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2020届高考化学二轮复习物质结构元素周期律作业 (1) 练习
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题型三 物质结构 元素周期律
高考命题规律
2020年高考必备
2015年
2016年
2017年
2018年
2019年
Ⅰ卷
Ⅱ卷
Ⅰ卷
Ⅱ卷
Ⅲ卷
Ⅰ卷
Ⅱ卷
Ⅲ卷
Ⅰ卷
Ⅱ卷
Ⅲ卷
Ⅰ卷
Ⅱ卷
Ⅲ卷
命题角度1
原子结构的判断
9
9
13
命题角度2
元素周期律与元素周期表 化学键
12
12
9
12
10
13
9
命题角度3
元素的“位、构、性”关系与元素推断
13
12
12
9
命题角度1原子结构的判断
高考真题体验·对方向
1.(2019全国Ⅰ,13)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是( )
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
答案 C
解析 由题给化合物的结构可知,W为第ⅠA族金属元素;Z最外层有7个电子,由“Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半”可知,X核外电子数为14,即X为硅元素;由四种元素为同一短周期元素可知,W为钠元素;Z为氯元素;Y为P元素。NaCl的水溶液呈中性,A项错误;元素非金属性的顺序为Z(Cl)>Y (P)>X(Si),B项错误;P的最高价氧化物的水化物为磷酸,是中强酸,C项正确;P原子最外层有5个电子,与Si共用两对电子,加上得到Na的1个电子,因此最外层满足8电子稳定结构,D项错误。
2.(2019江苏,2)反应NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为18的氯原子:1718Cl
B.N2的结构式:NN
C.Na+的结构示意图:
D.H2O的电子式:H··O······H
答案:D
解析:中子数为18的氯原子的质量数为17+18=35,原子符号为 1735Cl,A项错误;氮气分子中两原子间有三对共用电子,其结构式为N≡N,B项错误;Na+的结构示意图为 ,C项错误;水的电子式为H··O······H,D项正确。
3.(2018江苏,2)用化学用语表示NH3+HClNH4Cl中的相关微粒,其中正确的是( )
A.中子数为8的氮原子:78N
B.HCl的电子式:H+[··Cl······]-
C.NH3的结构式:
D.Cl-的结构示意图:
答案:C
解析:中子数为8的氮原子的质量数为15,应表示为 715N,A项错误;HCl为共价化合物,电子式为H··Cl······,B项错误;Cl-的结构示意图为,D项错误。
4.(2017北京,7)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是( )
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是 117176Ts
答案 D
解析 117号元素位于第七周期第ⅦA族,根据同主族从上到下,元素的非金属性逐渐减弱可知,Ts在同族元素中非金属性最弱,A项、C项正确;同位素原子的质子数相同,中子数不同,由于原子的质子数=核外电子数,故电子数也相同,B项正确;核素符号左上角的数字表示质量数,根据质量数=质子数+中子数,则中子数为176的Ts核素的质量数为117+176=293,符号为 117293Ts,D项错误。
5.(2017江苏,2)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.质量数为31的磷原子:1531P
B.氟原子的结构示意图:
C.CaCl2的电子式:Ca2+[··Cl······]2-
D.明矾的化学式:Al2(SO4)3
答案:A
解析:A项,1531P左上角的数字表示质量数,左下角的数字表示质子数,正确;B项,氟原子的最外层有7个电子,错误;C项,CaCl2的电子式应为[··Cl······]-Ca2+[··Cl······]-,错误;D项,明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,错误。
6.(2016全国Ⅱ,9)a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和c+离子的电子层结构相同,d与b同族。下列叙述错误的是( )
A.a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1
B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C.c的原子半径是这些元素中最大的
D.d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性
答案 A
解析 根据a的原子中只有1个电子,可知a为氢元素,依据b2-和c+离子的电子层结构相同,且元素都为短周期元素,可知b为氧元素,c为钠元素,最后根据d与b同族且为短周期元素可知,d为硫元素。NaH中H为-1价,A项错误;由H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等物质可知,B项正确;原子半径由大到小的顺序为Na>S>O>H,C项正确;H2S的水溶液呈弱酸性,D项正确。
7.(2015全国2,9)原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是( )
A.元素的非金属性次序为c>b>a
B.a和其他3种元素均能形成共价化合物
C.d和其他3种元素均能形成离子化合物
D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
答案 B
解析 因a-的电子层结构与He相同,所以a为H;因b、c次外层有8个电子,最外层电子数分别为6、7,所以b、c分别为S、Cl;因c-和d+的电子层结构相同,且d最外层为1个电子,所以d为K。故c(Cl)、b(S)、a(H)的非金属性次序为c(Cl)>b(S)>a(H),A项正确;元素H与K不能形成共价化合物,所以B项错误;元素K可与H、S、Cl分别形成离子化合物KH、K2S、KCl,所以C项正确;因a、b、c对应元素的最高化合价和最低化合价分别为+1、+6、+7价和-1、-2、-1价,所以它们的代数和分别为0、4、6,D项正确。
典题演练提能·刷高分
1.(2019黑龙江哈尔滨六中高三月考)科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检验出组成为N4H4(SO4)2的物质。经测定,该物质易溶于水,在水中以SO42-和N4H44+两种离子形式存在,植物的根系极易吸收N4H44+,但它遇到碱时,会生成一种形似白磷的N4分子。N4分子不能被植物吸收。下列有关说法不正确的是( )
A.N4和N2互为同素异形体
B.14N与14C互为同位素
C.N4H4(SO4)2不能与草木灰混合使用
D.对于反应8NH3+4C5OHN4+4C5NH2+6H2+4H2O,每生成5.6 g N4时转移1.2 mol电子
答案 B
解析 N4与N2都是N元素的单质,A对;14N与14C是不同元素的原子,B错;草木灰的主要成分是K2CO3,水解显碱性,N4H4(SO4)2中的N4H44+在碱性条件下生成的N4分子不能被植物吸收,C对;反应8NH3+4C5OHN4+4C5NH2+6H2+4H2O中4 mol NH3被氧化生成1 mol N4,转移电子的物质的量为12 mol,则生成0.1 mol N4转移电子的物质的量为1.2 mol,D对。
2.(2019湖南长沙第一中学高三月考)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是( )
A.元素Y的单质在常温下能与浓硝酸发生反应
B.元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有多种
C.元素W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构
D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
答案 C
解析 因X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,则X是碳元素;Y是地壳中含量最丰富的金属元素,为铝元素;Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,是短周期元素,且W、X、Y和Z的原子序数依次增大,Z为硫元素;W是制备一种高效电池的重要材料,是锂元素。元素Y为Al,常温下能与浓硝酸发生钝化反应,故A正确;元素X与氢形成的化合物有C2H2、C6H6等,故B正确;元素W、X的氯化物分别为LiCl和CCl4,则Li+的最外层只有两个电子,不满足8电子的稳定结构,故C错误;元素Z与元素X可形成共价化合物CS2,故D正确。
3.(2019安徽师大附中高三9月测试)X、Y、Z三种短周期元素,原子半径的大小关系为r(Y)>r(X)>r(Z),原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在适当条件下可发生如图所示变化,其中B和C均为10电子分子。下列说法中正确的是( )
A.X元素位于第ⅣA族
B.A能溶解于B中
C.A和C不可能发生氧化还原反应
D.B的沸点高于C的沸点
答案 D
解析 由题给信息及转化关系可推知,X、Y、Z三种元素的单质分别为O2、N2、H2,A、B、C分别为NO、H2O、NH3。X是氧元素,位于第ⅥA族,故A错误;NO难溶于水,故B错误;A是NO,C为NH3,两者能发生氧化还原反应生成氮气和水,故C错误;B为H2O,C为NH3,水分子间的氢键较氨分子间强,故水的沸点比氨高,故D正确。
4.(2019河北石家庄教学质量检测)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W的某种核素不含中子;X、Y原子核外L层的电子数之比为3∶4;X与Z同主族,且X、Y、Z原子的最外层电子数之和为16。下列说法不正确的是( )
A.W、X、Z三种元素形成的化合物一定为强电解质
B.简单氢化物的稳定性:X>Z>Y
C.X与Y形成晶体的基本结构单元为四面体
D.原子半径:Y>Z>X>W
答案 A
解析 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W的某种核素不含中子,则W为H元素;X、Y原子核外L层的电子数之比为3∶4,则L层电子数分别为3、4或6、8,X与Z为同主族元素,且X、Y、Z的最外层电子数之和为16,则X的L层电子数为6,X为O元素,Z为S元素,Y的最外层电子数为16-6-6=4,且Y的L层电子数为8,则Y为Si元素。
H、O、S形成的亚硫酸为弱酸,属于弱电解质,A项错误;非金属性O>S>Si,则简单氢化物的稳定性X>Z>Y,B项正确;O、Si形成的化合物为二氧化硅,二氧化硅晶体的基本结构单元为四面体,C项正确;同一主族元素,从上到下,原子半径逐渐增大,同一周期元素,从左向右,原子半径逐渐减小,则原子半径Y>Z>X>W,D项正确。
5.(2019广东肇庆第二次检测)已知短周期主族元素X、Y、Z、W、R,其中X的原子半径在短周期主族元素中最大,Y元素的原子最外层电子数为m,次外层电子数为n,Z元素的原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,W与Z同主族,R元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2∶1。下列叙述错误的是( )
A.X与Y形成的两种化合物中,阴、阳离子的个数比均为1∶2
B.简单氢化物Y比R的稳定,且熔、沸点高
C.RY2和X2Y2均具有漂白性,均能使品红溶液褪色
D.RY2和WY2通入Ba(NO3)2溶液中均不产生白色沉淀
答案 D
解析 X的原子半径在短周期主族元素中最大,则X为Na元素。Z的原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,则m+n=8;Y的最外层电子数为m,次外层电子数为n,则n=2,由此可知m=6,则Y为O元素,Z为Si元素。W与Z同主族,则W为C元素。R与Y原子的核外电子数之比为2∶1,则R的核外电子数为16,R为S元素。
X与Y可形成Na2O、Na2O2两种化合物,其阴、阳离子的个数比均为1∶2,A项正确。Y为O元素,R为S元素,O元素的非金属性强于S元素,所以简单氢化物H2O比H2S稳定;水分子间可以形成氢键,熔、沸点比H2S的高,B项正确。SO2和Na2O2都有漂白性,都能使品红溶液褪色,C项正确。CO2与Ba(NO3)2溶液不能反应生成白色沉淀,而SO2具有较强还原性,在水溶液中被NO3-氧化成SO42-,SO42-与Ba2+生成BaSO4白色沉淀,D项错误。
6.(2019江苏盐城四模)用ClCH2CH2OH和NaCN为原料可合成丙烯酸,相关化学用语应用错误的是( )
A.质子数和中子数相等的钠原子:1122Na
B.氯原子的结构示意图:
C.NaCN的电子式:Na+[··C︙︙N··]-
D.丙烯酸的结构简式:CH3CHCHCOOH
