2019高三化学二轮复习配套教案：第一篇题型四　物质结构与元素周期律

题型四　物质结构与元素周期律

(对应学生用书第12~13页)

1.(2018·全国Ⅰ卷,12)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;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。下列说法正确的是(　B　)

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

解析:可腐蚀玻璃的物质是HF,以此为切入点,根据题意进行元素推断,可知W是氟、X是钠、Y是氯、Z是钙。钙是活泼金属元素,氢是非金属元素,CaH2是由Ca2+和H-构成的离子化合物,B正确;常温常压下,钠的单质是固体,A错误;CaCl2是强酸强碱盐,水溶液呈中性,C错误;氯有最高化合价+7,氟没有正价,D错误。

2.(2018·全国Ⅱ卷,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　)

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

解析:W、X、Y、Z四种元素原子序数依次增大且为短周期元素,由W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体可知,W为N,X为O;由Y的周期数是族序数的3倍可知,Y为Na;由Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同可知,Z最外层有7个电子,Z为Cl。O与N可形成NO、NO2、N2O3等,O与Na可形成Na2O、Na2O2,O与Cl可形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等,A正确;Na2O2中含有共价键,B错误;Cl-比N3-、O2-、Na+多一个电子层,C错误;W的氧化物中,N2O3对应的水化物HNO2是弱酸,D错误。

3.(2018·全国Ⅲ卷,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YZW的溶液。下列说法正确的是(　D　)

A.原子半径大小为W<X<Y<Z

B.X的氢化物水溶液酸性强于Z的

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

解析:根据原子序数W<X<Y<Z,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,可知W是氧、Y是钠、Z是氯。X和Z同族,则X是氟,原子半径大小应为X<W<Z<Y,即 F<O<Cl<Na,A错误;HF是弱酸,HCl是强酸,B错误;Na2O2含非极性共价键,ClO2不含非极性共价键,C错误;标准状况下,O2、O3与F2均为气体,D正确。

4.(2017·全国Ⅰ卷,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(　C　)

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

解析:NH3可用作制冷剂,可知W为氮元素,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,可知Y为钠元素,黄色沉淀和刺激性气体分别为S和SO2,由反应Na2S2O3+2HCl2NaCl+S↓+SO2↑+H2O可知,X为氧元素,Z为硫元素,热稳定性H2O>NH3,Na+与O2-具有相同的电子层结构,S与O同主族,与Na同周期,A、B、D均正确;Na2S溶液因S2-水解显碱性,不能使蓝色石蕊试纸变红,C不正确。

5.

(2016·全国Ⅰ卷,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(　C　)

A.原子半径的大小W<X<Y

B.元素的非金属性Z>X>Y

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

解析:单质n为黄绿色气体可知n为Cl2,即Z为Cl,q的水溶液具有漂白性,又是由Cl2与二元化合物m反应生成的可知,q为HClO、m为H2O,则r为HCl,0.01 mol·L-1r溶液的pH为2进一步说明r为HCl;p为二元化合物,与Cl2在光照条件反应生成HCl和难溶于水的混合物(s),可推知p为CH4,s为CH4与Cl2取代反应后生成的氯代烃的混合物。再结合W、X、Y、Z原子序数依次增加,能形成H2O、CH4、HCl这些二元化合物,可推知W、X、Y、Z分别为H、C、O、Cl。原子半径:W<Y<X;元素的非金属性:Z>Y>X;Y的氢化物(H2O)常温常压下为液态;X的最高价含氧酸为H2CO3,为弱酸。

1.综合五年全国卷分析,此种题型几乎为必考题型,考查形式为选择题,难度偏大。

2.此类题型基本上是首先在题干中给出一系列条件,具体内容为原子结构、元素周期表结构、元素周期律理论、元素化合物知识以及某些特殊物质的特殊性质等内容。

3.此类题主要考查学生对知识识记的能力,元素周期律的理解能力,还有综合分析问题的能力以及逻辑思维能力。

考向1　文字叙述式位、构、性推断

(对应学生用书第13~14页)

1.原子结构

(1)原子组成符号X,质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N);质子数=核电荷数=原子序数=原子核外电子数;离子所带电荷数=|质子数-核外电子数|。

