高考化学二轮复习物质结构与性质专题四元素“位—构—性”关系的分析应用课件

(共47张PPT)
1.(2025·重庆卷)长周期原子序数依次增大的主族元素X、Y、Z三种元素，X的价层电子数为4，Y有1个未成对电子，Z＋的最高能级4p轨道填满，则下列说法正确的是(　　)
A.X、Y、Z属于同一周期元素
B.氧化物对应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(ⅣA族)，Y有1个未成对电子(可能为IA族或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。Ge、Br、Rb不属于同一周期，A错误；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元素是Rb，B错误；Ge单质为金属晶体，溴单质为分子晶体，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Ge，C错误；电子层数越多的，原子半径越大，Ge、Br为第四周期，Rb为第五周期，所以Rb的原子半径最大，D正确。
2.(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
D
3.(2025·广东卷)元素a～i为短周期元素，其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是(　　)

A.a和g同主族 B.金属性：g>h>i
C.原子半径：e>d>c D.最简单氢化物沸点：b>c
B
解析　同周期元素从左到右，第一电离能呈增大的趋势，第ⅡA族和第ⅤA族例外，由题图可知，c、h的第一电离能均大于其相邻同周期元素，又f和g的第一电离能相差较大，说明f和g不在同一周期，结合原子序数大小关系可知，a～i代表B～Al。a为B，g为Na，二者为不同主族元素，A错误；g、h、i分别为Na、Mg、Al，同周期主族元素从左到右，金属性逐渐减小，故金属性：Na>Mg>Al，B正确；c、d、e分别为N、O、F，同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，原子半径：N>O>F，C错误；b为C，c为N，最简单氢化物分别为CH4、NH3，NH3分子间存在氢键，沸点升高，故最简单氢化物的沸点：NH3>CH4，D错误。
4.(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：YB
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，则为ⅥA族元素，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为ⅦA族元素，且原子序数小于S，故Z为F。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：H2O>H2S，C错误；同周期元素由左至右第一电离能呈增大趋势，但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。
1.熟记微粒结构的特性
(1)熟记主族元素的价层电子排布式
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
(2)掌握第四周期副族元素的价层电子排布式
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB
Sc：3d14s2 Ti：3d24s2 V：3d34s2 Cr：3d54s1 Mn：3d54s2
Ⅷ ⅠB ⅡB
Fe：3d64s2 Co：3d74s2 Ni：3d84s2 Cu：3d104s1 Zn：3d104s2
2.理解同周期、同主族元素性质的递变规律
项目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
原
子
结
构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大
电子层数 相同 逐渐增多
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
离子半径 阳离子逐渐减小
阴离子逐渐减小
r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐增大
项目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
元素性质 化合价 最高正化合价升高(O、F除外) 最高正化合价相同(O、F除外)
元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强 碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
元素的第一电离能 逐渐增大趋势 逐渐减小趋势
元素的电负性 逐渐增大 呈现减小趋势
3.掌握短周期元素的成键特点
(注：X表示对应表格中的元素)
4.构建“位—构—性”关系推断的思维模型
1.(2025·贵州省贵阳市二模)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态W原子核外有4种空间运动状态不同的电子，基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z的一种单质为淡黄色固体且易溶于WZ2。下列说法正确的是(　　)
A.ZY2为非极性分子
B.原子半径：WC.X的氢化物空间结构为三角锥形
D.基态原子的第一电离能：WD
