能力小专题10 “位—构—性”综合推断
角度一
【深研真题】
例1 D [解析] (YW2)2XZ为有机物,基态X、Z原子均有2个单电子,X、Z分别为第ⅣA族和第ⅥA族元素,X、Y、Z同周期、原子序数依次增大,又因为YW4ZXY为无机物,(YW2)2XZ为有机物,所以X、Y、Z分别为C、N、O,W、X、Y、Z原子序数依次增大,能形成YW4ZXY,则W为H,综上所述,W、X、Y、Z分别为H、C、N、O。C、N、O同周期,同一周期主族元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,但第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能N>O>C,故A错误;甲为NH4OCN,N中N原子提供1个孤电子对,与1个H+提供的空轨道形成配位键,故B错误;乙为,其中有4个N—H、2个C—N、碳氧原子之间有1个σ键,则一个中有7个σ键、1个π键,σ键与π键的数目比为7∶1,故C错误; 甲为NH4OCN,其中的C原子与N原子形成三键、C原子与O原子形成单键,σ键电子对数为2,无孤电子对,C原子采取sp杂化,乙为,其中的C原子形成3个σ键,即σ键电子对数为3,无孤电子对,C原子采取sp2杂化,故D正确。
例2 A [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的价层电子排布可能是1s22s22p2或1s22s22p63s23p4,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,故W是S;X与W同族,则X是O,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,则Y是N;Z位于W的对角线位置,则Z是F。O+的价层电子排布为2s22p3(2p轨道半充满),失去电子需更高能量,而N+的价层电子排布为2s22p2,失去电子相对容易,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,同周期主族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Z
例3 D [解析] 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,即X、Y、Z、M分别位于第一、二、三、四周期,X[MZ2(YX)]具有酸性,则X为H;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Z的最外层电子数为7,Z为Cl;M的价层电子排布是3d104s2,则M是Zn,据此解答。非金属性越强,电负性越大,H2O中O元素为负化合价,因此X(H)的电负性小于Y(O),A错误;Y(O)形成的单质O2是非极性分子,但O3是极性分子(V形结构导致正电中心与负电中心不重合),B错误;X(H)、Y(O)、Z(Cl)形成的化合物,若为HClO4则为强电解质,若为HClO则为弱电解质,并非全部为强电解质,C错误;M为Zn,比Fe活泼,铁管上镶嵌Zn,通过牺牲阳极法保护铁管,使铁管不易被腐蚀,D正确。
例4 D [解析] Q、W、X、Y和Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1,则X是N;X所在族的族序数等于Q的质子数,则Q是B,所以W是C;基态Y和Z原子的原子核外均只有1个未成对电子,且二者核电荷数之和为Q的4倍,即质子数之和为20,所以Y是F,Z是Na。BF3的空间结构为平面正三角形,结构对称,属于非极性分子,A错误;NaF是离子晶体,B错误;同周期主族元素自左向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,则原子半径:C【对点精练】
1.B [解析] Z是周期表中电负性最大的元素,Z为F,电子层数为2,未成对电子数为1;X、Y、Z三种元素位于同一短周期且原子序数依次增大,三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等,则X和Y未成对电子数之和为5,X为C、Y为N或X为N、Y为O;该化合物的分子式为XY2Z,则X和2个Y总化合价为+1价,NO2F符合,故X为N,Y为O,Z为F。X为N,Y为O,Z为F,N、O、F位于同周期,F的原子半径最小,A错误;X为N,Y为O,Z为F,同周期元素从左往右,第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道半充满,第一电离能大于O,故三者中O的第一电离能最小,B正确;X为N,N的最高正化合价为+5,C错误;X为N,Z为F,NF3和NH3的中心原子均采取sp3杂化,孤电子对数均为1,前者成键电子对离中心N原子较远,成键电子对之间的斥力较小,键角较小,D错误。
2.D [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原子轨道数,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原子序数依次增大,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元素,则X只能为N元素;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元素,综上所述,W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、S、Cu。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A正确;Y、X的简单氢化物分别为H2O和NH3,H2O的中心O原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,孤电子对数为2,空间结构为V形,键角为105°,NH3的中心N原子的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,空间结构为三角锥形,键角为107°,所以简单氢化物键角:X>Y,故B正确;硫酸铜溶液中逐渐通入氨,氨不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜,氨过量时氢氧化铜溶解,生成[Cu(NH3)4]SO4,即反应过程中有蓝色沉淀产生,故C正确;QZX4Y4W12为[Cu(NH3)4]SO4,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D错误。
3.C [解析] 侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,则可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H元素、C元素、N元素、O元素、Na元素、Cl元素。一般原子的电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,则原子半径:H4.A [解析] M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,M基态原子的2p能级中含有3个未成对电子,则M为N元素;Z是短周期元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素,则Z为Cl元素;X2W2是离子晶体,则W为O元素,X为Na元素;Y的简单氢化物的空间结构为V形,则Y为S元素,综上所述,M为N元素、W为O元素、X为Na元素、Y为S元素、Z为Cl元素。X(Na)为活泼金属元素,其第一电离能在三者中最小,由于M(N)原子的最外层的p能级处于半充满的稳定状态,故第一电离能大于W(O),即第一电离能大小为I1(X)角度二
【深研真题】
例1 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,故元素电负性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,为sp3杂化,S原子的价层电子对数为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为2s22p4,未成对电子数为2,基态P原子的价层电子排布为3s23p3,未成对电子数为3,则基态原子未成对电子数HS,D错误。
