子,M的某种盐的阴离子WX由于形成如图的双聚物结构导致溶解度降低。下列说法正确的是(　　)
A.第一电离能:Z>Y>M
B.氢化物的沸点:Z>Y>X
C.键角:X
D.W和Z形成的常见化合物是极性分子
D
解析:W、X、Y、Z、M为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为17,X和Z的基态原子有两个未成对电子,X为C,Z为O,Y为N,根据结构图示,内含氢键,W为H,最外层电子数之和为17,M最外层电子数为1,M为Na,则W为H,Z为O,X为C,Y为N,M为Na,据此解答。Z为O,Y为N,M为Na,同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族和第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素,同主族元素从上到下第一电离能减小,故第一电离能:Y>Z>M,A错误;X为C,Y为N,Z为O,未说明是简单氢化物,无法确定其沸点关系,B错误;C中C原子采取sp2杂化,空间结构为平面三角形,键角为120°,N中N原子采取sp3杂化,空间结构为正四面体,键角为109°28',则键角:X,C错误;W和Z形成的常见化合物是H2O,空间结构为V形,是极性分子,D正确。
9.(4分)(2025·湖北武汉调研)X、Y、Z为短周期主族元素,X的原子序数是Y的8倍,X与Z同周期,且基态X、Z原子的未成对电子数相同。M是人体的必需微量元素之一,1 mol MZX3含有60 mol质子。下列说法一定正确的是(　　)
A.M在元素周期表中位于d区
B.MZX3中Z原子采用sp3杂化
C.X、Z分别与Y形成化合物的沸点:X>Z
D.同周期元素中第一电离能比X大的有三种
D
解析:X、Y、Z为短周期主族元素,X的原子序数是Y的8倍,则Y为H元素、X为O元素;X与Z同周期,且基态X和Z的未成对电子数相同,则Z为C;1 mol MZX3含有60 mol质子,且M是人体的必需微量元素之一,则M为30号元素Zn。基态Zn原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2,在元素周期表中位于ds区,A错误;ZnCO3中C=3,为sp2杂化,B错误;没有说明是否为简单氢化物,不能判断O、C分别与H形成化合物的沸点大小,C错误;同一周期元素随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,同周期元素中第一电离能比O大的有N、F、Ne三种,D正确。
10.(4分)(2026·T8联考)近期,科学家合成出了一种化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为短周期元素且最高能层均有空的d轨道,Z的最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能:Z>Y>X>W
B.正盐WnYO4的水溶液显中性
C.化合物中X、Y原子均采取sp3杂化
D.高温下X的单质与Z的简单氢化物可以反应
B
解析:短周期元素且最高能层均有空的d轨道的只能是第三周期元素,根据结构分析,W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl。第一电离能:Cl>P>Si>
Na,A正确;正盐WnYO4为Na3PO4,为强碱弱酸盐,其水溶液显碱性,B错误;由题图知,化合物中X、Y原子均采取sp3杂化,C正确;X的单质为Si,Z的简单氢化物为HCl,二者可以发生反应Si+3HCl 　　　SiHCl3+H2,D正确。
11.(5分)(2025·福建福州模拟)往QZY4溶液逐渐滴入XW3至过量生成QZX4Y4W12,上述反应相关元素中,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,基态Y、Z原子有两个未成对电子,Q是ds区元素,焰色实验呈绿色。下列说法不正确的是(　　)
A.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是X
B.单质沸点:Z>Y>W
C.电负性:X>Y>Z
D.反应过程中有蓝色沉淀产生
C
解析:Q是ds区元素,焰色试验呈绿色,则Q为Cu元素;空间运动状态数是指电子占据的轨道数,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,则X为第二周期元素,满足此条件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5);X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态Y、Z原子有两个未成对电子,若Y、Z为第二周期元素,则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4),C原子序数小于N,所以Y不可能为C,若Y、Z为第三周期元素,则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4),Y、Z可与Cu形成CuZY4,而O、Si、S中只有O和S形成的S才能形成CuZY4,所以Y、Z分别为O、S,则X只能为N;W能与X形成XW3,则W为第ⅠA族或第ⅦA族元素,但W原子序数小于N,所以W为H,
