内容正文:
专题06 原子、分子结构与性质 元素推断
题型
考情分析
考向预测
原子结构与元素周期律
2025年黑吉辽蒙卷:以短周期元素推断为载体,结合原子半径、第一电离能异常变化,考查元素周期律的综合应用。
1. 结合东北地区丰富的矿产资源(如稀土、有色金属)中的元素分离与提纯,考查原子结构与元素性质的推断。
2. 基于“结构决定性质”的化学观念,提供键能、键长、溶解性等数据,要求推断元素并解释其分子构型与性质的关系。
3. 聚焦物质结构与性质的微观解释,如超分子化学、晶体缺陷、手性药物等新考向,考查学生的微观探析与模型认知能力。
分子结构与性质
2024年黑吉辽蒙卷:通过一种新型含能材料的结构,考查σ键/π键数目、杂化轨道类型、分子极性及氢键对物质稳定性的影响。
元素推断与综合应用
2025年黑吉辽蒙卷:结合“位—构—性”关系,以元素推断为切入点,综合考查化学键、配合物、晶体类型及性质。
考点1 原子结构与元素周期律
【典例】(2025·内蒙古·三模)已知一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如图所示,其中为平面结构。
下列说法正确的是
A.原子半径:
B.电负性:
C.基态原子的第一电离能:
D.该晶体中存在共价键、配位键、离子键、氢键等化学键
1.“位—构—性”推断:以原子结构(电子层、最外层电子数)和元素在周期表中的位置为突破口,结合特性(如颜色、状态、化合价)推断元素。
2.周期性规律:
原子半径:同周期从左到右减小,同主族从上到下增大。
电离能:同周期总体增大,但第IIA族(np0)> IIIA族(np1),第VA族(np³)> VIA族(np4)。
电负性:同周期从左到右增大,同主族从上到下减小,F最大。
3.微粒半径比较:
电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增大而减小,如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+。可归纳为电子层排布相同的离子,(表中位置)阴离子在阳离子前一周期,原子序数大的半径小,概括为“阴上阳下,序大径小”。
4.电负性的应用:
5.判断元素金属性、非金属性强弱的常用方法
(1)金属性
①金属元素在周期表中的位置:同一周期越靠左,同一主族越靠下,金属性越强。
②金属单质之间的置换,如Fe能从CuSO4溶液中置换出Cu,则金属性:Fe>Cu。
③单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易,金属性越强。
④单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强。
⑤最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强。
(2)非金属性
①非金属元素在周期表中的位置:同一周期越靠右(稀有气体元素除外),同一主族越靠上,非金属性越强。
②非金属单质之间的置换,Cl2能从KBr溶液中置换出Br2,非金属性:Cl>Br。
③与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强。
④最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强。
1.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)Co-Salen配合物在生物传感器、材料应用、肿瘤治疗等领域有着广泛应用,已知Co-Salen配合物的结构如图所示。下列有关该配合物的说法错误的是
A.碳原子的杂化方式均为 B.Co的配位数为5
C.第一电离能: D.有2个手性碳原子
2.(2025·黑龙江·二模)一种新型电池中的电解质的结构如右图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,的氢化物能够形成分子间氢键。下列有关说法错误的是
A.原子半径: B.键角:
C.第一电离能: D.单质沸点:
考点2 分子结构与性质
【典例】(2026·黑龙江哈尔滨·一模)在一定量水存在的情况下,可与反应生成一元中强酸:。下列说法正确的是
A.键长小于键长 B.的VSEPR模型为三角锥形
C.水溶液呈中性 D.生成2 mol氧化产物,断裂键
1.共价键:
σ键与π键:单键为σ键,双键含1个σ键和1个π键,三键含1个σ键和2个π键。
键参数:键能、键长、键角。键能越大,分子越稳定;键角决定分子空间构型。
2.杂化轨道与分子构型:
sp杂化(直线形,如CO2)
sp²杂化(平面三角形,如BF3;V形,如SO₂)
sp³杂化(四面体形,如CH4;三角锥形,如NH3;V形,如H2O)
3.分子间作用力:
范德华力:影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质。
氢键:X-H···Y(X、Y为N、O、F),使物质熔沸点反常升高,增大在水中的溶解度。
4.离子化合物和共价化合物的判断方法
5.利用VSEPR模型推测分子(或离子)的空间结构
6.“四方法”判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型
(1)根据杂化轨道的空间结构判断
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形,则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子或离子的中心原子发生sp杂化。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断
①若杂化轨道之间的夹角为109°28',则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子或离子的中心原子发生sp杂化。
(3)根据中心原子的价层电子对数判断
①若中心原子的价层电子对数为4,是sp3杂化。
②若中心原子的价层电子对数为3,是sp2杂化。
③若中心原子的价层电子对数为2,是sp杂化。
(4)根据分子或离子中有无π键及π键数目(价层电子对数大于2)判断如在有机物中C原子成键时,若没有形成π键为sp3杂化,形成1个π键为sp2杂化,形成2个π键为sp杂化。
1.(2026·黑龙江齐齐哈尔·一模)德国化学家维勒通过蒸发氰酸铵水溶液得到了尿素,揭开了人工合成有机物的序幕。下列说法正确的是
A.可以形成分子间氢键
B.中不存在配位键
C.、中碳原子均采用杂化
D.中键和键的数目比为
2.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)对下列实例解释正确的是
选项
事实
解释
A
、、的键角依次减小
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
B
酸性:
非金属性:
C
热稳定性:
分子间存在氢键,分子间不存在氢键
D
极性:弱于
是由非极性键构成的非极性分子,是由极性键构成的极性分子
A.A B.B C.C D.D
3.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)空间站中、的循环可以通过Sabatier反应完成:,使航天员呼出的与电解水产生的反应,生成物排放至太空,重新进入循环系统。下列说法错误的是
A.的VSEPR模型和空间结构均为直线形
B.的键长小于的键长
C.中成键电子对数和孤电子对数相等
D.、的键均为键
考点3 元素推断与综合应用
【典例】(新考向·元素推断)(2026·辽宁·一模)化合物可在光学玻璃及化学分析等领域应用。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z位于同一周期,且X的最外层电子数等于能层数。下列说法错误的是
A.上述化合物溶于水时,阴、阳离子都能和水分子形成氢键
B.上述化合物阴、阳离子都存在配位键
C.从上述结构中可以推断是离子化合物
D.第一电离能:
1.元素推断的“突破口”:
原子结构特征:电子排布式、未成对电子数、能级组。
周期表中的位置:周期、族、相邻元素关系。
元素性质:化合价、氢化物/含氧酸的性质、单质特性(颜色、状态)。
物质结构与反应:化学键类型、分子构型、特征反应(如两性、络合)。
2.综合应用:
结合“位—构—性”进行逻辑推理。
运用杂化轨道理论、价层电子对互斥理论(VSEPR)解释分子空间构型。
