内容正文:
选择题突破(二) 原子结构与元素性质的分析应用
优化探究
大单元三 物质结构与性质
提炼 核心知识
精研 高考真题
强化 关键能力
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提炼 核心知识
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提炼 核心知识
解题策略
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精研 高考真题
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精研 高考真题
1.(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
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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,据此分析。A.BF3为平面正三角形结构,结构对称,属于非极性分子,A错误;B.NaF是离子晶体,B错误;C.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;D.N2分子中含有氮氮三键,所以1个分子中含有2个π键,D正确。
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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:X<Y B.原子半径:Z<W
C.单质沸点:Y<Z D.电负性:W<X
A
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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原子的价层电子排布式可能是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,据此分析。因为O+的核外电子排布式为1s22s22p3,2p轨道为半充满结构,失去电子需更高能量,而N+的核外电子排布式为1s22s22p2,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,原子半径逐渐变大,同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐变小,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;同主族元素从上到下,电负性逐渐减小,O的电负性大于S,D正确。
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3.(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
B
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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。A.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;B.X为N,Y为O,Z为F,同周期主族元素从左往右,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;C.X为N,N的最高正化合价为+5,C错误;D.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。
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4.(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
D
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解析:元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,且分别位于不同的前四周期,可知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,则Z为Cl,M的价层电子排布是3d104s2,M是Zn,综上所述,X为H、Y为O、Z为Cl、M是Zn,据此解答。A.元素非金属性越强,电负性越大,故电负性:X<Y,A错误;B.Y(O)的单质O2是非极性分子,但O3是极性分子,B错误;C.X(H)、Y(O)、Z(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;D.M为Zn,比Fe活泼,铁管上镶嵌Zn,是通过牺牲阳极保护铁管,使其不易被腐蚀,D正确。
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强化 关键能力
强化 关键能力
1.(2025·山东潍坊一模)X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X是宇宙中含量最多的元素,同周期Y的简单离子半径最大,Y与Z相邻,Z、M的核电荷数之比为2∶3,基态Q原子的价电子中s能级和p能级的电子数相等。下列说法不正确的是( )
A.简单氢化物的稳定性:Z>Y>Q
B.电负性:Z>Y>X>Q>M
C.X、Z元素形成的单质分子不都是非极性分子
D.Y与M、Q形成的化合物M3Y2、Q3Y4都是共价晶体
D
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解析:X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X是宇宙中含量最多的元素,则X为H;同周期Y的简单离子半径最大,则Y为N;Y与Z相邻,Z、M的核电荷数之比为2∶3,则Z为O,M为Mg;基态Q原子的价电子中s能级和p能级的电子数相等,则Q为Si,据此分析解答。A.非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,非金属性:O>N>Si,则简单氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4,故A正确;B.同周期从左到右,元素的电负性逐渐增大,同主族从上到下,元素的电负性逐渐减小,则电负性:O>N>H>Si>Mg,故B正确;C.H、O元素形成的单质分子有H2、O2、O3,其中H2、O2是非极性分子,O3是极性分子,故C正确;D.N与Mg形成的化合物Mg3N2是离子晶体,故D错误。
2.(2025·山东名校大联考4月联合检测)X、Y、Z是前二周期元素,原子序数依次增大,基态Y原子核外有3种空间运动状态的电子,基态Z原子的2p能级上所有电子自旋方向相同且不存在空轨道,Y3Z3X6的空间结构为平面六元环,且每个Y、Z原子连接一个X原子。下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.简单氢化物的还原性:Y<Z
C.化合物Y3Z3X6中Y和Z均存在单电子,可形成大π键
D.同周期元素中,第一电离能介于Y和Z之间的元素有3种
D
解析:X、Y、Z是前二周期元素,原子序数依次增大,基态Y原子核外有3种空间运动状态的电子,则其电子排布式为1s22s22p1,Y为B元素,基态Z原子的2p能级上所有电子自旋方向相同且不存在空轨道,则其电子排布式为1s22s22p3,Z为N元素,Y3Z3X6的空间结构为平面六元环,且每个Y、Z原子连接一个X原子,可推测该化合物为类苯结构的B3N3H6,X为H元素,以此解答。A.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,H半径最小,则原子半径:B>N>H,A错误;B.同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性:N>B,非金属性越强,氢化物还原性越弱,
因此还原性:NH3<BH3,B错误;C.B3N3H6为类苯结构,结构式为 ,
B和N原子均为sp2杂化,该结构中每个N原子提供1个孤电子对形成大π键,B原子最外层含有3个电子,形成3个σ键,不含孤电子,不提供电子形成大π键,C错误;D.同周期元素,从左往右第一电离能有增大的趋势,第ⅡA族元素和第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则同周期元素中,第一电离能:B<Be<C<
O<N,介于B和N之间的元素有3种,D正确。
3.(2025·山东齐鲁名校大联考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且分属于不同的主族,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的3倍,Y与Z形成的化合物Z2Y2可用作供氧剂,W的最外层电子数等于Y和Z的最外层电子数之和。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:Z>Y
B.第一电离能:Y>X
C.简单氢化物沸点:W>Y
D.X与W形成的化合物一定是极性分子
B
解析:短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且分属于不同的主族,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的3倍,X可能为Li或C。Y与Z形成的化合物Z2Y2可用作供氧剂,Z是Na,Y是O,所以X是C,W的最外层电子数等于Y和Z的最外层电子数之和,W是Cl。A.O2-和Na+的电子层数相等,Na元素核电荷数大于O元素,则简单离子半径:O2->Na+,A错误;B.同周期主族元素,从左往右,第一电离能有增大的趋势,则第一电离能:
O>C,B正确;C.H2O分子间存在氢键,沸点较高,则简单氢化物沸点:
H2O>HCl,C错误;D.C与Cl形成的化合物为CCl4,空间结构为正四面体,正负电荷中心重合,CCl4是非极性分子,D错误。
4.(2025·河南高三下学期4月期中)X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素。在短周期中,基态X原子的未成对电子数最多;常温下,Z、M的单质均能与Y的最简单氢化物发生剧烈置换反应。下列说法错误的是( )
A.简单离子半径:X>Y>M
B.离子键百分数:M3X>M2Y>MZ
C.最简单氢化物的沸点:Y>Z>X
D.第一电离能:Z>X>Y
B
解析:在短周期中,基态X原子的未成对电子数最多,X是N元素或P元素,若X为P元素,则不满足M是短周期主族元素,所以X为N元素,Y的原子序数大于X(N),常温下,Z、M的单质均能与Y的最简单氢化物发生剧烈置换反应,Y的最简单氢化物为H2O,则Y为O元素;能与H2O发生剧烈置换反应的单质常见的有F2、Na等,又因为X、Y、Z、M的原子序数依次增大,所以Z为F元素,M为Na元素,据此解答。A.N3-、O2-、Na+电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以简单离子半径:N3->O2->Na+,即X>Y>M,A正确;B.离子键百分数与元素的电负性差值有关,电负性差值越大,离子键百分数越大。电负性:F>O>N,电负性差值:Na3N<Na2O<NaF,所以离子键百分数:Na3N<Na2O<NaF,即M3X<M2Y<MZ,B错误;C.H2O、HF、NH3都能形成分子间氢键,H2O分子间氢键数目比HF多,HF分子间氢键比NH3强,水常温下呈液态,NH3呈气态,所以最简单氢化物的沸点:H2O>HF>NH3,即Y>Z>X,C正确;D.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但N元素的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于同周期相邻元素,所以第一电离能:F>N>O,即Z>X>Y,D正确。
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