答案:D
解析:质量数A=质子数Z+中子数N=11+11=22,质子数和中子数相等的钠原子符号为:1122Na,A正确;Cl原子的核外电子总数为17,其原子结构示意图为,B正确;NaCN为离子化合物,由Na+和CN-通过离子键构成,电子式为Na+[··C︙︙N··]-,C正确;丙烯酸的结构简式为CH2CHCOOH,D错误。
7.(2019江苏南京、盐城二模)用化学用语表示2Na+2H2O2NaOH+H2↑中的相关微粒,其中正确的是( )
A.中子数为8的氧原子:88O
B.NaOH的电子式:Na··O······H
C.H2O的结构式:
D.Na+的结构示意图:
答案 C
解析:中子数为8的O原子,质量数=质子数+中子数=8+8=16,中子数为8的O原子可表示为:816O,A错误;氢氧化钠属于离子化合物,钠离子直接用离子符号表示,氢氧根离子除了标出所带电荷,还需要写出O、H的最外层电子,氢氧化钠的电子式为Na+[··O······H]-,B错误;水分子式为H2O,分子中氢原子与氧原子之间形成1对共用电子对,结构式为H—O—H,C正确;钠离子核内11个质子,核外电子分两层,第一层为2个,第二层为8个,离子结构示意图为,D错误。
8.下列化学用语表示正确的是( )
A.中子数为8的氧原子: 818O
B.氯离子的结构示意图:
C.Na2S的电子式:Na··S······Na
D.2-丙醇的结构简式:(CH3)2CHOH
答案:D
解析:A项,中子数为8的氧原子为 816O,A错误;B项,氯离子的结构示意图为 ,B错误;C项,Na2S的电子式为Na+[··S······]2-Na+,C错误;D项,2-丙醇的结构简式为(CH3)2CHOH,D正确。
9.下列叙述中,正确的是( )
A.两种微粒,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同
B.凡单原子形成的离子,一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C.两原子如果核外电子排布相同,则一定属于同种元素
D.阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同
答案 C
解析 两种微粒,若核外电子排布完全相同,则化学性质不一定相同,如Na+和O2-,A错误;由单原子形成的离子,不一定具有稀有气体元素原子核外电子排布,如H+,B错误;原子中核外电子数=核内质子数,元素是具有相同质子数的同一类原子,所以两原子如果核外电子排布相同,则一定属于同一种元素,C正确;阴离子的核外电子排布与同一周期稀有气体原子核外排布相同,主族金属元素阳离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体原子核外排布相同,D错误。
命题角度2元素周期律与元素周期表 化学键
高考真题体验·对方向
1.(2019全国Ⅲ,9)X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是( )
A.熔点:X的氧化物比Y的氧化物高
B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物
C.X与Z可形成离子化合物ZX
D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
答案 B
解析 本题考查了元素推断与元素周期律,难度中等偏上。由于X、Y、Z都为主族元素,首先根据“Y最外层电子数等于X次外层电子数”可推知,Y最外层电子数为2,再依据“它们原子的最外层电子数之和为10”及“X与Z同族”可推知,X为碳元素,Z为硅元素,依据“Y原子半径大于Z”可推知,Y为镁元素。碳的常见氧化物有CO2、CO,常温下为气态,而MgO常温下为固态,A项错误;碳、硅处于同主族,非金属性:C>Si,故简单氢化物的稳定性:CH4>SiH4,B项正确;碳元素和硅元素可形成SiC,但SiC属于共价化合物,C项错误;Mg可溶于浓硝酸,但硅不与浓硝酸反应,D项错误。
2.(2019北京,8)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.49115In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
答案 D
解析 In与Al同主族,是第五周期第ⅢA族元素,A正确;49115In的中子数是66,电子数是49,差值为17,B正确;根据元素周期律,同主族从上到下,元素原子半径依次增大,故原子半径:In>Al,C正确;根据元素周期律,同周期从左到右,主族元素原子半径依次减小,金属性渐弱,最高价氧化物对应水化物碱性渐弱,故碱性:RbOH>In(OH)3,D项错误。
3.(2018全国Ⅱ,10)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是( )
A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D.W的氧化物对应的水化物均为强酸
答案 A
解析 根据题给条件分析,W、X、Y、Z分别是N、O、Na、Cl四种元素。O与N可形成N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等多种氧化物,O与Na可形成Na2O、Na2O2两种化合物,O与Cl可形成Cl2O、ClO2、Cl2O5、Cl2O7等多种氧化物,A项正确;Na2O2中既有离子键又有共价键,B项错误;Cl-和N3-、O2-、Na+电子层结构不同,C项错误;W的氧化物的水化物HNO3是强酸、HNO2是弱酸,D项错误。
4.(2018全国Ⅲ,13)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是( )
A.原子半径大小为W
C.Y2W2与ZW2均含有非极性共价键
D.标准状况下W的单质状态与X的相同
答案 D
解析 盐YZW与浓盐酸反应生成黄绿色气体(Cl2),且此气体(Cl2)同冷烧碱(NaOH)溶液作用,可得到含YZW的溶液,则Y、Z、W依次是Na、Cl、O,元素X和Cl同族,且原子序数在O、Na之间,则为氟元素。原子半径:Na>Cl>O>F,A项错误;HF为弱酸,盐酸是强酸,B项错误;Na2O2中有离子键、非极性共价键,ClO2中只有极性共价键,C项错误;O2、O3和F2都是气体,D项正确。
5.(2017全国Ⅱ,9)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。下列叙述正确的是( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
答案 B
解析 由于都是主族元素,故a原子核外电子总数只能是8,a为氧元素;a、b、c、d为短周期元素,原子序数依次增大,c所在周期序数与族序数相同,c为Al,则b为Na或Mg元素;d与a同族,则d为硫元素。
A项,同周期元素,从左到右原子半径逐渐减小,电子层数越多,原子半径越大,故原子半径:Na(或Mg)>Al>S>O,A项错误;4种元素中Na(或Mg)的金属性最强,B项正确;铝的氧化物对应的水化物是两性氢氧化物,C项错误;D项,S的氧化性弱于O2,D项错误。
6.(2017全国Ⅲ,12)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( )
W
X
Y
Z
A.氢化物沸点:W
C.化合物熔点:Y2X3
解析 设Y的最外层电子数为a,则W、X、Z的最外层电子数分别为a+2、a+3、a+4,四种元素原子最外层电子数之和为:a+a+2+a+3+a+4=21,得a=3,则W为氮元素、X为氧元素、Y为铝元素、Z为氯元素。A项,NH3分子间存在氢键,其沸点比HCl高,错误;B项,Al(OH)3显两性,氮元素的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性,错误;C项,Al2O3是离子晶体,熔点高,而AlCl3是分子晶体,熔点低,错误;D项,Al3+和O2-的电子层结构相同,但核电荷数越大,对应的离子半径越小,正确。
7.(2017天津,5)根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
答案 C
解析:气态氢化物的稳定性取决于非金属性的强弱,非金属性:O>N>Si,故稳定性:H2O>NH3>SiH4,A项正确;H与非金属元素通常形成共价化合物,也可与活泼金属元素形成离子化合物,B项正确;用最高价氧化物的水化物(即最高价含氧酸)酸性强弱判断非金属性强弱,由实验可知酸性:HCl>H2CO3>H2SiO3,但不能得出非金属性:Cl>C,C项错误;118号元素的原子结构示意图为,故位于第七周期0族,D项正确。
8.(2016全国Ⅲ,12)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X 形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:W
C.气态氢化物的热稳定性:W
答案 B
解析 短周期主族元素中原子半径最大的是Na,X为Na;Z的原子序数比X大且Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性,则Z为Cl;原子序数WS(或N>P),则氢化物的稳定性H2O>H2S或NH3>PH3,C项错误。非金属性S(或P)
A.单质的沸点:W>X
B.阴离子的还原性:W>Z
C.氧化物的水化物的酸性:Y
答案 B
解析 因为W、X、Y、Z均为短周期主族元素,由原子核外L电子层电子数分别为0、5、8、8可知,W为氢元素,X为氮元素,又因为它们的最外层电子数之和为18可知,Y与Z的最外层电子数之和为12,Z的原子序数大于Y,所以Y是磷元素,Z是氯元素。氢气和氮气均为分子晶体,相对分子质量大的沸点高,故A项错误;氢元素的非金属性弱于氯元素,所以阴离子的还原性W>Z,B项正确;未指明最高价氧化物的水化物,不能判断酸性的强弱,C项错误;氮与磷可以存在于同一离子化合物中,如磷酸铵,D项错误。
典题演练提能·刷高分
1.(2019河南六市第一次联考)X、Y、Z、W为短周期元素,X的M电子层有1个电子,Y的最外层电子数为内层电子数的2倍,Z的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,Z与W同周期,W的原子半径小于Z。下列有关说法正确的是( )
A.原子半径:X
C.气态氢化物的稳定性:Y>Z>W
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z
答案 B
解析 X的M电子层有1个电子,则X是Na元素;Y的最外层电子数为内层电子数的2倍,Y是C元素;Z的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,Z是S元素;Z与W同周期,W的原子半径小于Z,W是Cl元素。
原子半径:Na>S>Cl>C,A项错误;Mg2C、MgS、MgCl2都是离子化合物,B项正确;气态氢化物的稳定性:HCl>H2S,C项错误;最高价氧化物对应水化物的酸性:H2SO4>H2CO3,D项错误。
2.(2019河南九师联盟检测)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最低负价等于X、Z的最低负价之和,Y的周期数是族序数的3倍,W的简单氢化物与X的简单氢化物化合形成的盐中既含离子键又含共价键。下列说法正确的是( )
A.常压下,单质的沸点:W>Z
B.Y与X形成化合物的水溶液呈碱性
C.原子半径:W
答案 B
解析 Y的周期数是族序数的3倍,可知Y是Na;W的简单氢化物与X的简单氢化物化合形成的盐中既含离子键又含共价键,结合W、X原子序数均比Na小,可知W的简单氢化物是NH3,X的简单氢化物是HF,即W是N,X是F;W的最低负价等于X、Z的最低负价之和,Z是S。
常温常压下,N2是气态,S是固态,故单质的沸点:N2
A.简单离子半径:r(Z)>r(X)>r(Y)
B.Y的最高价氧化物的对应水化物为强碱
C.X2W4分子中既含极性键,又含非极性键
D.化合物XW3的水溶液能抑制水的电离
答案 B
解析 W、X、Y、Z四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素,且原子序数依次增大,则W为H;化合物XW3能作制冷剂且其浓溶液可检验Z单质是否泄漏,X为N,Z为Cl;化合物YZ3能促进水的电离,即能发生水解,则Y为Al。
X(N)、Y(Al)、Z(Cl)简单离子半径大小关系:r(Cl-)>r(N3-)>r(Al3+),A项正确;Y为Al,Y的最高价氧化物的对应水化物为Al(OH)3,属于两性氢氧化物,不是强碱,B项错误;N2H4电子式为H··N··H····N··H····H,分子中既含极性键,又含非极性键,C项正确;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O电离出OH-,能够抑制水的电离,D项正确。
4.(2019湘赣十四校第一次联考)短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数逐渐增大,X的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构,Z、W的单质是常见的金属,Z是同周期主族元素中原子半径最大的元素,W的简单离子是同周期主族元素中简单离子半径最小的,X和Z的原子序数之和与Q的原子序数相等。下列说法正确的是( )
