高考化学一轮复习第5章物质结构元素周期律第3讲元素周期表中“位－构－性”关系及应用训练含解析

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元素周期表中“位－构－性”关系及应用1．(2021·江苏苏州调研)如表为元素周期表中短周期的一部分，Y元素最高正价与最低负价的代数和为4, 下列叙述正确的是(　　)A．原子半径：W<X<YB．元素的非金属性：X>Z>YC．氢化物的热稳定性：W<XD．氧化物对应水化物的酸性：Y<ZB　[根据Y元素最高正价与最低负价的代数和为4及在元素周期表中的位置，可推知Y为S，则X为O，W和Z分别为N和Cl。原子半径：r(O)<r(N)<r(S)，A项错误；非金属性：O>Cl>S，B项正确；虽然非金属性：O>N，但没有指出是否为最简单的气态氢化物，故无法比较氢化物的热稳定性，C项错误；根据非金属性：Cl>S，只能比较其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，而D项没有说明是否为最高价氧化物对应的水化物，故无法判断，D项错误。]2．(2020·北京顺义区二模)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X与Z最外层电子数相同，X2－和Y＋的电子层结构相同，Y的原子半径在短周期主族元素原子中最大。下列说法正确的是(　　)A．原子半径：Z＞WB．还原性：X2－＞Z2－C．最高价氧化物的水化物酸性：Z＞WD．X、Y、Z形成的化合物水溶液一定显中性A　[短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y的原子半径在短周期主族元素原子中最大，则Y是Na；X2－和Y＋的电子层结构相同，且X的原子序数小于Y，则X是O；X和Z最外层电子数相同，且Z的原子序数大于X，则Z是S；W的原子序数大于Z(S)，则W是Cl。原子半径：S＞Cl，A项正确；元素的非金属性：O＞S，则单质的氧化性：O2＞S，故阴离子的还原性：O2－＜S2－，B项错误；元素的非金属性：S＜Cl，则最高价氧化物的水化物酸性：H2SO4＜HClO4，C项错误；O、Na、S元素形成的常见化合物有Na2SO3、Na2SO4等，其中Na2SO3发生水解而使水溶液呈碱性，D项错误。]3．(2021·四川宜宾检测)W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加。W原子最外层电子数是其所在周期数的2倍；Y＋和X2－的电子层结构相同；Z的原子序数等于W和Y的核外电子数之和。下列说法正确的是(　　)A．Z的氢化物的酸性比WX2的水化物的强，说明Z的非金属性比W的强B．离子半径大小：Z>Y>XC．X和Y形成的化合物为离子化合物且阳离子和阴离子的个数之比为2∶1D．Z元素的气态氢化物的热稳定性比X的高C　[ W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加。W原子最外层电子数是其所在周期数的2倍，结合原子序数可知，W应位于第二周期，最外层电子数为4，W为C，若W为S，X、Y、Z不可能均为短周期主族元素；Y＋和X2－的电子层结构相同，则X为O、Y为Na；Z的原子序数等于W和Y的核外电子数之和，Z的原子序数为6＋11＝17，Z为Cl，据此分析解答。由上述分析可知，W为C、X为O、Y为Na、Z为Cl。盐酸为无氧酸，不能由盐酸与碳酸的酸性比较C、Cl的非金属性， A项错误；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，则离子半径大小：Z>X>Y, B项错误；由Y、X两种元素组成的常见离子化合物为Na2O或Na2O2，其阳离子与阴离子个数比均为2∶1，C项正确；氢化物稳定性与元素非金属性一致，则氢化物稳定性X>Z，D项错误。]4．(2021·河南鹤壁一中检测)短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增加，A和D的质子数之和等于E的核外电子数，B和D同主族，C的原子半径是短周期主族元素中最大的，A和E组成的化合物AE是常见强酸。下列说法错误的是(　　)A．简单离子半径：B>CB．热稳定性：A2D>AEC．CA为离子化合物，溶于水所得溶液呈碱性D．实验室制备AE时可选用D的最高价含氧酸B　[短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增加，C的原子半径是短周期主族元素中最大的，则C为Na；A和E组成的化合物AE是常见强酸，则A为H，E为Cl；A和D的质子数之和等于E的核外电子数，则D的质子数＝17－1＝16，则D为S；B和D同主族，则B为O。