专题3 物质结构与性质 选择题突破 3.元素“位一构一性”关系的分析应用-【创新大课堂】2026年高考二轮化学专题复习

选择题突破　3.元素“位—构—性”关系的分析应用 1．“位—构—性”关系模型 2．原子结构与元素的性质 (1)物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构。原子越容易失去电子，元素的金属性就越强；原子越容易得电子，元素的非金属性就越强。元素性质的比较如表所示： 性质 同周期 (自左而右) 同主族 (自上而下) 电子层 结构 层数相同 层数增大 失电子 能力 逐渐减弱 逐渐增强 得电子 能力 逐渐增强 逐渐减弱 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 主要 化合价 最高正价升高(O、F除外) 最高正价相同(O、F除外) 最高价氧 化物对应 水化物的 酸、碱性 酸性增强： H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4 碱性减弱： NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 酸性减弱：HNO3>H3PO4 碱性增强：LiOH<NaOH<KOH 非金属简 单氢化物 的稳定性 增强：SiH4<PH3<H2S<HCl 减弱：HF>HCl>HBr>HI 原子 半径 减小：Si>P>S>Cl 增大：F<Cl<Br<I 阳离子 半径 减小：Na＋>Mg2＋>Al3＋ 增大：Li＋<Na＋<K＋ 阴离子 半径 减小：P3－>S2－>Cl－ 增大：F－<Cl－<Br－<I－ (2)金属性和非金属性的比较方法 ①非金属性强弱判断：a.与氢气化合越容易，非金属性越强；b.简单氢化物越稳定，非金属性越强；c.最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强；d.单质的氧化性越强，非金属性越强。 ②金属性强弱判断：a.金属与水或酸反应置换H2越容易(反应越剧烈)，金属性越强；b.最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强；c.单质的还原性越强(对应离子的氧化性越弱)，金属性越强。 3．微粒结构的特性 (1)熟记主族元素的价层电子排布式 ⅠA：ns1　 ⅡA：ns2　 ⅢA：ns2np1 ⅣA：ns2np2　ⅤA：ns2np3　 ⅥA：ns2np4 ⅦA：ns2np5 (2)掌握第四周期副族元素的价层电子排布式 Sc：3d14s2 　Ti：3d24s2　V：3d34s2　Cr：3d54s1 Mn：3d54s2　Fe：3d64s2　Co：3d74s2 Ni：3d84s2　Cu：3d104s1　Zn：3d104s2 4．常见结构中的共价键数目 (1)卤素原子或氢原子能形成一个共价键。 (2)O、S能形成两个共价键，也可能形成若干配位键。 (3)N、P能形成三个共价键，也可能形成三个共价键、一个配位键，P还能形成五个共价键。 (4)C、Si能形成四个共价键，C也可以形成双键或三键。 (5)B能形成三个共价键，也可以形成三个共价键、一个配位键。 1．(2024·新课标卷，11)我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是(　　) A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高 B．在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3 C．Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于NH4Cl溶液 D．Y3[Z(WX)6]2中WX－提供电子对与Z3＋形成配位键 答案　A 解析　W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C元素；每个周期的第ⅡA和第ⅤA族元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界，说明Y可以形成简单阳离子，故X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对电子数为4，其价层电子排布式为3d64s2，Z为Fe元素，Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Fe(CN)6]2。W、X、 Y、Z四种元素的单质中，C元素形成的金刚石熔点最高，A错误；X的简单氢化物是NH3，其中N原子轨道杂化类型为sp3，B正确；Y的氢氧化物是Mg(OH)2，难溶于NaCl溶液，由于NH4Cl为强酸弱碱盐，其溶液因NH水解显酸性，可溶解Mg(OH)2，C正确；Mg3[Fe(CN)6]2中Fe3＋有空轨道，CN－提供电子对与Fe3＋形成配位键，D正确。 2．(2024·黑吉辽，11)如下反应相关元素中，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，基态Y、Z原子有两个未成对电子，Q是ds区元素，焰色试验呈绿色。下列说法错误的是(　　) QZY4溶液QZX4Y4W12溶液 A．单质沸点：Z>Y>W B．简单氢化物键角：X>Y C．反应过程中有蓝色沉淀产生 D．QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y 答案　D 解析　Q是ds区元素，焰色试验呈绿色，则Q为Cu元素；基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，则X可能为N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5)；X、Y、Z原子序数依次增大，基态Y、Z原子有两个未成对电子，若Y、Z为第2周期元素，可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4)，C原子序数小于N，所以Y不可能为C，若Y、Z为第3周期元素，可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4)，Y、Z可与Cu形成CuZY4，所以Y、Z分别为O、S元素，则X只能为N元素；W原子序数小于N且能与X形成XW3，所以W为H元素。S单质常温下呈固态，O2和H2均为分子晶体，O2的相对分子质量大于H2，所以沸点：S>O2>H2，故A正确；Y、X的简单氢化物分别为H2O和NH3，H2O的键角约为105°，NH3的键角为107°，所以键角：X>Y，故B正确；硫酸铜溶液中滴加氨水，氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜，氨水过量时氢氧化铜溶解，生成[Cu(NH3)4]SO4，即反应过程中有蓝色沉淀产生，故C正确；[Cu(NH3)4]SO4中铜离子提供空轨道、NH3的N原子提供孤电子对，两者形成配位键，配位原子为N，故D错误。 3．(2024·湖北，9)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是(　　) A．电负性：W>Y B．酸性：W2YX3>W2YX4 C．基态原子的未成对电子数：W>X D．氧化物溶于水所得溶液的pH：Z>Y 答案　D 解析　主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，Z的价电子所在能层有16个轨道，则Z有4个能层，且形成＋1价离子，应为K；在此结构中W形成一个化学键，应为H；X、Y的价电子数相等，且X形成两个化学键、Y形成六个化学键，可推知X、Y分别为O、S。W和Y可以形成H2S，其中S显－2价，电负性：S>H，A错误；H2SO3是中强酸，而H2SO4是强酸，在相同条件下后者的酸性较强，B错误；H只有1个电子，O的2p轨道上有4个电子，有2个未成对电子，基态原子的未成对电子数：O>H，C错误；K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱KOH，S的氧化物溶于水且与水反应生成H2SO3或H2SO4，氧化物溶于水所得溶液的pH的大小关系为K>S，D正确。 题型强化练(十二)　3.元素“位—构—性”关系的分析应用 1．(2025·陕西渭南二模)某离子结构如图所示，W、X、Y、Z是原子半径依次减小的同一短周期主族元素，其中Y元素在地壳中含量最高。下列说法错误的是(　　) A．所有原子均满足8e－稳定结构 B．分子极性：WZ3>YZ2 C．该离子中X为sp2杂化 D．该离子中含有配位键 答案　B 解析　W为B，形成4个共价键，其中一个是配位键，达到8e－结构，X为C，形成4个共价键，达到8e－结构，Z为F，形成1个共价键，达到8e－结构，Y为O，形成2个共价键，达到8e－结构，故A正确；WZ3的化学式为BF3，中心原子价层电子对数为3＋×(3－3×1)＝3，空间构型为平面正三角形，属于非极性分子，YZ2的化学式为OF2，中心原子价层电子对数为2＋(6－2×1)＝4，空间构型为V形，属于极性分子，因此分子极性：WZ3＜YZ2，故B错误；X为C，C原子形成了3个σ键，且不含孤电子对，sp2为杂化，故C正确；W为B，形成4个共价键，其中一个是B原子提供空轨道O原子提供孤电子对形成的配位键，故D正确。 2．(2025·天津河西三模)一种阴离子的结构如图所示，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，基态W原于中有3个未成对电子，下列说法正确的是(　　) A．电负性：W>Z B．简单氢化物的沸点：Y<Z C．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W D．Y的第一电离能比同周期左右相邻元素的第一电离能低 答案　D 解析　由阴离子结构及元素是短周期且原子序数依次增大，X形成4个键，为C；Y形成2个键，为O；Z形成1个键，为F；基态W原子有3个未成对电子，W为P。A.电负性F>P，即Z>W，故A错误；Y简单氢化物是H2O，Z简单氢化物是HF，H2O、HF分子间均有氢键，常温下H2O为液态，HF为气态，沸点H2O>HF，即Y>Z，故B错误；X最高价氧化物对应水化物是H2CO3，W对应的是H3PO4，酸性H3PO4>H2CO3，即W>X，故C错误；Y是O，同周期相邻元素是N、F，N原子2p轨道半充满，第一电离能N>O，F原子半径小、核电荷数大，第一电离能F>O，所以O的第一电离能比同周期左右相邻元素低，故D正确。 3．(2025·河南新乡三模)某离子化合物XW4ZY4，其组成元素W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，XW和ZY均为四面体结构，只有X、Y位于同周期，Z的最外层电子数和电子层数相同，Y的最外层电子数等于X的核电荷数。