2.(2025·湖北省八市3月模拟)某荧光粉基材成分的化学式为XYZW3，其中Y、Z、W 三种元素位于短周期，Y是地壳中含量最高的金属元素，W的第一电离能高于它的同周期相邻元素，且其基态原子核外电子有5种空间运动状态，Z元素原子的最外层电子数是次外层的一半，X的原子序数是Y和W原子序数之和。下列说法错误的是(　　)
A.Z的氧化物可以做半导体材料
B.W的简单氢化物的分子空间结构为三角锥形
C.X元素的氯化物可以做融雪剂
D.Y的氧化物中化学键既有离子性又有共价性
A
解析　Y、Z、W三种元素位于短周期，Y是地壳中含量最高的金属元素，Y为Al元素；W的第一电离能高于它的同周期相邻元素，且其基态原子核外电子有5种空间运动状态，电子排布为1s22s22p3，W为N元素；Z元素原子的最外层电子数是次外层的一半，若为2个电子层，Z为Li元素，若为3个电子层，Z为Si元素。X的原子序数是Y和W原子序数之和，X的原子序数为13＋7＝20，X为Ca元素；化学式为XYZW3，由化合价的代数和为0可知Z只能为Si元素。硅的氧化物为二氧化硅，为光导纤维的材料，而Si可以做半导体材料，A符合题意；氨气分子中N原子为sp3杂化，有1对孤电子对，分子空间结构为三角锥形，B不符合题意；氯化钙具有吸湿性、降低水的冰点、溶解放热等性质，可以做融雪剂，C不符合题意；Al与O之间因显著的电负性差异形成静电吸引力，具有离子键特性，Al3+半径小，电荷密度高，导致O2-电子云发生显著极化，形成方向性更强的共价键，所以氧化铝既有离子性又有共价性，D不符合题意。
3.(2025·河南焦作一模)X、Y、Z、R、M为原子序数依次增大的短周期元素，其原子的最外层电子数与原子半径的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A.X与Y形成的化合物只含极性共价键
B.简单离子半径比较：RC.含氧酸酸性比较可能存在：Z>M
D.X与Z、M三种元素共同形成的化合物可能是离子化合物
A
解析　R半径最大，且最外层电子数为1，则R为Na，X的半径最小，则X为H，Y最外层为4个电子，则Y为C，Z为N，M为S。H、C若形成烯烃，则既含有极性共价键，也含有非极性共价键，A符合题意；核外电子结构相同时原子序数越大离子半径越小，r(Na＋)＜r(N3-)，B不符合题意；若S形成的是H2SO3弱酸，HNO3为强酸，则酸性HNO3＞H2SO3，C不符合题意；H、N、S若形成(NH4)2S，含有离子键则为离子化合物，D不符合题意。
4.(2025·云南昆明市一模)金属阳离子M形成的一种配合物结构如图所示，X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，Y元素原子的最外层电子数是次外层的2倍，下列说法正确的是(　　)
A.M在该配合物中的化合价为＋2
B.Z、W形成的化合物均为酸性氧化物
C.配合物中Y原子只采取sp3 杂化
D.配合物中存在的化学键有离子键、配位键、极性键和氢键
A
解析　X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，Y元素原子的最外层电子数是次外层的2倍，Y形成4个共价键，Y为C元素，X只形成单键且原子序数最小，X为H元素，Z形成双键、单键，且Z与M形成配位键，Z为N元素，W形成2个共价键，且与X形成氢键，W为O元素。M与N之间形成4个配位键，有两处O各得1个电子，带两个单位负电荷，配合物呈电中性，故M在该配合物中的化合价为 ＋2，A正确；N、O形成的化合物NO、NO2都不是酸性氧化物，B错误；配合物中—CH3的C是sp3 杂化，与N形成C==N的C是sp2杂化，C错误；M与N之间形成配位键，H与O形成氢键，H与N形成极性键，但氢键不属于化学键，属于分子间作用力，且没有离子键，D错误。
1.(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
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解析　M是原子半径最小的元素，为H，Q是形成物质种类最多的元素，则为C，R是地壳中含量最高的元素，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Z的原子序数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，故推出M为H、Q为C、R为O、T为Na、X为Al、Y为Si、Z为Ca。H与Ca形成CaH2，为活泼金属形成的氢化物，为离子化合物，A正确；同周期原子半径从左到右逐渐减小，同主族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＜Al＜Na，B错误；CO2的空间结构为直线形，为非极性分子，C错误；同周期电负性从左到右逐渐增大，同主族电负性从下到上逐渐增大，Q为C、R为O、Y为Si，则电负性Si＜C＜O，D错误。
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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解析　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，且W为短周期非金属元素，则基态W原子的核外电子排布式为1s22s22p2(C)或1s22s22p63s23p4(S)，X与W同族，若W为C，则X为Si，Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对原子，则Y为P，根据Z位于W的对角线位置可知，W不为C，故W为S，则X为O，Y为N，Z为F。基态X(O)原子失去一个电子后核外电子排布式为1s22s22p3，基态Y(N)原子
