内容正文:
主题七 物质结构与性质
第17讲 选择题突破:元素性质与元素推断
1.元素的金属性和非金属性强弱的比较
金属性比较
本质
原子越易失电子,金属性越强
判断依据
①在金属活动性顺序中位置越靠前,金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强
③单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱,金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
⑤若Xn++Y―→X+Ym+,则Y的金属性比X强
非金属性比较
本质
原子越易得电子,非金属性越强
判断依据
①与H2化合越容易或气态氢化物越稳定,非金属性越强
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱,非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强
④若An-+B―→Bm-+A,则B的非金属性比A强
2.元素的第一电离能和电负性变化规律
元素性质
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
第一电离能
增大(注意ⅡA、ⅤA的特殊性)
依次减小
电负性
依次增大
依次减小
3.各区元素化学性质及价层电子的排布特点
分区
元素分布
价层电子排布
元素性质特点
s区
ⅠA、ⅡA族
ns1~2
除氢外都是活泼金属元素;通常是最外层电子参与反应
p区
ⅢA族~ⅦA族、0族
ns2np1~6(除He外)
通常是最外层电子参与反应(0族除外)
d区
ⅢB族~ⅦB族、
Ⅷ族(镧系、锕系外)
(n-1)d1~9ns1~2(除Pd外)
d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
ds区
ⅠB族、ⅡB族
(n-1)d10ns1~2
金属元素
f区
镧系、锕系
(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2
镧系元素的化学性质非常相近,锕系元素的化学性质也非常相近
【高考失分点】
1.元素的非金属性越强,电负性就越大,元素周期表中非金属性最强的元素是F,F的电负性也是最大,化合物中元素的电负性强弱也可以通过化合价判断,负价元素的电负性大于正价元素的电负性。
2.同周期中第一电离能最大的元素是0族元素,第一电离能最大的主族元素是ⅦA族元素。
3.形成四个共价键的元素多是ⅣA族元素,但B、Al和N、P有时也能形成四个共价键,其中一个共价键为配位键,其中B、Al提供空轨道,其他原子或离子提供孤电子对,而N、P提供孤电子对,其他原子或离子提供空轨道。(推断题中的结构图注意)
4.元素的价电子数等于族序数(ⅠA~ⅦA族、ⅠB~ⅦB族);第四周期中未成对电子数最多(6个)的元素是Cr;元素形成正价离子时,先失去最外层上的价电子,如Fe的价电子排布式为3d64s2,Fe2+的价电子排布式为3d6。
5.形成化合物的电负性差越大,化合物中的离子百分数就越大,越接近离子晶体,相反化合物中的离子百分数就越小,越接近分子(或共价)晶体。如NaCl的离子百分数大于NaI。
1.(2025·河北高考)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:X<Y B.原子半径:Z<W
C.单质沸点:Y<Z D.电负性:W<X
2.(2025·河南高考)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
3.(2025·黑吉辽蒙高考)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
1.(2025·河北衡水中学三模)物质W常用作漂白剂和氧化剂,其构成元素均为短周期主族元素,各元素原子半径与原子序数的关系如图所示,实验室中常用CS2洗涤残留在试管壁上的N单质。下列说法正确的是( )
A.X、Z形成的化合物与M、N形成的化合物之间的反应一定是氧化还原反应
B.实验室洗涤残留在试管壁上的N单质常常用CS2,利用了N单质的还原性
C.Z的氢化物的沸点一定大于Y的氢化物的沸点
D.化合物W常用作氧化剂,不宜在高温下使用
2.(2025·江西九江三模)W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的基态原子s能级电子数和p能级电子数相等,5种元素组成的化合物M结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>Z
B.化合物YW3和Y2W4中Y原子均为sp3杂化
C.Q的价电子所在能层有4个轨道
D.简单离子半径:Y<Z<Q
选择题热点专项分级训练 元素性质与推断
【强基练】
1.(2025·广东高考)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