A.相同质量的Z和W的单质分别与足量稀盐酸反应时,Z的单质获得的氢气较多
B.简单气态氢化物的稳定性:X>Y>Q
C.X与Q形成的化合物和Z与Q形成的化合物中的化学键类型相同
D.W元素位于元素周期表中第13列
答案 D
解析 X原子核外最外层电子数是次外层的2倍,则X原子有2个电子层,最外层电子数为4,则X为C元素;Z、W是常见金属,原子序数大于碳元素,处于第三周期,Z是同周期中原子半径最大的元素,W的简单离子是同周期中离子半径最小的,则Z为Na元素、W为Al元素;Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构,则Y为N元素;Q处于第三周期,X和Z原子序数之和与Q的原子序数相等,则Q的原子序数为6+11=17,则Q为Cl元素。
相同质量的Na和Al分别与足量稀盐酸反应时,二者生成氢气物质的量之比为m23∶m27×3=9∶23,即Al与盐酸反应生成的氢气多,A项错误;非金属性Cl>N>C,则氢化物稳定性HCl>NH3>CH4,B项错误;X与Q形成的化合物为CCl4,含有共价键;Z与Q形成的化合物为NaCl,含有离子键,二者所含化学键不同,C项错误;W为Al元素,位于周期表第3周期ⅢA族,为周期表中第13列,D项正确。
5.(2019安徽江南十校综合素质检测)四种短周期主族元素X、Y、Z和W,原子序数依次增大,X和Y的单质化合生成气体A,A分子中的电子数与氖原子相同;X和W的单质化合生成气体B,常温下0.1 mol·L-1的B溶液的pH=1;气体A和气体B相遇产生白烟;X与Z可按原子个数比1∶1形成化合物C。下列说法正确的是( )
A.化合物C可能为离子化合物
B.Z离子的半径比Y离子的大
C.Y的非金属性很强,其单质非常活泼
D.最高价氧化物对应水化物的酸性Y比W强
答案 A
解析 X和W的单质化合生成气体B,常温下0.1 mol·L-1 B溶液的pH=1,则B是一元强酸,则X是H元素,W是Cl元素;气体A和气体B相遇产生白烟,则B是NH3,X和Y的单质化合生成气体A,A分子中的电子数与氖原子相同,所以Y是N元素;X与Z可按原子个数比1∶1形成化合物C,Z可能是O、F、Na中的任一种,C可能是H2O2、HF、NaH中的一种。
若C为NaH,则含有离子键,化合物C可能为离子化合物,A项正确;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以无论Z是O、F、Na中的任何一种元素,N3-的半径比O2-、F-和Na+的半径都大,B项错误;Y是N元素,尽管N元素的非金属性很强,但由于N2分子中含有N≡N键,键能大,键长短,断裂时需要消耗很大的能量,所以N2并不活泼,C项错误;高氯酸HClO4的酸性比HNO3强,D项错误。
6.(2019湖北天门、仙桃等八市模拟)元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如图所示,其中元素Q位于第四周期,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
Q
A.简单离子半径(r):r(Q)>r(Y)>r(Z)
B.氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
C.XY2和XZ4均含有非极性共价键
D.标准状况下Z的单质状态与Q的相同
答案 A
解析 由元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置,可知X位于第二周期,Y、Z位于第三周期;X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,设X的最外层电子数为x,则x+x+2+x+3=17,解得:x=4,则X为C、Y为S、Z为Cl,Q为Br。
电子层数越多离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径为r(Br)>r(S)>r(Cl),A项正确;B项中未说明是最高价氧化物对应水化物,故无法比较氧化物对应水化物的酸性,B项错误;XY2和XZ4分别为CS2和CCl4,CS2和CCl4中均不存在非极性键,C项错误;标准状况下氯气为气态,而Br2为液态,二者状态不同,D项错误。
7.(2019湖北部分重点中学第二次联考)第三周期元素,浓度均为0.01 mol·L-1的最高价氧化物对应水化物的pH与原子半径的关系如图所示。则下列说法正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:N>R
B.Z的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
C.Y和R形成的化合物既含离子键又含共价键
D.X和M两者最高价氧化物对应的水化物反应后溶液的pH>7
答案 D
解析 第三周期元素的原子半径随原子序数的递增而减小,即X→R为Na→Cl。A项中气态氢化物的稳定性:HCl>PH3,故A不正确;Z的最高价氧化物的对应水化物Al(OH)3不能溶于稀氨水,B不正确;Y和R形成的化合物是MgCl2,只含离子键,不含共价键,C不正确;X和M两者最高价氧化物的对应水化物反应后,溶液中含Na2SiO3,Na2SiO3水解使溶液的pH>7,D项正确。
8.(2019安徽合肥三模)如表所示的X、Y、Z、W四种短周期元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
A.X、Y、W三种元素简单氢化物的沸点依次升高
B.Z、X、W三种元素氧化物对应水化物的酸性依次增强
C.由X、W和氢三种元素形成的化合物中只含共价键
D.X、Z形成的二元化合物是一种新型无机非金属材料
答案 D
解析 根据元素在周期表中的位置可知,X、Y是第二周期元素而Z和W位于第三周期,设X原子最外层电子数是a,则Y、Z、W原子的最外层电子数分别是a+1、a-1、a+2,这四种元素的原子最外层电子数之和为22,则a+a+1+a-1+a+2=22,则a=5,则X、Y、Z、W分别是N、O、Si、Cl元素。
Y对应的简单氢化物(H2O)沸点最高,A项错误;Z、X、W三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,B项错误;由X、W和氢三种元素形成的化合物中,氯化铵中含有离子键,C项错误;氮和硅形成的二元化合物Si3N4是一种新型无机非金属材料,D项正确。
9.(2019福建龙岩质量检查)Q、W、X、Y是原子序数依次增大的短周期元素。W、X是金属元素,其最高价氧化物的水化物间反应生成盐和水;Q的最外层电子数是核外电子层数的3倍,W与Y可形成化合物W2Y。下列说法正确的是( )
A.W的各氧化物中只含有离子键
B.正四价Y的氧化物与Q3的漂白原理相同
C.在水溶液中可制得X2Y3沉淀
D.四种元素形成的简单离子中,X的半径最小
答案 D
解析 W、X是金属元素,其最高价氧化物的水化物间反应生成盐和水,可以确定W为钠,X为铝;Q的最外层电子数是核外电子层数的3倍,可以确定为氧;W与Y可形成化合物W2Y,根据化合价可以确定Y为硫。
过氧化钠中既含有离子键也含有非极性共价键,A不正确。二氧化硫是和有色物质结合生成不稳定无色物质,属于暂时性漂白;臭氧是因为具有强氧化性漂白有色物质,属于永久性漂白,B不正确。硫化铝遇水剧烈水解生成氢氧化铝沉淀和硫化氢气体,C不正确。四种元素形成的简单离子中,铝离子半径最小,D项正确。
10.(2019陕西咸阳一模)W、X、Y、Z四种短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示。下列推断正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.元素非金属性:Z>Y>X
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y>W
D.WH4与Z元素的单质在光照时发生置换反应
答案 C
解析 根据四种短周期元素在周期表的位置,推出W为C,X为O,Y为S,Z为Cl。Y、Z、X的原子半径依次减小,即Y>Z>X,A项错误;非金属性X>Y、Z>Y,结合氯的含氧化合物中氧显负价,可知非金属性X、Z、Y依次降低,B项错误;由非金属性Z>Y>W,则Z、Y、W的最高价氧化物对应水化物的酸性依次降低,C项正确;CH4与氯气在光照下可发生取代反应,生成卤代烃和HCl,不属于置换反应,D项错误。
11.(2019湖北四地七校联盟联考)迄今为止我国相关部门已经发布了113号Nh、115号Mc、116号Lv、117号Ts、118号Og等元素的中文名称分别是:、镆、、、,下列有关推断正确的是( )
A.这五种元素均为主族元素
B.根据该名称,周期表118种元素中非金属元素共有24种
C.Nh的最高价氧化物是一种典型的两性氧化物
D.Ts的简单阴离子比该族上一周期简单阴离子的还原性弱
答案 B
解析 113号Nh、115号Mc、116号Lv、117号Ts分别为第ⅢA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素,118号元素为稀有气体元素,是0族元素,A项错误;根据该名称,周期表118种元素中非金属元素有:氢、氦、硼、碳、氮、氧、氟、氖、硅、磷、硫、氯、氩、砷、硒、溴、氪、碲、碘、氙、砹、氡、和共24种,B项正确;113号Nh元素有7个电子层,最外层有3个电子,位于第七周期,第ⅢA族,根据同一主族元素性质递变规律,可推知Nh的最高价氧化物显较强的碱性,C项错误;卤族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,简单阴离子的还原性逐渐增强,所以Ts的简单阴离子比该族上一周期简单阴离子的还原性强,D项错误。
12.(2019山东日照一模)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表所示:
元素代号
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径(10-10m)
1.86
0.99
1.43
1.60
0.75
0.74
主要
化合价
最高正价
+1
+7
+3
+2
+5
……
最低负价
……
-1
……
……
-3
-2
下列说法不正确的是( )
A.由元素X和Q组成的化合物中可能含有共价键
B.X、Z、R的最高价氧化物对应水化物之间可彼此反应
C.氢化物的稳定性是Q>Y>R
D.Z和Y形成的化合物为离子化合物
答案 D
解析 根据化合价首先确定Y和Q分别是氯和氧,然后结合化合价和原子半径可知X、Z、M、R分别是Na、Al、Mg、N。
Na2O2中有共价键,A项正确;X、Z、R的最高价氧化物对应水化物分别是NaOH、Al(OH)3、HNO3,因Al(OH)3是两性氢氧化物,故三者之间可以彼此反应,B项正确;氢化物的稳定性H2O>HCl>NH3,C项正确;AlCl3为共价化合物,D项错误。
命题角度3元素的“位、构、性”关系与元素推断
高考真题体验·对方向
1.(2019全国Ⅱ,9)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
W
X
Y
Z
A.原子半径:W
C.气态氢化物热稳定性:Z
答案 D
解析 由表格中元素在周期表中的位置可知,W的最高化合价比X的最高正化合价多2,且两者最高化合价之和为8,所以X的最高化合价为+3价,W的最高化合价为+5价,分别属于第ⅢA族和第ⅤA族,因为4种元素均为短周期元素,则W为N,X为Al,Y为Si,Z为P。根据同周期主族元素原子半径从左到右逐渐减小,同主族元素原子半径从上到下逐渐增大,可知原子半径N
A.常温常压下X的单质为气态
B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D.W与Y具有相同的最高化合价
答案 B
解析 根据“W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃”可知,该生成物为HF,则结合“W与Y同族”及“W、X、Z最外层电子数之和为10”可推知,W为氟元素,X为Na元素,Y为氯元素,Z为Ca元素。常温常压下,金属钠为固态,A项错误;CaH2为离子化合物,B项正确;CaCl2为强酸强碱盐,其溶液呈中性,C项错误;F无正价,而Cl的最高价为+7价,D项错误。
3.(2018天津,2)下列有关物质性质的比较,结论正确的是( )
A.溶解度:Na2CO3
解析 NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,A项错误;由于非金属性:Cl>P,则氢化物的稳定性:HCl>PH3,B项错误;由于C2H5OH分子间形成氢键,因此沸点:C2H5SHBe ,因此碱性:LiOH>Be(OH)2,D项错误。
4.(2017全国Ⅰ,12)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是( )
A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强
B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期
答案 C