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失去一个电子后核外电子排布式为ls22s22p2，基态O原子失去一个电子后2p能级为半充满的稳定结构，则第二电离能：O>N，A错误；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，故原子半径：OS，D正确。
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3.(2025·河南名校学术联盟一模联考)五种短周期主族元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，厨房化学中，WXYZ3常用作食品膨松剂，WR常用作腌制食品的防腐剂。X、W位于同主族，Y和Z能组成两种化合物，其中一种是常用的还原剂，另一种是常用的灭火剂且是直线形分子。下列叙述正确的是(　　)
A.WRZ2是离子化合物
B.工业上常电解熔融W2Z制备W单质
C.YX2Z是非极性分子
D.简单离子半径：W>Z
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解析　短周期主族元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，厨房化学中，WXYZ3常用作食品膨松剂，WR常用作腌制食品的防腐剂，则WXYZ3为NaHCO3，WR为NaCl 。则W为钠元素，X为氢元素，Y为碳元素，Z为氧元素，R为氯元素，Y和Z能组成两种化合物CO、CO2，其中CO是常用的还原剂，CO2是常用的灭火剂且是直线形分子。NaClO2含有离子键和共价键，是离子化合物，A项正确；Na2O熔点较高，如果用它电解制备金属钠将会导致高能耗和更高的生产成本，所以工业上常电解熔融的NaCl制备钠，B项错误；HCHO为平面形分子，但由于极性键的存在和分子结构的不对称性，导致分子的正、负电荷中心不重合，所以是极性分子，C项错误；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。O2-和Na＋电子层结构相同，O2-的核电荷数小，半径大，所以简单离子半径O2->Na＋，D项错误。
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4.(2025·黑吉辽蒙卷)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
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5.(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
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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的价层电子排布式是3d104s2，M是Zn。H2O中O为负化合价，因此H的电负性小于O，A错误；O2是非极性分子，但O3是极性分子，B错误；H、O、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，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。
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6.(2025·新课标卷)一种化合物分子结构如图所示，其中W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大，W的一种同位素的中子数为0，X和Z同族。下列说法错误的是(　　)
A.原子半径：Z>Y>X
B.第一电离能：Y>X>W
C.电负性：Y>Z>W
D.单质氧化性：Y>X>Z
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解析　W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大，W的一种同位素的中子数为0，则W为H；X和Z同族，X、Z的共价键数目为2、6，则X为O，Z为S；Y的原子序数位于X、Z之间，且只有一个共价键，则Y为F。同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，同一周期，从左到右，原子半径依次减小，因此原子半径：S>O>F，A错误；同一周期，从左到右，第一电离能有增大的趋势，因此第一电离能：F>O>H，B正确；同一周期，从左到右电负性逐渐增大，同一主族，从上到下，电负性逐渐减小，故F>O>S，推出电负性：F>S>H，C正确；元素的电负性越强，其对应单质的氧化性越强，因此单质氧化性：F2>O2>S，D正确。
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7.(2024·广西卷)如图所示的铼配合物离子能电催化还原WY2。短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。标准状况下，WY和X2是等密度的无色气体，Z2是黄绿色气体。下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能：X>Y
B.图中X原子的杂化方式为sp2
C.Z元素以原子的形态与Re2+配位
D.Y的电负性大于W，WY中的化学键是极性键