(2)三素(元素、核素、同位素)概念及判断

(3)核外电子排布规律

(4)原子结构示意图识别及含义

2.位、构、性关系

(1)族序数的奇偶性与原子序数奇偶性相同(Ⅷ族第二列除外)。

(2)主族元素:最高正价=主族序数=最外层电子数(O、F除外);最低负价=主族序数-8=最外层电子数-8。

(3)电子层数=周期数。

(4)最外层电子数少于4容易失电子,表现正价,表现还原性,最外层电子数多于4容易得电子,表现负价,表现氧化性。

3.微粒(原子或简单离子)半径大小比较

(1)电子层数相同:核电荷数越大,半径越小。

(2)最外层电子数相同:电子层数越多,半径越大。

(3)核电荷数相同:核外电子数越多,半径越大,核外电子数越少,半径越小。

4.10e-微粒、18e-微粒

(1)10e-微粒:①原子:Ne;②简单离子:N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+;③分子:CH4、NH3、H2O、HF;④复杂离子:N、OH-、N、H3O+。

(2)18e-微粒:①原子:Ar;②简单离子:S2-、Cl-、K+、Ca2+;③分子:SiH4、PH3、H2S、HCl;④复杂离子:、HS-;⑤特殊分子:F2、H2O2、N2H4、CH3OH、CH3CH3、CH3F。

5.物质熔沸点比较规律

(1)一般地,熔沸点原子晶体>离子晶体>分子晶体,金属晶体熔沸点变化比较大,有些金属比如钨、铂、铁非常高,有些很低比如Na、Hg等。

(2)原子晶体之间熔沸点比较:主要比较其共价键长度,一般的共价键越短,键能越大,熔沸点越高。

(3)离子晶体之间熔沸点比较:主要由离子半径与离子所带电荷决定,离子半径越小,熔沸点越高,离子所带电荷越多,熔沸点越高。

(4)分子晶体之间熔沸点比较:分子结构相似,则相对分子质量越大,熔沸点越高;含有氢键的分子晶体熔沸点反常地高;烃类有机物同分异构体支链越多,熔沸点一般越低。

(5)金属晶体之间熔沸点比较:金属晶体熔沸点主要由金属离子半径以及金属离子所带电荷决定,半径越小,熔沸点一般越高,电荷越多,熔沸点越高。

【例1】 (2015·全国Ⅰ卷,12)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是(　B　)

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<Z

D.X与Y不能存在于同一离子化合物中

精讲精析:电子层1至7代号分别是K、L、M、N、O、P、Q;L层为0的主族元素仅有H,所以W为H;L层5电子的为N元素,所以X为N;L层为8电子的短周期主族元素为第三周期元素,根据四种元素最外层电子数之和为18,知道Y、Z最外层电子数之和为12,根据第三周期主族元素最外层电子数为1~7,仅5+7=12,所以Y元素为P,Z为Cl元素。氢气、氮气为分子晶体,H2相对分子质量小于N2,所以沸点应该为N2>H2,所以A错误;氯非金属性大于H,所以氧化性:氯原子>氢原子,由此知道还原性H->Cl-,所以B正确;同一周期由左至右非金属性增强,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,所以P最高价氧化物对应水化物酸性弱于Cl最高价氧化物对应水化物酸性,由于C项未指明是“最高价氧化物”所以错误;N、P均为非金属元素,离子化合物一般是含有活泼金属或铵根离子的化合物,N、P可以形成(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4等离子化合物,所以D错误。解决此类选择题时注意,不仅要仔细分析题干所给的条件,还要观察一下选项中的问题,有时选项中的问题也能给我们以提示,比如此题中B、C选项,既然存在“阴离子”以及“问氧化物水化物的酸性”,那么这里可以提示我们Y、Z、W可能是非金属。

【例2】 (2015·全国Ⅱ卷,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(　B　)