例2 D [解析] X、Y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,则Z为Cl元素,以此分析解答。同周期第一电离能从左到右有增大趋势,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,所以键角: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:N>P,酸性:HNO3>H3PO4,C错误;P、N、Cl均能形成多种氧化物,D正确。
例3 D [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元素,Y为P元素,W可形成4个共价键,W原子序数比N小,即W为C元素,R可形成1个共价键,原子序数比C小,即R为H元素,X可形成2个共价键,原子序数在N和P之间,即X为O元素,综上:R为H元素、W为C元素、Z为N元素、X为O元素、Y为P元素。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元素、Z为N元素,由于非金属性:C【对点精练】
1.A [解析] W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W形成1个单键且核电荷数最小,Z形成1个单键且核电荷数大于W小于Q,则W为H;X形成4个单键,核电荷数大于H,且小于其他三种元素,X为C;Y形成2个单键,核电荷数大于C,Y为O;W、Y原子序数之和等于Z,Z为F;Y原子价电子数为Q原子价电子数的2倍,Q形成4个单键且该阴离子带一个单位的负电荷,且Q在F之后,故Q为Al。W与X的化合物不一定为极性分子,如CH4就是非极性分子,A错误;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能大小顺序为F>O>C,B正确;Q为Al,Al2O3为两性氧化物,C正确;Al最外层只有3个电子,该阴离子中Q与3个L之间形成普通共价键,与另一个L形成配位键,D正确。
2.A [解析] W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,图中W形成1个化学键,原子序数最小,故W为H,X形成4个共价键,故X为C,Z和Q形成2个共价键,且Z原子的电子数是Q的一半,故Z为O,Q为S,Y形成3个共价键,而且原子序数介于C和O之间,故Y为N,据此解析。非金属性:O>S,故简单氢化物的稳定性:Z(O)>Q(S),A正确;同一周期从左到右第一电离能呈现增大的趋势,故第一电离能:Y(N)>X(C),B错误;基态原子中C的未成对电子数为2个,S的未成对电子数也为2个,故基态原子的未成对电子数:X(C)=Q(S),C错误;主族元素中H原子半径最小,故原子半径:Z(O)>W(H),D错误。
3.C [解析] X、Y、Z、W、Q为原子序数逐渐增大的短周期元素,X、Y、Q处于不同周期,则X为H元素,Y为第二周期元素,Q为第三周期的元素;由图a可知,Z周围形成三个共价键,且Z的基态原子中未成对电子数最多,则Z为N元素;Y和Z形成的环状结构中,存在大π键,则Y为C元素,a为NH2CN的三聚体;由图b可知,W形成2个共价键,W与Q同主族,则W为O元素,Q为S元素,b是SO3的三聚体。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能:N>O>C,A正确;单体Ⅰ的结构简式为H2N—C≡N,存在碳氮三键,C原子的杂化方式为sp杂化,B正确;物质b中①为SO,②为S—O,双键键长小于单键键长,键长:①<②,C错误;由分析可知,单体Ⅱ为SO3,中心原子为S,价层电子对数为3+=3,孤电子对数为0,空间结构为平面正三角形,正、负电中心重合,为非极性分子,D正确。限时集训(十)
1.D [解析] 前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量第二多的元素,则X为O;基态时Z原子3p原子轨道上有4个电子,则Z为S;Y的周期序数与族序数相等,则Y为Al;W与Z处于同一主族,则W为Se。同周期主族元素从左到右,金属性减弱,非金属性增强,元素的电负性变强;同主族元素由上而下,金属性增强,非金属性减弱,元素电负性减弱,电负性:O>S>Al,即X>Z>Y,A错误;同周期元素随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,基态N原子的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,故O的第一电离能比同周期的N小,但比Li、Be、B、C大,B错误;Al的最高价氧化物对应的水化物是氢氧化铝,是两性氢氧化物,S的最高价氧化物对应的水化物是硫酸,酸性H2SO4>Al(OH)3,C错误;同主族元素从上到下非金属性减弱,气态氢化物的热稳定性减弱,W(Se)的非金属性比Z(S)弱,所以W的气态氢化物的热稳定性比Z的弱,D正确。
2.A [解析] 依题意可推测出X2Y为H2O,则X为氢,Y为氧,在短周期中,只有O、Mg原子的s、p能级上电子数相等,Z的原子序数大于8,故Z为镁,T位于第三周期,最外层有4个电子,T为硅,在镁与硅之间只有铝,故W为铝。同周期主族元素从左往右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,故Si>Mg>Al,A错误;电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时原子序数越大离子半径越小,故r(O2-)>r(Mg2+)>r(Al3+),B正确;镁的电负性小于铝,离子键百分数:MgO>Al2O3,C正确;SiH4、H2O的中心原子都是sp3杂化,孤电子对数依次为0、2,孤电子对数越多,排斥力越大,键角越小,故键角:SiH4>H2O,D正确。
3.D [解析] X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素;①X的基态原子中,电子占据的最高能层为L层,且p能级上有2个电子,电子排布式为1s22s22p2,为C元素;②Y原子最外层有5个电子,且其单质在常温下为气态,为N元素;③Z的两种常见氧化物溶于水后显碱性,为Na元素;④W的基态原子核外有2个未成对电子,电子排布式为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4,则W为硅元素或硫元素。同周期主族元素从左至右原子半径依次减小,同一主族从上至下原子半径逐渐增大,即原子半径:Na>Si/S>C>N,故原子半径:Z>W>X>Y,A正确。Na为金属元素,第一电离能在4种元素中最小,C、N同周期,N的2p轨道半充满,为较稳定结构,第一电离能:N>C,C、Si同主族,第一电离能:C>Si,即N>C>Si>Na;O、N同周期相邻,第一电离能:N>O,O、S同主族,第一电离能:O>S,即N>O>S>Na,故第一电离能:Y>W>Z,B正确。N元素电负性比C元素电负性大,H元素电负性在三者中最小,N、H电负性差值更大,故键的极性:N—H>C—H,C正确。W的氧化物可能是SiO2,SiO2为共价晶体,也有可能为SO2,SO2为分子晶体,D错误。
4.D [解析] Z元素的焰色试验呈黄色,所以Z是Na元素,W的原子半径最小,短周期主族元素中原子半径最小的是H,所以W是H元素,基态原子核外有3个未成对电子,原子序数小于Na,则X是N元素,QY2用于自来水消毒,常见的是ClO2,故Y是O元素,Q是Cl元素。O2-和Na+的电子层结构相同,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径:O2->Na+,A错误;O的电负性大于Cl(同主族从上到下电负性逐渐减小,O和Cl可通过ClO2中O显负价判断O吸引电子能力更强),B错误;X为N,Q为Cl,N的含氧酸如HNO3,Cl的含氧酸如HClO,HNO3的酸性强于HClO,C错误;X即N,中心N原子的价层电子对数=4+=4,其VSEPR模型为四面体形,D正确。