应用分子间作用力(氢键、范德华力)解释物理性质差异。
3.以成键特征和结构式为“题眼”的元素推断
(1)推断的技巧
结合离子键和共价键成键规律判断原子价电子数,并结合题干信息确定元素。
(2)常见结构中的共价键数目
①卤素或氢原子形成一个共价键。
②O、S形成两个共价键
③N、P一般能形成三个共价键,也可能形成四个共价键(含一个配位键),P还能形成五个共价键。
④C、Si能形成四个共价键,C也可以形成双键或三键。
⑤B能形成三个共价键,也可以形成四个共价键(含一个配位键)。
4.“位、构、性”关系推断的思维模型
5.依据原子结构、元素性质推断元素的解题模型
1.(2026·内蒙古包头·一模)某营养添加剂结构如图所示。W、X、Y、Z和M分别是原子序数依次增大的前四周期元素,X、Y、Z属于同周期,离子最外层电子数为18。下列说法正确的是
A.电负性: B.键角:
C.第一电离能: D.最高价氧化物对应水化物的酸性:
2.(2026·黑龙江吉林·一模)Q、W、X、Y、Z均为短周期主族元素。Q元素的原子在周期表中半径最小,W、X、Y同周期,X、Y原子序数之和小于Z原子序数,五种元素可组成某种阴离子,其结构如图所示。下列说法正确的是
A.在同周期内,第一电离能的数据介于X和Y之间的元素有3种
B.W的氢化物的沸点低于Y的氢化物的沸点
C.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
D.W与Z可形成非极性分子
3.(2026·吉林白山·一模)已知X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中基态X原子中的电子只有一种自旋取向,Y的最高正化合价与最低负化合价之和为0,M的s能级上的电子总数与p能级相同。四种元素可构成离子液体,其化学式为Y2X5ZX3ZM3。下列说法正确的是
A.原子半径:M>Y>Z>X
B.基态原子的第一电离能:M>Z>Y
C.X与Y、Z、M均能形成两种或两种以上化合物
D.该离子液体常温下呈液态,属于共价化合物
1.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)W、X、Y、Z和Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,W的一种核素不含中子,短周期中Z原子的原子半径最大,Y与X、Q相邻,Y的基态原子s能级与p能级具有相同的电子数。下列说法错误的是
A.沸点: B.第一电离能:X>Y>Q
C.中离子键成分的百分数比小 D.键角:
2.(2026·内蒙古包头·一模)物质结构决定性质,下列对有关性质比较的解释不合理的是
选项
性质比较
解释
A
石墨能导电
石墨为层状结构,同一层相互平行重叠的p轨道中电子可在整个碳原子平面内运动
B
酸性:
原子半径:O<S,键长:O—H<S—H,键能:O—H>S—H
C
稳定性:
金属性:Ca>Mg,中离子键强于中离子键
D
热稳定性:
价层电子排布式为,d轨道全充满,较稳定
A.A B.B C.C D.D
3.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)已知某种抗癌药物的结构如图所示,Y、X、M、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y在X、M、Z的上一个周期,Y是宇宙中含量最多的元素,X、Z的价电子层中均有2个未成对电子,且两原子能构成气态分子,Q原子的价层电子排布式为。下列描述正确的是
A.该分子中有6种不同化学环境的X原子
B.比较键角:
C.原子半径和电负性均满足
D.基态Q原子的核外电子排布式为
4.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)向蓝色溶液甲中滴加过量试剂乙,最后得到深蓝色溶液丙,经一系列操作可得深蓝色晶体。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态W、Y、X原子的单电子数分别为1、2、3;Y、Z同主族;Q为位于副族的常见元素。下列说法正确的是
A.电负性: B.深蓝色晶体中的配体有4个
C.常见单质沸点: D.Q位于元素周期表第9纵列
5.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)化合物E与钠反应形成的离子液体主要用作钠电池固体聚合物中的电解质。化合物E由X、Y、Z、Q、M五种短周期主族元素组成,分别位于三个周期,Z和Q位于同一周期,Q元素中s轨道上电子数与p轨道上电子数之比为,同族中M的原子半径最小,化合物E的分子结构模型如图所示。下列有关说法正确的是
A.简单气态氢化物的稳定性:
B.单质沸点:
C.简单氢化物水溶液的酸性:
D.化合物E中既有极性键又有非极性键
6.(2026·吉林·二模)M、T、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,除M外其他元素均为同周期元素,M与Q形成的化合物能雕刻玻璃,这六种元素形成的一种化合物结构如图所示。下列说法正确的是
A.对应氢化物的沸点前者高于后者
B.键角
C.的最高价氧化物对应的水化物是弱酸
D.阴离子中不含配位键
7.(2026·吉林长春·一模)是一种离子液体,其阳离子结构如图所示。其中X、Y、Z、M、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素。M是周期表中非金属性最强的元素,非金属元素Q与其他元素不在同一周期,也不在同一主族,下列说法正确的是
A.第一电离能:
B.该阳离子中含有配位键、离子键
C.Z的氢化物沸点一定高于同族元素氢化物
D.Y与Q形成的一种化合物,可用于溶解Q单质
8.(2026·吉林·二模)化合物WV4Y(ZX4)2是一种常见的净水剂和膨松剂,V、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,V为常见的非金属元素,只有W和X同周期且相邻,X是地壳中含量最多的元素,Z的原子序数为X的2倍,Y的M层电子数与K层电子数之比为3:2,下列说法错误的是
A.简单离子半径:Y﹤X
B.Y的氧化物为两性氧化物
C.Z的正四价氧化物有毒,因此不能用于食品添加剂
D.W的简单氢化物与X单质的反应是工业制硝酸的重要步骤
9.(2026·黑龙江齐齐哈尔·一模)X、Y、Z、R为原子半径依次增大的短周期主族元素,基态Y原子s轨道上的电子数比p轨道上的电子数多1,与苯具有相同的电子数和空间结构,Z与R同主族。下列说法错误的是
A.第一电离能: B.Y与Z形成的化合物一定为分子晶体
C.为非极性分子 D.R的最高价氧化物对应的水化物具有两性
10.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)某定影剂成分为,其中是原子序数依次增大的短周期主族元素。基态W原子核外电子的运动状态数与空间运动状态数相等,X的简单氢化物可与焰色试验为绿色的一种金属离子配位,该配离子的溶液为深蓝色。Y与Z同族,基态Y原子的未成对电子数为2。下列说法错误的是
A.该化合物中,X的杂化方式为 B.原子半径:
C.第一电离能: D.分子极性:
11.(2026·黑龙江大庆·二模)某化合物M在实验室有广泛应用,其结构如图所示。X、Y、Z、R是原子序数依次增大的短周期主族非金属元素,只有Y和Z位于同周期,基态R原子最高能级未成对电子数为2,下列叙述正确的是
A.电负性:Z>Y>X
B.原子半径:R>Z>Y>X
C.同周期中第一电离能大于Z的主族元素有2种
D.常温下,R最高价氧化物对应水化物的浓溶液能与铜反应
12.(2026·黑龙江·模拟预测)化学的基本原理之一是物质的结构决定性质。下列说法正确的是
A.臭氧分子为极性分子,但极性较弱,在四氯化碳中的溶解度高于水中的溶解度
B.比沸点高,是因为氧氢键的键能大于硫氢键的键能
C.在乙醇溶液中,乙醇分子和水分子间只存在范德华力
D.分子中含有三个氢原子,是三元弱酸
13.(2026·辽宁大连·模拟预测)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.的氢化物中可能存在非极性键
B.第一电离能:
C.氢化物的沸点:
D.基态原子的未成对电子数:
14.(2026·辽宁沈阳·一模)某紫色配离子结构如下左图所示,L基团的结构如下图所示。Z、X、Y、Q是核电荷数依次增大的前四周期元素,基态Y原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态Q离子的d轨道处于半充满状态。下列说法中正确的是