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

精讲精析:元素周期表、周期律类型题目要特别注意题目设定的范围是“短周期”还是“前20号元素”,如果是“前20号”元素那么一般都会有K或Ca元素,并且原子序数最大的为钙元素。本题并未限定短周期,那么极有可能会考查K或Ca。结合题目d原子序数最大,且离子符号为d+,最外层电子数为1这些信息,可以直接推测d为K。c-和d+的电子层结构相同,所以c-为18e-微粒的Cl-,所以c为Cl元素。a-的电子层结构与氦相同,所以为2e-微粒H-,所以a为H元素。原子序数大于H,且小于Cl的,最外层6个电子的元素显然是O或S,同时因为b次外层有8个电子,所以b为S元素。根据元素周期律,非金属性Cl>S>H,所以A正确;H与K形成离子化合物,所以B错误;K属于活泼的金属元素,与其他三种元素形成离子化合物,所以C正确;H、S、Cl最高正负价分别为+1/-1,+6/-2,+7/-1,代数和分别为0、4、6,所以D正确。

1.(2016·全国Ⅱ卷,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.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

解析:a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,则a为H元素;b2-和c+离子的电子层结构相同,d与b同族,则b为O元素,c为Na元素,d为S元素。H与Na形成的二元化合物NaH中,H的化合价为-1价,A错误;O与H、Na、S元素形成的二元化合物有H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等,B正确;H、O、Na、S中,原子半径最大的是Na,C正确;S与H形成的化合物为H2S,其溶液呈弱酸性,D正确。

2.(2016·全国Ⅲ卷,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(　B　)

A.简单离子半径:W<X<Z

B.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性

C.气态氢化物的热稳定性:W<Y

D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z

解析:根据X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的知,X为Na元素,由此结合题干信息可推知:Z为Cl元素、W为N元素或O元素、Y为P元素或S元素。简单离子半径:Cl->N3-(O2-)>Na+,A错误;W与X形成的化合物有Na2O、Na2O2以及Na3N,它们与H2O反应的产物均有NaOH,B正确;元素的非金属性越强,其气态氢化物的热稳定性越强,故热稳定性W>Y,C错误;最高价氧化物对应的水化物中HClO4是最强的无机酸,D错误。

3.

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常温下均为气体,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。下列说法不正确的是(　D　)

A.x元素位于第ⅥA族

B.A不能溶解于B中

C.B的沸点高于C的沸点

D.A和C不可能发生氧化还原反应

解析:x、y、z三种元素的常见单质在常温下均为气体,短周期常见单质为气体的有H2、N2、O2、F2、Cl2(因为根据图示单质气体可以反应,考虑稀有气体稳定性,所以不作考虑)。进一步根据原子半径大小关系为r(y)>r(x)>r(z),原子序数之和为16,综合判断z一定是H元素,y是N元素,x是O元素。B和C均为10电子分子,则A是NO,C是NH3,B是H2O。x为氧元素,氧元素位于第ⅥA 族,A项正确;A为NO,B为水,NO不溶于水,B项正确;常温下水是液体,氨气是气体,则水的沸点大于氨气的沸点,C项正确;NO和NH3在一定条件下发生氧化还原反应生成氮气和水,D项不正确。

【教师用书备用】 (2014·全国Ⅰ卷,10)X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是(　D　)

A.原子最外层电子数:X>Y>Z

B.单质沸点:X>Y>Z

C.离子半径:X2->Y+>Z-

D.原子序数:X>Y>Z

解析:根据题中信息短周期元素在周期表中的位置关系为

,结合离子所带的电荷,可确定X、Y、Z分别为S、Na和F。原子最外层电子数:F>S>Na,A项错误;单质沸点:Na>S>F2,B项错误;离子半径:S2->F->Na+,C项错误;原子序数:S>Na>F,D项正确。

考向2　元素周期表片段式位、构、性推断

(对应学生用书第15~16页)