5.C [解析] X、Y、Z、E、M五种元素均为短周期主族元素,E元素原子最外层上的电子数是次外层电子数的3倍,则E为O元素;M是可测定出土古物年代的核素,则M为C元素;X、Y和Z为同周期元素,原子序数依次增加,X的基态原子价层电子排布为nsn-2,则X为Na元素;Z的基态原子价层p轨道半充满,则Z为P元素;由化合物中各元素化合价代数和为0可知,Y为Mg元素。X、Y、E分别为Na、Mg、O元素,当简单离子核外电子数相同时,核电荷数越大,半径越小,离子半径Mg2+6.A [解析] X、W、Z、Y是原子半径依次增大的前四周期元素,分属于两个不同的周期,基态X原子核外s能级与p能级电子数之比为4∶3,则基态X原子核外电子排布式为1s22s22p3,即X为N元素;Z原子的M层未成对电子数为4,则Z为Fe元素;W与X相邻,且原子半径W>N,则W为C元素;Y原子的最外层电子数是K层电子数的一半并且与Fe同周期,则Y为K元素,据此解答。W的最简单氢化物为甲烷,其分子的空间结构为正四面体形,正电中心与负电中心重合,属于非极性分子,A错误;X为N元素、Y为K元素、Z为Fe元素,常温下,氮气为气态,而铁、钾都是固态的金属晶体,铁的原子半径小于钾、且价电子数多于钾,金属键强于钾,则铁的熔点高于钾,所以三种单质中铁的熔点最高,B正确;基态氮原子的2p轨道为半充满的稳定状态,所以X的第一电离能比同周期相邻元素的高,C正确;Y2O2为K2O2,由钾离子和过氧根离子构成,化合物Y2O2中阴、阳离子的个数比为1∶2,D正确。
7.C [解析] X、Y、Z、W是位于不同周期的前四周期主族元素,则X元素为H;Z元素基态原子p轨道电子排布是半充满状态,Z又位于第三周期,则Z元素为P;Y与X两种元素原子序数的差值等于Z、Y两种元素原子序数的差值,则Y元素为O;含W元素的物质灼烧时焰色呈紫色,故W元素为K。电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,P3-的电子层数为3,K+的电子层数为3,O2-的电子层数为2,P3-和K+电子层数相同,P的核电荷数小于K,所以r(P3-)>r(K+),K+电子层数多于O2-,所以r(K+)>r(O2-),因此简单离子半径应为Z(P3-)>W(K+)>Y(O2-),A错误;X2Y2为H2O2,H2O2的结构不是直线形,B错误;Z的氢化物为PH3,P元素化合价为-3价,处于最低价态,最低价态的元素具有还原性,能被氧化,C正确;W2Y2为K2O2,K2O2与水反应生成KOH和O2,反应的化学方程式为2K2O2+2H2O4KOH+O2↑,生成的KOH是强碱,溶液呈碱性,不是强酸性,D错误。
8.D [解析] 该物质中X、Y、Z、W形成的共价键数目分别为1、4、2、4,又因为Y、W同主族,Y的原子序数比W小,因此Y为C,W为Si,由X、Y、Z、W原子序数依次增大,故X为H,Z为O。Z的氢化物为水、H2O2,Y的氢化物为烃,碳原子数较多的烃常温下为固态,其沸点大于水、H2O2,A错误;电负性大小顺序为O>C>H>Si,B错误;由结构可知,该分子的中心原子Si连接的4个基团不完全相同,故该物质的空间结构不是正四面体形,正电中心与负电中心不重合,为极性分子,C错误;基态C原子的价层电子排布为2s22p2,基态O原子的价层电子排布为2s22p4,核外均有2个未成对电子,D正确。
9.C [解析] W的基态原子价层电子排布为nsnnp2n,W是O,R的基态原子M层填满电子,N层填充了1个电子,则R是Cu,X与其他4种元素均不在同一周期,且X原子序数最小,结构图中X形成1个化学键,则X是H,Y形成4个共价键,Z形成3个共价键,Y、Z的原子序数比O小,且Y原子序数比Z小,则Y是C,Z是N,即X是H,Y是C,Z是N,W是O,R是Cu,以此解题。Y是C,Z是N,W是O,同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势,其中第ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻主族元素,则元素的第一电离能:N>O>C,A错误;X是H,Z是N,W是O,这三种元素可以形成硝酸铵,存在离子键,B错误;X是H,Z是N,W是O,NH3和H3O+这两种微粒的中心原子的价层电子对数都是4,孤电子对数都为1,则其空间结构均为三角锥形,C正确;R是Cu,是29号元素,在元素周期表中位于ds区,D错误。
10.D [解析] 原子序数依次递增的短周期元素A、B、X、Y、Z,A只形成1个共价键,B形成4个共价键,X形成2个共价键,Z形成6个共价键,可知A为H元素、B为C元素、X为O元素、Z为S元素;Y形成带1个单位正电荷的阳离子,结合原子序数可知Y为Na元素。基态硫原子(原子序数为16)的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,每个原子轨道对应一种空间运动状态,硫原子核外电子有9种不同的空间运动状态,A错误;氧元素位于元素周期表第二周期,在同周期中,第一电离能大于氧的元素共有3种,分别是氮、氟和氖,B错误;A为H元素、B为C元素、Z为S元素,电子层数越多,原子半径越大,原子半径:Z>B>A,C错误;Y为Na元素、X为O元素、Z为S元素,NaH是离子化合物,沸点最高,H2O和H2S都是分子晶体,由于水分子间存在氢键,故水的沸点高于硫化氢,D正确。
11.A [解析] 根据题中的信息和物质的结构可知:M形成1个共价键且原子序数最小,短周期中H元素通常以单键形式存在且原子序数最小,故M为H;W形成4个共价键,C最外层有4个电子,C原子常通过形成4个共价键达到稳定结构,故W为C;X形成3个共价键,而N最外层有5个电子,易形成3个共价键,结合原子序数大于C且与C在同一周期,X应为N;Y形成2个共价键且能形成双键,O元素可形成双键且原子序数大于X并与X在同一周期,Y为O。Y为O,其最简单氢化物为H2O,X为N,其最简单氢化物为NH3,W为C,其最简单氢化物为CH4,H2O和NH3存在氢键,其沸点高于无氢键的CH4的沸点,H2O常温下为液体,NH3常温下为气体,可知H2O的沸点高于NH3,因此沸点顺序为H2O>NH3>CH4,即Y>X>W,A正确;C、N、O三种元素均位于第二周期,同周期元素的第一电离能从左向右呈现增大的趋势,其中基态N原子2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻的O元素,故第一电离能顺序为N(X)>O(Y)>C(W),B错误;由分析可知该物质为谷氨酸,其钠盐为谷氨酸钠,是一种增味剂,通常不作防腐剂,C错误;M(H)、X(N)、Y(O)形成的化合物中,HNO3电离出H+,会抑制水的电离,而形成的NH4NO3中N发生水解,会促进水的电离,D错误。
12.C [解析] X、Y、Z、P、Q为原子序数依次增大的前三周期元素,其中只有一种是金属元素,X、Y、P位于三个不同周期,X是H;Q形成-1价阴离子,Q是Cl;Y、Z能形成4个共价键,Y、Z处于不同主族,说明Z形成1个配位键,则Y是C、Z是N,只有一种是金属元素,P是金属元素,Z与P形成配位键,P与2个Cl-形成共价键后带1个单位正电荷,则P显+3价,P是Al。Al是金属单质,沸点最高,Cl2、N2、H2均为气体单质,相对分子质量越大沸点越高,单质沸点:Al>Cl2>N2>H2,故A正确;CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4,N原子有1个孤电子对,所以最简单氢化物键角CH4>NH3,故B正确;AlCl3是共价化合物,熔融状态不导电,电解熔融AlCl3不能制备单质Al,工业上用电解熔融Al2O3的方法制备单质Al,故C错误;单键全是σ键,三键中有1个σ键,根据结构式可知,1 mol该化合物中有14 mol σ键,故D正确。
13.D [解析] W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,X与Z是同主族元素,Z能形成6个共价键,X能形成2个共价键,X为O元素,Z为S元素,Y能形成1个共价键,Y为F元素,W能形成3个共价键,W为N元素。Y、X、W分别为F、O、N,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性:F>O>N,A错误;Y、X、W分别为F、O、N,同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N的2p能级半充满,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能:F>N>O,B错误;W与X的简单氢化物分别为NH3、H2O,二者中心原子都是sp3杂化,H2O中O原子上有两个孤电子对,对成键电子对排斥力更大,故H2O中键角更小,C错误;Z的最高价氧化物为SO3,中心原子S为sp2杂化,分子的空间结构为平面正三角形,D正确。
14.B [解析] X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期元素,结合图和原子序数大小可知,Q与4个W形成带一个负电荷的阴离子,W形成1个共价键,推知W为Cl,Q为Al,其中一个键是配位键,X形成1个共价键,Y形成4个共价键,Z形成3个或4个共价键,结合原子序数可知,X为H,Y为C,Z为N。X为H,Y为C,电负性:X角度一 文字叙述型“位—构—性”推断
