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專題27 原子結(jié)構結(jié)合物質(zhì)推斷的考查
一、高考題再現(xiàn)
1．（2016課標Ⅰ）短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物，n是元素Z的單質(zhì)，通常為黃綠色氣體，q的水溶液具有漂白性，0.01 molL–1 r溶液的pH為2，s通常是難溶于水的混合物。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．原子半徑的大小W
X>Y
C．Y的氫化物常溫常壓下為液態(tài)
D．X的最高價氧化物的水化物為強酸
【答案】C
CHCl3、CCl4中的幾種物質(zhì)。因此X是碳元素，Y是氧元素。A．根據(jù)元素周期律的原子半徑變化規(guī)律：同一周期的元素，原子序數(shù)越大原子半徑越小，同一主族的元素，原子核外電子層數(shù)越多，原子半徑越大，則原子半徑的大小WZ>X，錯誤；C．Y元素的氫化物有H2O和H2O2，二者在常溫常壓下都為液態(tài)，正確；D．X的最高價氧化物的水化物是碳酸，該物質(zhì)是二元弱酸，不是強酸，錯誤。
二、考點突破
1、考查同素異形體
典例1（2018屆湖南省岳陽市第一中學高三第一次模擬考試）A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的五種短周期主族元素，其中A的原子序數(shù)是B和D原子序數(shù)之和的1/4，C元素的最高價氧化物的水化物是一種中強堿，甲和丙是D元素的兩種常見氧化物，乙和丁是B元素的兩種常見同素異形體，0.005mol/L戊溶液的pH=2，它們之間的轉(zhuǎn)化關系如圖所示(部分反應物省略)，下列敘述正確的是（ ）
A． C、D兩元素形成化合物屬共價化合物
B． C、D的簡單離子均能促進水的電離
C． A、D分別與B元素形成的化合物都是大氣污染物
D． E的氧化物水化物的酸性大于D的氧化物水化物的酸性
【答案】B
只能是Cl；所以A、B、C、D、E分別是C、O、Mg、S、Cl元素。C和D元素形成的化合物是MgS，是離子化合物，A選項錯誤；Mg（OH）2是中強堿，所以Mg2+在水溶液中能夠發(fā)生水解，使水溶液呈酸性，促進了水的電離，H2S的水溶液是弱酸，S2-在水溶液中能夠發(fā)生水解，使溶液呈堿性，也促進了水的電離，所以Mg2+、S2-的簡單離子均能促進水的電離，B選項正確；A與D形成化合物是SO3、SO2是大氣污染物，A與B形成化合物是CO、CO2，二氧化碳不是大氣污染物，C選項錯誤；根據(jù)元素周期律的規(guī)律：非金屬性Cl＞S，則E的最高價氧化物水化物的（HClO4）酸性大于D的最高價氧化物水化物（H2SO4）的酸性，但硫酸酸性大于HClO酸性，題干中沒有涉及到是最高價氧化物的水化物， D選項錯誤。
2、考查物質(zhì)的特殊性
典例2（2018屆福建省漳州市高三下學期第三次（5月）調(diào)研測試）短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大。m、P、q、r、s是由這些元素組成的二元化合物，常溫常壓下r為液體，其余均為無色氣體。m的摩爾質(zhì)量為p的2倍，n是元素Y的單質(zhì)，是綠色植物光合作用產(chǎn)生的無色氣體，p物質(zhì)能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，q能使品紅溶液褪色。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系如下圖所示。下列說法正確的是
A． q與s均為酸性氧化物 B． 原子半徑：W＜Y＜X
C． Z的氫化物比Y的氫化物穩(wěn)定 D． Z的含氧酸是一種強酸
【答案】B
選項B正確。氫化物的穩(wěn)定性：H2O(Y的氫化物)＞H2S(Z的氫化物)，選項C錯誤。Z（S）的含氧酸有兩種，其中硫酸是強酸，亞硫酸是中強酸，選項D錯誤。
3、考查形成酸雨的主要物質(zhì)
典例3（2018屆山東省青州市高三第三次高考模擬考試）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。四種元素形成的單質(zhì)依次為m、n、p、q；這些元素組成的二元化合物r、t、u，其中u為形成酸雨的主要物質(zhì)之一；25℃時，0.01mol/L的v溶液中pH=12。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系如圖所示。下列說法正確的是