A.配离子中Q提供空轨道,Y提供孤电子对 B.Q元素的焰色是绿色
C.X、Y氢化物的沸点:X<Y D.第一电离能:Y>X>Z
15.(2025·内蒙古·模拟预测)X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,短周期中M电负性最小,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,下列说法错误的是
A.沸点:
B.与离子空间结构均为三角锥形
C.化学键中离子键成分的百分数:
D.基态Y原子的价电子中两种自旋状态的电子数之比为1:4或4:1
16.(2025·内蒙古赤峰·三模)一种无机高分子材料单体的结构式如图所示,其中Y、W和Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态Y、W的第一电离能均高于同周期相邻的元素。下列说法正确的是
A.原子半径:
B.元素的电负性:
C.Y、W的简单气态氢化物的沸点:
D.的VSEPR模型:四面体形
17.(2025·辽宁葫芦岛·模拟预测)某离子液体由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W、M组成,其结构如图所示。其中Y、Z位于同周期相邻主族,基态W和M的p轨道均含一个未成对电子。下列说法不正确的是
A.简单离子半径:
B.电负性:
C.最简单氢化物的沸点:Z一定大于Y
D.1mol离子液体中含有个配位键
18.(2025·吉林·模拟预测)某电解质阴离子的结构如图,为原子序数依次增大短周期元素,下列说法错误的是
A.电负性: B.键角:
C.最简单氢化物沸点: D.Y的第一电离能高于同周期相邻元素
19.(2025·黑龙江牡丹江·模拟预测)一种液体工业洗涤剂中间体结构式如图所示,短周期元素原子半径依次增大,X和W同主族但不相邻,Y和Q最外层电子数之和是Z原子L层电子数的二倍,下列说法正确的是
A.Y的氢化物的稳定性和沸点都高于Q的氢化物
B.中存在的键数为8 NA
C.简单离子半径:
D.该洗涤剂是离子液体,熔点低,是因为含有较小体积的阴离子
20.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)X、Y、Z、W、M、G是原子序数依次增大的前四周期元素。X的电子只有一种自旋取向,基态Y原子核外的s能级电子数是p能级电子数的两倍,W元素的某种单质为极性分子,Z、M位于同一主族,G单质可用作食品抗氧化剂。下列说法错误的是
A.键角: B.简单氢化物的沸点:W>Z>Y
C.同周期元素第一电离能比Z小的元素有6种 D.W、G组成的一种离子可用于饮用水消毒
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专题06 原子、分子结构与性质 元素推断
题型
考情分析
考向预测
原子结构与元素周期律
2025年黑吉辽蒙卷:以短周期元素推断为载体,结合原子半径、第一电离能异常变化,考查元素周期律的综合应用。
1. 结合东北地区丰富的矿产资源(如稀土、有色金属)中的元素分离与提纯,考查原子结构与元素性质的推断。
2. 基于“结构决定性质”的化学观念,提供键能、键长、溶解性等数据,要求推断元素并解释其分子构型与性质的关系。
3. 聚焦物质结构与性质的微观解释,如超分子化学、晶体缺陷、手性药物等新考向,考查学生的微观探析与模型认知能力。
分子结构与性质
2024年黑吉辽蒙卷:通过一种新型含能材料的结构,考查σ键/π键数目、杂化轨道类型、分子极性及氢键对物质稳定性的影响。
元素推断与综合应用
2025年黑吉辽蒙卷:结合“位—构—性”关系,以元素推断为切入点,综合考查化学键、配合物、晶体类型及性质。
考点1 原子结构与元素周期律
【典例】(2025·内蒙古·三模)已知一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如图所示,其中为平面结构。
下列说法正确的是
A.原子半径:
B.电负性:
C.基态原子的第一电离能:
D.该晶体中存在共价键、配位键、离子键、氢键等化学键
【答案】C
【解析】同周期主族元素原子半径从左到右逐渐减小,第二周期原子半径:C>N>O;Cl位于第三周期,电子层数多,半径大于第二周期元素,故原子半径应为r(Cl)>r(C)>r(N)>r(O),A错误;同周期元素从左至右,元素的电负性逐渐增大,电负性:H(2.20)>B(2.04),正确顺序应为B<H<N<O,B错误;同周期元素第一电离能总体增大,N的2p轨道半充满(2p3)稳定,第一电离能N>O,故顺序为I1(B)<I1(C)<I1(O)<I1(N),C正确;氢键不属于化学键,该晶体中含离子键(阴阳离子间)、共价键(如N-H、C-O键)、配位键(B与OCH3-间),但不含氢键这种化学键,D错误;故选C。
1.“位—构—性”推断:以原子结构(电子层、最外层电子数)和元素在周期表中的位置为突破口,结合特性(如颜色、状态、化合价)推断元素。
2.周期性规律:
原子半径:同周期从左到右减小,同主族从上到下增大。
电离能:同周期总体增大,但第IIA族(np0)> IIIA族(np1),第VA族(np³)> VIA族(np4)。
电负性:同周期从左到右增大,同主族从上到下减小,F最大。
3.微粒半径比较:
电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增大而减小,如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+。可归纳为电子层排布相同的离子,(表中位置)阴离子在阳离子前一周期,原子序数大的半径小,概括为“阴上阳下,序大径小”。
4.电负性的应用:
5.判断元素金属性、非金属性强弱的常用方法
(1)金属性
①金属元素在周期表中的位置:同一周期越靠左,同一主族越靠下,金属性越强。
②金属单质之间的置换,如Fe能从CuSO4溶液中置换出Cu,则金属性:Fe>Cu。
③单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易,金属性越强。
④单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强。
⑤最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强。
(2)非金属性
①非金属元素在周期表中的位置:同一周期越靠右(稀有气体元素除外),同一主族越靠上,非金属性越强。
②非金属单质之间的置换,Cl2能从KBr溶液中置换出Br2,非金属性:Cl>Br。
③与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强。
④最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强。
1.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)Co-Salen配合物在生物传感器、材料应用、肿瘤治疗等领域有着广泛应用,已知Co-Salen配合物的结构如图所示。下列有关该配合物的说法错误的是
A.碳原子的杂化方式均为 B.Co的配位数为5
C.第一电离能: D.有2个手性碳原子
【答案】A
【解析】由图可知,配合物环己烷环和叔丁基上的碳原子为杂化,苯环和C=N双键上的碳原子的杂化方式为,A错误;由图可知,Co与2 个 N 原子、2 个 O 原子、1 个 Cl 原子形成配位键,Co的配位数为5,B正确;同周期元素从左向右,第一电离能呈增大趋势,但N的2p 轨道为半充满稳定结构,故第一电离能,C正确;手性碳必须形成单键,同时连有四个不同的原子或原子团,故该配合物分子中最上面的六元环中与氮原子相连的两个碳为手性碳原子,所以该配合物分子中有2个手性碳原子,D正确;故选A。
2.(2025·黑龙江·二模)一种新型电池中的电解质的结构如右图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,的氢化物能够形成分子间氢键。下列有关说法错误的是
A.原子半径: B.键角:
C.第一电离能: D.单质沸点:
【答案】B