例1 [2025·黑吉辽内蒙古卷] 化学家用无机物甲(YW4ZXY)成功制备了有机物乙
[(YW2)2XZ],开创了有机化学人工合成的新纪元。其中W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y、Z同周期,基态X、Z原子均有2个单电子。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:Z>Y>X
B.甲中不存在配位键
C.乙中σ键和π键的数目比为6∶1
D.甲和乙中X杂化方式分别为sp和sp2
例2 [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:Y例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
例4 [2025·河南卷] 我国科研人员合成了一种深紫外双折射晶体材料,其由原子序数依次增大的五种短周期元素Q、W、X、Y和Z组成。基态X原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1,X所在族的族序数等于Q的质子数,基态Y和Z原子的原子核外均只有1个未成对电子,且二者核电荷数之和为Q的4倍。下列说法正确的是 ( )
A.QY3为极性分子
B.ZY为共价晶体
C.原子半径:W>Z
D.1个X2分子中有2个π键
1.依据原子结构特征的突破口(短周期元素)
原子结构特征 元素
最外层电子数为1的原子 H、Li、 Na
最外层电子数为2的原子 He、Be、Mg
最外层电子数跟次外层电子数相等的原子 Be、Ar
最外层电子数是次外层电子数2倍的原子 C
最外层电子数是次外层电子数3倍的原子 O
次外层电子数是最外层电子数2倍的原子 Li、Si
内层电子总数是最外层电子数2倍的原子 Li、P
电子层数跟最外层电子数相等的原子 H、Be、Al
电子层数是最外层电子数2倍的原子 Li
最外层电子数是电子层数2倍的原子 He、C、S
最外层电子数是电子层数3倍的原子 O
2.依据核外电子能级排布或元素性质的突破口
原子核外电子能级排布或元素性质 元素
短周期元素中最高能级的p轨道全充满 Ne、Ar
短周期元素中原子核外p轨道半充满 N、P
元素原子的核外p电子数比s电子数少1 N
元素原子的核外s、p能级电子数相等 O、Mg
短周期元素中原子的核外有2个未成对电子 C、O、Si、S
+3价离子的3d轨道为半充满状态 Fe
原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和 Ca
1~36号元素中,未成对电子最多 Cr
电负性最大 F
短周期元素中第一电离能最大 He
3.依据元素含量、性质、用途的突破口
元素含量、性质、用途 元素
地壳中含量最高的金属和非金属元素 Al、O
宇宙中含量最丰富的元素 H
最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素 C、Si
最高正价不等于族序数的元素 O
形成天然物质中硬度最大的物质的组成元素 C
人工制得纯度最高的元素 Si
形成化合物种类最多的元素 C
气态氢化物溶于水呈碱性的元素 N
其单质是易液化的气体,其最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素 Cl
单质与水反应最剧烈的非金属元素 F
气态氢化物与其低价氧化物能反应生成其单质的元素 N、S
气态氢化物与其最高价氧化物对应水化物能发生化合反应的元素 N
气态氢化物与其最高价氧化物对应水化物能发生氧化还原反应的元素 N、S
气态氢化物的水溶液可以雕刻玻璃的元素 F
考古时常用来鉴定一些文物的年代的元素 C
其单质常用来制作电极的非金属元素 C
其单质用于制安全火柴的元素 P
气态氢化物常用作制冷剂的元素 N
1.[2025·湖北卷] 某化合物的分子式为XY2Z。X、Y、Z三种元素位于同一短周期且原子序数依次增大,三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等,Z是周期表中电负性最大的元素。下列说法正确的是 ( )
A.三者中Z的原子半径最大
B.三者中Y的第一电离能最小
C.X的最高化合价为+3
D.XZ3与NH3键角相等
2.[2024·黑吉辽卷] 如下反应相关元素中,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,焰色试验呈绿色。下列说法错误的是 ( )
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A.单质沸点:Z>Y>W
B.简单氢化物键角:X>Y
C.反应过程中有蓝色沉淀产生
D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y
3.[2024·河北卷] 侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2ZQWXZ3+YW4R,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:WB.第一电离能:XC.单质沸点:ZD.电负性:W4.[2025·河北石家庄实验中学一模] M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,M基态原子的2p能级中含有3个未成对电子;X2W2是离子晶体;Y的简单氢化物的空间结构为V形;Z是短周期元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素。下列说法不正确的是( )
A.第一电离能:I1(X)B.M的空间结构为V形
C.Y与Z形成的一种化合物Y2Z2分子中所有原子均满足8电子稳定结构
D.YW2与X2Y在溶液中反应生成单质Y
角度二 结合结构式进行“位—构—性”推断
例1 [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
例2 [2025·陕青宁晋卷] 一种高聚物(XYZ)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
例3 [2024·广东卷] 一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。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:ZR3B.最高价氧化物的水化物的酸性:ZC.第一电离能:ZD.Z和W空间结构均为平面三角形
1.依据原子价键数的突破口(短周期元素)
原子价键数就是化合物中原子形成共价键的总数目,通常等于元素化合价数目。
原子的价键数一般有两个数:最高价键数、最低价键数。一般说来,主族元素原子的最高价键数=原子的最外层电子数;最低价键数=8-最外层电子数。
族序号 元素符号 价键数 实例 结构式 杂化方式
ⅠA H 1 HF、—CH3 H—F、 —
ⅡA Be 2 BeCl2 Cl—Be—Cl sp
ⅢA B Al 3 B2O3 sp
BF3、H3BO3 、 sp2
4 B、 B2H6、 Al2Cl6 、、 sp3
ⅣA C Si 4 CH4、 CCl4、 SiF4 、、 sp3
ⅤA N P 3 NH3、PCl3 、 sp3
4 N sp3
5 H3PO4 sp3
PCl5 sp3d
ⅥA O S 2 H2O、OF2、H2S 、、 sp3
3 H3O+ sp3
6 H2SO4 sp3
SF6 sp3d2
ⅦA F Cl 1 HF、HCl H—F、H—Cl —
7 HClO4 sp3
2.化学键类型与物质类型
1.[2023·辽宁卷] 某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是 ( )
L为
A.W与X的化合物为极性分子
B.第一电离能:Z>Y>X
C.Q的氧化物是两性氧化物
D.该阴离子中含有配位键
2.[2023·河北卷] 下图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中W、X、Y、Z、Q均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半。下列说法正确的是 ( )
A.简单氢化物的稳定性:Z>Q
B.第一电离能:X>Y
C.基态原子的未成对电子数:X>Q
D.原子半径:Z3.[2025·湖南部分学校模拟] X、Y、Z、W、Q为原子序数逐渐增大的短周期元素,其中X、Y、Q处于不同周期,W、Q同主族。五种元素中,Z的基