1.熟练掌握1~20号元素原子结构以及在周期表中的位置

2.周期表结构

(1)七个周期分为三种:三短、三长、一不全。

(2)16个族分四种:七主、七副、一八、一零。

(3)金属非金属交界的梯子线。

(4)过渡元素全部为金属,位置在ⅡA与ⅢA族之间。

(5)元素种类最多的周期及族,周期表里的特殊元素比如液态金属、液态非金属等。

(6)周期表一、二周期同族相差2个电子,二、三周期同族相差8个电子,三、四周期相差8个电子(ⅠA、ⅡA族),三、四周期相差18个电子(ⅢA至ⅦA族及零族)。

3.元素周期律

(1)原子半径:同周期(左至右)大→小,同主族(上至下)小→大。

(2)元素非金属性(或氧化性或得电子能力):同周期(左至右)弱→强,同主族(上至下)强→弱。

(3)元素金属性(或还原性或失电子能力):同周期(左至右)强→弱,同主族(上至下)弱→强。

(4)金属性实验判据:①金属单质跟水或酸反应置换出氢气的难易程度:越容易则金属性越强,反之,金属性越弱;②最高价氧化物对应水化物的碱性强弱:最高价氧化物的水化物(氢氧化物)的碱性越强,这种金属元素金属性越强,反之,金属性越弱;③金属单质间的置换反应。

(5)非金属性实验判据:①非金属元素单质与氢气化合的难易程度及生成氢化物的稳定性强弱:如果元素的单质跟氢气化合生成气态氢化物容易且稳定,则证明这种元素的非金属性较强,反之,则非金属性较弱;②最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:酸性越强则对应的元素的非金属性越强;③非金属单质间的置换反应。

【例1】 (2017·全国Ⅲ卷,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(　D　)

A.氢化物沸点:W<Z

B.氧化物对应水化物的酸性:Y>W

C.化合物熔点:Y2X3<YZ3

D.简单离子的半径:Y<X

精讲精析:短周期仅有两种元素H、He且在周期表两端(H在最左端、He在最右端),所以很明显表格中两个周期为第二、三周期,根据相关知识可知,其核电荷数关系如下:

据族序数=最外层电子数,4x+2+3+4=21,解得x=3,所以Y为Al,W为N元素,X为O元素,Z为Cl元素(注意:此方法有一个漏洞,那就是如果Z处于0族,此方法无效。如果Z是0族那么很明显:Z是Ar元素,X为F元素,W为O元素,Y为Si元素。此时四种原子最外层电子数之和为4+6+7+8=25不合题意)。由于NH3存在氢键,所以其沸点高于HCl,故A错误;非金属性:N>Al,所以最高价氧化物对应水化物酸性:N>Al,所以B错误(注意即使B选项是W>Y也不正确,因为没有说明是“最高价氧化物对应水化物”。);Al2O3为离子晶体,AlCl3为分子晶体,显然熔点:氧化铝>氯化铝,所以C错误;Al3+与O2-电子层结构相同,而铝离子核电荷数较大,所以其半径较小,因此D正确。

【例2】 短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中Z为地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是(　D　)

A.工业上电解ZW3饱和溶液冶炼金属Z

B.元素X的最高正价与W的最高正价相同

C.简单离子半径的大小顺序:r(Y+)>r(X-)

D.Y、W的最高价氧化物的水化物均能溶解金属Z

精讲精析:“片段式周期表”类型题目,解题关键是判断周期与族。可以直接在试卷上写出周期与族的情况,不用在草稿纸上再画一遍,这样可以节省时间。根据Z为地壳中含量最高的金属元素知Z为铝元素,在第ⅢA族,再据周期表结构,做如下标注:

很明显,可以推出:Y为Na,Z为Al,X为F,W为Cl元素。工业上电解熔融氧化铝冶炼铝,电解氯化铝溶液,根据离子放电顺序不会产生铝,所以A错误;F没有正价所以B错误;Na+、F-为10e-微粒,电子层结构相同,由于Na+核电荷数大于F-,所以钠离子半径小于氟离子,因此C错误;根据Al的化学性质,既能溶于强酸又能溶于强碱,所以D正确。

1.

短周期元素R、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示,Y原子的核外电子数是R的2倍,下列说法正确的是(　D　)

A.可用YO2+Z2+2H2OH2YO4+2HZ,证明非金属性:Z>Y

B.含有Z元素的钠盐溶液都呈中性

C.由非金属性Z>Y可知,最高价氧化物对应的水化物的氧化性:Z>Y

D.最简单气态氢化物的热稳定性:R>X

解析:根据周期表局部特征知道图中是第二、三周期,设R核电荷数为x,则Y核电荷数为x+8,据题意有x+8=2x,解得x=8,所以R为O元素、Y为S元素,X为P元素,Z为Cl元素。根据“以强制弱规律”判断氧化性Cl2>H2SO4,但是并不能据此判断非金属性:Cl>S,因为这里S不是0价而是+6价,注意非金属性指的是0价原子的得电子能力(或氧化性),A错误;NaClO溶液呈碱性,B错误;由非金属性强弱可推知最高价氧化物对应水化物的酸性强弱而不是氧化性强弱,C错误;非金属性越强,气态氢化物越稳定,非金属性:R>X,显然D正确。

2.