2.(2025·安徽高考)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:W<X<Y
D.基态原子的第一电离能:X>Z>Y
3.(2025·甘肃高考)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
4.(2025·山西陕西青海宁夏高考)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
5.(2025·河北石家庄三模)已知短周期主族元素X,Y,Z,M,Q的原子序数依次增大,且M比Z原子序数大1。常温下,0.1 mol·L-1上述元素的最高价氧化物对应水化物的pH如下表所示。下列说法错误的是( )
最高价氧化物对应水化物
(用元素符号表示)
X
Y
Z
M
Q
pH
1
13
1.56
0.699
1
A.简单氢化物的沸点:Z>M>X
B.电负性:X>Z>Y
C.第一电离能:Q>Z>M
D.原子半径:Y>Z>X
【培优练】
6.(2025·湖北高考)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
7.(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:X<Y
B.Y的氢化物熔沸点一定低于Z的氢化物熔沸点
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
8.(2025·湖南益阳三模)嫦娥五号带回的月壤中发现一种由短周期元素组成的矿物晶体YX4MQ3·6X2Z。已知X、Y、Z、M、Q分布在不同的三个周期且原子序数依次增大;X和Y的质子数之和等于Z的质子数;基态Z、M原子中,s轨道和p轨道中的电子数相等。下列有关说法不正确的是( )
A.该晶体溶于水后溶液呈中性
B.第一电离能:Y>Z>M
C.键角:YX>X2Z
D.Q2的水溶液具有漂白性
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主题七 物质结构与性质
第17讲 选择题突破:元素性质与元素推断
1.元素的金属性和非金属性强弱的比较
金属性比较
本质
原子越易失电子,金属性越强
判断依据
①在金属活动性顺序中位置越靠前,金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强
③单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱,金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
⑤若Xn++Y―→X+Ym+,则Y的金属性比X强
非金属性比较
本质
原子越易得电子,非金属性越强
判断依据
①与H2化合越容易或气态氢化物越稳定,非金属性越强
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱,非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强
④若An-+B―→Bm-+A,则B的非金属性比A强
2.元素的第一电离能和电负性变化规律
元素性质
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
第一电离能
增大(注意ⅡA、ⅤA的特殊性)
依次减小
电负性
依次增大
依次减小
3.各区元素化学性质及价层电子的排布特点
分区
元素分布
价层电子排布
元素性质特点
s区
ⅠA、ⅡA族
ns1~2
除氢外都是活泼金属元素;通常是最外层电子参与反应
p区
ⅢA族~ⅦA族、0族
ns2np1~6(除He外)
通常是最外层电子参与反应(0族除外)
d区
ⅢB族~ⅦB族、
Ⅷ族(镧系、锕系外)
(n-1)d1~9ns1~2(除Pd外)
d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
ds区
ⅠB族、ⅡB族
(n-1)d10ns1~2
金属元素
f区
镧系、锕系
(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2
镧系元素的化学性质非常相近,锕系元素的化学性质也非常相近
【高考失分点】
1.元素的非金属性越强,电负性就越大,元素周期表中非金属性最强的元素是F,F的电负性也是最大,化合物中元素的电负性强弱也可以通过化合价判断,负价元素的电负性大于正价元素的电负性。
2.同周期中第一电离能最大的元素是0族元素,第一电离能最大的主族元素是ⅦA族元素。
3.形成四个共价键的元素多是ⅣA族元素,但B、Al和N、P有时也能形成四个共价键,其中一个共价键为配位键,其中B、Al提供空轨道,其他原子或离子提供孤电子对,而N、P提供孤电子对,其他原子或离子提供空轨道。(推断题中的结构图注意)
4.元素的价电子数等于族序数(ⅠA~ⅦA族、ⅠB~ⅦB族);第四周期中未成对电子数最多(6个)的元素是Cr;元素形成正价离子时,先失去最外层上的价电子,如Fe的价电子排布式为3d64s2,Fe2+的价电子排布式为3d6。