下列有关说法正确的是(　　) A．XW3的空间结构为平面三角形 B．电负性：Y>X>W>Z C．最简单氢化物的沸点：X>Y D．X、Y所在同周期中有1种元素的第一电离能介于二者之间 答案　B 解析　根据已知信息，可确定XW和ZY分别为NH和AlF，二者均为四面体结构，W、X、Y、Z依次为H、N、F、Al元素。XW3为NH3，中心原子N的价层电子对数为3＋＝3＋1＝4，孤电子对数为1，则其空间构型为三角锥形，A项错误；电负性：F>N>H>Al，即Y>X>W>Z，B项正确；X、Y分别为N、F，它们最简单氢化物为NH3、HF，二者分子间均能形成氢键，且HF分子间的氢键强度更大，使得其沸点更高，则沸点：X<Y，C项错误；X、Y分别为N、F，都在第二周期，第二周期主族元素的第一电离能从小到大的顺序：Li、B、Be、C、O、N、F，没有元素的第一电离能介于N和F之间，D项错误。 4．(2025·山东烟台二模)某离子液体结构如图所示，Q、W、Y、Z、X分别为不同主族的短周期元素，且原子半径依次减小。下列说法正确的是(　　) A．电负性：Y>W>Q B．同周期中第一电离能大于Z的元素有3种 C．简单氢化物沸点：W>Y>Z D．最高价氧化物对应水化物的酸性：W>Z>Y 答案　D 解析　根据Q、W、Y、Z、X分别为不同主族的短周期元素，且原子半径依次减小，X在离子液体结构中形成1个共价键，且半径小，故X可能为H；Y形成4个共价键，短周期中C原子最外层有4个电子，常形成4个共价键，故Y为C；Z形成3个共价键，原子半径介于C与H之间，且与其他元素不同主族，故Z为N；W形成1个共价键，原子半径大于C，故W为Cl；右侧阴离子中Q形成4个共价键，Al原子最外层3个电子，通过配位键可以形成4个共价键，且Al位于ⅢA族与H、C、N、Cl均不同主族，故Q为Al。A.电负性Cl>C>Al，即W>Y>Q，A错误；第二周期中第一电离能大于N的只有F、Ne，共2种，B错误；NH3有氢键，沸点要高于HCl和CH4，所以NH3>HCl>CH4，C错误；W、Y、Z分别是Cl、C、N，非金属性：Cl＞N＞C，则其最高价氧化物的水化物酸性强弱顺序：HClO4>HNO3>H2CO3，D正确。 5．(2025·山东青岛二模)A、E、L、M、Q为原子序数依次增大的五种短周期元素，由它们组成的某种生物碱结构如图。下列说法正确的是(　　) A．第一电离能：M>L B．简单氢化物沸点：Q>M C．基态原子半径：E>M>A D．常温下，0.1 mol·L－1Q的最高价含氧酸的水溶液其pH＝1 答案　C 解析　A、E、L、M、Q为原子序数依次增大的五种短周期元素，由结构可知，A只能形成一个共价键，可能为H或F或Cl，E形成4个共价键，为C或Si，但若E为Si，则L、M、Q分别为P、S、Cl，与图中Q形成6个键矛盾，所以E为C，则A原子序数小于C，即A为H；Q可形成6个共价键，为S，M形成2个共价键，原子序数大于C，为O；L原子序数在M、E之间，则L为N。N的价电子排布为2s22p3，为半充满稳定结构，O的价电子排布为2s22p4，则第一电离能N>O，故A错误；水分子间存在氢键，而硫化氢没有分子间氢键，所以O的简单氢化物沸点较H2S的高，即简单氢化物沸点：O>S，故B错误；同周期主族元素从左至右半径减小，H原子半径在三者中最小，因此基态原子半径：C>O>H，故C正确；Q的最高价含氧酸为H2SO4，H2SO4为二元强酸，pH＜1，故D错误。 6．(2025·山东菏泽二模)一种食品添加剂的结构如图。已知X、Y、Z、M、R、Q为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为23，X的基态原子核外电子只有一种自旋取向，M与Q同族。下列说法错误的是(　　) A．原子半径：R>Y>Z B．第一电离能：R>Z>M C．简单氢化物的热稳定性：M>Q D．X的氧化物与Q的氧化物反应可能发生氧化还原反应 答案　B 解析　X的基态原子核外电子只有一种自旋取向，说明X只有1个电子，所以X为H元素，由食品添加剂的结构可知，Y形成4个共价键，X、Y、Z、M、R、Q为短周期主族元素，原子序数依次增大，若Y为Si，则不满足Q为短周期主族元素，所以Y为C；M形成2个共价键，若M为S，则不满足Q为短周期主族元素，所以M为O，M与Q同族，原子序数大于O，则Q为S，由原子序数依次增大，可得Z为N，由最外层电子数之和为23，可得R的最外层电子数为23－(1＋4＋5＋6＋6)＝1，则R为Na。由分析知，R为Na，Y为C，Z为N，Na位于第三周期，原子半径最大，C和N为与同周期，原子半径C>N，则原子半径：Na>C>N，A正确；由分析知，R为Na，Z为N，M为O，Na第一电离能三者中最小，由于N的2p轨道为半满结构，第一电离能大于O，故第一电离能：N>O>Na，B错误；M为O，Q为S，非金属性O>S，非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，则简单氢化物的热稳定性：H2O>H2S，C正确；H的氧化物中H2O2能与S的氧化物中的SO2发生SO2＋H2O2===H2SO4反应，该反应中，S的化合价升高，O的化合价降低，属于氧化还原反应，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $