2022年 江苏高考 命题区间五 角度三 “位—构—性”关系的分析与应用

角度三　“位—构—性”关系的分析与应用
这类题目往往将元素化合物知识、物质结构理论、化学基本理论等知识串联起来，综合性较强，难度较大，解题的关键是正确推断元素，常用的方法有：
1．原子或离子结构示意图。
2．元素主要化合价的特征关系。
3．原子半径的递变规律。
4．元素周期表中短周期的特殊结构
如：(1)元素周期表中第一周期只有两种元素H和He，H元素所在的第ⅠA族左侧无元素分布；
(2)He为0族元素，0族元素为元素周期表的右侧边界，0族元素右侧没有元素分布。
利用这个关系可以确定元素所在的周期和族。
如：已知X、Y、Z、W四种短周期元素的位置关系如图：
则可以推出X为He，再依次推知Y为F、Z为O、W为P。
5．部分元素及其化合物的特性
(1)形成化合物种类最多的元素或对应单质是自然界中硬度最大的物质的元素：C。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。
(3)地壳中含量最多的元素或简单氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。
(4)地壳中含量最多的金属元素：Al。
(5)最活泼的非金属元素或无正化合价的元素或无含氧酸的非金属元素或无氧酸可腐蚀玻璃的元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素：F。
(6)最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素：Cs。
(7)焰色反应呈黄色的元素：Na。焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素：K。
(8)单质密度最小的元素：H。单质密度最小的金属元素：Li。
(9)常温下单质呈液态的非金属元素：Br。常温下单质呈液态的金属元素：Hg。
(10)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。
(11)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化合反应的元素：N。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。
(12)短周期元素W的简单氢化物(常温下为气体)可用作制冷剂，则W是氮(N)；短周期元素T的一种单质在空气中能够自燃，则T是磷(P)。
(13)若r是由短周期元素组成的二元化合物，0.01 mol·L－1 r溶液的pH为2，则r是HCl；若r是由短周期元素组成的三元化合物，
0.01 mol·L－1 r溶液的pH为2，则r是HNO3或HClO3或HClO4；若r是由短周期元素组成的三元化合物，0.005 mol·L－1 r溶液的pH为2，则r是H2SO4。
6．微粒结构的特性
(1)熟记主族元素的价电子排布式
ⅠA：ns1　ⅡA：ns2　ⅢA：ns2np1　ⅣA：ns2np2
ⅤA：ns2np3　ⅥA：ns2np4　ⅦA：ns2np5
(2)掌握第四周期副族及第Ⅷ族元素的价电子排布式
Sc：3d14s2　　Ti：3d24s2　　V：3d34s2　　Cr：3d54s1
Mn：3d54s2 Fe：3d64s2 Co：3d74s2 Ni：3d84s2
Cu：3d104s1 Zn：3d104s2
1．(2021·盐城高三模拟)如图为元素周期表中短周期的一部分，下列说法不正确的是(　　)
A．离子半径：M－>Z2－>Y－
B．电负性：Y>M>Z
C．简单气态氢化物的稳定性：Y>M>Z
D．Y元素基态原子的简化电子排布式：[He]2s22p5
答案　A
解析　四种元素均为短周期元素，根据图中在元素周期表中的位置可知X为He、Y为F、Z为S、M为Cl，据此分析。离子半径比较先看电子层数，电子层数多，离子半径大，层数相同时看核电荷数，核电荷数越多，离子半径越小，Z、M的简单离子都有三个电子层，Y的离子有两个电子层，核电荷数：ZM－>Y－，故A错误；同周期元素从左到右电负性逐渐增强，同主族元素从上到下电负性逐渐减弱，则电负性：Y>M>Z，故B正确；元素的非金属性越强，其形成的简单气态氢化物越稳定，非金属：Y>M>Z，则形成的简单气态氢化物的稳定性：Y>M>Z，故C正确；Y为F，原子序数为9，核外电子排布为1s22s22p5，简化电子排布式：[He]2s22p5，故D正确。
2．(2021·南京中华中学高三模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的原子半径小于Y，Y和Z原子的最外层电子数之和等于W原子的核外电子总数，Y原子的第一电离能大于Z，X与W形成的化合物WX溶于水后，其水溶液呈强碱性。下列说法正确的是(　　)
A．简单离子的半径：W＞Z
B．简单离子的还原性：Z＞Y
C．X、Y和Z三种元素形成的化合物中一定只含共价键
D．X和Y两种元素形成的化合物Y2X4的水溶液呈碱性
答案　D
解析　根据分析可知：X是H、Y是N、Z是O、W是Na，WX是NaH，其水溶液为NaOH。Na＋、O2－的核外电子排布相同，对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：W(Na＋)＜Z(O2－)，A错误；元素的非金属性越强，其简单阴离子的还原性就越弱。由于元素的非金属性：O＞N，所以简单离子的还原性：Z(O2－)＜Y(N3－)，B错误；X是H、Y是N、Z是O，这三种元素形成的化合物可以是共价化合物HNO3，其中只含有共价键；也可以是离子化合物NH4NO3，其中含有共价键和离子键，因此这三种元素形成的化合物中不一定只含共价键，C错误；X是H、Y是N，二者形成的化合物N2H4溶于水，反应产生N2H、OH－，使溶液呈碱性，D正确。
3．(2021·南京师范大学附属中学高三模拟)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。W是宇宙中最丰富的元素，W2X是维持生命过程的必需物质，WY可用于玻璃的刻蚀，ZX2是酸雨的主要形成原因之一，室温下化合物ZY4是气体。下列说法错误的是(　　)
A．Y的第一电离能在四种元素中最大
B．W2X和ZX2的中心原子分别为sp3和sp2杂化
C．W2X的沸点高于W2Z的沸点
D．ZY4分子中原子均为8电子结构
答案　D
解析　W是宇宙中最丰富的元素，则W是H；W2X是维持生命过程的必需物质，则X为O；WY可用于玻璃的刻蚀，则WY为HF，Y为F；ZX2是酸雨的主要形成原因之一，且Z的原子序数比Y大，则Z为S；综上所述，W、X、Y和Z分别为H、O、F、S，据此解答。一般规律：元素非金属性越强，第一电离能越大，第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能比同周期相邻元素大，因此F的第一电离能在四种元素中最大，A正确；H2O中O的价层电子对数为2＋＝4，SO2中S的价层电子对数为2＋＝3，因此H2O和SO2的中心原子分别为sp3和sp2杂化，B正确；O和S属于同主族元素，但H2O分子间存在氢键，而H2S分子间不存在氢键，因此H2O的沸点高于H2S的沸点，C正确；SF4中S的最外层电子数为10，D错误。
4．(2021·江苏省百校联考)X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的一种核素可用于测定文物的年代，X与Y同周期且相邻，四种元素中只有Z为金属元素，W的单质为黄绿色气体。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：r(Z)＞r(W)＞r(Y)＞r(X)
B．X的氢化物中可能存在非极性共价键
C．Z和W组成的化合物一定是离子化合物
D．W的氧化物对应水化物的酸性比X的强
答案　B
解析　由题可知，X的一种核素可用于测定文物的年代，即X为C；X与Y同周期且相邻，即Y为N；W的单质为黄绿色气体，为氯气，即W为Cl；Z为金属元素，原子序数在N和Cl之间，即可能为Na、Mg、Al三者之一，据此解答。