态原子中未成对电子数最多。现有这些元素组成的两种单体 Ⅰ 、 Ⅱ ,通过三聚可分别得到如图(图中未区别标示出单、双键)所示的环状物质a和b。下列说法错误的是 ( )
A.第一电离能:Z>W>Y
B.单体 Ⅰ 中Y原子为sp杂化
C.物质b中键长:①>②
D.单体 Ⅱ 为非极性分子 限时集训(十) 能力小专题10 “位—构—性”综合推断
角度一 文字叙述型“位—构—性”推断
1.[2025·四川巴中三模] 前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量第二多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有4个电子,W与Z处于同主族。下列说法正确的是 ( )
A.电负性:X>Y>Z
B.X的第一电离能比同周期元素的小
C.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
D.W的气态氢化物的热稳定性比Z的弱
2.[2025·湖南娄底一模] 短周期主族元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,X2Y是一种常见液体,分子中含10个电子,基态Z原子核外s、p能级上电子总数相等,基态T原子最外层电子数是次外层的一半。下列叙述错误的是 ( )
A.第一电离能:ZB. 简单离子半径:Y>Z>W
C.离子键百分数:ZY>W2Y3
D.键角:TX4>X2Y
3.[2025·安徽淮南二模] X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。已知:
①X的基态原子中,电子占据的最高能层为L层,且p能级上有2个电子
②Y原子最外层有5个电子,且其单质在常温下为气态
③Z的两种常见氧化物溶于水后显碱性
④W的基态原子核外有2个未成对电子
下列有关说法错误的是 ( )
A.原子半径:Z>W>X>Y
B. 第一电离能:Y>W>Z
C.键的极性:Y—H>X—H
D.W的氧化物一定为共价晶体
4.[2025·河北唐山一模] W、X、Y、Z、Q为短周期主族元素,原子序数依次增大,W的原子半径最小,X基态原子核外有3个未成对电子,Z元素的焰色试验呈黄色,QY2可用于自来水消毒。下列说法一定正确的是 ( )
A.简单离子半径:YB. 电负性:YC.含氧酸的酸性:XD.X的VSEPR模型为四面体形
5.[2025·陕西部分学校三模] X、Y、Z、E、M为五种短周期主族元素,所形成化合物Q的化学式为X3YZE4ME3,其中X、Y和Z为同周期元素,原子序数依次增加,X的基态原子价层电子排布为nsn-2,Z的基态原子价层p轨道半充满,E元素原子最外层上的电子数是次外层电子数的3倍,M的某一核素可测定出土古物的年代。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子半径:EB.简单氢化物的稳定性:M>E
C.E分别与X、Z、M都能形成至少两种化合物
D.E3和ME2的VSEPR模型均为直线形
6.[2025·河南实验中学四模] 无机盐Y4[Z(WX)6]被广泛用于生产颜料、油漆、油墨等。X、W、Z、Y是原子半径依次增大的前四周期元素,分属于两个不同的周期;基态X原子核外s能级与p能级电子数之比为4∶3,W与X相邻;Z原子的M层未成对电子数为4;Y原子的最外层电子数是K层电子数的一半。下列说法错误的是 ( )
A.W的最简单氢化物为极性分子
B.X、Y、Z三种元素的单质中,Z的熔点最高
C.X的第一电离能比同周期相邻元素的高
D.化合物Y2O2中阴、阳离子的个数比为1∶2
7.[2025·辽宁抚顺三模] X、Y、Z、W是位于不同周期的前四周期主族元素,它们的原子序数依次增大,且Y与X两种元素原子序数的差值等于Z、Y两种元素原子序数的差值,Z元素基态原子p轨道电子排布是半充满状态,含W元素的物质灼烧时焰色呈紫色。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子半径:W>Z>Y
B.X2Y2是直线形分子
C.Z的氢化物具有还原性
D.W2Y2的水溶液具有强酸性
角度二 结合结构式进行“位—构—性”推断
8.[2025·安徽池州一模] 某种物质广泛应用于硅橡胶、硅树脂的交联剂,其分子结构如图所示,其中X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,Y、W同主族。下列有关说法正确的是 ( )
A.氢化物沸点:Z>Y
B. 电负性:Z>W>Y>X
C.该分子为非极性分子
D.Y、Z元素基态原子核外均有2个未成对电子
9.[2025·陕西榆林二模] 前四周期元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大,其中由X、Y、Z组成的化合物常作合成药品中的溶剂或原料,其结构如图所示。X与其他4种元素均不在同一周期;W的基态原子价层电子排布为nsnnp2n;R的基态原子M层填满电子,N层填充了1个电子。下列说法正确的是 ( )
A.元素的第一电离能:W>Z>Y
B.X、Z、W三种元素形成的化合物只含共价键
C.ZX3和X3W+空间结构均为三角锥形
D.R元素在元素周期表中位于s区
10.[2025·河北唐山一模] 某有机催化剂由A、B、X、Y、Z五种原子序数依次增大的短周期主族元素组成,结构如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.基态Z原子核外电子有16种不同的空间运动状态
B.X元素所在周期中,第一电离能大于X的元素有2种
C.原子半径:B>Z>A
D.简单氢化物沸点:Y>X>Z
11.[2025·辽宁沈阳模拟] 某物质结构如图所示,M、W、X、Y为四种原子序数依次增大的短周期主族元素,其中W、X、Y位于同一周期。下列说法正确的是 ( )
A.最简单氢化物的沸点:Y>X>W
B.第一电离能:Y>X>W
C.该物质的某种钠盐可用作食品加工中的防腐剂
D.M、X、Y形成的化合物只能抑制水的电离
12.[2025·东北三省三校二模] X、Y、Z、P、Q为原子序数依次增大的前三周期元素,其中只有一种是金属元素,X、Y、P位于三个不同周期,Y、Z处于不同主族,5种元素形成的某化合物的结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.单质沸点:P>Q>Z>X
B.最简单氢化物的键角:Y>Z
C.工业上用电解熔融PQ3的方法制备单质P
D.1 mol该化合物中有14 mol σ键
13.[2025·湖南郴州一模] 我国科学家在寻找“点击反应”的砌块过程中发现的一种新化合物的结构如图所示,其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,X与Z同主族。下列说法正确的是 ( )
A.电负性:YB.第一电离能:Y>X>W
C.W与X的简单氢化物的键角前者小
D.Z的最高价氧化物的空间结构为平面正三角形
14.[2025·湖南邵阳二模] 某种电解质的组成如图所示,已知该化合物的五元环上的5个原子共平面,且X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期元素,下列说法错误的是 ( )
A.电负性:XB.Y的氢化物沸点一定低于Z的氢化物沸点
C.同周期元素中,第一电离能比Q小的有1种
D.Q与W形成的化合物QW3是一种共价化合物(共71张PPT)
能力小专题10
“位—构—性”综合推断
01
角度一 文字叙述型“位—构—
性”推断
02
角度二 结合结构式进行“位—
构—性”推断
深研真题
考点透析
对点精练
深研真题
考点透析
对点精练
角度一
文字叙述型“位—
构—性”推断
例1 [2025·黑吉辽内蒙古卷]化学家用无机物甲 成功制备了
有机物乙，开创了有机化学人工合成的新纪元。其中、
、、 原子序数依次增大，、、同周期，基态、 原子均有2
个单电子。下列说法正确的是( )
A.第一电离能：
B.甲中不存在配位键
C.乙中 键和 键的数目比为
D.甲和乙中杂化方式分别为和
√
[解析] 为有机物，基态、原子均有2个单电子，、 分别为第
ⅣA族和第族元素，、、 同周期、原子序数依次增大，又因为
为无机物，为有机物，所以、、 分别为C、、，
、、、原子序数依次增大，能形成，则 为，综上所述，
、、、分别为、C、、。C、、 同周期，同一周期主族元素，
从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期
相邻元素，则第一电离能 ，故A错误；
甲为，中原子提供1个孤电子对，与1个 提供的空轨道形成
配位键，故B错误；