【解析】Z的氢化物能形成分子间氢键,则为N、O或F,由于Z只能形成单键,则Z为F;Y只有2个化学键,且可形成单键或双键,则Y为O;X形成4键,且与氧能够形成单键或双键,则X为C;W原子序数小于C,且形成四配位的阴离子,则W为B;M为一价阳离子,M为Li。同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,故半径:B>O>F,即:W>Y>Z,A正确;中Y为sp3杂化,为sp2杂化,则键角:,B错误;同周期元素第一电离能从左到右逐渐减小,故第一电离能:F>C>Li,即:Z>X>M,C正确;碳单质为原子晶体,氧和氟的单质为分子晶体,原子晶体沸点大于分子晶体,分子晶体的相对分子质量越大,沸点越高,则沸点:C>F2>O2,即单质沸点:,D正确;故选B。
考点2 分子结构与性质
【典例】(2026·黑龙江哈尔滨·一模)在一定量水存在的情况下,可与反应生成一元中强酸:。下列说法正确的是
A.键长小于键长 B.的VSEPR模型为三角锥形
C.水溶液呈中性 D.生成2 mol氧化产物,断裂键
【答案】D
【解析】P的电子层数多于O,原子半径P大于O,因此H-P键键长大于H-O键长,A错误;PH3中心P原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,分子空间构型才是三角锥形,B错误;H3PO2是一元中强酸,属于弱酸,NaH2PO2是强碱弱酸盐,会发生水解,使水溶液呈碱性,不是中性,C错误;该反应中氧化产物为H3PO2,按反应关系:每生成1mol氧化产物H3PO2,消耗2mol I2,断裂2mol I-I σ键,因此生成2mol氧化产物,断裂4mol I-I σ键,D正确;故选D。
1.共价键:
σ键与π键:单键为σ键,双键含1个σ键和1个π键,三键含1个σ键和2个π键。
键参数:键能、键长、键角。键能越大,分子越稳定;键角决定分子空间构型。
2.杂化轨道与分子构型:
sp杂化(直线形,如CO2)
sp²杂化(平面三角形,如BF3;V形,如SO₂)
sp³杂化(四面体形,如CH4;三角锥形,如NH3;V形,如H2O)
3.分子间作用力:
范德华力:影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质。
氢键:X-H···Y(X、Y为N、O、F),使物质熔沸点反常升高,增大在水中的溶解度。
4.离子化合物和共价化合物的判断方法
5.利用VSEPR模型推测分子(或离子)的空间结构
6.“四方法”判断分子或离子中心原子的杂化轨道类型
(1)根据杂化轨道的空间结构判断
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形,则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则分子或离子的中心原子发生sp杂化。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断
①若杂化轨道之间的夹角为109°28',则分子或离子的中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道之间的夹角为120°,则分子或离子的中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道之间的夹角为180°,则分子或离子的中心原子发生sp杂化。
(3)根据中心原子的价层电子对数判断
①若中心原子的价层电子对数为4,是sp3杂化。
②若中心原子的价层电子对数为3,是sp2杂化。
③若中心原子的价层电子对数为2,是sp杂化。
(4)根据分子或离子中有无π键及π键数目(价层电子对数大于2)判断如在有机物中C原子成键时,若没有形成π键为sp3杂化,形成1个π键为sp2杂化,形成2个π键为sp杂化。
1.(2026·黑龙江齐齐哈尔·一模)德国化学家维勒通过蒸发氰酸铵水溶液得到了尿素,揭开了人工合成有机物的序幕。下列说法正确的是
A.可以形成分子间氢键
B.中不存在配位键
C.、中碳原子均采用杂化
D.中键和键的数目比为
【答案】A
【解析】尿素分子中存在N-H键,N电负性较大,不同尿素分子间可形成氢键,A正确;中的,其中N原子与3个H原子形成共价键,与1个形成配位键,因此中存在配位键,B错误;中的里,碳原子形成2个键,分别是C-N键和C-O键,无孤电子对,为sp杂化;中的羰基碳原子形成3个键,为C=O中有1个和2个C-N键,无孤电子对,为杂化,两者杂化方式不同,C错误; 的结构为,分子内化学键如下:键有4个N-H键、2个C-N键、1个C-O键,共7个;键有1个C-O键,共1个,则键和键的数目比为,D错误;故选A。
2.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)对下列实例解释正确的是
选项
事实
解释
A
、、的键角依次减小
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力
B
酸性:
非金属性:
C
热稳定性:
分子间存在氢键,分子间不存在氢键
D
极性:弱于
是由非极性键构成的非极性分子,是由极性键构成的极性分子
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】CO2、CH2O、CCl4的中心C原子均无孤电子对,键角依次减小是因为C的杂化类型分别为sp、sp2、sp3,s轨道占比逐渐减小导致键角减小,解释错误,A不符合题意;非金属性强弱需通过最高价氧化物对应水化物的酸性比较,且实际非金属性S>C,H2S不是最高价含氧酸,无法用于比较非金属性,解释错误,B不符合题意;热稳定性由共价键键能决定,HF更稳定是因为H-F键能远大于H-I键能,氢键只影响熔沸点等物理性质,不影响热稳定性,解释错误,C不符合题意;O2由非极性键构成,正负电荷中心重合,为非极性分子;O3为V形结构,正负电荷中心不重合,为极性分子,因此O2极性弱于O3,解释正确,D符合题意;故选D。
3.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)空间站中、的循环可以通过Sabatier反应完成:,使航天员呼出的与电解水产生的反应,生成物排放至太空,重新进入循环系统。下列说法错误的是
A.的VSEPR模型和空间结构均为直线形
B.的键长小于的键长
C.中成键电子对数和孤电子对数相等
D.、的键均为键
【答案】D
【解析】CO2的中心C原子价层电子对数为2,无孤电子对,因此VSEPR模型和空间结构均为直线形,A正确;H2中为H—H键,成键原子半径之和小于CH4中C—H键的成键原子半径之和,因此H2的键长小于CH4的键长,B正确;H2O的中心O原子的成键电子对数为2,孤电子对数为,二者数目相等,C正确;CH4中C原子采取杂化,H2O中O原子也采取杂化,二者与H的s轨道成键时,形成的都是键,而不是键,D错误;故选D。
考点3 元素推断与综合应用
【典例】(新考向·元素推断)(2026·辽宁·一模)化合物可在光学玻璃及化学分析等领域应用。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z位于同一周期,且X的最外层电子数等于能层数。下列说法错误的是
A.上述化合物溶于水时,阴、阳离子都能和水分子形成氢键
B.上述化合物阴、阳离子都存在配位键
C.从上述结构中可以推断是离子化合物
D.第一电离能:
【答案】C
【解析】首先推断元素:W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z同周期,X最外层电子数等于能层数,可推得:W为,为,故为,阴离子为,根据化合价规律可知X为+2价,X为,Z为-1价,原子序数大于N,故Z为,化合物为。阳离子为,其含有的键的H可与水分子的O形成氢键;阴离子为,F电负性大,可与水分子的H形成氢键,阴、阳离子都能和水分子形成氢键,A正确;中N原子与之间存在配位键;中Be原子最外层只有2个电子,形成4个共价键时存在配位键,阴、阳离子都存在配位键,B正确;是,是共价化合物,从题给结构无法推断为离子化合物,C错误;同周期主族元素第一电离能从左到右总体增大,第一电离能,D正确;故选C。
1.元素推断的“突破口”:
原子结构特征:电子排布式、未成对电子数、能级组。
周期表中的位置:周期、族、相邻元素关系。
元素性质:化合价、氢化物/含氧酸的性质、单质特性(颜色、状态)。
物质结构与反应:化学键类型、分子构型、特征反应(如两性、络合)。
2.综合应用:
结合“位—构—性”进行逻辑推理。
运用杂化轨道理论、价层电子对互斥理论(VSEPR)解释分子空间构型。
应用分子间作用力(氢键、范德华力)解释物理性质差异。
3.以成键特征和结构式为“题眼”的元素推断
(1)推断的技巧