解析 W的简单氢化物可用作制冷剂,可知W为N;Y的原子半径是短周期主族元素中半径最大的,可知Y为Na;X、Y和Z组成的盐溶于水后,加入稀盐酸有黄色沉淀和刺激性气味的气体产生,可知此盐为Na2S2O3,即X为O,Z为S。O的非金属性比N的强,则H2O的热稳定性比NH3的强,故A项正确;Na+与O2-的电子层结构相同,B项正确;Na2S的水溶液因水解呈碱性,故C项错误;S与O同主族,与Na同周期,D项正确。
5.(2016全国Ⅰ,13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物。n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01 mol·L-1 r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.原子半径的大小W
C.Y的氢化物常温常压下为液态
D.X的最高价氧化物的水化物为强酸
答案 C
解析 根据单质n为黄绿色气体,说明n是Cl2,则Z为Cl,0.01 mol·L-1 r溶液pH为2,则r为一元强酸,q水溶液具有漂白性,说明m为H2O,r为HCl,q为HClO。s通常是难溶于水的混合物,则p可能为CH4,与Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4,均难溶于水。推断W、X、Y、Z分别是H、C、O、Cl。A选项,原子半径应为WZ>X,错误;C选项,Y的氢化物为H2O、H2O2,常温常压下均为液态,正确;D选项,碳的最高价氧化物对应的水化物为碳酸,碳酸为弱酸。
6.(2016江苏,4)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层有6个电子,Y是迄今发现的非金属性最强的元素,在周期表中Z位于ⅠA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A.元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构
B.由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物
C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D.原子半径:r(X)
解析 X原子最外层有6个电子,可能为O或S,四种短周期元素中X的原子序数最小,则X为O;W、X同主族,W为S;非金属性最强的元素为F,Y为F;Z位于第ⅠA族,原子序数比F大,Z为Na。A项,O2-和S2-的电子层结构不同,错误;B项,NaF为离子化合物,正确;C项,F的非金属性比S的强,所以氢化物的热稳定性:HF>H2S,错误;D项,原子半径:Na>S>O>F,错误。
7.(2016浙江,9)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,X、Y的核电荷数之比为3∶4。W-的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是( )
A.X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
B.原子半径大小:XW
C.化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
D.Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
答案 D
解析 X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,则X是C或S,又因X是四种短周期元素中原子序数最小的,X为C;Y的核电荷数是8,为O;W-的最外层为8电子结构,则W为Cl;金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应,Z为Na。CO不能与NaOH反应,A项错误;同周期原子序数越小,半径越大,即原子半径:C>O,Na>Cl,B项错误;化合物Na2O只含离子键、NaClO3中既有离子键也有共价键,C项错误;O3、Cl2、ClO2等有强氧化性,可以作为自来水的消毒剂,D项正确。
典题演练提能·刷高分
1.(2019山西运城模拟)X、Y、Z、W均为短周期主族元素且原子序数依次增大,Y原子最外层比Z原子最外层多1个电子,实验室可用Z的单质与烧碱溶液反应制备少量气体X2,W的单质可用于自来水消毒。下列说法正确的是( )
A.Z的氢氧化物与Y、W的最高价含氧酸均能反应
B.简单离子半径:Z
D.工业上常用X、W的单质在光照条件下制备XW
答案 B
解析 X、Y、Z、W均为短周期主族元素且原子序数依次增大,实验室可用Z的单质与烧碱溶液反应制备少量气体X2,则Z为Al,X为H;Y原子最外层比Z原子最外层多1个电子,则Y最外层含有4个电子,Y为C元素;W的单质可用于自来水消毒,则W为Cl元素。
Z的氢氧化物为氢氧化铝,碳酸为弱酸,不与氢氧化铝反应,A项错误;离子的电子层越多离子半径越大,简单离子半径:Z
A.原子序数由小到大的顺序是:W
C.化合物的沸点由高到低的顺序是:乙>甲>丙
D.Y与W、Z都能形成两种或两种以上的化合物
答案 B
解析 甲、乙、丙均为10电子的分子,且X和乙的反应为置换反应,该反应为氟气和水的反应,故X单质为F2,Y单质为O2,乙为H2O,甲为HF;则W为H元素,X为F元素,Y为O元素;丙是NH3或CH4,丁是NO或CO2,Z为C或N元素。
W为H元素,X为F元素,Y为O元素,Z为C或N元素,则原子序数由小到大的顺序是:W
A.Y、W的最高价氧化物对应水化物均为强酸
B.原子半径:X
D.v的电子式可表示为X··Y··X··X
答案 D
解析 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。由图中物质转化关系及p和s均为有色气体,v的水溶液呈碱性,常温下,0.1 mol·L-1t溶液与0.1 mol·L-1u溶液的pH均为1可知,v为NH3,p为Cl2,u为HCl,q为H2,m为N2,n为O2,r为NO,s为NO2,t为HNO3,p、s分别为黄绿色、红棕色;又p、q、m、n分别是元素W、X、Y、Z的气体单质,则X为H,Y为N,Z为O,W为Cl。
Y、W的最高价氧化物对应的水化物分别为硝酸、高氯酸,均为强酸,A项正确;电子层越多原子半径越大,同周期从左向右主族元素原子半径依次减小,则原子半径:X
W
X
Y
Z
A.简单氢化物沸点:Y>W
B.原子半径:Z>Y>X
C.氧化物对应水化物的酸性:W
答案 D
解析 由W、X、Y原子的最外层电子数之和为18,设W的最外层电子数为x,则X、Y的最外层电子数分别为x+1、x+2,故x+x+1+x+2=18,解得x=5,故W、X、Y分别为N、S、Cl,进而可推知Z为Ge。
由于NH3分子间可形成氢键,故简单氢化物的沸点:W>Y,A项错误;同周期元素从左到右原子半径依次减小,同主族元素从上到下原子半径依次增大,故原子半径:Z>X>Y,B项错误;元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,若不是最高价氧化物对应水化物则酸性强弱不一定,如硝酸的酸性强于亚硫酸,硫酸的酸性强于亚硝酸,C项错误;位于金属与非金属交界处的Ge是常用的半导体材料,Z与Y可形成化合物ZY4,即GeCl4,D项正确。
5.(2019湖南怀化二模)短周期元素T、X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如下表所示,其中T的单质在一定条件下能与W最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应并生成两种酸性气体,则下列相关说法正确的是( )
A.离子半径:X
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:X
解析 T的单质在一定条件下能与W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应并生成两种酸性气体,根据元素在周期表中的位置关系可确定:T是C元素,X是Mg元素,Y是Al元素,Z是P元素,W是S元素。
电子层数相同的离子,其核电荷数大的离子半径小,核电荷数小的离子半径大;电子层数不同的离子,电子层数多的离子半径大,电子层数少的离子半径小。X是Mg元素,Y是Al元素,W是S元素,所以离子半径:YZ,所以元素的最简单气态氢化物的稳定性:W>Z,B项错误;二硫化碳的电子式为 ··S······C····S····,C项正确;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,元素的金属性X>Y,它们的最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y,D项错误。
6.(2019四川遂宁三诊)X、Y、Z、W为短周期元素,X原子的质子数等于Z与Y的质子数之和;Z与Y位于同一周期;Y2常用作保护气,一般由分馏液态空气得到;非金属Z的一种固体单质可导电;W原子半径是短周期元素中最大的。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径由大到小的顺序W、X、Y
B.X、Z、W的最高价氧化物的水化物可两两发生反应
C.氢化物沸点最高的是Z的氢化物
D.随着温度升高,Y2的化学活性增强,可能与W单质发生化学反应
答案 D
解析 X、Y、Z、W为短周期元素,Y2常用作保护气,一般由分馏液态空气得到,则Y为N元素;Z与Y位于同一周期,非金属Z的一种固体单质可导电,则Z为C元素,该单质为石墨;X原子的质子数等于Z与Y的质子数之和;则X的质子数为:7+6=13,即X为Al元素;因同周期从左到右原子半径依次减小,同主族从上到下原子半径依次增大,故短周期元素中原子半径最大的为Na,即W为Na元素。
电子层数越多,简单离子半径越大;电子层数相同时,核电荷数越小,简单离子半径越大,则四种元素的简单离子半径从大到小的顺序为N3-、Na+、Al3+,即Y、W、X,A项错误;X、Z、W的最高价氧化物的对应水化物分别是氢氧化铝、碳酸和氢氧化钠,其中碳酸为弱酸,氢氧化铝的碱性也很弱,两者不反应,B项错误;因氨气分子间可以形成氢键,熔、沸点较高,甲烷分子间不能形成氢键,其熔、沸点最低,C项错误;N2常温下性质稳定,但随着温度升高,其化学活性增强,可能与Na单质发生化学反应生成氮化钠,D项正确。
7.(2019辽宁葫芦岛第一次模拟)W、X、Y、Z是短周期元素,原子序数依次递增。W与Y位于同一主族,X的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应,Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为14。下列说法不正确的是( )
A.原子半径X>Y
B.X与Z形成的化合物的水溶液pH<7
C.最简单气态氢化物的稳定性W
答案 C
解析 短周期元素X的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应,X为Al元素;Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半,且Y原子序数大于X,则Y为Si元素;W与Y位于同一主族,W为C元素;X、Y、Z原子的最外层电子数之和为14,则Z的最外层电子数为14-3-4=7,且Z原子序数最大,则Z为Cl元素。
当电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小,因此原子半径X>Y,A项正确;X与Z形成的化合物为AlCl3,该物质是强酸弱碱盐,Al3+水解使溶液显酸性,故其水溶液的pH小于7,B项正确;元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,由于非金属性Z>W>Y,所以它们的相应氢化物的稳定性:Z>W>Y,C项错误;Y与Z形成的化合物是SiCl4,其分子构型为正四面体结构,分子结构对称,正负电荷重心重合,SiCl4分子属于非极性分子,D项正确。
8.(2019安徽A10联盟质检)X、Y、Z、W为周期表中前20号元素,原子序数依次增大,W、Y为金属元素,X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Y、Z位于同周期,Z单质是一种良好的半导体材料;W单质能与冷水剧烈反应;Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W>Y>Z>X
B.X与Z形成的化合物可导电
C.Y、Z、W最高价氧化物对应水化物中,碱性最强的为Y
D.W可从Y的盐溶液中置换出Y
答案 A
解析 X、Y、Z、W分别为O、Al、Si、K。原子半径K>Al>Si>O,A项正确;X与Z形成的化合物为SiO2,不能导电,B项错误;Y、Z、W最高价氧化物对应水化物中,碱性最强的为KOH,C项错误;K不能从铝盐溶液中置换出Al,D项错误。
9.(2019广西桂林、贺州、崇左联合调研)X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,Y2+与W-的电子数之差为8。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