乙为 ，其中有4个、2个、碳氧原子之间有1个
键，则一个 中有7个 键、1个 键， 键与 键的数目比
为 ，故C错误；
甲为，其中的C原子与原子形成三键、C原子与 原子形成单
键， 键电子对数为2，无孤电子对，C原子采取 杂化，乙为
，其中的C原子形成3个 键，即 键电子对数为3，无
孤电子对，C原子采取 杂化，故D正确。
例2 [2025·河北卷]、、、为四种短周期非金属元素， 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，与 同族，
与相邻且原子比原子多一个未成对电子，位于 的对角线位置。
下列说法错误的是( )
A.第二电离能： B.原子半径：
C.单质沸点： D.电负性：
√
[解析] 、、、为四种短周期非金属元素， 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 的价层电子排布可能是
或，若是C，与同族，则 是，与相邻且原子
比原子多一个未成对电子，则是，位于 的对角线位置，则满足条件
的是，与重复，故是；与 同族，则是，与相邻且原子比
原子多一个未成对电子，则是； 位于的对角线位置，则是。的
价层电子排布为 (轨道半充满)，失去电子需更高能量，而 的价
层电子排布为，失去电子相对容易，因此的第二电离能大于 ，
A错误；
同主族元素从上到下原子半径变大，同周期主族元素从左到右原子
半径变小，位于第二周期， 位于第三周期，原子半径
，即，B正确；
与都是分子晶体， 的相对分子质量大、范德华力大，沸点高，
C正确；
同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，的电负性大于 ，D正确。
例3 [2025·湖南卷]浓溶液中含有的 具有酸性，能溶
解金属氧化物。元素、、、 的原子序数依次增大，分别位于不
同的前四周期。的最外层电子数是内层的3倍，和 的最外层电子
数之和等于的最外层电子数，的价层电子排布是 。下列
说法正确的是( )
A.电负性：
B. 形成的两种单质均为非极性分子
C.由、、 形成的化合物均为强电解质
D.铁管上镶嵌 ，铁管不易被腐蚀
√
[解析] 元素、、、 的原子序数依次增大，分别位于不同的前四
周期，即、、、分别位于第一、二、三、四周期，
具有酸性，则为;的最外层电子数是内层的3倍，则 的最外层电
子数为6，为;和的最外层电子数之和等于 的最外层电子数，则
的最外层电子数为7，为；的价层电子排布是，则 是
，据此解答。非金属性越强，电负性越大，中 元素为负化合
价，因此的电负性小于，A错误；
形成的单质 是非极性分子，但是极性分子( 形结构导致正
电中心与负电中心不重合)，B错误；
、、形成的化合物，若为 则为强电解质，若为
则为弱电解质，并非全部为强电解质，C错误；
为，比活泼，铁管上镶嵌 ，通过牺牲阳极法保护铁管，使
铁管不易被腐蚀，D正确。
例4 [2025·河南卷]我国科研人员合成了一种深紫外双折射晶体材料，
其由原子序数依次增大的五种短周期元素、、、和 组成。基
态原子的轨道中电子总数比轨道中电子数多1， 所在族的族序数
等于的质子数，基态和 原子的原子核外均只有1个未成对电子，
且二者核电荷数之和为 的4倍。下列说法正确的是( )
A.为极性分子 B. 为共价晶体
C.原子半径： D.1个分子中有2个 键
√
[解析] 、、、和为原子序数依次增大的短周期元素，基态
原子的轨道中电子总数比轨道中电子数多1，则是； 所在族的
族序数等于的质子数，则是B，所以是C；基态和 原子的原子
核外均只有1个未成对电子，且二者核电荷数之和为 的4倍，即质子
数之和为20，所以是，是。 的空间结构为平面正三角形，
结构对称，属于非极性分子，A错误； 是离子晶体，B错误；
同周期主族元素自左向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，则原子半径：，C错误；
分子中含有氮氮三键，包含1个 键和2个 键，D正确。
1.依据原子结构特征的突破口(短周期元素)
原子结构特征 元素
最外层电子数为1的原子 、、
最外层电子数为2的原子 、、
最外层电子数跟次外层电子数相等的原子 、
最外层电子数是次外层电子数2倍的原子 C
最外层电子数是次外层电子数3倍的原子
次外层电子数是最外层电子数2倍的原子 、
内层电子总数是最外层电子数2倍的原子 、
原子结构特征 元素
电子层数跟最外层电子数相等的原子 、、
电子层数是最外层电子数2倍的原子
最外层电子数是电子层数2倍的原子 、C、
最外层电子数是电子层数3倍的原子
续表
2.依据核外电子能级排布或元素性质的突破口
原子核外电子能级排布或元素性质 元素
短周期元素中最高能级的 轨道全充满 、
短周期元素中原子核外 轨道半充满 、
元素原子的核外电子数比 电子数少1
元素原子的核外、 能级电子数相等 、
短周期元素中原子的核外有2个未成对电子 C、、、
价离子的 轨道为半充满状态
原子核外电子能级排布或元素性质 元素
原子核外、层上电子数之和等于、 层电子数 之和
号元素中，未成对电子最多
电负性最大
短周期元素中第一电离能最大
续表
3.依据元素含量、性质、用途的突破口
元素含量、性质、用途 元素
地壳中含量最高的金属和非金属元素 、
宇宙中含量最丰富的元素
最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素 C、
最高正价不等于族序数的元素
形成天然物质中硬度最大的物质的组成元素 C
人工制得纯度最高的元素
形成化合物种类最多的元素 C
元素含量、性质、用途 元素
气态氢化物溶于水呈碱性的元素
其单质是易液化的气体，其最高价氧化物对应水化物 的酸性最强的元素
单质与水反应最剧烈的非金属元素
气态氢化物与其低价氧化物能反应生成其单质的元素 、
气态氢化物与其最高价氧化物对应水化物能发生化合 反应的元素
续表
元素含量、性质、用途 元素
气态氢化物与其最高价氧化物对应水化物能发生氧化 还原反应的元素 、
气态氢化物的水溶液可以雕刻玻璃的元素
考古时常用来鉴定一些文物的年代的元素 C
其单质常用来制作电极的非金属元素 C
其单质用于制安全火柴的元素
气态氢化物常用作制冷剂的元素
续表
1.[2025·湖北卷]某化合物的分子式为。、、 三种元素位于同
一短周期且原子序数依次增大，三者的原子核外电子层数之和与未成
对电子数之和相等， 是周期表中电负性最大的元素。下列说法正确
的是( )
A.三者中的原子半径最大 B.三者中 的第一电离能最小
C.的最高化合价为 D.与 键角相等
√
[解析] 是周期表中电负性最大的元素，为 ，电子层数为2，未成
对电子数为1；、、 三种元素位于同一短周期且原子序数依次增
大，三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等，则 和
未成对电子数之和为5，为C、为或为、为 ；该化合物的
分子式为，则和2个总化合价为价，符合，故为 ，
为，为。为，为，为，、、位于同周期， 的原子
半径最小，A错误；
为，为，为 ，同周期元素从左往右，第一电离能呈增大趋势，
的轨道半充满，第一电离能大于 ，故三者中的第一电离能最
小，B正确；
为，的最高正化合价为 ，C错误；
为，为，和的中心原子均采取 杂化，孤电子对数均
为1，前者成键电子对离中心 原子较远，成键电子对之间的斥力较
小，键角较小，D错误。
2.[2024·黑吉辽卷]如下反应相关元素中，、、、 为原子序数依
次增大的短周期元素，基态 原子的核外电子有5种空间运动状态，
基态、原子有两个未成对电子，是 区元素，焰色试验呈绿色。
下列说法错误的是( )
溶液 溶液
A.单质沸点：
B.简单氢化物键角：
C.反应过程中有蓝色沉淀产生
D.是配合物，配位原子是
√
[解析] 是区元素，焰色试验呈绿色，则为 元素；空间运动状
态数是指电子占据的原子轨道数，基态 原子的核外电子有5种空间
运动状态，则 为第二周期元素，满足此条件的主族元素有
、、；、、 原子序数依
次增大，基态、原子有两个未成对电子，若、 为第二周期元素，
则满足条件的可能为或 ，C原子序数小于
，所以不可能为C，若、 为第三周期元素，则满足条件的可能
为或，、可与 形成
、
分别为、元素，则只能为元素；能与形成，则
为第ⅠA族或第族元素，但原子序数小于，所以为 元素，
综上所述，、、、、分别为、、、、。、、 分
别为、、，单质常温下呈固态，其沸点高于氧气和氢气， 和
均为分子晶体，的相对分子质量大于， 的范德华力大于
，所以沸点，即沸点，故A正确；
、 的简单氢化物分别为和，的中心 原子的价层电子
对数为，孤电子对数为2，空间结构为 形，
键角为 ，的中心原子的价层电子对数为