综上所述,W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、S、Cu。QZX4Y4W12为Cu(NH3)4SO4,其中铜离子提供空轨道,NH3中的N原子提供孤电子对,两者形成配位键,配位原子为N,故A正确;W、Y、Z分别为H、O、S,S单质常温下呈固态,其沸点高于氧气和氢气,O2和H2均为分子晶体,O2的相对分子质量大于H2,O2的范德华力大于H2,所以沸点:O2>H2,即沸点:S>O2>H2,故B正确;同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增大,即电负性:O>N,同主族元素从上到下,元素的电负性逐渐减小,即电负性:O>S,故C错误;硫酸铜溶液中滴加氨水,氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜,氨水过量时氢氧化铜溶解,生成Cu(NH3)4SO4,即反应过程中有蓝色沉淀产生,故D正确。
12.(5分)(2025·黑龙江鹤岗模拟)研究发现牛磺酸是影响动物健康、长寿的关键因素,牛磺酸的结构如图所示。其中X、Y、Z、W、R均属于短周期元素且原子序数之和为38,R和Z基态原子的价层p轨道上成对电子数与未成对电子数之比均为1︰1。下列叙述正确的是(　　)
A.W位于第三周期第ⅤA族
B.电负性:W>Z>Y
C.W、X、Z不可能形成离子化合物
D.化合物XYW中Y的杂化方式为sp杂化
D
解析:牛磺酸结构中的五种短周期主族元素的原子序数之和为38,R和Z基态原子的价层p轨道上成对电子数与未成对电子数之比均为1︰1,即价层p轨道上有4个电子,结合牛磺酸结构可知R为S,Z为O,W形成3个共价键,则W为N,Y形成4个共价键,则Y为C,由于原子序数之和为38,则X为H,据此分析。由分析可知,W为N,位于第二周期第ⅤA族,故A错误;W为N,Y为C,Z为O,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增强,因此电负性为O>N>C,故B错误;Z为O,W为N,X为H,可以形成NH4NO3等离子化合物,故C错误;化合物XYW(HCN)的结构式为H—C≡N,其中C的杂化方式为sp杂化,故D正确。
13.(5分)(2025·河南新乡三模)Y是第三周期的金属单质,其组成元素的简单离子半径在同周期中最小,Z为无色气体,N和Q均难溶于水,它们之间的转化关系如图所示(部分反应物、生成物以及反应条件略)。下列有关说法正确的是(　　)
A.Z是O2
B.工业上常采用Z在高温下还原Q得到Y
C.W固体中含有离子键、极性键和配位键
D.将过量的CO2换成过量HCl,也可完成上述转化
C
解析:Y是第三周期的金属单质,其组成元素的简单离子半径在同周期中最小,故为Al,根据转化关系可知:W为Na[Al(OH)4],Z为H2,N为Al(OH)3,Q为Al2O3,M为NaHCO3。Al与NaOH溶液反应放出氢气,Z是H2,故A错误;工业上常采用电解熔融Al2O3冶炼Al,故B错误;Na[Al(OH)4]含有离子键、极性键和配位键,故C正确;Na[Al(OH)4]和过量HCl反应生成氯化钠、氯化铝,故D错误。
14.(5分)(2025·辽宁沈阳模拟)某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的五种短周期主族非金属元素,基态Z原子的核外电子填充3个能级且有2个未成对电子。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:M>W>Z
B.仅由M与X形成的化合物中不可能含非极性共价键
C.与W同周期且第一电离能介于W和Y之间的元素共有3种
D.X、Y、Z两两间均能形成双原子分子
C
解析:M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的五种短周期主族非金属元素,基态Z原子的核外电子填充了3个能级且有2个未成对电子,Z能形成2个共价键,Z是O元素;X形成4个单键,X是C元素,则Y是N元素,W为B元素,M能形成1个共价键,M是H元素。电子层数越多,半径越大,电子层数相同,质子数越多,半径越小,原子半径:B>O>H,故A错误;C2H6中含C—C,C—C是非极性共价键,故B错误;与B同周期且第一电离能介于B和N之间的元素有Be、C、O,共3种,故C正确;C、N间不能形成双原子分子,故D错误。
Thank you
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