A． 原子半徑的大小:W>Z>Y>X
B． v能抑制水的電離而u能促進水的電離
C． 粘有q的試管可用酒精洗滌
D． Z分別與Y、W組成的化合物中化學健類型可能相同
【答案】D
【解析】由上述分析可知，X、Y、Z、W分別為H、O、Na、S，m為H2，n為O2，p為Na，r為H2O，t為Na2O2，v為NaOH，q為S單質(zhì)，u為SO2。A．電子層越多，原子半徑越大，同周期從左向右原子半徑減小，則原子半徑的大?。篨＜Y＜W＜Z，選項A錯誤；B．u為SO2，與水反應生成亞硫酸，溶液呈酸性，抑制水的電離，選項B錯誤；B．元素的非金屬性為O＞S＞H，即Y＞W(wǎng)＞X，故B正確；C．q為S單質(zhì)，微溶于酒精，故粘有q的試管不可用酒精洗滌，應用濃的氫氧化鈉溶液，選項C錯誤；D、Z分別與Y、W組成的化合物Na2O、NaH中化學健類型均為離子鍵，相同，選項D正確。
4、考查物質(zhì)的狀態(tài)
典例4（2018屆山東省日照市高三5月校際聯(lián)考）前20號元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，且分列四個不同周期和四個不同主族。其中A為Y元素組成的單質(zhì)；甲、乙、丙、丁、戊為上述四種元素組成的二元或三元化合物；常溫下乙為液體。下列說法正確的是
A． 簡單離子半徑：Z>Y
B． 反應①為吸熱反應
C． 反應②為工業(yè)上制備漂白粉的反應原理
D． X、Y分別與Z形成的化合物中，化學鍵類型一定相同
【答案】C
量的熱，反應為放熱反應，B錯誤；氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與氯氣反應生成氯化鈣和次氯酸鈣，為工業(yè)上制備漂白粉的反應原理，C正確；過氧化鈣中含有離子鍵和非極性共價鍵，而氯化鈣只有離子鍵，D錯誤。
5、考查物質(zhì)的強氧化性
典例5（2018年山東省威海市高考模擬考試）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加。A是元素Y的單質(zhì)。常溫下，甲的濃溶液和A發(fā)生鈍化。丙、丁、戊是由這些元素組成的二元化合物，且丙是無色氣體。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系如圖所示。下列說法正確的是
A． 丁和戊中所含元素種類相同
B． 簡單離子半徑大小：X＜Y
C． 氣態(tài)氫化物的還原性：X＞Z
D． Y的簡單離子與Z的簡單離子在水溶液中可大量共存
【答案】A
【解析】根據(jù)以上分析可知W、X、Y、Z分別是H、O、Al、S。則A. 丁和戊分別是H2O和H2O2，因此其中所含元素種類相同，A正確；B. 核外電子排布相同時離子半徑隨原子序數(shù)的增大而減小，則簡單離子半徑大小：X＞Y，B錯誤；C. 非金屬性越強，氫化物的還原性越弱。非金屬性是O＞S，則氣態(tài)氫化物的還原性：X＜Z，C錯誤；D. 鋁離子與硫離子在水溶液中不能大量共存，二者反應生成氫氧化鋁和硫化氫，D錯誤。
6、考查物質(zhì)的漂白性
典例6（2018屆湖北省高考仿真模擬適應性考試）短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，這些元素組成的單質(zhì)和化合物轉(zhuǎn)化關系如下圖所示。其中C是淡黃色固體，B和E的水溶液均具有漂白性。下列說法不正確的是
A． 簡單離子半徑：Y>Z>X B． 沸點：D
C． 氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：Z>Y D． 0.1molL-1A溶液中：c(H+)>c(HY-)>c(Y2-)
【答案】B
【解析】結(jié)合轉(zhuǎn)化關系，C是淡黃色固體，為硫單質(zhì)，B和E的水溶液均具有漂白性，則B為二氧化硫，E為氯氣，A為硫化氫，F(xiàn)和G為硫酸和HCl。進一步推出 W為H，X為O，Y為S，Z為Cl，A選項，離子半徑：S2->Cl->O2-,即Y>Z>X，故A正確；B選項，由于水分子間存在氫鍵，沸點較高，沸點：H2O>H2S,故B錯誤；C選項，非金屬性越強氫化物越穩(wěn)定，氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：HCl> H2S，即Z>Y，C正確；D選項，由于H2S為二元弱酸，分兩步電離，且第二步比第一步更難，所以0.1molL-1H2S溶液中：c(H+)>c(HS-)>c(S2-)，D正確。