氧离子和钠离子都含有2个电子层，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半径：B>C，A项正确；非金属性S<Cl，则简单氢化物的热稳定性：H2S<HCl，B项错误；NaH为离子化合物，溶于水生成氢氧化钠和氢气，所得溶液呈碱性，C项正确；AE为HCl，D的最高价含氧酸为硫酸，实验室可用浓硫酸制备HCl，D项正确。]5．(2021·广东汕头检测)已知元素X、Y、Z、W均为短周期主族元素，相关信息如下：元素信息X常见氢化物呈碱性，可用作制冷剂Y氧化物既能与盐酸反应，也能与NaOH溶液反应Z所在主族序数与周期数相差4，其单质在常温下呈黄绿色W单质存在多种同素异形体，其中一种在常温下会发生自燃下列说法错误的是(　　)A．原子半径大小为： Y>W>Z>XB．元素Y与Z形成的盐在水溶液中呈碱性C．最高价氧化物对应的水化物酸性：X>WD．元素X与Z可以共存于同一离子化合物中B　[由信息可知，X、Y、Z、W分别为N、Al、Cl、P。元素Y与Z形成的盐AlCl3在水溶液中水解呈酸性，B项错误。]6．(2021·山东泰安检测)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期非金属主族元素，q、r、s、h是这些元素形成的物质，其中h是离子化合物，q是制太阳能电池的主要原料，s常温下呈气态且其水溶液显碱性，r为二元化合物，其浓溶液在空气中易形成白雾。下列说法正确的是(　　)A．常温常压下，W的氧化物为液态B．单质的沸点：X>ZC．X与Y属于同一主族，与Z属于同一周期D．X的氧化物均能用向上排空气法收集A　[W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期非金属主族元素，q、r、s、h 是这些元素形成的物质，其中h 是离子化合物，应为铵盐，则含有N、H，可知W为H，q是制太阳能电池的主要原料，应为Si，s常温下呈气态且其水溶液显碱性，s为氨气，r为二元化合物，其浓溶液在空气中易形成白雾，应为HCl，则可知X为N，Y为Si，Z为Cl，根据上述分析可知，W为H，X为N，Y为Si，Z为Cl。W的氧化物为水或过氧化氢。常温下，均为液体，A项正确；氮气和氯气均为双原子分子，氯气的相对分子质量大于氮气，则氯气的范德华力大于氮气，故沸点：氮气<氯气，B项错误；X为N，Y为Si，二者不是同主族元素， C项错误；如为NO，易与氧气反应，则不能用排空气法收集， D项错误。]7．(2021·河南信阳调研)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20，它们可以组成化学式为ZXY3W8的硅酸盐。X3＋与W2－具有相同的电子层结构，W、Z与X、Y的质子数之和相等。下列判断正确的是(　　)A．化合物ZXW2的水溶液呈碱性B．简单气态氢化物稳定性：Y>WC．最高价氧化物对应水化物酸性：X>YD．简单离子半径：X>ZA　[根据题给条件可以推出W、X、Y、Z依次为O、Al、Si、K，KAlO2溶液由于AlO水解显碱性，故A符合题意；简单气态氢化物的稳定性SiH4<CH4<H2O，故B不符合题意；最高价氧化物对应水化物酸性H3AlO3<H2SiO3，故C不符合题意；硅酸盐必含Si和O，简单离子半径Al3＋<Na＋<K＋，故D不符合题意。]8．(2021·福建莆田一模)短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，它们组成一种团簇分子Z2M2Y4(YX)2，结构如下图所示。X、M的族序数均等于周期序数，Y原子核外最外层电子数是其电子总数的3/4。下列说法正确的是(　　)A．简单离子半径：Z>M>YB．常温下，Z和M的单质均能溶于浓硝酸C．X＋与Y结合形成的化合物是离子化合物D．Z的最高价氧化物的水化物是中强碱D　[短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，X、M的族序数均等于周期序数，则X、M可能是H、Be、Al；Y原子核外最外层电子数是其电子总数的3/4，则Y是O元素；“团簇分子”中X形成1个共价键，结合原子成键特点推知，则X是H，M是Al；“团簇分子”的化学式为Z2M2Y4(YX)2，应为Z2Al2O4(OH)2，则Z的化合价为＋2价，Z应为Mg。电子层结构相同的离子，核电荷数越小，离子半径越大，则离子半径：O2－>Mg2＋>Al3＋，A项错误；常温下，铝在浓硝酸中发生钝化，不能溶解，B项错误；H＋和O形成的化合物为H2O2，属于共价化合物，C项错误；Mg(OH)2是中强碱，D项正确。]