A.原子半径大小:X>Y
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W
C.工业上通过电解Y的氧化物制取Y单质
D.X与W可形成正四面体结构的有机物
答案 D
解析 根据题图可知,X位于第二周期,Y、Z、W位于第三周期,Y2+与W-的电子数之差为8,则Y为Mg元素,W为Cl元素;结合各元素的相对位置可知,X为C元素,Z为S元素。
原子核外电子层越多,原子半径越大,所以原子半径X
题型三 物质结构 元素周期律
高考命题规律
2020年高考必备
2015年
2016年
2017年
2018年
2019年
Ⅰ卷
Ⅱ卷
Ⅰ卷
Ⅱ卷
Ⅲ卷
Ⅰ卷
Ⅱ卷
Ⅲ卷
Ⅰ卷
Ⅱ卷
Ⅲ卷
Ⅰ卷
Ⅱ卷
Ⅲ卷
命题角度1
原子结构的判断
9
9
13
命题角度2
元素周期律与元素周期表 化学键
12
12
9
12
10
13
9
命题角度3
元素的“位、构、性”关系与元素推断
13
12
12
9
命题角度1原子结构的判断
高考真题体验·对方向
1.(2019全国Ⅰ,13)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是( )
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
答案 C
解析 由题给化合物的结构可知,W为第ⅠA族金属元素;Z最外层有7个电子,由“Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半”可知,X核外电子数为14,即X为硅元素;由四种元素为同一短周期元素可知,W为钠元素;Z为氯元素;Y为P元素。NaCl的水溶液呈中性,A项错误;元素非金属性的顺序为Z(Cl)>Y (P)>X(Si),B项错误;P的最高价氧化物的水化物为磷酸,是中强酸,C项正确;P原子最外层有5个电子,与Si共用两对电子,加上得到Na的1个电子,因此最外层满足8电子稳定结构,D项错误。
2.(2019江苏,2)反应NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为18的氯原子:1718Cl
B.N2的结构式:NN
C.Na+的结构示意图:
D.H2O的电子式:H··O······H
答案:D
解析:中子数为18的氯原子的质量数为17+18=35,原子符号为 1735Cl,A项错误;氮气分子中两原子间有三对共用电子,其结构式为N≡N,B项错误;Na+的结构示意图为 ,C项错误;水的电子式为H··O······H,D项正确。
3.(2018江苏,2)用化学用语表示NH3+HClNH4Cl中的相关微粒,其中正确的是( )
A.中子数为8的氮原子:78N
B.HCl的电子式:H+[··Cl······]-
C.NH3的结构式:
D.Cl-的结构示意图:
答案:C
解析:中子数为8的氮原子的质量数为15,应表示为 715N,A项错误;HCl为共价化合物,电子式为H··Cl······,B项错误;Cl-的结构示意图为,D项错误。
4.(2017北京,7)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是( )
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是 117176Ts
答案 D
解析 117号元素位于第七周期第ⅦA族,根据同主族从上到下,元素的非金属性逐渐减弱可知,Ts在同族元素中非金属性最弱,A项、C项正确;同位素原子的质子数相同,中子数不同,由于原子的质子数=核外电子数,故电子数也相同,B项正确;核素符号左上角的数字表示质量数,根据质量数=质子数+中子数,则中子数为176的Ts核素的质量数为117+176=293,符号为 117293Ts,D项错误。
5.(2017江苏,2)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.质量数为31的磷原子:1531P
B.氟原子的结构示意图:
C.CaCl2的电子式:Ca2+[··Cl······]2-
D.明矾的化学式:Al2(SO4)3
答案:A
解析:A项,1531P左上角的数字表示质量数,左下角的数字表示质子数,正确;B项,氟原子的最外层有7个电子,错误;C项,CaCl2的电子式应为[··Cl······]-Ca2+[··Cl······]-,错误;D项,明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,错误。
6.(2016全国Ⅱ,9)a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和c+离子的电子层结构相同,d与b同族。下列叙述错误的是( )
A.a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1
B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C.c的原子半径是这些元素中最大的
D.d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性
答案 A
解析 根据a的原子中只有1个电子,可知a为氢元素,依据b2-和c+离子的电子层结构相同,且元素都为短周期元素,可知b为氧元素,c为钠元素,最后根据d与b同族且为短周期元素可知,d为硫元素。NaH中H为-1价,A项错误;由H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等物质可知,B项正确;原子半径由大到小的顺序为Na>S>O>H,C项正确;H2S的水溶液呈弱酸性,D项正确。
7.(2015全国2,9)原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是( )
A.元素的非金属性次序为c>b>a
B.a和其他3种元素均能形成共价化合物
C.d和其他3种元素均能形成离子化合物
D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
答案 B
解析 因a-的电子层结构与He相同,所以a为H;因b、c次外层有8个电子,最外层电子数分别为6、7,所以b、c分别为S、Cl;因c-和d+的电子层结构相同,且d最外层为1个电子,所以d为K。故c(Cl)、b(S)、a(H)的非金属性次序为c(Cl)>b(S)>a(H),A项正确;元素H与K不能形成共价化合物,所以B项错误;元素K可与H、S、Cl分别形成离子化合物KH、K2S、KCl,所以C项正确;因a、b、c对应元素的最高化合价和最低化合价分别为+1、+6、+7价和-1、-2、-1价,所以它们的代数和分别为0、4、6,D项正确。
典题演练提能·刷高分
1.(2019黑龙江哈尔滨六中高三月考)科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检验出组成为N4H4(SO4)2的物质。经测定,该物质易溶于水,在水中以SO42-和N4H44+两种离子形式存在,植物的根系极易吸收N4H44+,但它遇到碱时,会生成一种形似白磷的N4分子。N4分子不能被植物吸收。下列有关说法不正确的是( )
A.N4和N2互为同素异形体
B.14N与14C互为同位素
C.N4H4(SO4)2不能与草木灰混合使用
D.对于反应8NH3+4C5OHN4+4C5NH2+6H2+4H2O,每生成5.6 g N4时转移1.2 mol电子
答案 B
解析 N4与N2都是N元素的单质,A对;14N与14C是不同元素的原子,B错;草木灰的主要成分是K2CO3,水解显碱性,N4H4(SO4)2中的N4H44+在碱性条件下生成的N4分子不能被植物吸收,C对;反应8NH3+4C5OHN4+4C5NH2+6H2+4H2O中4 mol NH3被氧化生成1 mol N4,转移电子的物质的量为12 mol,则生成0.1 mol N4转移电子的物质的量为1.2 mol,D对。
2.(2019湖南长沙第一中学高三月考)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是( )
A.元素Y的单质在常温下能与浓硝酸发生反应
B.元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有多种
C.元素W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构
D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
答案 C
解析 因X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,则X是碳元素;Y是地壳中含量最丰富的金属元素,为铝元素;Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,是短周期元素,且W、X、Y和Z的原子序数依次增大,Z为硫元素;W是制备一种高效电池的重要材料,是锂元素。元素Y为Al,常温下能与浓硝酸发生钝化反应,故A正确;元素X与氢形成的化合物有C2H2、C6H6等,故B正确;元素W、X的氯化物分别为LiCl和CCl4,则Li+的最外层只有两个电子,不满足8电子的稳定结构,故C错误;元素Z与元素X可形成共价化合物CS2,故D正确。
3.(2019安徽师大附中高三9月测试)X、Y、Z三种短周期元素,原子半径的大小关系为r(Y)>r(X)>r(Z),原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在适当条件下可发生如图所示变化,其中B和C均为10电子分子。下列说法中正确的是( )
A.X元素位于第ⅣA族
B.A能溶解于B中
C.A和C不可能发生氧化还原反应
D.B的沸点高于C的沸点
答案 D
解析 由题给信息及转化关系可推知,X、Y、Z三种元素的单质分别为O2、N2、H2,A、B、C分别为NO、H2O、NH3。X是氧元素,位于第ⅥA族,故A错误;NO难溶于水,故B错误;A是NO,C为NH3,两者能发生氧化还原反应生成氮气和水,故C错误;B为H2O,C为NH3,水分子间的氢键较氨分子间强,故水的沸点比氨高,故D正确。
4.(2019河北石家庄教学质量检测)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W的某种核素不含中子;X、Y原子核外L层的电子数之比为3∶4;X与Z同主族,且X、Y、Z原子的最外层电子数之和为16。下列说法不正确的是( )
A.W、X、Z三种元素形成的化合物一定为强电解质
B.简单氢化物的稳定性:X>Z>Y
C.X与Y形成晶体的基本结构单元为四面体
D.原子半径:Y>Z>X>W
答案 A
解析 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W的某种核素不含中子,则W为H元素;X、Y原子核外L层的电子数之比为3∶4,则L层电子数分别为3、4或6、8,X与Z为同主族元素,且X、Y、Z的最外层电子数之和为16,则X的L层电子数为6,X为O元素,Z为S元素,Y的最外层电子数为16-6-6=4,且Y的L层电子数为8,则Y为Si元素。
H、O、S形成的亚硫酸为弱酸,属于弱电解质,A项错误;非金属性O>S>Si,则简单氢化物的稳定性X>Z>Y,B项正确;O、Si形成的化合物为二氧化硅,二氧化硅晶体的基本结构单元为四面体,C项正确;同一主族元素,从上到下,原子半径逐渐增大,同一周期元素,从左向右,原子半径逐渐减小,则原子半径Y>Z>X>W,D项正确。
5.(2019广东肇庆第二次检测)已知短周期主族元素X、Y、Z、W、R,其中X的原子半径在短周期主族元素中最大,Y元素的原子最外层电子数为m,次外层电子数为n,Z元素的原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,W与Z同主族,R元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2∶1。下列叙述错误的是( )
A.X与Y形成的两种化合物中,阴、阳离子的个数比均为1∶2
B.简单氢化物Y比R的稳定,且熔、沸点高
C.RY2和X2Y2均具有漂白性,均能使品红溶液褪色
D.RY2和WY2通入Ba(NO3)2溶液中均不产生白色沉淀
答案 D
解析 X的原子半径在短周期主族元素中最大,则X为Na元素。Z的原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,则m+n=8;Y的最外层电子数为m,次外层电子数为n,则n=2,由此可知m=6,则Y为O元素,Z为Si元素。W与Z同主族,则W为C元素。R与Y原子的核外电子数之比为2∶1,则R的核外电子数为16,R为S元素。
X与Y可形成Na2O、Na2O2两种化合物,其阴、阳离子的个数比均为1∶2,A项正确。Y为O元素,R为S元素,O元素的非金属性强于S元素,所以简单氢化物H2O比H2S稳定;水分子间可以形成氢键,熔、沸点比H2S的高,B项正确。SO2和Na2O2都有漂白性,都能使品红溶液褪色,C项正确。CO2与Ba(NO3)2溶液不能反应生成白色沉淀,而SO2具有较强还原性,在水溶液中被NO3-氧化成SO42-,SO42-与Ba2+生成BaSO4白色沉淀,D项错误。
6.(2019江苏盐城四模)用ClCH2CH2OH和NaCN为原料可合成丙烯酸,相关化学用语应用错误的是( )