结合离子键和共价键成键规律判断原子价电子数,并结合题干信息确定元素。
(2)常见结构中的共价键数目
①卤素或氢原子形成一个共价键。
②O、S形成两个共价键
③N、P一般能形成三个共价键,也可能形成四个共价键(含一个配位键),P还能形成五个共价键。
④C、Si能形成四个共价键,C也可以形成双键或三键。
⑤B能形成三个共价键,也可以形成四个共价键(含一个配位键)。
4.“位、构、性”关系推断的思维模型
5.依据原子结构、元素性质推断元素的解题模型
1.(2026·内蒙古包头·一模)某营养添加剂结构如图所示。W、X、Y、Z和M分别是原子序数依次增大的前四周期元素,X、Y、Z属于同周期,离子最外层电子数为18。下列说法正确的是
A.电负性: B.键角:
C.第一电离能: D.最高价氧化物对应水化物的酸性:
【答案】C
【解析】W、X、Y、Z和M分别是原子序数依次增大的前四周期元素,W能形成1个共价键,W为H;离子最外层电子数为18,则其电子排布为[Ar]3d10,则M为Cu;结合结构图中的成键数,X能形成4个共价键,Y能形成3个共价键,Z形成2个共价键,且X、Y、Z属于同周期,原子序数依次增大,则X为C,Y为N,Z为O。同周期元素从左到右,电负性依次增强,则电负性:,即Z>Y>X,A错误; 二氧化碳为直线形分子,二氧化氮是V形分子,键角:,即XZ2>YZ2,B错误;同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道达到半充满稳定状态,第一电离能大于其右边相邻元素,且四种元素中Cu的第一电离能最小,则第一电离能:,即Y>Z>X>M,C正确;非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,因非金属性:N>C,则最高价氧化物对应水化物的酸性:,即Y>X,D错误;故选C。
2.(2026·黑龙江吉林·一模)Q、W、X、Y、Z均为短周期主族元素。Q元素的原子在周期表中半径最小,W、X、Y同周期,X、Y原子序数之和小于Z原子序数,五种元素可组成某种阴离子,其结构如图所示。下列说法正确的是
A.在同周期内,第一电离能的数据介于X和Y之间的元素有3种
B.W的氢化物的沸点低于Y的氢化物的沸点
C.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
D.W与Z可形成非极性分子
【答案】D
【解析】Q、W、X、Y、Z均为短周期主族元素,Q元素的原子在周期表中半径最小,则Q为H;W形成4个共价键,W为C,X形成4个共价键,阴离子带一个单位负电,X为B,Y形成1个共价键,W、X、Y同周期,Y为F;X、Y原子序数之和小于Z原子序数,Z形成2个共价键,Z为S,综上所述:Q为H、W为C、X为B、Y为F、Z为S。第二周期元素第一电离能顺序为:,第一电离能数值介于和之间的元素有共4种,A错误;的氢化物为烃类,随着碳原子数增多,烃的沸点升高,许多固态烃的沸点远高于的氢化物,B错误;非金属性,因此最高价氧化物对应水化物酸性:,即,C错误;和可形成,结构为,直线形对称结构,正负电荷中心重合,属于非极性分子,D正确;故选D。
3.(2026·吉林白山·一模)已知X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中基态X原子中的电子只有一种自旋取向,Y的最高正化合价与最低负化合价之和为0,M的s能级上的电子总数与p能级相同。四种元素可构成离子液体,其化学式为Y2X5ZX3ZM3。下列说法正确的是
A.原子半径:M>Y>Z>X
B.基态原子的第一电离能:M>Z>Y
C.X与Y、Z、M均能形成两种或两种以上化合物
D.该离子液体常温下呈液态,属于共价化合物
【答案】C
【解析】基态X原子中的电子只有一种自旋取向,则只有1个电子,则X为H;Y的最高正化合价与最低负化合价之和为0,即最高正化合价为+4,最低负化合价为-4,则Y为C;M的s能级上的电子总数与p能级相同,核外电子排布为1s22s22p4或1s22s22p63s2,即M为O或Mg,若M为O,则Z为N,可构成离子液体乙基铵根硝酸盐,符合题意,若M为Mg,无法构成符合化学式的稳定离子液体,故M为O;X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,则Z为N;综上所述,X、Y、Z、M分别为H、C、N、O。H原子半径最小,C、N、O为同周期元素,原子序数越小,半径越大,则原子半径:C>N>O>H,A错误;同周期元素从左到右第一电离能增大,由于N元素存在稳定的半充满电子组态使其具有最大的第一电离能,故基态原子的第一电离能:N>O>C,B错误;H与C、N、O均能形成多种化合物,C正确;离子液体C2H5NH3NO3属于离子化合物,但其熔点低,常温下呈液态,D错误;故选C。
1.(2026·内蒙古呼和浩特·一模)W、X、Y、Z和Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,W的一种核素不含中子,短周期中Z原子的原子半径最大,Y与X、Q相邻,Y的基态原子s能级与p能级具有相同的电子数。下列说法错误的是
A.沸点: B.第一电离能:X>Y>Q
C.中离子键成分的百分数比小 D.键角:
【答案】D
【解析】W、X、Y、Z和Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,W的一种核素不含中子,W为H,短周期中Z原子的原子半径最大,Z为Na,Y的基态原子s能级与p能级具有相同的电子数,Y的电子排布式为:1s22s22p4,Y为O,Y与X、Q相邻,X为N,Q为S。推断元素:W为H,X为N,Y为O,Z为Na,Q为S。是,常温为液态,是,常温为气态,故沸点,A正确;N的2p轨道半满结构更稳定,故第一电离能,同主族从上到下第一电离能减小,故,即,B正确;电负性,Na与O的电负性差大于Na与S的电负性差,电负性差越大离子键成分越高,故离子键成分百分数比小,C正确;中心N为sp杂化,键角180°,中心N为杂化,键角约120°,故键角,D错误;故选D。
2.(2026·内蒙古包头·一模)物质结构决定性质,下列对有关性质比较的解释不合理的是
选项
性质比较
解释
A
石墨能导电
石墨为层状结构,同一层相互平行重叠的p轨道中电子可在整个碳原子平面内运动
B
酸性:
原子半径:O<S,键长:O—H<S—H,键能:O—H>S—H
C
稳定性:
金属性:Ca>Mg,中离子键强于中离子键
D
热稳定性:
价层电子排布式为,d轨道全充满,较稳定
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】石墨中碳原子为sp2杂化,每个碳原子剩余1个含未成对电子的p轨道,同一层内p轨道平行重叠形成离域大π键,电子可在整个碳原子平面内自由移动,因此石墨能导电,A正确;S原子半径大于O原子,则S-H键键长大于O-H键,键能S-H小于O-H,键更易断裂,故乙硫醇酸性强于乙醇,B正确;Ca2+的电子层数大于Mg2+,则半径:Ca2+>Mg2+,离子电荷相同时,阳离子半径越小离子键越强,因此中离子键强于中的离子键;碳酸盐的热稳定性差异源于阳离子极化能力,Mg2+半径更小、极化能力更强,更易使碳酸根分解,该现象与金属性无关,C错误;价层电子排布式为,d轨道全充满,为稳定结构,Cu2+价电子排布为3d9,稳定性弱于,因此热稳定性Cu2O大于CuO,D正确;故选C。
3.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)已知某种抗癌药物的结构如图所示,Y、X、M、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y在X、M、Z的上一个周期,Y是宇宙中含量最多的元素,X、Z的价电子层中均有2个未成对电子,且两原子能构成气态分子,Q原子的价层电子排布式为。下列描述正确的是
A.该分子中有6种不同化学环境的X原子
B.比较键角:
C.原子半径和电负性均满足
D.基态Q原子的核外电子排布式为
【答案】B