，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，键
角为 ，所以简单氢化物键角： ，故B正确；
硫酸铜溶液中逐渐通入氨，氨不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜，氨过
量时氢氧化铜溶解，生成 ，即反应过程中有蓝色沉淀
产生，故C正确；
为，其中铜离子提供空轨道、中的
原子提供孤电子对，两者形成配位键，配位原子为 ，故D错误。
3.[2024·河北卷]侯氏制碱法工艺流程中的主反应为
，其中、、、 、
、 分别代表相关化学元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径： B.第一电离能：
C.单质沸点： D.电负性：
√
[解析] 侯氏制碱法主反应的化学方程式为
，则可推出、 、
、、、分别为元素、C元素、元素、元素、元素、 元
素。一般原子的电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷
数越大，半径越小，则原子半径： ，故A错误；
同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族、ⅤA族元素
的第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能： ，
故B错误；
、、 为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，三者
在常温下均为气体， 在常温下为固体，则沸点：
，故C正确；
同周期主族元素，从左往右电负性逐渐增大，同主族元素，从上到
下电负性逐渐减小，电负性： ，故D错误。
4.[2025·河北石家庄实验中学一模]、、、、 为原子序数依次
增大的短周期主族元素，基态原子的 能级中含有3个未成对电
子；是离子晶体；的简单氢化物的空间结构为形； 是短周
期元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素。下列说法不
正确的是( )
A.第一电离能：
B.的空间结构为 形
C.与形成的一种化合物 分子中所有原子均满足8电子稳定结构
D.与在溶液中反应生成单质
√
[解析] 、、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素，
基态原子的能级中含有3个未成对电子，则为元素； 是短周期
元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素，则为 元素；
是离子晶体，则为元素，为元素； 的简单氢化物的空
间结构为形，则为元素，综上所述，为元素、为元素、
为元素、为元素、为元素。 为活泼金属元素，其第一
电离能在三者中最小，由于原子的最外层的 能级处于半充满
的稳定状态，故第一电离能大于 ，即第一电离能大小为
，A错误；
即,其中心 原子上的价层 电子对数为
，含一个孤电子对，空间结构为
形，B正确；
化合物即， 原子形成2个共价键，而 原子形成1个共价键，
该化合物分子中所有原子均满足8电子稳定结构，C正确；
与 在溶液中可发生归中反应生成单质 ，D正确。
角度二
结合结构式进行
“位—构—性”推断
例1 [2025·安徽卷]某化合物的结构如图所示。、、、 是原子序
数依次增大的短周期元素，其中、 位于同一主族。下列说法错误
的是( )
A.元素电负性：
B.该物质中和均采取 杂化
C.基态原子未成对电子数：
D.基态原子的第一电离能：
√
[解析] 、、、 是原子序数依次增大的短周期元素，其中、 位
于同一主族，且、均形成2个共价键，则为， 为；形成5个共
价键且原子序数位于、 之间，则为；形成1个共价键，原子序
数最小，则为 。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，故元素电负性，即 ，
A正确；
该物质中，原子的价层电子对数为4，为杂化， 原子的价层电
子对数为4，为杂化，B正确；
基态原子未成对电子数为1，基态 原子的价层电子排布为 ，
未成对电子数为2，基态原子的价层电子排布为 ，未成对电子
数为3，则基态原子未成对电子数，即 ，C正确；
基态原子的第一电离能同周期从左向右呈增大趋势，由于第ⅤA族元
素原子的 轨道处于半充满状态，较稳定，第一电离能大于同周期相
邻元素，即 ，D错误。
例2 [2025·陕青宁晋卷]一种高聚物(XYZ)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
√
[解析] X、Y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,则Z为Cl元素,以此分析解答。同周期第一电离能从左到右有增大趋势,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,所以键角: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:N>P,酸性:HNO3>H3PO4,C错误;
P、N、Cl均能形成多种氧化物,D正确。
例3 [2024·广东卷]一种可为运动员补充能量的物质，其分子结构式
如图。已知、、、、 为原子序数依次增大的短周期主族元
素，和 同族，则( )
A.沸点：
B.最高价氧化物的水化物的酸性：
C.第一电离能：
D.和 空间结构均为平面三角形
√
[解析] 可形成5个共价键， 可形成3个共价键，和同族，原子
序数比大，即为 元素，为元素，可形成4个共价键， 原子
序数比小，即为C元素， 可形成1个共价键，原子序数比C小，
即为元素， 可形成2个共价键，原子序数在和之间，即为元
素，综上：为元素、为C元素、为 元素、为元素、为元
素。由于可形成分子间氢键，而 不
能，因此沸点：，故A错误；
为C元素、为 元素，由于非金属性： ，因此最高价氧化物
的水化物的酸性： ，故B错误；
同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族
元素的第一电离能大于同周期相邻元素，即第一电离能：，
故C错误；
的中心原子价层电子对数为 ，无孤电子对，为
平面三角形， 的中心原子价层电子对数为 ，无
孤电子对，为平面三角形，故D正确。
1.依据原子价键数的突破口(短周期元素)
原子价键数就是化合物中原子形成共价键的总数目，通常等于元素
化合价数目。
原子的价键数一般有两个数：最高价键数、最低价键数。一般说来，
主族元素原子的最高价键数原子的最外层电子数；最低价键数
最外层电子数。
族序 号 元素 符号 价键 数 实例 结构式 杂化
方式
ⅠA 1 、 、_________________________ —
ⅡA 2
族序 号 元素 符号 价键 数 实例 结构式 杂化
方式
ⅢA 3
、 ______________________、__________________________________________
续表
族序 号 元素 符号 价键 数 实例 结构式 杂化
方式
ⅢA 4 、 、 ___________________________________、 _____________________________________、 ____________________________________________________________
续表
族序 号 元素 符号 价键 数 实例 结构式 杂化
方式
ⅣA 4 、 、 __________________________、_________________________、 ______________________
续表
族序 号 元素 符号 价键 数 实例 结构式 杂化
方式
ⅤA 3 、 _______________________________、__________________________________
4
续表
族序 号 元素 符号 价键 数 实例 结构式 杂化
方式
ⅤA 5
续表
族序 号 元素 符号 价键 数 实例 结构式 杂化
方式
2 、 、 __ 、__________________、_______________________
3
续表
族序 号 元素 符号 价键 数 实例 结构式 杂化
方式
6
续表
族序 号 元素 符号 价键 数 实例 结构式 杂化
方式
1 、 、 —
7
续表
2.化学键类型与物质类型
1.[2023·辽宁卷]某种镁盐具有良好的电化学性能，其阴离子结构如
下图所示。、、、、 是核电荷数依次增大的短周期元素，
、原子序数之和等于，原子价电子数是 原子价电子数的2倍。
下列说法错误的是( )
为 .