短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法不正确的是(　B　)

A.离子半径的大小顺序为r(W2-)>r(Q-)>r(Y2-)>r(Z3+)

B.若存在简单阴离子R2-,则R不一定与Y、W同主族

C.元素X的氢化物与Q的氢化物化合的产物中既含共价键又含离子键

D.X、Z、W、Q四种元素的最高价氧化物对应的水化物均能与强碱反应

解析:根据图中所给的周期表部分结构,可知X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl,根据微粒半径比较规律判断,离子半径大小顺序为r(S2-)>r(Cl-)>r(O2-)>r(Al3+),A项正确;若存在简单阴离子R2-,则该元素的最外层一定有6个电子,应该在周期表中第ⅥA族,必定与O、S同主族,B项不正确;NH3与HCl反应生成的NH4Cl,铵根离子中含有共价键,C项正确;HNO3、Al(OH)3、H2SO4、HClO4与强碱均可以反应生成相应盐,D项正确。

3.

右表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,Z元素的核电荷数为X与Y元素核电荷数之和。下列说法正确的是(　D　)

A.氢化物稳定性Y比W强,是因为Y的氢化物中存在氢键

B.XY2、XW2、ZY2熔沸点依次增大,都是由共价键形成的分子晶体

C.一定条件下,X单质能与ZY2反应生成Z单质,说明X的非金属性比Z强

D.根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性,钠能与T形成Na2T化合物

解析:假设X元素核电荷数为n,则有左下表关系。因为Z元素的核电荷数为X与Y元素核电荷数之和,所以有n+8=n+n+2,据此解得n=6,所以X为C元素,其他元素如右下表。

显然氢化物稳定性Y强于W是正确的,但这并非因为氢键原因而是由于O非金属性强于S,氢键一般只会影响熔沸点等物理性质,而与分子的稳定性无关,因此A错误;SiO2为原子晶体,CO2、CS2为分子晶体且二氧化碳相对分子质量小于二硫化碳,所以熔沸点SiO2>CS2>CO2,B错误;根据元素周期律,C非金属性大于Si,而根据方程式2C+SiO2Si+2CO↑结合“氧化还原反应性质强弱规律”判断非金属性:Si>C,与周期律判断结果矛盾,不能用来说明X(C)非金属性比Z(Si)强,此反应为高温自发反应而低温非自发,这说明高温时非金属性:Si>C,所以C错误;据元素周期律,T元素处在“梯子线”附近,所以具有半导体特性,同时由于其属于非金属元素,最外层有6个电子,据相关知识判断可以与Na形成化合物Na2Se,D正确。

【教师用书备用】

短周期主族元素甲、乙、丙、丁、戊、己、庚在周期表中的相对位置如图,戊、己分别是空气、地壳中含量最多的元素。

下列判断正确的是(　B　)

A.甲为碱金属元素

B.简单气态氢化物的稳定性:庚>己>戊

C.庚的最高价氧化物对应水化物的酸性最强

D.工业上电解乙和己形成的化合物制备乙

解析:根据短周期特征,判断图中三个横行分别为一~

三周期,从左至右是ⅠA~ⅦA主族,所以甲是H元素,戊、己分别是空气和地壳中含量最多的元素,所以判断戊是N元素,己是O元素,乙是Mg元素,丙是Al元素,丁是C元素,庚是氟元素。甲是H,为ⅠA族元素,但不是碱金属元素,A项错误;戊、己、庚分别为N、O、F,非金属性逐渐增强,简单气态氢化物的稳定性逐渐增强,B项正确;庚为F,无正价,无最高价氧化物对应的水化物,C错误;工业上电解熔融的MgCl2制备Mg(氯化物熔点一般低于氧化物,熔化过程节省能源),D项错误。

考向3　元素与物质性质的综合推断

(对应学生用书第16~17页)