【解析】Y、X、M、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y是宇宙中含量最多的元素,Y为氢;Y在X、M、Z的上一个周期, X、Z的价电子层中均有2个未成对电子,且两原子能构成气态分子,X形成4个共价键、Z形成2个共价键,X为碳、Z为氧,那么M为氮;Q原子的价层电子排布式为,n=2,Q为34号元素硒。由结构,该分子结构对称,该分子中有8种不同化学环境的C原子,A错误;的中心原子N原子的价层电子对数为,为sp2杂化,存在1对孤电子对,的中心原子C原子的价层电子对数为,为sp2杂化,不含孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,则键角:<,B正确;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,原子半径满足;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;电负性满足,C错误;基态Se原子的核外电子排布式为,D错误;故选B。
4.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)向蓝色溶液甲中滴加过量试剂乙,最后得到深蓝色溶液丙,经一系列操作可得深蓝色晶体。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态W、Y、X原子的单电子数分别为1、2、3;Y、Z同主族;Q为位于副族的常见元素。下列说法正确的是
A.电负性: B.深蓝色晶体中的配体有4个
C.常见单质沸点: D.Q位于元素周期表第9纵列
【答案】B
【解析】题干给出晶体化学式为 ,且满足条件: W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态W单电子数为1、Y单电子数为2、X单电子数为3,Y、Z同主族。从化学式部分入手,结合单电子数特征:若为,则,,验证结构:W(H)的基态电子排布为,单电子数为1,符合要求;Y(O)的基态电子排布为,2p有2个单电子,符合要求。Y(O)和Z同主族,短周期中Z就是,符合原子序数依次增大。X原子序数介于W(H)和Y(O)之间,且单电子数为3:X的原子序数在1~8之间,基态单电子数为3,说明价电子排布为,因此,验证:,与的结构匹配。题干说明Q是副族常见元素,结合实验描述「蓝色溶液加过量试剂得到深蓝色溶液,最终得到深蓝色晶体」,该晶体就是硫酸四氨合铜结晶水合物,因此Q是。因此:,,,,。电负性同周期从左到右增大,同主族从上到下减小,因此电负性顺序为,A错误;该晶体中中心离子的配体为,每个配离子中含有4个配体,结晶水不属于配体,因此配体数目为4个,B正确;常见单质沸点:常温为固体,沸点最高;相对分子质量小于,范德华力更小,沸点更低,因此沸点顺序为,C错误;Q为Cu,位于元素周期表第11纵列(第IB族),第9纵列为VIII族的Co,D错误;故选B。
5.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)化合物E与钠反应形成的离子液体主要用作钠电池固体聚合物中的电解质。化合物E由X、Y、Z、Q、M五种短周期主族元素组成,分别位于三个周期,Z和Q位于同一周期,Q元素中s轨道上电子数与p轨道上电子数之比为,同族中M的原子半径最小,化合物E的分子结构模型如图所示。下列有关说法正确的是
A.简单气态氢化物的稳定性:
B.单质沸点:
C.简单氢化物水溶液的酸性:
D.化合物E中既有极性键又有非极性键
【答案】B
【解析】化合物E由X、Y、Z、Q、M五种短周期主族元素组成,分别位于三个周期,X的原子半径最小,故X为位于第一周期的H元素;从分子结构模型图可知Y的原子半径最大,连6个共价键,说明有6个价层电子,故Y为位于第三周期的S元素;Q元素有3个未成对电子,Q元素中s轨道上电子数与p轨道上电子数之比为,核外电子排布为,故Q为第二周期的N元素;Z和Q位于同一周期,Z连1个共价键,故Z为第二周期的F元素;M有2个共价键,同族中M的原子半径最小,故M为O元素。
非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性,A错误;常温下Y为硫单质,为固态,M为或,为气态,B正确;Q的简单氢化物为,溶于水呈碱性,Y的简单氢化物为,溶于水呈酸性,C错误;化合物E中均为吸引电子能力不同的元素形成的共价键,只有极性键,没有非极性键,D错误;故选B。
6.(2026·吉林·二模)M、T、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素,除M外其他元素均为同周期元素,M与Q形成的化合物能雕刻玻璃,这六种元素形成的一种化合物结构如图所示。下列说法正确的是
A.对应氢化物的沸点前者高于后者
B.键角
C.的最高价氧化物对应的水化物是弱酸
D.阴离子中不含配位键
【答案】C
【解析】M与Q形成的化合物能雕刻玻璃,可知其是HF,故M是H,Q为F,T、X、Y、Z都是第2周期元素, 中T显+3价,故T为B,X可形成4条共价键,故为C,Y可形成3条共价键,故为N,Z形成2条共价键,故为O。碳的氢化物有很多种,沸点不同,无法比较,A错误;BF3价层电子对为3,无孤电子对,空间结构为平面三角形,NF3价层电子对为4,孤电子对数为1,空间结构为三角锥形,所以键角BF3 >NF3,B错误;T的最高价氧化物对应的水化物是H3BO3,为弱酸,C正确;中氟离子提供孤电子对,硼原子提供空轨道,形成配位键,D错误;故选C。
7.(2026·吉林长春·一模)是一种离子液体,其阳离子结构如图所示。其中X、Y、Z、M、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素。M是周期表中非金属性最强的元素,非金属元素Q与其他元素不在同一周期,也不在同一主族,下列说法正确的是
A.第一电离能:
B.该阳离子中含有配位键、离子键
C.Z的氢化物沸点一定高于同族元素氢化物
D.Y与Q形成的一种化合物,可用于溶解Q单质
【答案】D
【解析】阳离子结构中,形成4个单键且与相连,形成4个单键并带正电,结合原子序数依次增大,可推得:X为(氢),Y为(碳),Z为(氮);M是周期表中非金属性最强的元素,故M为(氟);Q是非金属元素,且与其他元素不在同一周期、同一主族,短周期中唯一符合的是(硫)。因此元素依次为:X为(氢),Y为(碳),Z为(氮),M为(氟),Q为(硫)。同一周期元素,核电荷数增大,第一电离能增大,因此第一电离能:,A 错误;该阳离子为有机铵类阳离子,含共价键和配位键(与周围原子形成的键中,有1个为配位键),但不含离子键,B 错误;的氢化物为,其沸点高于同族的、,但低于、(因、分子量更大,分子间作用力更强),C 错误;()与()形成的(四氯化碳)可溶解单质,符合题意,D 正确;故选D。
8.(2026·吉林·二模)化合物WV4Y(ZX4)2是一种常见的净水剂和膨松剂,V、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,V为常见的非金属元素,只有W和X同周期且相邻,X是地壳中含量最多的元素,Z的原子序数为X的2倍,Y的M层电子数与K层电子数之比为3:2,下列说法错误的是
A.简单离子半径:Y﹤X
B.Y的氧化物为两性氧化物
C.Z的正四价氧化物有毒,因此不能用于食品添加剂
D.W的简单氢化物与X单质的反应是工业制硝酸的重要步骤
【答案】C
【解析】X是地壳中含量最多的元素,为O;Z的原子序数为X的2倍,即16,对应S;Y的M层电子数与K层之比为3:2,电子总数为13,是;W与O同周期相邻且原子序数较小,为N;V为常见非金属且原子序数最小,为H。与电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故简单离子半径:,A正确;Y的氧化物为,既能与酸反应又能与碱反应,属于两性氧化物,正确;Z的正四价氧化物为,有毒,但实际中可作为食品添加剂(如防腐剂)在严格限制下使用,C错误;W的简单氢化物为,X单质为,是工业制硝酸的重要步骤,D正确;故选C。
9.(2026·黑龙江齐齐哈尔·一模)X、Y、Z、R为原子半径依次增大的短周期主族元素,基态Y原子s轨道上的电子数比p轨道上的电子数多1,与苯具有相同的电子数和空间结构,Z与R同主族。下列说法错误的是
A.第一电离能: B.Y与Z形成的化合物一定为分子晶体
C.为非极性分子 D.R的最高价氧化物对应的水化物具有两性
【答案】B
【解析】由题可知,X、Y、Z、R为原子半径依次增大的短周期主族元素,基态Y原子s轨道上的电子数比p轨道上的电子数多1,则Y的电子排布应为1s22s22p3,则Y为N;与苯具有相同的电子数和空间结构,苯的电子数为,设Z的电子数为z、X的电子数为x,则3z+21+6x=42,则z+2x=7,且X是原子半径小于Y,则X为H,从而可知Z为B;又知Z与R同主族,则R为Al。同周期第一电离能从左到右整体增大,同主族第一电离能从上到下逐渐减小,因此第一电离能,A正确;N和B形成的氮化硼(BN)存在类似金刚石结构的共价晶体,并不是所有化合物都为分子晶体,B错误;即(无机苯),空间结构与苯相同,为平面正六边形,结构对称,正负电荷中心重合,属于非极性分子,C正确;Al的最高价氧化物对应水化物为,既能和强酸反应又能和强碱反应,具有两性,D正确;故选B。