A.与的化合物为极性分子 B.第一电离能：
C. 的氧化物是两性氧化物 D.该阴离子中含有配位键
√
[解析] 、、、、是核电荷数依次增大的短周期元素， 形成
1个单键且核电荷数最小，形成1个单键且核电荷数大于小于 ，
则为；形成4个单键，核电荷数大于 ，且小于其他三种元素，
为C；形成2个单键，核电荷数大于C，为；、 原子序数之和
等于，为；原子价电子数为原子价电子数的2倍， 形成4个单
键且该阴离子带一个单位的负电荷，且在之后，故为。
为 .
与 的化合物不一定为极性分子，如 就是非极性分子，A错误；
同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能大小顺
序为，B正确；
为，为两性氧化物，C正确；
最外层只有3个电子，该阴离子中与3个之间形成普通共价键，
与另一个 形成配位键，D正确。
为 .
2.[2023·河北卷]下图所示化合物是制备某些药物的中间体，其中 、
、、、 均为短周期元素，且原子序数依次增大，分子中的所有
原子均满足稀有气体的稳定电子构型，原子的电子数是 的一半。
下列说法正确的是( )
A.简单氢化物的稳定性：
B.第一电离能：
C.基态原子的未成对电子数：
D.原子半径：
√
[解析] 、、、、 均为短周期元素，且原子序数依次增大，分
子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型，图中 形成1个化
学键，原子序数最小，故 为，形成4个共价键，故为C，和 形
成2个共价键，且原子的电子数是的一半，故为，为， 形成
3个共价键，而且原子序数介于C和之间，故为 ，据此解析。
非金属性：，故简单氢化物的稳定性：
，A正确；
同一周期从左到右第一电离能呈现增大的趋势，故第一电离能：
，B错误；
基态原子中C的未成对电子数为2个， 的未成对电子数也为2个，
故基态原子的未成对电子数： ，C错误；
主族元素中 原子半径最小，故原子半径： ，D错误。
3.[2025·湖南部分学校模拟]、、、、 为原子序数逐渐增大的短周期
元素，其中、、处于不同周期，、 同主族。五种元素中， 的基态
原子中未成对电子数最多。现有这些元素组成的两种单体 Ⅰ 、 Ⅱ，通过
三聚可分别得到如图(图中未区别标示出单、双键)所示的环状物质和 。
下列说法错误的是( )
A.第一电离能：
B.单体 Ⅰ 中原子为 杂化
C.物质中键长：
D.单体 Ⅱ 为非极性分子
√
[解析] 、、、、为原子序数逐渐增大的短周期元素，、 、
处于不同周期，则为元素，为第二周期元素， 为第三周期的
元素；由图a可知，周围形成三个共价键，且 的基态原子中未成对
电子数最多，则为元素；和形成的环状结构中，存在大 键，
则为C元素，为的三聚体；由图b可知， 形成2个共价键，
与同主族，则为元素，为元素，是 的三聚体。
同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，原子 轨道为半充满稳定状态，第一电离能： ，A正确；
单体Ⅰ的结构简式为，存在碳氮三键，C原子的杂化方式为 杂化，B正确；
物质中①为，②为 ，双键键长小于单键键长，键长： ②，C错误；
由分析可知，单体Ⅱ为，中心原子为 ，价层电子对数为 ，孤电子对数为0，空间结构为平面正三角形，正、负电中心重合，为非极性分子，D正确。
1.[2025·湖南长沙一模]短周期主族元素、、、、 的原子序数
依次增大，原子的价层电子数为5，和 的最简单气态氢化物的质
子总数相等，基态原子的核外没有未成对电子，与 属于同一主
族。下列说法错误的是( )
A.离子键的百分数：
B.含、 元素的化合物常用于生产农药
C.碱性溶液中：、、 能大量共存
D.共价化合物 的电子式为
√
[解析] 由题意可知，、、、、分别为、、、、 ，据
此分析解题。离子键的百分数是依据电负性的差值计算的，电负性
差值越大，离子键的百分数越大，的电负性大于，所以 离子
键的百分数大于，故A正确；
含、 元素的化合物常用于生产农药，故B正确；
碱性溶液中同样具有强氧化性，会将 氧化为而不能大
量共存，故C错误；
共价化合物为 ，其电子式为 ，D正确。
2.[2025·安徽六安一中模拟]某种电池的电解液的组成如图所示， 、
、、、为原子序数依次增大的短周期元素，基态 原子中含有3
个单电子，下列说法正确的是( )
A.电解熔融可获得 的单质
B.原子半径：
C. 的含氧酸均为强酸
D. 的空间结构为正四面体形
√
[解析] 根据组成结构以及成键特点可
知，和 只形成一个共价键，可能
是和卤族元素， 形成四个共价键，
基态 原子中含有3个单电子，可形成三个共价键，形成四个共价键
时会失去一个电子而带一个单位正电荷， 形成四个共价键时可得到
带1个单位负电荷的复杂离子，五种元素原子序数依次增大，且属于
短周期元素，因此、、、、分别为、C、、、 ，据此
分析。
为 ，氯化铝为分子晶体，熔融状态不导电，因此工
业上常电解氧化铝获得金属铝，故A错误；
同周期元素从左向右原子半径依次减小(稀有气体除外)，因此C的原子半径大于 ，故B错误；
氯的含氧酸可能为强酸，如 ，
也可能为弱酸，如，故C错误；
中有4个 键，无孤电子对，即该离子的空间结构为正四面体形，故D正确。
A.、分别与 形成的化合物的晶体类型相同
B.气态氢化物的热稳定性：
C.、、的简单离子半径：
D.第一电离能：
3.[2025·湖南名校联盟三模]、 、、 是核电荷数依次增大的短周期
元素，其中基态原子 轨道电子数与轨道电子数之比为，由上述
四种元素形成的一种化合物 的结构如图所示。下列说法正确的是 ( )
√
[解析] 、、、 是核电荷数依次增大的短周期元素，基态原子
轨道电子数与 轨道电子数之比为，则基态原子的核外电子排
布式为 (轨道6个电子，轨道8个电子)，为；化
合物的结构中， 形成正三价的阳离子，则为；可形成两个共
价键，则为； 形成正一价的阳离子，则为；综上，、、、
依次为、 、、。结合分析知，、与形成的化合物分别为
(或)、 ，晶体类型
依次为离子晶体、共价晶体，A项
错误；
、分别为、 ，元素的非金属性越强，对应气态氢化物的热稳定性越
强，由于 的非金属性大于，则热稳定性： ，B项错误；
、、依次为、、 ，三种元素对应的简单离子的核外电子数均为
10，电子层结构相同的离子的核电荷数越大，离子半径越小，所以简单离
子的半径： ，C项错误；
、、、依次为、、、， 原子半径最小，原子核对外层电子
的吸引力最强，则其第一电离能最大，、、 均为第三周期元素，同
周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：
，D项正确。
