2026届高三化学一轮复习讲义高考热点7：元素“位—构—性”关系与元素推断

高考热点7　元素“位—构—性”关系与元素推断 【知识梳理】 原子结构知识主要考查核素、同位素、核外电子排布(电子排布式、轨道表示式和未成对电子数)、原子轨道的能量和形状等;元素周期律主要考查金属性、非金属性、气态氢化物稳定性和最高价含氧酸的酸性、原(离)子半径、电离能、电负性的比较等。解决此类问题,需要建立“位—构—性”关系模型。 一、依据元素原子结构推断元素 1.(2025·八省联考河南卷)某化合物分子式为YWZX2,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X与Z同主族,W与X质子数之和等于Z的质子数,Y最外层电子数是其内层电子总数的一半。下列说法正确的是(　　) A.电负性:W<Y B.WX2的空间结构为直线形 C.最简单氢化物的沸点:X<Z D.Y的第一电离能高于同周期相邻元素 答案　D 解析　W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,Y最外层电子数是其内层电子总数的一半且之前还有两个元素,则Y为P;因为X与Z同主族,则X与Z分别可能是O与S或F与Cl,又因为W与X质子数之和等于Z的质子数,则X与Z分别是F与Cl,则W是O,W、X、Y、Z依次是O、F、P、Cl由此解答。A.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,P电负性小于N,N电负性小于O,故电负性W>Y,A错误;B.WX2的空间结构为V形,OF2中中心原子为O,F为配位原子,价层电子对数=2+=4,成键电子对数为2,孤电子对数为4-2=2,VSEPR为四面体,孤电子对越多,排斥力越大,所以OF2分子构型为V形,B错误;C.HF气体之间可以形成氢键,而HCl无氢键,则最简单氢化物的沸点X>Z,C错误;D.Y的第一电离能高于同周期相邻元素,第ⅤA族的第一电离能比相邻元素高,D正确。 【解题妙招】 寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒的方法 (1)“10电子”微粒 (2)“18电子”微粒 CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH 2.(2024·全国甲卷)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数,化合物W+[ZY6]-可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是(　　) A.X和Z属于同一主族 B.非金属性:X>Y>Z C.气态氢化物的稳定性:Z>Y D.原子半径:Y>X>W 答案　A 解析　由题意知W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数,且W可以形成W+,并且其原子序数较小,故W为Li,根据[ZY6]-显-1价,结合题意可以推测Y为F,Z为P,则X为N元素。N和P均位于第ⅤA族,A正确;同周期元素从左到右,元素的非金属性逐渐增强,同主族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,故非金属性:F>N>P,B错误;元素的非金属性越强,对应的简单气态氢化物越稳定,非金属性:F>P,故稳定性:HF>PH3,C错误;同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,故原子半径:Li>N>F,D错误。 二、依据元素周期表结构片段推断元素 3.(2025·陕西西安高新一中模拟)Y、Z、W、X、M为原子序数依次增大的五种短周期元素,其在元素周期表中的位置如表所示,Z或M元素的气态氢化物和其气态氧化物可反应生成该元素的单质和水,W元素是生物体中含量最多的元素。下列说法错误的是(　　) Y Z W X M A.简单离子半径:M>Z>W B.含有气态Z2W4的体系为无色 C.通过电解熔融的X的常见氧化物可制备X单质 D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:M>Y 答案　B 解析　由Z或M元素的气态氢化物和其气态氧化物可反应生成该元素的单质和水可知,Z和M为N或S,结合题表可知Z为N,M为S;由W元素是生物体中含量最多的元素可知,W为O;结合题表可知Y为C、X为Al。S2-的半径最大,N3-、O2-的电子层数相等,由“序大径小”规律可知N3-的半径大于O2-,即简单离子半径M>Z>W,A正确;N2O4转化为NO2的反应为可逆反应,故N2O4体系中存在NO2,所以该体系有颜色,B错误;工业上可通过电解熔融的氧化铝制备铝单质,C正确;M与Y的最高价氧化物对应的水化物分别为H2SO4和H2CO3,故酸性M>Y,D正确。 4.(2024·贵州模拟考试)某种快速充电器所使用的半导体材料是氮化镓(GaN),半导体材料还有GaY、GaZ、XW等。W、X、Y、Z在周期表中相对位置如下所示,其中W的一种同位素可用于文物年代测定。下列说法正确的是(　　) W X Y Ga Z A.原子半径:Z>Ga B.XW属于共价晶体 C.简单氢化物的稳定性:X>Y D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y 答案　B 解析　根据元素周期表的结构,推出W、X、Y、Z分别为C、Si、P、As。原子半径As<Ga,A选项错误;SiC为共价晶体,B选项正确;简单氢化物的稳定性SiH4<PH3,C选项错误;最高价氧化物对应水化物的酸性H3PO4>H3AsO4,D选项错误。 