A.质子数和中子数相等的钠原子:1122Na
B.氯原子的结构示意图:
C.NaCN的电子式:Na+[··C︙︙N··]-
D.丙烯酸的结构简式:CH3CHCHCOOH
答案:D
解析:质量数A=质子数Z+中子数N=11+11=22,质子数和中子数相等的钠原子符号为:1122Na,A正确;Cl原子的核外电子总数为17,其原子结构示意图为,B正确;NaCN为离子化合物,由Na+和CN-通过离子键构成,电子式为Na+[··C︙︙N··]-,C正确;丙烯酸的结构简式为CH2CHCOOH,D错误。
7.(2019江苏南京、盐城二模)用化学用语表示2Na+2H2O2NaOH+H2↑中的相关微粒,其中正确的是( )
A.中子数为8的氧原子:88O
B.NaOH的电子式:Na··O······H
C.H2O的结构式:
D.Na+的结构示意图:
答案 C
解析:中子数为8的O原子,质量数=质子数+中子数=8+8=16,中子数为8的O原子可表示为:816O,A错误;氢氧化钠属于离子化合物,钠离子直接用离子符号表示,氢氧根离子除了标出所带电荷,还需要写出O、H的最外层电子,氢氧化钠的电子式为Na+[··O······H]-,B错误;水分子式为H2O,分子中氢原子与氧原子之间形成1对共用电子对,结构式为H—O—H,C正确;钠离子核内11个质子,核外电子分两层,第一层为2个,第二层为8个,离子结构示意图为,D错误。
8.下列化学用语表示正确的是( )
A.中子数为8的氧原子: 818O
B.氯离子的结构示意图:
C.Na2S的电子式:Na··S······Na
D.2-丙醇的结构简式:(CH3)2CHOH
答案:D
解析:A项,中子数为8的氧原子为 816O,A错误;B项,氯离子的结构示意图为 ,B错误;C项,Na2S的电子式为Na+[··S······]2-Na+,C错误;D项,2-丙醇的结构简式为(CH3)2CHOH,D正确。
9.下列叙述中,正确的是( )
A.两种微粒,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同
B.凡单原子形成的离子,一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C.两原子如果核外电子排布相同,则一定属于同种元素
D.阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同
答案 C
解析 两种微粒,若核外电子排布完全相同,则化学性质不一定相同,如Na+和O2-,A错误;由单原子形成的离子,不一定具有稀有气体元素原子核外电子排布,如H+,B错误;原子中核外电子数=核内质子数,元素是具有相同质子数的同一类原子,所以两原子如果核外电子排布相同,则一定属于同一种元素,C正确;阴离子的核外电子排布与同一周期稀有气体原子核外排布相同,主族金属元素阳离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体原子核外排布相同,D错误。
命题角度2元素周期律与元素周期表 化学键
高考真题体验·对方向
1.(2019全国Ⅲ,9)X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是( )
A.熔点:X的氧化物比Y的氧化物高
B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物
C.X与Z可形成离子化合物ZX
D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
答案 B
解析 本题考查了元素推断与元素周期律,难度中等偏上。由于X、Y、Z都为主族元素,首先根据“Y最外层电子数等于X次外层电子数”可推知,Y最外层电子数为2,再依据“它们原子的最外层电子数之和为10”及“X与Z同族”可推知,X为碳元素,Z为硅元素,依据“Y原子半径大于Z”可推知,Y为镁元素。碳的常见氧化物有CO2、CO,常温下为气态,而MgO常温下为固态,A项错误;碳、硅处于同主族,非金属性:C>Si,故简单氢化物的稳定性:CH4>SiH4,B项正确;碳元素和硅元素可形成SiC,但SiC属于共价化合物,C项错误;Mg可溶于浓硝酸,但硅不与浓硝酸反应,D项错误。
2.(2019北京,8)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
B.49115In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
答案 D
解析 In与Al同主族,是第五周期第ⅢA族元素,A正确;49115In的中子数是66,电子数是49,差值为17,B正确;根据元素周期律,同主族从上到下,元素原子半径依次增大,故原子半径:In>Al,C正确;根据元素周期律,同周期从左到右,主族元素原子半径依次减小,金属性渐弱,最高价氧化物对应水化物碱性渐弱,故碱性:RbOH>In(OH)3,D项错误。
3.(2018全国Ⅱ,10)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是( )
A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D.W的氧化物对应的水化物均为强酸
答案 A
解析 根据题给条件分析,W、X、Y、Z分别是N、O、Na、Cl四种元素。O与N可形成N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等多种氧化物,O与Na可形成Na2O、Na2O2两种化合物,O与Cl可形成Cl2O、ClO2、Cl2O5、Cl2O7等多种氧化物,A项正确;Na2O2中既有离子键又有共价键,B项错误;Cl-和N3-、O2-、Na+电子层结构不同,C项错误;W的氧化物的水化物HNO3是强酸、HNO2是弱酸,D项错误。
4.(2018全国Ⅲ,13)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是( )
A.原子半径大小为W
C.Y2W2与ZW2均含有非极性共价键
D.标准状况下W的单质状态与X的相同
答案 D
解析 盐YZW与浓盐酸反应生成黄绿色气体(Cl2),且此气体(Cl2)同冷烧碱(NaOH)溶液作用,可得到含YZW的溶液,则Y、Z、W依次是Na、Cl、O,元素X和Cl同族,且原子序数在O、Na之间,则为氟元素。原子半径:Na>Cl>O>F,A项错误;HF为弱酸,盐酸是强酸,B项错误;Na2O2中有离子键、非极性共价键,ClO2中只有极性共价键,C项错误;O2、O3和F2都是气体,D项正确。
5.(2017全国Ⅱ,9)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。下列叙述正确的是( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
答案 B
解析 由于都是主族元素,故a原子核外电子总数只能是8,a为氧元素;a、b、c、d为短周期元素,原子序数依次增大,c所在周期序数与族序数相同,c为Al,则b为Na或Mg元素;d与a同族,则d为硫元素。
A项,同周期元素,从左到右原子半径逐渐减小,电子层数越多,原子半径越大,故原子半径:Na(或Mg)>Al>S>O,A项错误;4种元素中Na(或Mg)的金属性最强,B项正确;铝的氧化物对应的水化物是两性氢氧化物,C项错误;D项,S的氧化性弱于O2,D项错误。
6.(2017全国Ⅲ,12)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( )
W
X
Y
Z
A.氢化物沸点:W
C.化合物熔点:Y2X3
解析 设Y的最外层电子数为a,则W、X、Z的最外层电子数分别为a+2、a+3、a+4,四种元素原子最外层电子数之和为:a+a+2+a+3+a+4=21,得a=3,则W为氮元素、X为氧元素、Y为铝元素、Z为氯元素。A项,NH3分子间存在氢键,其沸点比HCl高,错误;B项,Al(OH)3显两性,氮元素的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性,错误;C项,Al2O3是离子晶体,熔点高,而AlCl3是分子晶体,熔点低,错误;D项,Al3+和O2-的电子层结构相同,但核电荷数越大,对应的离子半径越小,正确。
7.(2017天津,5)根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
答案 C
解析:气态氢化物的稳定性取决于非金属性的强弱,非金属性:O>N>Si,故稳定性:H2O>NH3>SiH4,A项正确;H与非金属元素通常形成共价化合物,也可与活泼金属元素形成离子化合物,B项正确;用最高价氧化物的水化物(即最高价含氧酸)酸性强弱判断非金属性强弱,由实验可知酸性:HCl>H2CO3>H2SiO3,但不能得出非金属性:Cl>C,C项错误;118号元素的原子结构示意图为,故位于第七周期0族,D项正确。
8.(2016全国Ⅲ,12)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X 形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:W
C.气态氢化物的热稳定性:W
答案 B
解析 短周期主族元素中原子半径最大的是Na,X为Na;Z的原子序数比X大且Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性,则Z为Cl;原子序数W
A.单质的沸点:W>X
B.阴离子的还原性:W>Z
C.氧化物的水化物的酸性:Y
答案 B
解析 因为W、X、Y、Z均为短周期主族元素,由原子核外L电子层电子数分别为0、5、8、8可知,W为氢元素,X为氮元素,又因为它们的最外层电子数之和为18可知,Y与Z的最外层电子数之和为12,Z的原子序数大于Y,所以Y是磷元素,Z是氯元素。氢气和氮气均为分子晶体,相对分子质量大的沸点高,故A项错误;氢元素的非金属性弱于氯元素,所以阴离子的还原性W>Z,B项正确;未指明最高价氧化物的水化物,不能判断酸性的强弱,C项错误;氮与磷可以存在于同一离子化合物中,如磷酸铵,D项错误。
典题演练提能·刷高分
1.(2019河南六市第一次联考)X、Y、Z、W为短周期元素,X的M电子层有1个电子,Y的最外层电子数为内层电子数的2倍,Z的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,Z与W同周期,W的原子半径小于Z。下列有关说法正确的是( )
A.原子半径:X
C.气态氢化物的稳定性:Y>Z>W
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z
答案 B
解析 X的M电子层有1个电子,则X是Na元素;Y的最外层电子数为内层电子数的2倍,Y是C元素;Z的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,Z是S元素;Z与W同周期,W的原子半径小于Z,W是Cl元素。
原子半径:Na>S>Cl>C,A项错误;Mg2C、MgS、MgCl2都是离子化合物,B项正确;气态氢化物的稳定性:HCl>H2S,C项错误;最高价氧化物对应水化物的酸性:H2SO4>H2CO3,D项错误。
2.(2019河南九师联盟检测)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最低负价等于X、Z的最低负价之和,Y的周期数是族序数的3倍,W的简单氢化物与X的简单氢化物化合形成的盐中既含离子键又含共价键。下列说法正确的是( )
A.常压下,单质的沸点:W>Z
B.Y与X形成化合物的水溶液呈碱性
C.原子半径:W
答案 B
解析 Y的周期数是族序数的3倍,可知Y是Na;W的简单氢化物与X的简单氢化物化合形成的盐中既含离子键又含共价键,结合W、X原子序数均比Na小,可知W的简单氢化物是NH3,X的简单氢化物是HF,即W是N,X是F;W的最低负价等于X、Z的最低负价之和,Z是S。
常温常压下,N2是气态,S是固态,故单质的沸点:N2
A.简单离子半径:r(Z)>r(X)>r(Y)
B.Y的最高价氧化物的对应水化物为强碱
C.X2W4分子中既含极性键,又含非极性键
D.化合物XW3的水溶液能抑制水的电离
答案 B
解析 W、X、Y、Z四种元素分别是元素周期表中连续三个短周期的元素,且原子序数依次增大,则W为H;化合物XW3能作制冷剂且其浓溶液可检验Z单质是否泄漏,X为N,Z为Cl;化合物YZ3能促进水的电离,即能发生水解,则Y为Al。
X(N)、Y(Al)、Z(Cl)简单离子半径大小关系:r(Cl-)>r(N3-)>r(Al3+),A项正确;Y为Al,Y的最高价氧化物的对应水化物为Al(OH)3,属于两性氢氧化物,不是强碱,B项错误;N2H4电子式为H··N··H····N··H····H,分子中既含极性键,又含非极性键,C项正确;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O电离出OH-,能够抑制水的电离,D项正确。
4.(2019湘赣十四校第一次联考)短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数逐渐增大,X的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构,Z、W的单质是常见的金属,Z是同周期主族元素中原子半径最大的元素,W的简单离子是同周期主族元素中简单离子半径最小的,X和Z的原子序数之和与Q的原子序数相等。下列说法正确的是( )