5.形成化合物的电负性差越大,化合物中的离子百分数就越大,越接近离子晶体,相反化合物中的离子百分数就越小,越接近分子(或共价)晶体。如NaCl的离子百分数大于NaI。
1.(2025·河北高考)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:X<Y B.原子半径:Z<W
C.单质沸点:Y<Z D.电负性:W<X
【答案】 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价电子排布式可能是: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的第二电离能高于N,因为O+的电子构型为2p3(半充满),失去电子需更高能量,而N+的电子构型为2p2,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;同主族从上到下,原子半径变大,同周期,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<W,B正确;N2与F2都是分子晶体,F2范德华力大,沸点高,C正确;同主族从上到下,电负性逐渐减小,O的电负性大于S,D正确。
2.(2025·河南高考)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
【答案】 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,X是N;X所在族的族序数等于Q的质子数,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为平面正三角形结构,结构对称,属于非极性分子,A错误;NaF是离子晶体,B错误;同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径C<Li<Na,C错误;N2分子中含有三键,所以含有2个π键,D正确。
3.(2025·黑吉辽蒙高考)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
【答案】 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ⅣA族和ⅥA族元素,X、Y、Z同周期、原子序数依次增大,若X、Y、Z为第三周期元素,则X、Y、Z分别为Si、P、S;若X、Y、Z为第二周期元素,则X、Y、Z分别为C、N、O;又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有逐渐增大的趋势,第ⅤA族的第一电离能大于同周期相邻的两种元素,则第一电离能N>O>C,故A错误;甲为NH4OCN,NH中有N原子提供孤对电子、H+提供空轨道形成的N→H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,其中的阴离子为OCN-,中心原子碳原子的价电子对对数为2,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,无孤对电子,C原子采取sp2杂化,故D正确。
【解题攻略】 元素推断题型解题方法突破
(1)熟知“位—构—性”关系
(2)元素推断思路:第一步:结合题目信息,找出元素的确定突破口即找出题眼;第二步:结合信息,综合分析确定每种元素;第三步:结合确定的每种元素的性质对四个选项做出正误判断。
1.(2025·河北衡水中学三模)物质W常用作漂白剂和氧化剂,其构成元素均为短周期主族元素,各元素原子半径与原子序数的关系如图所示,实验室中常用CS2洗涤残留在试管壁上的N单质。下列说法正确的是( )
A.X、Z形成的化合物与M、N形成的化合物之间的反应一定是氧化还原反应
B.实验室洗涤残留在试管壁上的N单质常常用CS2,利用了N单质的还原性
C.Z的氢化物的沸点一定大于Y的氢化物的沸点
D.化合物W常用作氧化剂,不宜在高温下使用
【答案】 D
【解析】 物质W常用作漂白剂和氧化剂,其构成元素均为短周期主族元素,各元素原子半径与原子序数的关系如题图所示,X位于第一周期,为H元素,Y、Z位于第二周期,M、N位于第三周期;实验室中常用CS2洗涤残留在试管壁上的N单质,则N为S元素;Y形成4个共价键,Z形成2个共价键,M形成+1价的阳离子,则Y为C元素,Z为O元素,M为Na元素。X、Z形成的化合物为水和过氧化氢,M、N形成的化合物为硫化钠,水与硫化钠的反应为非氧化还原反应,A错误;N的单质为硫,硫单质为非极性分子,CS2为非极性溶剂,根据“相似相溶”原理,硫单质易溶于CS2,与S单质的还原性无关,B错误;Y的氢化物为烃,Z的氢化物为水、过氧化氢,碳原子数较多的烃常温下为固态,其沸点大于水和过氧化氢,C错误;W分子中含有H—O—O—H结构,结合过氧化氢的性质可知,化合物W具有强氧化性,可用作氧化剂,但过氧化氢不稳定,故该物质不宜在高温下使用,D正确。
