新教材2024高考化学二轮专题复习专题5物质结构与推断课件

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真题研练1.[2023·湖南卷]日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素，W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等，基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是(　　)A．电负性：X>Y>Z>WB．原子半径：XCa，A项错误；原子半径：FO>C，B正确；Q为Al，Al2O3为两性氧化物，C正确；该阴离子中L与Q之间形成配位键，D正确；故答案选A。
3．[2023·湖北卷]W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的价层电子数相等，Z2是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物(XY)＋(WZ4)－。下列说法正确的是(　　)A．分子的极性：WZ3X>ZC．第一电离能：R>Q>WD．含氧酸的酸性：Z>W>Y
解析：Z的简单液态氢化物可用作制冷剂，Z是N；W最高价态与Z相等，W是P，Q是S，R是Cl，Y是C；X最高价态是0，X是F。简单氢化物键角：CH4>NH3>H2S，A项正确；简单离子半径：P3－>N3－>F－，B项错误；第一电离能：Cl>P>S，C项错误；最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3>H3PO4>H2CO3，D项错误。
考点3　根据位—构—性推断及比较核 心 梳 理1.强化记忆元素周期表的结构
2．核外电子的排布规律与元素位置关系(1)最外层电子规律
(2)“阴三、阳四”规律某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相等，该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。如S2－、K＋最外层电子数与次外层电子数相等，则S位于第三周期，K位于第四周期。
典 题 精 研考向 根据位—构—性推断及比较例3 [2023·全国乙卷]一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构。下列叙述正确的是(　　)A．X的常见化合价有－1、－2B．原子半径大小为Y>X>WC．YX的水合物具有两性D．W单质只有4种同素异形体
解析：W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒，X为O，Y为Mg。W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。X为O，氧的常见价态有－1价和－2价，如H2O2和H2O，A正确；W为C，X为O，Y为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为：Y＞W＞X，B错误；Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，水合物为Mg(OH)2，Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX的水合物没有两性，C错误；W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四种，D错误；故选A。
练3 X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数，YX3分子呈三角锥形，Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族，Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是(　　)A．X与Z形成的10电子微粒有2种B．Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒C．M2Z与MQ的晶体类型不同D．由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
解析：由X的核外电子数等于其周期数且YX3分子呈三角锥形可知X为H、Y为N；H、N核外电子数之和为8，则Z为O；由M为短周期主族元素，原子序数大于O且M与H同主族，可知M为Na；Q与Na同周期，由其非金属性在同周期中最强可知Q为Cl。H、O形成的10电子微粒有H3O＋、OH－、H2O三种，A项错误；ClO2可用于饮用水的消毒，B项正确；Na2O和NaCl均为离子晶体，C项错误；H、N、O可形成NH3·H2O，其水溶液显碱性，D项错误。
1.X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是(　　)A．电负性：Z>XB．最高正价：ZY
解析：Y的s能级电子数量是p能级的两倍，则电子排布式为1s22s22p2，则Y为C元素；X的2s轨道全充满，五种短周期元素的原子序数依次增大，则X为Be或B元素；M是地壳中含量最多的元素，则M为O元素；Z为N元素；Q是纯碱中的一种元素，则Q为Na元素。同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性N>Be或B，A项正确；N的最高正价为＋5，但O无最高正价，B项错误；Na和O形成的Na2O2中O和O之间为非极性共价键，C项正确；非金属性N>C，故酸性：HNO3>H2CO3，D项正确。
2．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子核外电子只有一种自旋取向，Y、Z两种原子核外s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等，W原子的价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数之比为2∶1。下列说法正确的是(　　)A．W的第一电离能比同周期相邻元素的小B．原子半径：r(X)＜r(Y)＜r(Z)＜r(W)C．工业上电解熔融化合物ZY制备单质ZD．W的最高价氧化物不可能是非极性分子