7、考查物質(zhì)的特殊顏色
典例7（2018屆山東省聊城市高三5月第三次高考模擬）短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加，由這些元素組成的常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系如下圖,其中a、b、d、g為化合物，a為淡黃色固體，c是Z的單質(zhì)，在鋁熱反應中常做引發(fā)劑；e、f為常見氣體單質(zhì)。下列有關說法正確的是
A． 簡單離子的半徑：Y>Z>X
B． 簡單氫化物的沸點：Y>X
C． 最高價氧化物對應水化物的堿性：Z>Y
D． W、Y的氧化物所含化學鍵類型相同
【答案】B
8、考查物質(zhì)的反應圖像
典例8（2018屆山西省太原市高三模擬考試）短周期主族元素R、X、Y、Z、M的原子序數(shù)依次增大，它們分別位于三個周期。Y和M同主族，火山噴口附近或地殼的巖層中存在游離態(tài)的M,X元素的最高價氧化物對應的水化物與其氣態(tài)氫化物相遇會有白煙。這五種元素組成一種離子化合物Q,取一定量Q溶于蒸餾水得到溶液,向此溶液中滴加稀氫氧化鈉溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量與氫氧化鈉溶液體積的關系如圖所示。下列說法不正確的是（ ）
A． 簡單氫化物的沸點：Y>X
B． 簡單離子的半徑：M>Y>Z
C． R與除Z以外的其他3種元素均能形成共價化合物
D． Y與其他4種元素均可形成至少兩種二元化合物
【答案】D
金屬性NX，故A正確；B.M、Y、Z分別為S、O、Al，硫離子含有3個電子層，其離子半徑最大，氧離子和鋁離子都含有2個電子層，氧元素的核電荷數(shù)較小，其離子半徑較大，則簡單的離子半徑：M>Y>Z，故B正確；C. R與X、Y、M元素可形成的化合物分別為：NH3、H2O、H2S，均是共價化合物，故C正確；D.Y與Al只能形成Al2O3一種二元化合物，故D錯誤。
9、考查10電子微粒
典例9（2018屆湖北省鄂東南省級市范高中教育教學改革聯(lián)盟學校高三五月聯(lián)考）現(xiàn)有A、B、C、D四種短周期元素，A分別與B、C、D結(jié)合生成甲、乙、丙三種化合物，且甲、乙、丙3種分子中含有相同數(shù)目的質(zhì)子，C、D結(jié)合生成化合物丁。有關元素的單質(zhì)和甲、乙、丙、丁四種化合物的轉(zhuǎn)化關系如圖：
下列說法正確的是（ ）
A． C與A形成的常見化合物是同主族元素同類型化合物中沸點最低的
B． B是元素周期表中原子半徑最小的元素
C． D的最高價氧化物的水化物一定是一種強酸
D． C的單質(zhì)可以與D的氫化物發(fā)生置換反應生成D的單質(zhì)
【答案】D
【解析】A分別與B、C、D結(jié)合生成甲、乙、丙三種化合物，且甲、乙、丙3種分子中含有相同數(shù)目的質(zhì)子，C、D結(jié)合生成化合物丁，反應“B單質(zhì)+乙→甲+C單質(zhì)”為置換反應；若甲、乙、丙的質(zhì)子數(shù)為10，推出A為H元素，B為F元素，C為O元素，D為N元素（或C元素），吻合題給元素的單質(zhì)和甲、乙、丙、丁四種化合物的轉(zhuǎn)化關系，甲為HF，乙為H2O，丙為NH3（或CH4），丁為NO（或CO2）；若甲、乙、丙的質(zhì)子數(shù)為18，A為H元素，B為Cl元素，C為S元素，D為P元素（或Si元素），但與“C、D結(jié)合生成化合物丁”和“C單質(zhì)+丙→丁+乙”不吻合；綜上分析，A為H元素，B為F元素，C為O元素，D為N元素（或C元素），甲為HF，乙為H2O，丙為NH3（或CH4），丁為NO（或CO2）。A項，C與A形成的常見化合物的分子間存在氫鍵，其沸點是同主族元素同類型化合物中最高的，A項錯誤；B項，元素周期表中原子半徑最小的元素是H，A是元素周期表中原子半徑最小的元素，B項錯誤；C項，D為N元素（或C元素），D的最高價氧化物的水化物為HNO3（或H2CO3），HNO3屬于強酸，H2CO3屬于弱酸，C項錯誤；D項，NH3在O2中燃燒發(fā)生置換反應生成N2和H2O，反應的化學方程式為4NH3+3O22N2+6H2O，碳的氫化物在O2不充分的條件下燃燒可產(chǎn)生黑煙或濃煙，即碳的氫化物可與O2發(fā)生置換反應生成碳，D項正確。
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