2024年高考化学二轮复习第一部分新高考选择题突破专题9物质结构与元素周期律微专题2元素周期表与元素周期律

第一部分新高考选择题突破专题9物质结构与元素周期律微专题2元素周期表与元素周期律高考真题·研析知能对点·突破关键能力·提升高考真题·研析命题角度1元素周期表和元素周期律1.(2022·重庆选考)R、X、Y、Z均为短周期主族元素，Y与Z同主族且Z的原子序数大于Y。R和X的原子获得1个电子均可形成稀有气体原子的电子层结构，R的最高化合价为＋1。1mol化合物RZY3X含58mol电子。下列说法正确的是(

)A．R与X形成的化合物水溶液呈碱性B．X是四种元素中原子半径最大的C．Y单质的氧化性比Z单质的弱D．Z的原子最外层电子数为6D【解析】由题干信息可知，R、X、Y、Z均为短周期主族元素，Y与Z同主族且Z的原子序数大于Y，R和X的原子获得1个电子均可形成稀有气体原子的电子层结构，R的最高化合价为＋1，则R为H，X为Cl或F；1mol化合物RZY3X含58mol电子，设Y的原子序数为a，则Z的原子序数为a＋8；若X为F，则有1＋9＋a＋8＋3a＝58，解得a＝10，则Y为Ne，不符合题意；若X为Cl，则有1＋17＋a＋8＋3a＝58，解得a＝8，则Y为O，Z为S；故R为H、X为Cl、Y为O、Z为S，据此分析解题。由分析可知，R为H、X为Cl，故R与X形成的化合物即HCl水溶液呈酸性，A错误；由分析可知，R为H、X为Cl、Y为O、Z为S，故S是四种元素中原子半径最大的，B错误；由分析可知，Y为O、Z为S，由于O的非金属性比S强，故O2的氧化性比S强，C错误；由分析可知，Z为S，是16号元素，S原子最外层电子数为6，D正确；故选D。2.(2022·浙江6月选考)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B【解析】

X的核外电子数等于其周期数，X为H，YX3分子呈三角锥形，Y为N，Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和，则Z为O，M与X同主族，则M为Na，Q是同周期中非金属性最强的元素，则Q为Cl，综合分析，X为H，Y为N，Z为O，M为Na，Q为Cl，以此解题。由分析可知X为H,Z为O，则其形成的10电子微粒有H2O、OH－、H3O＋，A错误；由分析可知Z为O，Q为Cl，可形成ClO2，有氧化性，可用于自来水消毒，B正确；由分析可知Z为O，M为Na，Q为Cl，则M2Z为Na2O，为离子晶体，MQ为NaCl，为离子晶体，晶体类型相同，C错误；由分析可知X为H，Y为N，Z为O，这三种元素可以形成NH3·H2O，其溶液显碱性，D错误；故选B。3.(2022·海南选考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y同周期并相邻，Y是组成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金属性最强，W原子在同周期主族元素中原子半径最小，下列判断正确的是(

)A．XW3是非极性分子B．简单氢化物沸点：X>YC．Y与Z形成的化合物是离子化合物D．X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性C【解析】

X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Y同周期并相邻，且Y是组成水的元素之一，则Y为O元素，X为N元素，Z在同周期主族元素中金属性最强，则Z为Na元素，W原子在同周期主族元素中原子半径最小，则W为Cl元素，据此分析解答。由分析，X为N元素，W为Cl元素，NCl3分子的空间构型为三角锥形，其正负电荷的中心不重合，属于极性分子，A错误；H2O和NH3均含有氢键，但H2O分子形成的氢键更多，故沸点H2O＞NH3，B错误；Y为O元素，Z为Na元素，两者形成的化合物为Na2O、Na2O2均为离子化合物，C正确；N、O、Na三种元素组成的化合物NaNO3呈中性、NaNO2呈碱性，D错误；故选C。命题角度2

“位—构—性”关系4.(2022·河北选考)两种化合物的结构如图，其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，下列说法错误的是(

)C．将装有YZ2气体的透明密闭容器浸入冰水中，气体颜色变浅D．Z的某种同素异形体在大气中的含量与环境污染密切相关A．在两种化合物中，X、Y、Z、R、Q均满足最外层8电子稳定结构B．X、Y、Z、R、Q中，R的非金属性及简单氢化物的稳定性均最强A【解析】

X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，由两种化合物的结构示意图可知，X、Y、Z、R、Q形成共价键的数目分别为4、3、2、1、5，则五种元素分别为C元素、N元素、O元素、F元素、P元素。由两种化合物的结构示意图可知，化合物中磷原子的最外层电子数为10，不满足最外层8电子稳定结构，故A错误；C元素、N元素、O元素、F元素、P元素中位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强，元素的非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，故B正确；红棕色二氧化氮转化为无色四氧化二氮的反应为放热反应，降低温度,平衡向正反应方向移动,气体的颜色变浅,则将装有二氧化氮气体的透明密闭容器浸入冰水中,气体颜色变浅，故C正确；氧气和臭氧是氧元素形成的不同种单质，互为同素异形体，臭氧层破坏会造成环境污染，则臭氧在大气中的含量与环境污染密切相关，故D正确；故选A。5.(2022·湖南选考)科学家合成了一种新的共价化合物(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，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是(