9．(2021·山东实验中学检测)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、Y同主族，W的简单氢化物与Z的单质混合在光照下反应，气体颜色不断变浅，瓶壁上有油状液滴，X的简单氢化物与Z的氢化物相遇会产生白烟。下列说法正确的是(　　)A．“白烟”晶体中只含共价键B．四种元素中，Z的原子半径最大C．X的简单氢化物的热稳定性比Y的强D．W的含氧酸的酸性一定比Z的弱C　[短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物与Z的单质混合在光照下反应，气体颜色不断变浅，瓶壁上有油状液滴，所以Z是Cl，W是C，W、Y同主族，则Y为Si；X的简单氢化物与Z的氢化物相遇会产生白烟，X为N。根据上述分析知“白烟”为NH4Cl晶体，NH4Cl属于离子化合物，既有离子键又有共价键， A项错误；四种元素的原子半径为Si>Cl>C>N，B项错误； X的简单氢化物为NH3，Y的简单氢化物为SiH4，非金属性：N>Si，热稳定性NH3> SiH4，C项正确；W的含氧酸为H2CO3，Z的含氧酸有HClO、HClO4等几种，酸性HClO<H2CO3< HClO4，D项错误。]10．(2021·广西钦州一中检测)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子序数是Z的原子序数的一半，W、X、Y三种元素形成的化合物M结构如图所示。下列叙述正确的是(　　)A．原子半径：Z＞Y＞WB．化合物M中W的原子不满足8电子稳定结构C．Y单质与X的最高价氧化物对应的水化物反应放出氢气D．稳定性：H2W<H2ZC　[短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X、Y三种元素形成的化合物M结构如图所示，W形成2个共价键，位于ⅥA族，W的原子序数是Z的原子序数的一半，则W为O，Z为S；X形成离子带有1个单位正电荷，位于ⅠA族，其原子序数大于O，则X为Na；Y形成4个共价键，位于ⅣA族，其原子序数大于Na，则Y为Si。同一主族，从上到下，原子半径增大，同一周期，从左到右，原子半径减小，故原子半径：Si>S>O，故Y＞Z＞W，A项错误；氧原子最外层有6个电子，与硅原子形成2对共用电子对，该化合物中O原子均满足8电子稳定结构，B项错误；X的最高价氧化物对应的水化物是NaOH，硅与强碱反应生成硅酸钠和氢气，方程式为：Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑，C项正确；比较氢化物的稳定性，可比较其元素的非金属性，同一主族从上往下，非金属逐渐减弱，故非金属性O>S，则稳定性：H2O>H2S，D项错误。]11．(2021·河北辛集检测)短周期主族元素W，X，Y，Z的原子序数依次增大，W，X的最外层电子数之和与Z的最外层电子数相等，W，Y同主族。将W、X的气态单质在催化剂及一定温度和压强下发生可逆反应生成化合物R，反应关系如下表所示。下列说法正确的是(　　)物质W的单质X的单质R起始时/mol0.30.30平衡时/mol0.120.240.12A．离子半径：X>Y>ZB．Y、Z两种元素形成的化合物的水溶液呈酸性C．Y、Z分别与W形成的化合物，前者的沸点高D．四种元素分别与氧形成的化合物均只有两种C　[短周期主族元素W，X，Y，Z的原子序数依次增大，将W，X的气态单质在催化剂及一定温度和压强下发生可逆反应生成化合物R，根据标准数据可知，平衡时消耗W、X和生成R的物质的量分别为0.18 mol、0.06 mol、0.12 mol，三者物质的量之比为3∶1∶2，应该为合成氨的反应，则W为H，X为N；W，Y同主族，则Y为Na；W，X的最外层电子数之和与Z的最外层电子数相等，Z最外层电子数＝1＋5＝6，其原子序数大于Na，则Z为S，据此解答。电子层越多离子半径越大，电子层相同时，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径Z>X>Y，A项错误； 硫化钠溶液中，硫离子水解溶液呈碱性，B项错误； NaH常温下为固体，H2S常温下为气体，NaH的沸点较高，C项正确； N与O形成的化合物有NO、NO2、N2O5等多种，D项错误。]12．(2021·山东临沂模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子序数依次增大，其中X、Z位于同一主族；W的气态氢化物常用作制冷剂；Y是同周期主族元素中离子半径最小的；ZXR2能与水剧烈反应，观察到液面上有白雾生成，并有无色刺激性气味的气体逸出，该气体能使品红溶液褪色。