三、依据物质特性或用途推断元素 5.(2025·八省联考四川卷)M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是宇宙中含量最多的元素,X的最高价含氧酸具有强氧化性,Y的基态原子价层电子数为其内层电子数的3倍,Z与Y同族。下列说法正确的是(　　) A.电负性:Y>X>Z B.第一电离能:Y>X>M C.原子半径:Z>Y>X D.简单气态氢化物的稳定性:X>Z>Y 答案　A 解析　M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是宇宙中含量最多的元素,则M为H元素;Y的基态原子价层电子数为其内层电子数的3倍,则Y为O元素;因为原子序数依次增大,X的最高价含氧酸具有强氧化性,则X为N元素;Z与Y同族,则Z为S元素。A.元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性的强弱顺序为O>N>S,则电负性的大小顺序为O>N>S,故A正确;B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,其中(ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA),位于ⅤA族的氮元素的氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则氮元素的第一电离能大于氧元素,故B错误;C.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则氮原子的原子半径大于氧原子,故C错误;D.元素的非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性的强弱顺序为O>N>S,则简单气态氢化物的稳定性强弱顺序为H2O>NH3>H2S,故D错误。 6.(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 答案　B 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。A.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:Q(Cs)>W(Al),故正确;B.同周期从左到右原子半径减小,故原子半径:Z(F)<Y(O),故错误;C.Cs为+1价,Al为+3价,O为-2价,F为-1价,则该晶体CsAlB3O6F结构中X的化合价为+3价,故正确;D.同周期元素由左向右元素原子的第一电离能呈递增趋势,但O原子的价电子排布式为2s22p4,N原子的价电子排布式为2s22p3,p轨道为半充满状态较为稳定,故N、O、F三种元素第一电离能由大到小顺序为F>N>O,Y的第一电离能比同周期相邻元素的都低,故正确。 四、依据结构特点与物质的微观结构相结合推断 7.(2025·八省联考内蒙古卷)电池中一种常用电解质的阴离子,结构如下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法错误的是(　　) A.原子半径:Z>X>Y B.该离子中Z、W、Z三原子共线 C.第一电离能:M<X<W D.简单氢化物沸点:X>Y>M 答案　B 解析　M原子序数最小,且形成4个键,则M为C;X形成2个键,Z形成6个键,且X和Z同族,则X为O,Z为S;原子序数依次增大,则W为N;Y形成1个键,则Y为F;因此M、W、X、Y、Z依次为:C、N、O、F、S。A.电子层数越多,原子半径越大;电子层数相同,核电荷数越小原子半径越大,因此原子半径:S>O>F,A正确;B.根据该阴离子的结构示意图可知N原子采取sp3杂化,因此该离子中S、N、S三原子不可能共线,B错误;C.同周期元素第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA异常,故第一电离能:C<O<N,C正确;D.由于H2O、HF分子间存在氢键,H2O常温下为液态,HF常温下为气态,故简单氢化物沸点:H2O>HF>CH4,D正确。 【解题妙招】 分子(离子)结构与元素推断的关键——成键情况与化合价信息 (1)化学键信息:如能形成4个共价键的元素可能为C、Si等,能形成2个共价键的元素可能为O、S等,能形成1个共价键的元素可能为H或卤族元素。 (2)根据形成的简单阴、阳离子可确定原子的最外层电子数,如X2+和Y2-,即X、Y原子最外层电子数分别为2和6。 (3)化合价信息:化合物中各元素化合价代数和为0,结合某些常见元素的化合价或化学键等,可确定未知元素的化合价,间接确定最外层电子数目。 8.(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,则下列说法正确的是(　　) A.沸点:ZR3<YR3 B.最高价氧化物的水化物的酸性:Z<W C.第一电离能:Z<X<W D.Z和W空间结构均为平面三角形 答案　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,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。A.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;B.W为C元素、Z为N元素,由于非金属性:C<N,因此最高价氧化物的水化物的酸性:H2CO3<HNO3,故B错误;C.