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解析　短周期元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增大。Z2是黄绿色气体，Z为氯；X形成3个共用电子对，X与Re2+之间为配位键，推测X为氮，标准状况下，WY和X2是等密度的无色气体，则WY为一氧化碳、X2为氮气，故W为碳、X为氮、Y为氧、Z为氯；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，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，故第一电离能大小：N>O，A不符合题意；图中N原子处于环中，且存在平面大π键，则其杂化方式为sp2，B不符合题意；整个离子带1个单位正电荷，而其中Re2+带2个单位正电荷，则氯元素以Cl－的形态与Re2+配位，C符合题意；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强，O的电负性大于C，则CO中的化学键是极性键，D不符合题意。
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8.(2025·陕西卷)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
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解析　已知X、Y和Z都是短周期元素，X、Y的价电子数相等，X形成5个共价键、Y形成3个共价键，Y的2p轨道半充满，则Y为N，X为P，Z形成1个共价键，且Z的最外层只有1个未成对电子，又X、Y电子层数相同，则Z为Cl。同周期主族元素从左到右，第一电离能整体呈增大的趋势，故第一电离能：PP，则NH3中成键电子对更靠近中心原子N，成键电子对间斥力更大，键角更大，故键角：NH3>PH3，B错误；元素的非金属性越强，则其对应最高价含氧酸的酸性越强，非金属性：Cl>N>P，故最高价含氧酸的酸性：HClO4>HNO3>H3PO4，C错误；N可形成NO、NO2等多种氧化物，P可形成P2O5、P4O6等多种氧化物，Cl可形成Cl2O、ClO2等多种氧化物，D正确。
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9.(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：WZ>Y
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解析　W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，由X、Z位于同一主族，X、Z形成2个共价键知X为O、Z为S；W可形成1个共价键，Y可形成5个共价键，结合原子序数关系知，W为H、Y为P。同主族元素从上到下电负性逐渐减小，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，故电负性：O＞S＞P，A正确；该化合物中P形成4个σ键，无孤电子对，S形成2个σ键，有2个孤电子对，故P和S均采取sp3杂化，B正确；基态H原子的价层电子排布式为1s1，基态O原子的价层电子排布式为2s22p4，基态P原子的价层电子排布式为3s23p3，则未成对电子数：HS、P>S，D错误。
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10.(2025·八省联考云南卷)我国科研工作者合成了一种非线性光学晶体QWX3Y6Z，其阴离子结构如图所示(电荷未标出)。X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，基态X的核外电子有5种运动状态，Y、Z与X同周期，W的氢氧化物具有两性，Q是第六周期半径最大的主族元素。下列说法错误的是(　　)
A.金属性：Q>W
B.原子半径：Z>Y
C.该晶体结构中X的化合价为＋3价
D.Y的第一电离能比同周期相邻元素的都低
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解析　X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，基态X的核外电子有5种运动状态，每一种电子的运动状态各不相同，则X为B元素，Y、Z与X同周期，Y为O元素，Z为F元素；W的氢氧化物具有两性，则W为Al元素，Q是第六周期半径最大的主族元素，则为Cs元素，QWX3Y6Z 为CsAlB3O6F。同主族从上到下金属性增强，同周期从左到右金属性依次减弱，故金属性：Cs＞Al，A不符合题意；同周期从左到右原子半径减小，故原子半径：F N>O，Y的第一电离能比同周期相邻元素的都低，D不符合题意。
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12. (2025·辽宁省县域重点高中二模)短周期主族元素X、Y、Z、M、W的原子序数依次增大，基态Z和W原子最外层电子排布相同，在短周期中基态Y原子未成对电子数最多。化合物YX4M(WZ4)2·12X2Z常作食品膨松剂和饮用水的净水剂等。有如下转化关系：
下列叙述错误的是(　　)
A.第一电离能：Y＞Z＞W B.键角：X2W＞X2Z＞YX3
C.YX4M(WZ4)2含离子键、共价键和配位键 D.YX 和WZ的空间结构都是正四面体形
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