2.(2025·江西九江三模)W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的基态原子s能级电子数和p能级电子数相等,5种元素组成的化合物M结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>Z
B.化合物YW3和Y2W4中Y原子均为sp3杂化
C.Q的价电子所在能层有4个轨道
D.简单离子半径:Y<Z<Q
【答案】 B
【解析】 W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的基态原子s能级电子数和p能级电子数相等,Z为O元素,X形成四个键,X为C元素,Y形成三个键,Y为N元素,W形成一个键且序数最小,W为H元素,Q有+1价的阳离子,Q为Na元素。元素的非金属性越强电负性越大,电负性:O>N>C,A错误;化合物YW3为NH3,Y2W4为N2H4,N原子的价层电子对均为4对,N原子均为sp3杂化,B正确;Q为Na元素,价电子所在能层为M层,3s有1个轨道,3p有3个轨道,3d有5个轨道,共有9个轨道,C错误;电子层结构相同的离子,核电荷数越大半径越小,简单离子半径:Na+<O2-<N3-,D错误。
选择题热点专项分级训练 元素性质与推断
【强基练】
1.(2025·广东高考)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
【答案】 B
【解析】 同周期中第一电离能中第IIA族和第VA族比相邻元素的第一电离能大,0族元素的第一电离能在同周期中最大,可以推断a~i分别是B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al。a是B,g是Na,二者不同主族,A错误;Na、Mg、Al属于同周期,从左到右金属性依次减弱,B正确;c、d、e分别是N、O、F,属于同周期元素,同周期从左到右原子半径依次减小,原子半径c>d>e,C错误;b为C,c为N,NH3分子间存在氢键,沸点高,沸点NH3>CH4,D错误。
2.(2025·安徽高考)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:W<X<Y
D.基态原子的第一电离能:X>Z>Y
【答案】 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;同周期从左向右电负性逐渐增大,同主族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项正确;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项正确;基态H原子未成对电子数为1,基态O原子的价电子排布式为2s22p4,未成对电子数为2,基态P原子的价电子排布式为3s23p3,未成对电子数为3,则基态原子未成对电子数H<O<P,即W<X<Y,C项正确;基态原子的第一电离能同周期从左向右逐渐增大,由于ⅤA族原子的p轨道处于半充满状态,第一电离能大于同周期相邻主族元素,即P>S,D项错误。
3.(2025·甘肃高考)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
【答案】 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,说明Y、Q为同主族元素,均为其K层电子数的3倍,说明价电子数为6,为氧元素和硫元素;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,所以只能推出W为镁,则Z为Na,X为H,据此解答。X与Q组成的化合物如H与S形成的H2S,这些化合物中S处于最低价,具有还原性,A正确;Y与Q形成的化合物为SO2或SO3,溶于水生成亚硫酸或硫酸,溶液显酸性,B错误;Z为Na,W为Mg,都可以在空气中燃烧生成过氧化钠和氧化镁,C正确;Z与Y按1∶1组成的化合物为过氧化钠,其中O为-1价,有氧化性,D正确。
4.(2025·山西陕西青海宁夏高考)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
【答案】 D
【解析】 X、Y价电子数相等,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。第一电离能同周期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,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。
5.(2025·河北石家庄三模)已知短周期主族元素X,Y,Z,M,Q的原子序数依次增大,且M比Z原子序数大1。常温下,0.1 mol·L-1上述元素的最高价氧化物对应水化物的pH如下表所示。下列说法错误的是( )
最高价氧化物对应水化物
(用元素符号表示)
X
Y
Z
M
Q
pH
1