解析：短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子核外电子只有一种自旋取向，则X为H；Y、Z两种原子核外s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等，原子核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2，结合原子序数可知Y为O，Z为Mg；W原子的价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数之比为2∶1，其价电子排布式为3s23p4，则W为S。一般情况下同一周期元素，原子序数越大，其第一电离能就越大，但当元素处于第ⅡA、第ⅤA时，原子核外电子排布处于全充满、半充满的稳定状态，其第一电离能大于同一周期相邻元素，P元素是第三周期的ⅤA元素，原子核外最外层电子处于半充满的稳定状态，所以P第一电离能大于S元素，则S元素的第一电离能比P、Cl都小，A正确；不同周期元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大，主族元素同周期从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：r(X)＜r(Y)＜r(W)＜r(Z)，B错误；在工业上一般是采用电解熔融的MgCl2的方法冶炼Mg，不是电解MgO的方法冶炼Mg，C错误；W是S元素，S元素最高价氧化物为SO3，分子中正负电荷重心重合，SO3是由极性键构成的非极性分子，D错误。
3．原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素形成化合物Z3[W(XY)6]，其中X、Y、Z为主族元素。X最外层电子数是内层电子数的两倍，Y的简单气态氢化物能使酚酞溶液变红，W3＋的3d轨道电子数为半满。下列说法正确的是(　　)A．Z和W一定位于同周期B．原子半径：Z>X>YC．四种元素基态原子中未成对电子数最多的是YD.该化合物属于配合物，其内界σ键与π键的数目之比1∶2
解析：X最外层电子数是内层电子数的两倍，X是C元素，Y的简单气态氢化物能使酚酞溶液变红，Y是N元素；W3＋的3d轨道电子数为半满，W是Fe元素；Z显＋1价，X、Y、Z、W原子序数依次增大，Z是Na或K。Z是Na或K元素，W是Fe元素，不一定位于同周期，故A错误；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：K>C>N，Na>C>N，故B正确；Fe原子中有4个未成对电子，C原子中有2个未成对电子，N原子中有3个未成对电子，Na或K原子中都只有1个未成对电子，四种元素基态原子中未成对电子数最多的是Fe，故C错误；该化合物属于配合物，其内界有6个配位键、6个C≡N键，配位键是σ键，三键中有1个σ键、2个π键，σ键与π键的数目之比1∶1，故D错误。
4．化合物M可用作肥料和防火剂，结构如图所示。X、Y、W、Z为核电荷数依次增大的短周期主族元素，且Y与W同周期。下列说法正确的是(　　)A.YX4Cl水溶液呈碱性B．简单氢化物的沸点：Z>YC．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y强D．原子半径：Z>Y>W>X
解析：X、Y、W、Z为核电荷数依次增大的短周期主族元素，且Y与W同周期，则X为第一周期元素氢、Y与W为第二周期、Z为第三周期；Y和4个氢形成带1个单位正电荷的阳离子，则Y为氮，Y与W同周期，W可以形成2个共价键，W为氧；Z可以形成5个共价键，Z为磷。NH4Cl为强酸弱碱盐，铵根离子水解溶液显酸性，A错误；氨气分子间存在氢键，导致其沸点高于PH3，B错误；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，P的最高价氧化物对应水化物的酸性比N弱，C错误；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：P>N>O>H，D正确。
5．短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是(　　)A.第一电离能：W＜XB．化合物熔点：Y2X3＞YZ3C．简单离子的半径：Y＞XD．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞Z
解析：假设W最外层的电子数是a，则X最外层的电子数是a＋1，Y最外层的电子数是a－2，Z最外层的电子数是a＋2，这四种元素原子的最外层电子数之和为21，则(a－2)＋a＋(a＋1)＋ (a＋2)＝21，解得a＝5，所以W是N，X是O，Y是Al，Z是Cl元素。N原子最外层电子处于半充满的稳定状态，其第一电离能大于同一周期相邻元素O，所以元素的第一电离能：W＞X，A错误；Al2O3是离子化合物，离子之间以离子键结合，熔、沸点较高，AlCl3是由分子通过分子间作用力构成的分子晶体，分子间作用力比化学键弱的多，因此物质的熔、沸点：Y2X3＞YZ3，B正确；O、Al二者形成的离子O2－、Al3＋电子层结构相同，离子的核电荷数越大，离子半径就越小，所以简单离子的半径：Y＜X，C错误；同一周期元素，原子序数越大，元素的非金属性就越强。元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。Al的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3是两性氧化物，而Cl的最高价氧化物对应的水化物HClO4是一元强酸，因此最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＜Z，D错误。
6．原子序数依次增大的短周期元素 X、Y、Z、R，含0.9%YR的水溶液称为生理盐水，X、Y、Z三种元素组成两种化合物 A、B 的性质如图，Z的质子数是X质子数的2倍。下列说法正确的是(　　)A．简单氢化物沸点 Z＞XB．简单离子半径 X＜Y＜Z＜RC．Y与X形成的一种化合物含有离子键和非极性键D．化合物 A 和 B的水溶液皆呈中性