)A．原子半径：X>Y>ZB．非金属性：Y>X>WC．Z的单质具有较强的还原性D．原子序数为82的元素与W位于同一主族C【解析】由共价化合物的结构可知，X、W形成4个共价键，Y形成2个共价键，Z形成1个共价键，X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和，则X为C元素、Y为O元素、Z为F元素、W为Si元素。同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则C、O、F的原子半径大小顺序为C＞O＞F，故A正确；同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，则C、O、Si的非金属性强弱顺序为O＞C＞Si，故B正确；位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强，单质具有很强的氧化性，故C错误；原子序数为82的元素为铅元素，与硅元素都位于元素周期表ⅣA族，故D正确；故选C。A．所有原子均满足8电子结构B．N原子的杂化方式有2种C．空间结构为四面体形D．常温下不稳定B7.(2022·广东选考)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，X的原子核只有1个质子；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期；元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是(

)A．XEZ4是一种强酸B．非金属性：W>Z>YC．原子半径：Y>W>ED．ZW2中，Z的化合价为＋2价C【解析】题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键、Y形成4个共价键、Z形成2个共价键。X的原子核只有1个质子，则X为H元素；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，即第二周期元素，则Y为C元素，Z为O元素，W为F元素；元素E的原子比W原子多8个电子，则E为Cl元素，综合以上分析可知，X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl元素。氯元素非金属性较强，其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸，故A正确；同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强，所以非金属性：F>O>C，故B正确；同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，电子层越多半径越大，所以原子半径：Cl>C>F，故C错误；OF2中，F为－1价，则O的化合价为＋2价，故D正确；故选C。命题角度3电离能和电负性8.(2022·江苏选考)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是(

)A．半径大小：r(Al3＋)<r(Na＋)B．电负性大小：χ(F)<χ(O)C．电离能大小：I1(O)<I1(Na)D．碱性强弱：NaOH<Al(OH)3A【解析】核外电子数相同时，核电荷数越大半径越小，故半径大小为r(Al3＋)<r(Na＋)，故A正确；同周期元素核电荷数越大电负性越大，故χ(F)>χ(O)，故B错误；同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，同主族从上往下第一电离能呈减小趋势，故电离能大小为I1(O)>I1(Na)，故C错误；元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性强弱为NaOH>Al(OH)3，故D错误；故选A。9.(2022·海南选考)钠和钾是两种常见金属，下列说法正确的是(

)A．钠元素的第一电离能大于钾C．钾能置换出NaCl溶液中的钠D．钠元素与钾元素的原子序数相差18A10.(2023·浙江1月选考)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：Z<MC．Q与M的化合物中可能含有非极性共价键D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>YB【解析】

Y的s能级电子数量是p能级的两倍，Y为C，X的2s轨道全充满，原子序数X<Y，则X为Be或B，M是地壳中含量最多的元素，M为O，原子序数Y<Z<M，则Z为N，Q是纯碱中的一种元素，则Q为Na，据此分析。同一周期元素从左至右，电负性逐渐增大，Z>X，A正确；N最高正价为＋5价，O无最高正价，最高正价N大于O，B错误；Na和O形成的过氧化钠中含有非极性共价键，C正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性N大于C，硝酸酸性强于碳酸，D正确；故选B。〔思维建模〕1．“位—构—性”关系模型2．前四周期元素第一电离能(I1)的变化如图所示3．元素金属性、非金属性强弱的判断方法知能对点·突破知能对点1元素周期表1.价电子排布和周期表的关系模型(1)原子的电子层数＝能级中最高能层序数＝周期序数。(2)主族元素原子的价电子数＝该元素在周期表中的主族序数。(3)过渡元素(除镧系、锕系外，以第四周期为例)价电子数＝该元素在周期表中的纵列数。2.族和分区的关系模型(1)主族：s区和p区。(ns＋np)的电子数＝族序数。(2)0族：p区。(ns＋np)的电子数＝8(或2)。(3)副族：d区＋ds区＋f区。①d区中[(n－1)d＋ns]的电子数＝族序数(第Ⅷ族部分元素除外)；②当8≤[(n－1)d＋ns]的电子数≤10时，则为第Ⅷ族元素；③ds区中(n－1)d全充满，ns的电子数＝族序数。知能对点2粒子半径大小的比较方法1.原子半径(1)电子层数相同时，随原子序数递增，原子半径减小。如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。(2)最外层电子数相同时，随电子层数递增，原子半径增大。如r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)。2.离子半径(1)同种元素的离子半径：阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离子大于高价阳离子。如r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。(2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。如r(O2－)

>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。(3)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。如r(O2－)<r(S2－)

<r(Se2－)<r(Te2－)。(4)带电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。如比较r(K＋)与r(Mg2＋)，可选r(Na＋)为参照，可知r(K＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋)。知能对点3第一电离能、电负性的变化规律1.元素第一电离能的变化规律一般规律同一周期，随着原子序数的增大，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小；同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小特殊情况第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。如同周期主族元素，ⅡA族元素的原子最外层s能级全充满、ⅤA族元素的原子最外层p能级半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的主族元素2.电负性的变化规律(1)同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大；(2)同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小；(3)元素的非金属性越强，元素的电负性越大。关键能力·提升命题角度1元素周期表和元素周期律1.(2023·山东枣庄二模)X、Y、Z、W均属于短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z、W处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍，同周期中W电负性最大。下列说法正确的是(

)A．简单离子半径由小到大的顺序：X<Z<Y<WB．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4C．上述元素形成的简单氢化物中X的氢化物沸点最高、最稳定D．第一电离能：Z<Y<W<XC【解析】

X、Y、Z、W都属于短周期元素，X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，则X有2个电子层、最外层电子数为6，X为O；其中X、Y位于同一主族，则Y为S；Y、Z、W处于同一周期，同周期中W电负性最大，则W为Cl；基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍，Z的最高能级为3p，Z为P，综上所述，X、Y、Z、W分别为O、S、P、Cl。电子层越多、离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则简单离子半径由小到大的顺序为X<W<Y<Z，故A错误；Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H2YO4，故B错误；上述元素形成的简单氢化物中X(O)的氢化物分子之间存在氢键，沸点最高，且O的非金属性最强，简单氢化物最稳定，故C正确；同一主族从上到下第一电离能减小，X的第一电离能最大。同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，但P的3p电子半满为稳定结构，难失去电子，则第一电离能：Y<Z<W，故D错误；故选C。2.(2023·湖北襄阳二模)由原子序数依次增大的五种短周期元素X、Y、Z、W、M组成的化合物是从生物体中得到的一种物质，其结构如图所示，X是短周期中原子半径最小的元素，Z、M同主族，Z、W的原子序数之和等于M的原子序数。下列有关说法错误的是(

)A．X分别与Y、Z、W、M均可形成18e－微粒B．最简单氢化物的沸点：W>Z>M>YC．原子半径：Y>Z>W>MD．X、Y、Z、W四种元素可组成含有极性键和非极性键的离子化合物C【解析】根据X是短周期中原子半径最小的元素，推出X为H元素,Y形成四个键,Y为C元素,Z、M同族，Z形成三个键，M形成五对共用电子对,Z，M分别为N、P元素,由Z、W的原子序数之和等于M的原子序数,可推出W为O元素；H与C、N，O、P可分别形成C2H6、N2H4、H2O2、PH3均为18电子微粒，A项正确；最简单氢化物沸点，根据分子晶体沸点比较，水分子间含有的氢键最多沸点最高，氨气分子间存在氢键，沸点较高，PH3和CH4分子间不存在氢键沸点较低，而PH3的相对分子质量大，范德华力强，沸点比甲烷高，故沸点大小为H2O>NH3>PH3>CH4，B项正确；同主族元素从上到下原子半径依次增大，故P原子半径比N原子半径大，C项错误；H、C、N，O形成(NH4)2C2O4等物质中含有离子键、极性键和非极性键，D项正确；故选C。命题角度2

“位—构—性”关系3.(2023·河北邯郸二模)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，Y元素的族序数与Z的最外层电子数之和等于X的原子序数，由X、W、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是(

)BA．元素非金属性强弱的顺序为W>Y>ZB．W与X形成的二元化合物中阴阳离子数目之比为1∶2C．Y与W形成的二元化合物可用作半导体材料D．电解饱和XZ水溶液可以制得X单质和Z单质【解析】根据由X、W、Y三种元素形成的化合物M的结构推知：X为＋1价，即ⅠA族元素；W为二价，即ⅥA族。再由原子序数大小的关系知X为Na，W为O。而W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等可知Z的最外层电子为7，又Z的原子序数最大，故Z为Cl；由Y元素的族序数与Z的最外层电子数之和等于X的原子序数，可知Y的族序数为ⅣA族，Y为Si。故W、X、Y、Z分别为O、Na、Si、Cl。元素非金属性强弱O>Cl>Si，即W>Z>Y，A错误；W与X形成的二元化合物中有Na2O和Na2O2，它们的阴阳离子数目之比均为1∶2，B正确；Y与W形成的二元化合物为SiO2，可用作光导纤维，不可用作半导体材料，C错误；电解饱和的XZ即NaCl水溶液，可制得H2、Cl2和NaOH，不可制得金属Na，D错误；故选B。4.(2023·河北沧州二模)某电池常用的一种电解质阴、阳离子由短周期的5种元素R、W、X、Y、Z组成，R、W、X、Y、Z原子序数依次增大，且为同周期元素，Y的最外层电子数等于X的核外电子总数，该电解质结构如图所示，下列说法正确的是(

)A．第一电离能：Z>Y>X>W>RB．简单氢化物的沸点：Z>X>YC．W、Z形成的化合物分子是极性分子D．X的单质熔沸点高，属于共价晶体A【解析】

R、W、X、Y、Z原子序数依次增大，且为同周期元素；根据