下列说法正确的是(　　)A．简单气态氢化物的稳定性：W>XB．含氧酸的酸性：Z<RC．Y和R形成的化合物是离子化合物D．向ZXR2与水反应后的溶液中滴加AgNO3溶液，有白色沉淀生成D　[短周期主族元素W、X、Y、Z、R的原子序数依次增大，W的气态氢化物常用作制冷剂，则W是N；Y是同周期主族元素中离子半径最小的，则Y是Al；X、Z位于同一主族，ZXR2能与水剧烈反应，观察到液面上有白雾生成，并有无色刺激性气味的气体逸出，该气体能使品红溶液褪色，则ZXR2是SOCl2，生成的气体是HCl和SO2，故X是O，Z是S，R是Cl。由于元素的非金属性：N<O，则气态氢化物的稳定性：NH3<H2O，A项错误；元素的非金属性：S<Cl，则最高价含氧酸的酸性：H2SO4<HClO4，低价含氧酸则不一定，如H2SO3的酸性强于HClO，B项错误；Al和Cl元素形成的化合物是AlCl3，属于共价化合物，C项错误；SOCl2与水反应生成HCl和SO2，HCl易溶于水，故反应后的溶液中滴加AgNO3溶液，有白色沉淀AgCl生成，D项正确。]13．(2021·河北唐山一中检测)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子半径依次增大，X、Y同主族，且X、Y原子序数之和是W、Z原子序数之和的2倍。m、n、p、r是由这些元素组成的二元化合物，甲、乙是其中两种元素对应的单质，n与乙在常温下均是淡黄色固体。上述物质间的转化关系如图所示(部分生成物已省略)。下列说法正确的是(　　)A．简单离子半径大小：X>Y>ZB．热稳定性：r>pC．含Y元素的盐溶液可能显酸性、中性，不可能显碱性D．二元化合物n 只含离子键，不含共价键B　[①淡黄色固体一般是单质S和二元化合物Na2O2，②同主族元素X、Y由半径大小关系知分别位于二、三周期，③转化关系图中甲是O2，乙是单质S，对应元素分别为X、Y，④Z原子半径比Y大，且X、Y原子序数之和是W、Z原子序数之和的2倍，则Z为Na、W为H。化合物n与单质乙分别为过氧化钠、硫。由上述物质间的转化关系示意图可知，甲为氧气、m为硫化钠、r为水。所以W、X、Y、Z分别为H、O、S、Na。 简单离子半径大小： Na＋<O2－< S2－，A项错误；热稳定性：硫化氢<水，B项正确； 含硫元素的盐溶液，可能显中性如硫酸钠；可能显酸性如硫酸氢钠；也可能显碱性如硫化钠和亚硫酸钠等，C项错误； 过氧化钠中既含离子键又含共价键，D项错误。]14．(2020·河南洛阳统考)短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大，a和b的最外层电子数之和等于c和 d的最外层电子数之和，这四种元素组成两种盐b2da3和bca2。在含这两种盐的混合溶液中滴加盐酸，产生白色沉淀的物质的量与盐酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)A．1 mol d的氧化物含2 mol化学键B．工业上电解c的氧化物冶炼单质cC．原子半径：a<b<c< dD．简单氢化物的沸点：a<dB　[由题给信息推知，a、b、c、d分别是O、Na、Al、Si元素。d(Si)的氧化物是SiO2，1 mol SiO2含有4 mol Si—O键，A项错误；工业上采用电解熔融Al2O3的方法冶炼金属Al，B项正确；同周期从左到右原子半径减小，同主族从上到下原子半径增大，则原子半径：O<Si<Al<Na，C项错误；H2O能形成氢键，SiH4只存在范德华力，则沸点：H2O>SiH4，D项错误。]15．(2021·四川绵阳诊断)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。X分别与Y、Z、W结合形成质子数相同的甲、乙、丙三种分子。丁为无色气体，遇空气变为红棕色；丙的水溶液可刻蚀玻璃。上述物质有如下图转化关系：下列说法错误的是(　　)A．四种元素形成的单质中，W的氧化性最强B．甲、乙、丙中沸点最高的是丙C．甲常用作制冷剂D．甲、乙分子均只含极性共价键B　[丁为无色气体，遇空气变为红棕色，则丁是NO；丙的水溶液可刻蚀玻璃，则丙是HF；X分别与Y、Z、W结合形成质子数相同的甲、乙、丙三种分子，结合图中物质之间的转化推知，W是F2，Z是O2，甲是NH3，乙是H2O，则X、Y、Z、W分别是H、N、O、F元素。四种元素中F的非金属性最强，则形成的单质中，F2的氧化性最强，A项正确；NH3、H2O和HF都能形成分子间氢键，但H2O形成的氢键数目多余NH3和HF，故水的沸点最高，B项错误；NH3易液化，气化时吸收大量的热，故NH3常用作制冷剂，C项正确；甲是NH3，乙是H2O，二者都只含极性共价键，D项正确。]