10.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)某定影剂成分为,其中是原子序数依次增大的短周期主族元素。基态W原子核外电子的运动状态数与空间运动状态数相等,X的简单氢化物可与焰色试验为绿色的一种金属离子配位,该配离子的溶液为深蓝色。Y与Z同族,基态Y原子的未成对电子数为2。下列说法错误的是
A.该化合物中,X的杂化方式为 B.原子半径:
C.第一电离能: D.分子极性:
【答案】A
【解析】基态W原子核外电子的运动状态数即为核外电子数,空间运动状态数即为原子轨道数。因此W原子的核外电子数等于其占有的原子轨道数。在短周期主族元素中,只有H原子(1个电子,占有1个1s轨道)满足此条件,故W为(氢);X的简单氢化物可与焰色试验为绿色的金属离子()配位形成深蓝色配离子,该氢化物为,故X为(氮);Y与Z同族,且基态Y原子的未成对电子数为2,结合原子序数关系,Y为(氧),Z为(硫);再由化合物化学式(即,氨基磺酸)验证,各元素符合题意。X为原子,在氨基磺酸中形成3个键,同时含有1对孤电子对,价层电子对数为4,因此杂化方式为,A错误;电子层数越多半径越大,同周期主族元素原子序数增大半径减小。因此原子半径:,B正确; 的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能;的第一电离能略小于。因此第一电离能:。C正确; 为,是三角锥形极性分子;为,是平面正三角形非极性分子,因此分子极性,D正确;故选A。
11.(2026·黑龙江大庆·二模)某化合物M在实验室有广泛应用,其结构如图所示。X、Y、Z、R是原子序数依次增大的短周期主族非金属元素,只有Y和Z位于同周期,基态R原子最高能级未成对电子数为2,下列叙述正确的是
A.电负性:Z>Y>X
B.原子半径:R>Z>Y>X
C.同周期中第一电离能大于Z的主族元素有2种
D.常温下,R最高价氧化物对应水化物的浓溶液能与铜反应
【答案】A
【解析】X、Y、Z、R是原子序数依次增大的短周期主族非金属元素,Y和Z位于同周期,基态R原子最高能级未成对电子数为2,由化合物M的结构可知,阳离子中X原子形成的共价键数目为1、Z形成的共价键数目为4,阴离子中R形成的共价键数目为1、 Y形成的共价键数目为4、Z形成的共价键数目为3,则X为H元素、Y为C元素、Z为N元素、R为S元素。元素的非金属性越强,电负性越大,元素的非金属性强弱顺序为:N>C>H,则电负性的大小顺序为:N>C>H,A正确;同主族元素,从上到下原子半径依次增大,同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则原子半径的大小顺序为:S>C>N>H,B错误;同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,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相邻元素,则同周期中第一电离能大于氮元素的主族元素为氟元素,只有1种,C错误;铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,常温下,铜与浓硫酸不反应,D错误;故选A。
12.(2026·黑龙江·模拟预测)化学的基本原理之一是物质的结构决定性质。下列说法正确的是
A.臭氧分子为极性分子,但极性较弱,在四氯化碳中的溶解度高于水中的溶解度
B.比沸点高,是因为氧氢键的键能大于硫氢键的键能
C.在乙醇溶液中,乙醇分子和水分子间只存在范德华力
D.分子中含有三个氢原子,是三元弱酸
【答案】A
【解析】臭氧分子为极性分子,但极性较弱,根据相似相溶原理,在非极性溶剂四氯化碳中的溶解度高于在极性溶剂水中的溶解度,符合物质结构决定性质,A正确;H2O沸点高于H2S的主要原因是水分子间存在氢键,而H2S分子间主要为范德华力,与O-H键能和S-H键能的大小无关,B错误;在乙醇溶液中,乙醇分子和水分子均为极性分子且含羟基,分子间存在氢键,而范德华力仅为分子间作用力的一部分,C错误;分子虽含三个氢原子,但其在水溶液中通过接受形成和,仅释放一个,故为一元弱酸,D错误;故选A。
13.(2026·辽宁大连·模拟预测)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.的氢化物中可能存在非极性键
B.第一电离能:
C.氢化物的沸点:
D.基态原子的未成对电子数:
【答案】A
【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,Z原子的电子数是Q的一半,图中W含有1个化学键,原子序数最小,故W为H,X含有4个共价键,故X为C,Z和Q都含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含3个共价键,而且原子序数介于C和O之间,故Y为N。Y为N元素,其氢化物包括、等,的结构式为,分子中存在非极性共价键,A符合题意;Y为N元素,Z为O元素,同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,但N原子2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能,即,B不符合题意;X为C元素,其氢化物为烃类,Z为O元素,其氢化物为或;常温下,碳原子数较少的烃为气态,沸点低于,但碳原子数较多的烃为液态或固态,沸点高于,无法确定X的氢化物沸点一定小于Z的氢化物,C不符合题意;基态原子未成对电子数:X为C,未成对电子数为2,Q为S,未成对电子数为2,W为H,未成对电子数为1,即,D不符合题意;故选A。
14.(2026·辽宁沈阳·一模)某紫色配离子结构如下左图所示,L基团的结构如下图所示。Z、X、Y、Q是核电荷数依次增大的前四周期元素,基态Y原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态Q离子的d轨道处于半充满状态。下列说法中正确的是
A.配离子中Q提供空轨道,Y提供孤电子对 B.Q元素的焰色是绿色
C.X、Y氢化物的沸点:X<Y D.第一电离能:Y>X>Z
【答案】A
【解析】基态Y原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等且由图中Y形成一根单键和带一个负电荷,对应元素是O;观察题目图,X连4根化学键达到稳定状态,Z只连1根化学键达到稳定状态,再结合Z、X、Y、Q核电荷数依次增大,据此推断Z为H元素,X为C元素,则右图为苯酚氧负离子;基态Q离子的d轨道处于半充满状态,则其价电子排布式可能是,推测为铁元素。配离子中Q为中心离子(Fe3+)提供空轨道,L配体为苯酚根,其中提供孤电子对的是带一个单位负电荷的O,A正确;Q为Fe元素,铁元素无特征焰色,焰色为绿色的是铜元素,B错误;C元素可以形成很多种氢化物,有常温下呈气态的CH4、呈液态的苯、呈固态的蒽,O元素常见氢化物有常温下呈液态的H2O和H2O2,C错误;Z为H,X为C,Y为O,第一电离能:O(1314 kJ/mol)>H(1312 kJ/mol,接近但H略低)>C(1086 kJ/mol),正确顺序应为Y>Z>X,D错误;故选A。
15.(2025·内蒙古·模拟预测)X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,短周期中M电负性最小,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,下列说法错误的是
A.沸点:
B.与离子空间结构均为三角锥形
C.化学键中离子键成分的百分数:
D.基态Y原子的价电子中两种自旋状态的电子数之比为1:4或4:1
【答案】B
【解析】X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,由X原子半径最小,可知X为H;M为短周期电负性最小的主族元素,可知M是Na元素;基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,基态Z原子的电子排布式为1s22s22p4,则Z为O元素;Z与Y、Q相邻,可知Y为N,Q为S。X2Z和X2Q分别为H2O和H2S,H2O分子间存在氢键,因此沸点:H2O>H2S,A正确;与分别为NO与SO。NO中的N原子价层电子对数为:3+=3,NO的空间结构为平面三角形,SO中S元素价层电子对数为:3+=4,SO的空间结构为三角锥形,二者空间结构不同,B错误;成键原子之间电负性差值越大,离子键的百分含量越大,M2Z和M2Q分别是Na2O和Na2S,O与Na的电负性差值更大,则Na2O中离子键百分数更高,C正确;基态Y原子的价电子排布式为:2s22p3,根据泡利原理和洪特规则可知,N的价电子自旋状态比为4:1或1:4,D正确;故选B。