1.常见单质及无机物性质及转化(参考一轮复习资料以及题型三中的“考向3”内容)。

2.常见有机物性质及转化(参考题型七相关内容)。

【例1】 (2018·山东青州模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。四种元素形成的单质依次为m、n、p、q;这些元素组成的二元化合物r、t、u,其中u为形成酸雨的主要物质之一;25 ℃时,0.01 mol/L的v溶液中pH=12。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　D　)

A.原子半径的大小:W>Z>Y>X

B.v能抑制水的电离而u能促进水的电离

C.沾有q的试管可用酒精洗涤

D.Z分别与Y、W组成的化合物中化学键类型可能相同

精讲精析:根据u是形成酸雨的主要物质,结合n、p为单质,同时选项C中q用酒精洗涤的提示,综合判断u是SO2,q为S,n为O2;r+t→v+O2,又根据r、t为二元化合物,0.01 mol/L的v溶液pH=12,判断r、t为Na2O2和H2O,v是NaOH;进一步根据短周期、原子序数依次增大,判断X为H,Y为O,Z为Na,W为S元素;m为H2,p为Na,这样即可判断r为H2O、t为Na2O2。电子层数越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则原子半径的大小:X<Y<W<Z,选项A错误;u为SO2,与水反应生成亚硫酸,溶液呈酸性,抑制水的电离,选项B错误;q为S单质,微溶于酒精,故沾有q的试管不可用酒精洗涤,应用浓的氢氧化钠溶液洗涤,选项C错误;Z分别与Y、W组成的化合物Na2O、Na2S中化学键类型均为离子键,相同,选项D正确。注意此题中选项的提示作用,造成酸雨的物质主要是硫氧化物和氮氧化物,由于学过硫易溶于CS2、微溶于酒精、难溶于水的特性,可以联想u为硫氧化物。所以做题时,首先应该全面读题,不仅要读题干,选项也要大致了解,抓住有效的关键信息,然后一举突破。

【例2】 (2018·山东威海模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。A是元素Y的单质。常温下,甲的浓溶液和A发生钝化。丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,且丙是无色气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　A　)

A.丁和戊中所含元素种类相同

B.简单离子半径大小:X<Y

C.气态氢化物的还原性:X>Z

D.Y的简单离子与Z的简单离子在水溶液中可大量共存

精讲精析:本题的突破口是“常温下,甲的浓溶液和A发生钝化”,常见钝化的金属是Al、Fe。由于铁非短周期,所以很明显A为Al;根据能与铝钝化的酸是浓硫酸、浓硝酸及丙为无色气体综合判断甲为硫酸,二元化合物丙为SO2,丁为H2O,乙为Al2(SO4)3;SO2+戊→H2SO4,据元素改变知道戊应该含H元素及O元素,且由于二氧化硫中S化合价升高,所以戊应该具有较强氧化性,判断戊为H2O2。根据以上分析可知W、X、Y、Z分别是H、O、Al、S。丁和戊分别是H2O和H2O2,因此其中所含元素种类相同,A正确;核外电子排布相同时离子半径随核电荷数的增大而减小,则简单离子半径大小:X>Y,B错误;元素的非金属性越强,其氢化物的还原性越弱,非金属性:O>S,则气态氢化物的还原性:X<Z,C错误;铝离子与硫离子在水溶液中不能大量共存,两者发生水解相互促进反应生成氢氧化铝和硫化氢,D错误。

1.

(2018·江西新余模拟)元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,p、q、r是由这些元素组成的二元化合物;m、n分别是元素Y、Z的单质,m是常见的金属单质,n通常为深红棕色液体;0.01 mol/L r溶液的pH为2,p被英国科学家法拉第称为“氢的重碳化合物”,s通常是难溶于水、比水重的油状液体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是(　C　)

A.q的溶液显酸性

B.W的氧化物常温、常压下为液态

C.Z的氧化物的水化物一定为强酸

D.p不能使酸性高锰酸钾溶液褪色

解析:由题中的信息可知,p为苯,n为溴,s为溴苯,q为溴化铁,m为铁,W为H,X为C,Y为Fe,Z为Br。q为溴化铁,三价铁离子水解,溶液显酸性,故A正确;W的氧化物是水,常温常压下为液态,故B正确;Z的氧化物的水化物若为HBrO4时为强酸,若为HBrO时则为弱酸,故C错误;p为苯,苯分子中没有双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D正确。

2.