13
1.56
0.699
1
A.简单氢化物的沸点:Z>M>X
B.电负性:X>Z>Y
C.第一电离能:Q>Z>M
D.原子半径:Y>Z>X
【答案】 A
【解析】 短周期主族元素X,Y,Z,M,Q的原子序数依次增大。常温下,0.1 mol·L-1 X、Q元素的最高价氧化物对应水化物的pH=1,说明X、Q元素的最高价氧化物对应水化物是一元强酸,X是N元素、Q是Cl元素;0.1 mol·L-1 Y元素的最高价氧化物对应水化物的pH=13,说明Y元素的最高价氧化物对应水化物是一元强碱,Y是Na;0.1 mol·L-1 Z元素的最高价氧化物对应水化物的pH=1.56,Z是弱酸,0.1 mol·L-1 M元素的最高价氧化物对应水化物的pH=0.699,M是二元强酸,M比Z原子序数大1,Z是P元素、M是S元素。NH3分子能形成分子间氢键,所以NH3沸点最高,故A错误;元素非金属性越强,电负性越大,电负性:N>P>Na,故B正确;同周期元素从左到右,第一电离能有增大趋势,P原子3p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:Cl>P>S,故C正确;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:Na>P>N,故D正确。
【培优练】
6.(2025·湖北高考)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
【答案】 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和Y为N或X为N和Y为O;化合物分子式为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在最右边,F的原子半径最小,A错误;X为N,Y为O,Z为F,同周期从左往右,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的中心原子均为sp3杂化,孤电子对数均为1,前者成键电子对离中心N较远,成键电子对之间的斥力较小,键角较小,D错误。
7.(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:X<Y
B.Y的氢化物熔沸点一定低于Z的氢化物熔沸点
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
【答案】 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个键,推知W为Cl,Q为Al,其中一个键是配位键,X形成1个键,Y形成4个键,Z形成3个键或4个键,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<Y,A正确;Y的氢化物有很多种,故Y的氢化物熔沸点不一定低于Z的氢化物熔沸点,B错误;同周期元素中,第一电离能比Al小的只有Na一种,C正确;Q与W形成的化合物AlCl3,是一种共价化合物,D正确。
8.(2025·湖南益阳三模)嫦娥五号带回的月壤中发现一种由短周期元素组成的矿物晶体YX4MQ3·6X2Z。已知X、Y、Z、M、Q分布在不同的三个周期且原子序数依次增大;X和Y的质子数之和等于Z的质子数;基态Z、M原子中,s轨道和p轨道中的电子数相等。下列有关说法不正确的是( )
A.该晶体溶于水后溶液呈中性
B.第一电离能:Y>Z>M
C.键角:YX>X2Z
D.Q2的水溶液具有漂白性
【答案】 A
【解析】 根据条件,Z和M的基态原子中s和p轨道电子数相等。分析得出Z为O(1s22s22p4,s轨道和p轨道中的电子数均为4),M为Mg(1s22s22p63s2,s轨道和p轨道中的电子数均为6)。X和Y的质子数之和等于Z的质子数,即X+Y=8。结合原子序数递增及周期分布,X为H(1),Y为N(7),Z为O(8),Q的原子序数大于Mg(12),YX4MQ3·6X2Z各元素化合价代数为0,推测其中Q化合价为-1价,Q为Cl(17)。矿物晶体为NH4MgCl3·6H2O。矿物晶体为NH4MgCl3·6H2O,NH和Mg2+水解使溶液呈酸性,而非中性,A错误;第一电离能是衡量元素的气态基态原子失去一个电子的难易程度的,N(1s22s22p3)半充满结构,第一电离能大于O,Mg为金属易失去电子,故第一电能顺序为N>O>Mg,即Y>Z>M,B正确;NH中N的价层电子对数为4+=4,sp3杂化,正四面体结构,无孤对电子,键角为109°28′,H2O中O的价层电子对数为2+=4,sp3杂化,有2对孤对电子,为Ⅴ形,由于孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对间的排斥力,导致键角小于109°28′,键角约104.5°,故键角YX>X2Z,C正确;Cl2+H2OHCl+HClO,Cl2的水溶液有HClO,具有漂白性,D正确。
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