16.(2025·内蒙古赤峰·三模)一种无机高分子材料单体的结构式如图所示,其中Y、W和Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态Y、W的第一电离能均高于同周期相邻的元素。下列说法正确的是
A.原子半径:
B.元素的电负性:
C.Y、W的简单气态氢化物的沸点:
D.的VSEPR模型:四面体形
【答案】D
【解析】Y、W、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,且Y、W的第一电离能高于同周期相邻元素(ⅡA或ⅤA族特征)。结合结构式中Z只形成1个共价键(最外层7电子,ⅦA族),Y、W在环中形成多键,推断:Y为N(第二周期ⅤA族,2p3半满结构,第一电离能高于C、O);W为P(第三周期ⅤA族,3p3半满结构,第一电离能高于Si、S);Z为Cl(第三周期ⅦA族,原子序数大于P,形成1个共价键达8电子稳定结构)。Y(N)位于第二周期,W(P)、Z(Cl)位于第三周期。同周期主族元素原子半径随原子序数增大而减小,故半径P>Cl;同主族元素原子半径随周期数增大而增大,故半径N<P。综上原子半径:N<Cl<P(即Y<Z<W),A错误;同周期主族元素电负性随原子序数增大而增大,Cl(Z)位于P(W)右侧,电负性Cl>P(即Z>W),B错误;Y的氢化物为NH3(分子间含氢键),W的氢化物为PH3(分子间仅存在范德华力)。氢键使NH3沸点远高于PH3,即沸点Y>W,C错误;YZ3为NCl3,中心原子N的价层电子对数=σ键数(3)+孤电子对数(1)=4,VSEPR模型为四面体形,D正确;故选D。
17.(2025·辽宁葫芦岛·模拟预测)某离子液体由原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W、M组成,其结构如图所示。其中Y、Z位于同周期相邻主族,基态W和M的p轨道均含一个未成对电子。下列说法不正确的是
A.简单离子半径:
B.电负性:
C.最简单氢化物的沸点:Z一定大于Y
D.1mol离子液体中含有个配位键
【答案】D
【解析】依据结构可知X形成1个单键,且在五种元素中原子序数最小,则X为H,Y、Z均形成四个共价键,则Y为C,由于Y、Z位于同周期相邻主族,故Z为N元素,该物质阳离于应该是N(CH3)3与H+结合,其中N上有1个孤电子对,H+提供空轨道,二者形成配位键,该物质的阴离子为-1价,结合W和M的p轨道均含有一个未成对电子,故W的价电子排布式为3s23p1,M的价电子排布式为3s23p5,该阴离子应该为,其中Al3+提供空轨道,Cl-提供孤电子对,二者形成配位键。由此可以得知,X为H,Y为C,Z为N,W为Al,M为Cl。电子层数越多,半径越大,Cl-的半径最大,Al3+、N3-均为10电子微粒,电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,所以因此简单离子半径:Al3+<N3-<Cl-,A正确;电负性:同周期从左到右增大,同主族从上到下减小,电负性C>H,电负性:,B正确;Z为N,最简氢化物为NH3;Y为C,最简氢化物为CH4,NH3分子间存在氢键,沸点高于CH4,C正确;由上述分析可知,1 mol离子液体中含有个配位键,D错误;故选D。
18.(2025·吉林·模拟预测)某电解质阴离子的结构如图,为原子序数依次增大短周期元素,下列说法错误的是
A.电负性: B.键角:
C.最简单氢化物沸点: D.Y的第一电离能高于同周期相邻元素
【答案】A
【解析】短周期元素原子序数依次增大,Q 形成 1 个共价键,为 ;X 形成 4 个共价键,为 ;Y 形成双键,为 ;Z 形成 2个共价键,为 ;R 形成 4 个共价键,为 。电负性规律为同周期从左到右递增,同主族从上到下递减。 的电负性为2.1, 为3.0, 为3.5,故电负性顺序为 Q()<Y()<Z(),选项中 Q<Z<Y 错误,A 错误;为 ,分子为直线形,键角为 180°;为 ,属于原子晶体, 键角约为 109°28′,故键角 >,B 正确;最简单氢化物分别为 、、。 分子间存在氢键且氢键数目多于 ,沸点 >; 分子间仅存在范德华力,沸点最低。故沸点顺序为 Z()>Y()>X(),C 正确;Y 为 ,其 2p 轨道为半充满的稳定结构,第一电离能大于同周期相邻的 和 元素,D 正确;故选 A。
19.(2025·黑龙江牡丹江·模拟预测)一种液体工业洗涤剂中间体结构式如图所示,短周期元素原子半径依次增大,X和W同主族但不相邻,Y和Q最外层电子数之和是Z原子L层电子数的二倍,下列说法正确的是
A.Y的氢化物的稳定性和沸点都高于Q的氢化物
B.中存在的键数为8 NA
C.简单离子半径:
D.该洗涤剂是离子液体,熔点低,是因为含有较小体积的阴离子
【答案】B
【解析】X和W同主族短周期、不相邻,X原子半径最小,只能形成1条共价键,因此X为,W为,设Z的L层电子数为,Y和Q最外层电子和为。结合成键规律:Z形成3个单键,最外层5个电子,Z为第二周期,因此Z为,L层电子数为5,故,即Y和Q最外层电子和为10,Q能形成4条键,Y形成2条键,则Q为C,Y为O,综上所述:X为H、Y为O,Z为N,Q为C,W为Na,满足原子半径依次增大的关系。Q(C)的氢化物包括多种大分子烃(如石蜡、聚乙烯等),很多烃的沸点高于水,题干未说明是最简单气态氢化物,A错误;为,每个中C和N之间三键含1个σ键,4个共4个σ键;中心与4个形成4个配位键(σ键),总σ键数为,故该离子含σ键,B正确; 简单离子、、电子层结构相同,核电荷越大半径越小,故半径:,即,C错误; 离子液体熔点低的原因是阴阳离子体积较大,晶格能小,离子键弱,不是因为阴离子体积小,D错误;故选B。
20.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)X、Y、Z、W、M、G是原子序数依次增大的前四周期元素。X的电子只有一种自旋取向,基态Y原子核外的s能级电子数是p能级电子数的两倍,W元素的某种单质为极性分子,Z、M位于同一主族,G单质可用作食品抗氧化剂。下列说法错误的是
A.键角: B.简单氢化物的沸点:W>Z>Y
C.同周期元素第一电离能比Z小的元素有6种 D.W、G组成的一种离子可用于饮用水消毒
【答案】C
【解析】X、Y、Z、W、M、G是原子序数依次增大的前四周期元素。X的电子只有一种自旋取向,X是H元素;基态Y原子核外的s能级电子数是p能级电子数的两倍,Y是C元素;W元素的某种单质为极性分子,W是O元素,则Z是N元素;Z、M位于同一主族,,M是P元素;G单质可用作食品抗氧化剂,G是Fe。NH3、PH3中中心原子都采取sp3杂化、空间构型都为三角锥形,N的电负性大于P,NH3中成键电子对的排斥作用大于PH3中成键电子对的排斥作用,所以键角NH3>PH3,故A正确;H2O、NH3能形成分子间氢键,CH4不能形成分子间氢键,H2O形成分子间氢键比NH3形成的分子间氢键多,简单氢化物的沸点:H2O>NH3>CH4,故B正确;同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素,同周期元素第一电离能比N小的元素有Li、Be、B、C、O,共5种,故C错误;O、Fe组成的一种离子具有强氧化性,可用于饮用水消毒,故D正确;故选C。
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专题06原子、分子结构与性质
PART2押题预测
考点1原子结构与元素周期律
01考点狙击
【典例】C
02情境猜押
1.A
2.B
>考点2分子结构与性质
01考点狙击
【典例】D
02情境猜押
1.A
2.D
3.D
,考点3元素推断与综合应用
01考点狙击
【典例】C
02情境猜押
1.C
2.D
3.C
PART3通关特川
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元素推断
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