A.相同质量的Z和W的单质分别与足量稀盐酸反应时,Z的单质获得的氢气较多
B.简单气态氢化物的稳定性:X>Y>Q
C.X与Q形成的化合物和Z与Q形成的化合物中的化学键类型相同
D.W元素位于元素周期表中第13列
答案 D
解析 X原子核外最外层电子数是次外层的2倍,则X原子有2个电子层,最外层电子数为4,则X为C元素;Z、W是常见金属,原子序数大于碳元素,处于第三周期,Z是同周期中原子半径最大的元素,W的简单离子是同周期中离子半径最小的,则Z为Na元素、W为Al元素;Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构,则Y为N元素;Q处于第三周期,X和Z原子序数之和与Q的原子序数相等,则Q的原子序数为6+11=17,则Q为Cl元素。
相同质量的Na和Al分别与足量稀盐酸反应时,二者生成氢气物质的量之比为m23∶m27×3=9∶23,即Al与盐酸反应生成的氢气多,A项错误;非金属性Cl>N>C,则氢化物稳定性HCl>NH3>CH4,B项错误;X与Q形成的化合物为CCl4,含有共价键;Z与Q形成的化合物为NaCl,含有离子键,二者所含化学键不同,C项错误;W为Al元素,位于周期表第3周期ⅢA族,为周期表中第13列,D项正确。
5.(2019安徽江南十校综合素质检测)四种短周期主族元素X、Y、Z和W,原子序数依次增大,X和Y的单质化合生成气体A,A分子中的电子数与氖原子相同;X和W的单质化合生成气体B,常温下0.1 mol·L-1的B溶液的pH=1;气体A和气体B相遇产生白烟;X与Z可按原子个数比1∶1形成化合物C。下列说法正确的是( )
A.化合物C可能为离子化合物
B.Z离子的半径比Y离子的大
C.Y的非金属性很强,其单质非常活泼
D.最高价氧化物对应水化物的酸性Y比W强
答案 A
解析 X和W的单质化合生成气体B,常温下0.1 mol·L-1 B溶液的pH=1,则B是一元强酸,则X是H元素,W是Cl元素;气体A和气体B相遇产生白烟,则B是NH3,X和Y的单质化合生成气体A,A分子中的电子数与氖原子相同,所以Y是N元素;X与Z可按原子个数比1∶1形成化合物C,Z可能是O、F、Na中的任一种,C可能是H2O2、HF、NaH中的一种。
若C为NaH,则含有离子键,化合物C可能为离子化合物,A项正确;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以无论Z是O、F、Na中的任何一种元素,N3-的半径比O2-、F-和Na+的半径都大,B项错误;Y是N元素,尽管N元素的非金属性很强,但由于N2分子中含有N≡N键,键能大,键长短,断裂时需要消耗很大的能量,所以N2并不活泼,C项错误;高氯酸HClO4的酸性比HNO3强,D项错误。
6.(2019湖北天门、仙桃等八市模拟)元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如图所示,其中元素Q位于第四周期,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
Q
A.简单离子半径(r):r(Q)>r(Y)>r(Z)
B.氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
C.XY2和XZ4均含有非极性共价键
D.标准状况下Z的单质状态与Q的相同
答案 A
解析 由元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置,可知X位于第二周期,Y、Z位于第三周期;X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,设X的最外层电子数为x,则x+x+2+x+3=17,解得:x=4,则X为C、Y为S、Z为Cl,Q为Br。
电子层数越多离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径为r(Br)>r(S)>r(Cl),A项正确;B项中未说明是最高价氧化物对应水化物,故无法比较氧化物对应水化物的酸性,B项错误;XY2和XZ4分别为CS2和CCl4,CS2和CCl4中均不存在非极性键,C项错误;标准状况下氯气为气态,而Br2为液态,二者状态不同,D项错误。
7.(2019湖北部分重点中学第二次联考)第三周期元素,浓度均为0.01 mol·L-1的最高价氧化物对应水化物的pH与原子半径的关系如图所示。则下列说法正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:N>R
B.Z的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
C.Y和R形成的化合物既含离子键又含共价键
D.X和M两者最高价氧化物对应的水化物反应后溶液的pH>7
答案 D
解析 第三周期元素的原子半径随原子序数的递增而减小,即X→R为Na→Cl。A项中气态氢化物的稳定性:HCl>PH3,故A不正确;Z的最高价氧化物的对应水化物Al(OH)3不能溶于稀氨水,B不正确;Y和R形成的化合物是MgCl2,只含离子键,不含共价键,C不正确;X和M两者最高价氧化物的对应水化物反应后,溶液中含Na2SiO3,Na2SiO3水解使溶液的pH>7,D项正确。
8.(2019安徽合肥三模)如表所示的X、Y、Z、W四种短周期元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
A.X、Y、W三种元素简单氢化物的沸点依次升高
B.Z、X、W三种元素氧化物对应水化物的酸性依次增强
C.由X、W和氢三种元素形成的化合物中只含共价键
D.X、Z形成的二元化合物是一种新型无机非金属材料
答案 D
解析 根据元素在周期表中的位置可知,X、Y是第二周期元素而Z和W位于第三周期,设X原子最外层电子数是a,则Y、Z、W原子的最外层电子数分别是a+1、a-1、a+2,这四种元素的原子最外层电子数之和为22,则a+a+1+a-1+a+2=22,则a=5,则X、Y、Z、W分别是N、O、Si、Cl元素。
Y对应的简单氢化物(H2O)沸点最高,A项错误;Z、X、W三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,B项错误;由X、W和氢三种元素形成的化合物中,氯化铵中含有离子键,C项错误;氮和硅形成的二元化合物Si3N4是一种新型无机非金属材料,D项正确。
9.(2019福建龙岩质量检查)Q、W、X、Y是原子序数依次增大的短周期元素。W、X是金属元素,其最高价氧化物的水化物间反应生成盐和水;Q的最外层电子数是核外电子层数的3倍,W与Y可形成化合物W2Y。下列说法正确的是( )
A.W的各氧化物中只含有离子键
B.正四价Y的氧化物与Q3的漂白原理相同
C.在水溶液中可制得X2Y3沉淀
D.四种元素形成的简单离子中,X的半径最小
答案 D
解析 W、X是金属元素,其最高价氧化物的水化物间反应生成盐和水,可以确定W为钠,X为铝;Q的最外层电子数是核外电子层数的3倍,可以确定为氧;W与Y可形成化合物W2Y,根据化合价可以确定Y为硫。
过氧化钠中既含有离子键也含有非极性共价键,A不正确。二氧化硫是和有色物质结合生成不稳定无色物质,属于暂时性漂白;臭氧是因为具有强氧化性漂白有色物质,属于永久性漂白,B不正确。硫化铝遇水剧烈水解生成氢氧化铝沉淀和硫化氢气体,C不正确。四种元素形成的简单离子中,铝离子半径最小,D项正确。
10.(2019陕西咸阳一模)W、X、Y、Z四种短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示。下列推断正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.元素非金属性:Z>Y>X
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y>W
D.WH4与Z元素的单质在光照时发生置换反应
答案 C
解析 根据四种短周期元素在周期表的位置,推出W为C,X为O,Y为S,Z为Cl。Y、Z、X的原子半径依次减小,即Y>Z>X,A项错误;非金属性X>Y、Z>Y,结合氯的含氧化合物中氧显负价,可知非金属性X、Z、Y依次降低,B项错误;由非金属性Z>Y>W,则Z、Y、W的最高价氧化物对应水化物的酸性依次降低,C项正确;CH4与氯气在光照下可发生取代反应,生成卤代烃和HCl,不属于置换反应,D项错误。
11.(2019湖北四地七校联盟联考)迄今为止我国相关部门已经发布了113号Nh、115号Mc、116号Lv、117号Ts、118号Og等元素的中文名称分别是:、镆、、、,下列有关推断正确的是( )
A.这五种元素均为主族元素
B.根据该名称,周期表118种元素中非金属元素共有24种
C.Nh的最高价氧化物是一种典型的两性氧化物
D.Ts的简单阴离子比该族上一周期简单阴离子的还原性弱
答案 B
解析 113号Nh、115号Mc、116号Lv、117号Ts分别为第ⅢA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素,118号元素为稀有气体元素,是0族元素,A项错误;根据该名称,周期表118种元素中非金属元素有:氢、氦、硼、碳、氮、氧、氟、氖、硅、磷、硫、氯、氩、砷、硒、溴、氪、碲、碘、氙、砹、氡、和共24种,B项正确;113号Nh元素有7个电子层,最外层有3个电子,位于第七周期,第ⅢA族,根据同一主族元素性质递变规律,可推知Nh的最高价氧化物显较强的碱性,C项错误;卤族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,简单阴离子的还原性逐渐增强,所以Ts的简单阴离子比该族上一周期简单阴离子的还原性强,D项错误。
12.(2019山东日照一模)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表所示:
元素代号
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径(10-10m)
1.86
0.99
1.43
1.60
0.75
0.74
主要
化合价
最高正价
+1
+7
+3
+2
+5
……
最低负价
……
-1
……
……
-3
-2
下列说法不正确的是( )
A.由元素X和Q组成的化合物中可能含有共价键
B.X、Z、R的最高价氧化物对应水化物之间可彼此反应
C.氢化物的稳定性是Q>Y>R
D.Z和Y形成的化合物为离子化合物
答案 D
解析 根据化合价首先确定Y和Q分别是氯和氧,然后结合化合价和原子半径可知X、Z、M、R分别是Na、Al、Mg、N。
Na2O2中有共价键,A项正确;X、Z、R的最高价氧化物对应水化物分别是NaOH、Al(OH)3、HNO3,因Al(OH)3是两性氢氧化物,故三者之间可以彼此反应,B项正确;氢化物的稳定性H2O>HCl>NH3,C项正确;AlCl3为共价化合物,D项错误。
命题角度3元素的“位、构、性”关系与元素推断
高考真题体验·对方向
1.(2019全国Ⅱ,9)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
W
X
Y
Z
A.原子半径:W
C.气态氢化物热稳定性:Z
答案 D
解析 由表格中元素在周期表中的位置可知,W的最高化合价比X的最高正化合价多2,且两者最高化合价之和为8,所以X的最高化合价为+3价,W的最高化合价为+5价,分别属于第ⅢA族和第ⅤA族,因为4种元素均为短周期元素,则W为N,X为Al,Y为Si,Z为P。根据同周期主族元素原子半径从左到右逐渐减小,同主族元素原子半径从上到下逐渐增大,可知原子半径N
A.常温常压下X的单质为气态
B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D.W与Y具有相同的最高化合价
答案 B
解析 根据“W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃”可知,该生成物为HF,则结合“W与Y同族”及“W、X、Z最外层电子数之和为10”可推知,W为氟元素,X为Na元素,Y为氯元素,Z为Ca元素。常温常压下,金属钠为固态,A项错误;CaH2为离子化合物,B项正确;CaCl2为强酸强碱盐,其溶液呈中性,C项错误;F无正价,而Cl的最高价为+7价,D项错误。
3.(2018天津,2)下列有关物质性质的比较,结论正确的是( )
A.溶解度:Na2CO3
解析 NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,A项错误;由于非金属性:Cl>P,则氢化物的稳定性:HCl>PH3,B项错误;由于C2H5OH分子间形成氢键,因此沸点:C2H5SH
4.(2017全国Ⅰ,12)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是( )
A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强
B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期
答案 C