同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅡA族、ⅤA族原子第一电离能大于同周期相邻元素,即第一电离能:C<O<N,故C错误;D.N的中心N原子价层电子对数为3+=3,属于sp2杂化,为平面三角形, C的中心C原子价层电子对数为3+=3,属于sp2杂化,为平面三角形,故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高考热点7　元素“位—构—性”关系与元素推断 【知识梳理】 原子结构知识主要考查核素、同位素、核外电子排布(电子排布式、轨道表示式和未成对电子数)、原子轨道的能量和形状等;元素周期律主要考查金属性、非金属性、气态氢化物稳定性和最高价含氧酸的酸性、原(离)子半径、电离能、电负性的比较等。解决此类问题,需要建立“位—构—性”关系模型。 一、依据元素原子结构推断元素 1.(2025·八省联考河南卷)某化合物分子式为YWZX2,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X与Z同主族,W与X质子数之和等于Z的质子数,Y最外层电子数是其内层电子总数的一半。下列说法正确的是(　　) A.电负性:W<Y B.WX2的空间结构为直线形 C.最简单氢化物的沸点:X<Z D.Y的第一电离能高于同周期相邻元素 【解题妙招】 寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒的方法 (1)“10电子”微粒 (2)“18电子”微粒 CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH 2.(2024·全国甲卷)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数,化合物W+[ZY6]-可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是(　　) A.X和Z属于同一主族 B.非金属性:X>Y>Z C.气态氢化物的稳定性:Z>Y D.原子半径:Y>X>W 二、依据元素周期表结构片段推断元素 3.(2025·陕西西安高新一中模拟)Y、Z、W、X、M为原子序数依次增大的五种短周期元素,其在元素周期表中的位置如表所示,Z或M元素的气态氢化物和其气态氧化物可反应生成该元素的单质和水,W元素是生物体中含量最多的元素。下列说法错误的是(　　) Y Z W X M A.简单离子半径:M>Z>W B.含有气态Z2W4的体系为无色 C.通过电解熔融的X的常见氧化物可制备X单质 D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:M>Y 4.(2024·贵州模拟考试)某种快速充电器所使用的半导体材料是氮化镓(GaN),半导体材料还有GaY、GaZ、XW等。W、X、Y、Z在周期表中相对位置如下所示,其中W的一种同位素可用于文物年代测定。下列说法正确的是(　　) W X Y Ga Z A.原子半径:Z>Ga B.XW属于共价晶体 C.简单氢化物的稳定性:X>Y D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y 三、依据物质特性或用途推断元素 5.(2025·八省联考四川卷)M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是宇宙中含量最多的元素,X的最高价含氧酸具有强氧化性,Y的基态原子价层电子数为其内层电子数的3倍,Z与Y同族。下列说法正确的是(　　) A.电负性:Y>X>Z B.第一电离能:Y>X>M C.原子半径:Z>Y>X D.简单气态氢化物的稳定性:X>Z>Y 6.(2025·八省联考云南卷)我国科研工作者合成了一种非线性光学晶体QWX3Y6Z,其阴离子结构如图所示(电荷未标出)。X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,基态X的核外电子有5种运动状态,Y、Z与X同周期,W的氢氧化物具有两性,Q是第六周期半径最大的主族元素。下列说法错误的是(　　) A.金属性:Q>W B.原子半径:Z>Y C.该晶体结构中X的化合价为+3价 D.Y的第一电离能比同周期相邻元素的都低 四、依据结构特点与物质的微观结构相结合推断 7.(2025·八省联考内蒙古卷)电池中一种常用电解质的阴离子,结构如下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法错误的是(　　) A.原子半径:Z>X>Y B.该离子中Z、W、Z三原子共线 C.第一电离能:M<X<W D.简单氢化物沸点:X>Y>M 【解题妙招】 分子(离子)结构与元素推断的关键——成键情况与化合价信息 (1)化学键信息:如能形成4个共价键的元素可能为C、Si等,能形成2个共价键的元素可能为O、S等,能形成1个共价键的元素可能为H或卤族元素。 (2)根据形成的简单阴、阳离子可确定原子的最外层电子数,如X2+和Y2-,即X、Y原子最外层电子数分别为2和6。 (3)化合价信息:化合物中各元素化合价代数和为0,结合某些常见元素的化合价或化学键等,可确定未知元素的化合价,间接确定最外层电子数目。 8.(2024·广东卷)一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则下列说法正确的是(　　) A.沸点:ZR3<YR3 B.最高价氧化物的水化物的酸性:Z<W C.第一电离能:Z<X<W D.Z和W空间结构均为平面三角形 学科网（北京）股份有限公司 $$