(2018·四川内江模拟)X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期元素。化合物甲由X、Z、W三种元素组成,常温下0.1 mol·L-1甲溶液的pH=13。工业上常通过电解饱和WR溶液制得甲。Y的单质与由Y、Z组成的化合物之间的转化关系如图所示。下列叙述正确的是(　D　)

A.简单离子的半径:W>Z>R

B.化合物W2Z2中既含离子键又含极性键

C.化合物YZ2溶于足量甲溶液中,存在的微粒有6种

D.图中转化过程发生的反应均为化合反应

解析:由X、Z、W三种元素组成化合物甲,常温下0.1 mol·L-1甲溶液的pH=13,可知甲为NaOH,所以X为H元素,Z为O元素,W为Na元素,工业上常通过电解饱和WR溶液制得甲,可得R为Cl元素,由转化关系可推知Y为C元素。则简单离子半径应为Cl->O2->Na+,所以A错误;化合物Na2O2中既含离子键又含非极性键,故B错误;CO2溶于足量NaOH溶液中,生成Na2CO3,溶液中存在的微粒有Na+、C、HC、H+、OH-、H2CO3、H2O,可见微粒种类不是6种,所以C错误;C+O2CO2,2C+O22CO,2CO+O22CO2,CO2+C2CO,这些反应都是化合反应,故D正确。

3.

(2018·山东滨州模拟)短周期元素a、b、c、d、e的原子序数依次增大,由它们形成的化合物X、Y、Z、W在一定条件下的相互转化关系如图所示。已知X、Y、Z均含有d元素;X的焰色反应呈黄色;Y是两性氢氧化物;0.1 mol·L-1W溶液的pH为1。下列说法正确的是(　B　)

A.e元素的含氧酸的酸性在同主族中最强

B.b元素的单质和氢化物可能具有氧化性和漂白性

C.c与e和a与e元素形成的化合物均属于电解质且化学键类型相同

D.b、c、d元素的离子半径大小顺序是b<c<d

解析:根据题意及转化关系图可知,X中有Na、Al,Y是Al(OH)3,W是一元强酸,即为HCl,X、Y、Z均含有Al元素,则X是NaAlO2,Z是AlCl3,则a、b、c、d、e分别是H、O、Na、Al、Cl。e元素是Cl,其最高价含氧酸的酸性在同主族中最强,故A错误;b元素为O,其单质有O2和O3,其氢化物有H2O和H2O2,O3和H2O2均具有氧化性和漂白性,故B正确;c与e形成的化合物为NaCl,是离子晶体,化学键是离子键,a与e元素形成的化合物为HCl,是分子晶体,化学键是共价键,两者均属于电解质,但化学键类型不同,故C错误;b、c、d元素的离子分别是O2-、Na+、Al3+,电子层结构相同,原子序数越大,半径越小,故D错误。

【教师用书备用】 X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期元素,其中Z为金属元素,X、W为同一主族元素。X、Z、W形成的最高价氧化物分别为甲、乙、丙。x、y2、z、w分别为X、Y、Z、W的单质,丁是化合物。其转化关系如图所示,下列判断错误的是(　C　)

A.反应①、②、③都属于氧化还原反应

B.X、Y、Z、W四种元素中,Y的原子半径最小

C.Na着火时,可用甲扑灭

D.一定条件下,x与甲反应生成丁

解析:根据题中信息可判断x为碳,丙为二氧化硅,在高温条件下碳与二氧化硅反应生成w为硅、丁为一氧化碳;y2为氧气,碳与氧气点燃反应生成甲为二氧化碳,z为镁,镁在二氧化碳中点燃反应生成碳和乙(氧化镁)。反应①二氧化碳与镁反应、②碳与氧气反应、③碳与二氧化硅反应都属于氧化还原反应,选项A正确;同周期元素原子从左到右半径依次减小,同主族元素原子从上而下半径依次增大,故C、O、Mg、Si四种元素中,O的原子半径最小,选项B正确;Na着火时,不可用二氧化碳扑灭,选项C错误;碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳,选项D正确。