解析 W的简单氢化物可用作制冷剂,可知W为N;Y的原子半径是短周期主族元素中半径最大的,可知Y为Na;X、Y和Z组成的盐溶于水后,加入稀盐酸有黄色沉淀和刺激性气味的气体产生,可知此盐为Na2S2O3,即X为O,Z为S。O的非金属性比N的强,则H2O的热稳定性比NH3的强,故A项正确;Na+与O2-的电子层结构相同,B项正确;Na2S的水溶液因水解呈碱性,故C项错误;S与O同主族,与Na同周期,D项正确。
5.(2016全国Ⅰ,13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物。n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01 mol·L-1 r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.原子半径的大小W
C.Y的氢化物常温常压下为液态
D.X的最高价氧化物的水化物为强酸
答案 C
解析 根据单质n为黄绿色气体,说明n是Cl2,则Z为Cl,0.01 mol·L-1 r溶液pH为2,则r为一元强酸,q水溶液具有漂白性,说明m为H2O,r为HCl,q为HClO。s通常是难溶于水的混合物,则p可能为CH4,与Cl2反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4,均难溶于水。推断W、X、Y、Z分别是H、C、O、Cl。A选项,原子半径应为W
6.(2016江苏,4)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层有6个电子,Y是迄今发现的非金属性最强的元素,在周期表中Z位于ⅠA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A.元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构
B.由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物
C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D.原子半径:r(X)
解析 X原子最外层有6个电子,可能为O或S,四种短周期元素中X的原子序数最小,则X为O;W、X同主族,W为S;非金属性最强的元素为F,Y为F;Z位于第ⅠA族,原子序数比F大,Z为Na。A项,O2-和S2-的电子层结构不同,错误;B项,NaF为离子化合物,正确;C项,F的非金属性比S的强,所以氢化物的热稳定性:HF>H2S,错误;D项,原子半径:Na>S>O>F,错误。
7.(2016浙江,9)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,X、Y的核电荷数之比为3∶4。W-的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是( )
A.X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
B.原子半径大小:X
C.化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
D.Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
答案 D
解析 X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,则X是C或S,又因X是四种短周期元素中原子序数最小的,X为C;Y的核电荷数是8,为O;W-的最外层为8电子结构,则W为Cl;金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应,Z为Na。CO不能与NaOH反应,A项错误;同周期原子序数越小,半径越大,即原子半径:C>O,Na>Cl,B项错误;化合物Na2O只含离子键、NaClO3中既有离子键也有共价键,C项错误;O3、Cl2、ClO2等有强氧化性,可以作为自来水的消毒剂,D项正确。
典题演练提能·刷高分
1.(2019山西运城模拟)X、Y、Z、W均为短周期主族元素且原子序数依次增大,Y原子最外层比Z原子最外层多1个电子,实验室可用Z的单质与烧碱溶液反应制备少量气体X2,W的单质可用于自来水消毒。下列说法正确的是( )
A.Z的氢氧化物与Y、W的最高价含氧酸均能反应
B.简单离子半径:Z
D.工业上常用X、W的单质在光照条件下制备XW
答案 B
解析 X、Y、Z、W均为短周期主族元素且原子序数依次增大,实验室可用Z的单质与烧碱溶液反应制备少量气体X2,则Z为Al,X为H;Y原子最外层比Z原子最外层多1个电子,则Y最外层含有4个电子,Y为C元素;W的单质可用于自来水消毒,则W为Cl元素。
Z的氢氧化物为氢氧化铝,碳酸为弱酸,不与氢氧化铝反应,A项错误;离子的电子层越多离子半径越大,简单离子半径:Z
A.原子序数由小到大的顺序是:W
C.化合物的沸点由高到低的顺序是:乙>甲>丙
D.Y与W、Z都能形成两种或两种以上的化合物
答案 B
解析 甲、乙、丙均为10电子的分子,且X和乙的反应为置换反应,该反应为氟气和水的反应,故X单质为F2,Y单质为O2,乙为H2O,甲为HF;则W为H元素,X为F元素,Y为O元素;丙是NH3或CH4,丁是NO或CO2,Z为C或N元素。
W为H元素,X为F元素,Y为O元素,Z为C或N元素,则原子序数由小到大的顺序是:W
A.Y、W的最高价氧化物对应水化物均为强酸
B.原子半径:X
D.v的电子式可表示为X··Y··X··X
答案 D
解析 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。由图中物质转化关系及p和s均为有色气体,v的水溶液呈碱性,常温下,0.1 mol·L-1t溶液与0.1 mol·L-1u溶液的pH均为1可知,v为NH3,p为Cl2,u为HCl,q为H2,m为N2,n为O2,r为NO,s为NO2,t为HNO3,p、s分别为黄绿色、红棕色;又p、q、m、n分别是元素W、X、Y、Z的气体单质,则X为H,Y为N,Z为O,W为Cl。
Y、W的最高价氧化物对应的水化物分别为硝酸、高氯酸,均为强酸,A项正确;电子层越多原子半径越大,同周期从左向右主族元素原子半径依次减小,则原子半径:X
W
X
Y
Z
A.简单氢化物沸点:Y>W
B.原子半径:Z>Y>X
C.氧化物对应水化物的酸性:W
答案 D
解析 由W、X、Y原子的最外层电子数之和为18,设W的最外层电子数为x,则X、Y的最外层电子数分别为x+1、x+2,故x+x+1+x+2=18,解得x=5,故W、X、Y分别为N、S、Cl,进而可推知Z为Ge。
由于NH3分子间可形成氢键,故简单氢化物的沸点:W>Y,A项错误;同周期元素从左到右原子半径依次减小,同主族元素从上到下原子半径依次增大,故原子半径:Z>X>Y,B项错误;元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,若不是最高价氧化物对应水化物则酸性强弱不一定,如硝酸的酸性强于亚硫酸,硫酸的酸性强于亚硝酸,C项错误;位于金属与非金属交界处的Ge是常用的半导体材料,Z与Y可形成化合物ZY4,即GeCl4,D项正确。
5.(2019湖南怀化二模)短周期元素T、X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如下表所示,其中T的单质在一定条件下能与W最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应并生成两种酸性气体,则下列相关说法正确的是( )
A.离子半径:X
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:X
解析 T的单质在一定条件下能与W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应并生成两种酸性气体,根据元素在周期表中的位置关系可确定:T是C元素,X是Mg元素,Y是Al元素,Z是P元素,W是S元素。
电子层数相同的离子,其核电荷数大的离子半径小,核电荷数小的离子半径大;电子层数不同的离子,电子层数多的离子半径大,电子层数少的离子半径小。X是Mg元素,Y是Al元素,W是S元素,所以离子半径:Y
6.(2019四川遂宁三诊)X、Y、Z、W为短周期元素,X原子的质子数等于Z与Y的质子数之和;Z与Y位于同一周期;Y2常用作保护气,一般由分馏液态空气得到;非金属Z的一种固体单质可导电;W原子半径是短周期元素中最大的。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径由大到小的顺序W、X、Y
B.X、Z、W的最高价氧化物的水化物可两两发生反应
C.氢化物沸点最高的是Z的氢化物
D.随着温度升高,Y2的化学活性增强,可能与W单质发生化学反应
答案 D
解析 X、Y、Z、W为短周期元素,Y2常用作保护气,一般由分馏液态空气得到,则Y为N元素;Z与Y位于同一周期,非金属Z的一种固体单质可导电,则Z为C元素,该单质为石墨;X原子的质子数等于Z与Y的质子数之和;则X的质子数为:7+6=13,即X为Al元素;因同周期从左到右原子半径依次减小,同主族从上到下原子半径依次增大,故短周期元素中原子半径最大的为Na,即W为Na元素。
电子层数越多,简单离子半径越大;电子层数相同时,核电荷数越小,简单离子半径越大,则四种元素的简单离子半径从大到小的顺序为N3-、Na+、Al3+,即Y、W、X,A项错误;X、Z、W的最高价氧化物的对应水化物分别是氢氧化铝、碳酸和氢氧化钠,其中碳酸为弱酸,氢氧化铝的碱性也很弱,两者不反应,B项错误;因氨气分子间可以形成氢键,熔、沸点较高,甲烷分子间不能形成氢键,其熔、沸点最低,C项错误;N2常温下性质稳定,但随着温度升高,其化学活性增强,可能与Na单质发生化学反应生成氮化钠,D项正确。
7.(2019辽宁葫芦岛第一次模拟)W、X、Y、Z是短周期元素,原子序数依次递增。W与Y位于同一主族,X的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应,Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为14。下列说法不正确的是( )
A.原子半径X>Y
B.X与Z形成的化合物的水溶液pH<7
C.最简单气态氢化物的稳定性W
答案 C
解析 短周期元素X的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应,X为Al元素;Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半,且Y原子序数大于X,则Y为Si元素;W与Y位于同一主族,W为C元素;X、Y、Z原子的最外层电子数之和为14,则Z的最外层电子数为14-3-4=7,且Z原子序数最大,则Z为Cl元素。
当电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小,因此原子半径X>Y,A项正确;X与Z形成的化合物为AlCl3,该物质是强酸弱碱盐,Al3+水解使溶液显酸性,故其水溶液的pH小于7,B项正确;元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,由于非金属性Z>W>Y,所以它们的相应氢化物的稳定性:Z>W>Y,C项错误;Y与Z形成的化合物是SiCl4,其分子构型为正四面体结构,分子结构对称,正负电荷重心重合,SiCl4分子属于非极性分子,D项正确。
8.(2019安徽A10联盟质检)X、Y、Z、W为周期表中前20号元素,原子序数依次增大,W、Y为金属元素,X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Y、Z位于同周期,Z单质是一种良好的半导体材料;W单质能与冷水剧烈反应;Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W>Y>Z>X
B.X与Z形成的化合物可导电
C.Y、Z、W最高价氧化物对应水化物中,碱性最强的为Y
D.W可从Y的盐溶液中置换出Y
答案 A
解析 X、Y、Z、W分别为O、Al、Si、K。原子半径K>Al>Si>O,A项正确;X与Z形成的化合物为SiO2,不能导电,B项错误;Y、Z、W最高价氧化物对应水化物中,碱性最强的为KOH,C项错误;K不能从铝盐溶液中置换出Al,D项错误。
9.(2019广西桂林、贺州、崇左联合调研)X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,Y2+与W-的电子数之差为8。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
A.原子半径大小:X>Y
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W
C.工业上通过电解Y的氧化物制取Y单质
D.X与W可形成正四面体结构的有机物
答案 D
解析 根据题图可知,X位于第二周期,Y、Z、W位于第三周期,Y2+与W-的电子数之差为8,则Y为Mg元素,W为Cl元素;结合各元素的相对位置可知,X为C元素,Z为S元素。
原子核外电子层越多,原子半径越大,所以原子半径X
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