高考化学三轮冲刺专题05 元素推断与物质结构、物质转化的关系专题（含解析）

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 专题05 元素推断与物质结构、物质转化的关系专题
1．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，由W、X、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

A．元素非金属性强弱的顺序为W＞Y＞Z
B．Y单质的熔点高于X单质
C．W的简单氢化物稳定性比Y的简单氢化物稳定性低
D．化合物M中W不都满足8电子稳定结构
【答案】B
【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，为钠Na；由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构分析，Y形成四个共价键，说明其为Si；Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，则Z为Cl；W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，为O；经分析，X为Na，Y为Si，Z为Cl，W为O，则：A项，O、Si、Cl三种元素非金属性最强的为Cl，A错误；B项，单质Si为原子晶体，单质Na是金属晶体，单质Si的熔点高于单质Na，B正确；C项，O的非金属性比Si强，所以O的氢化物的稳定性比Si的氢化物强，C错误；D项，化合物M中O都满足8电子结构，D错误；故选B。
2．某种化合物(如图)由W、X、Y、Z四种短周期元素组成，其中W、Y、Z分别位于三个不同周期，Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍；W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同。下列说法不正确的是

A．原子半径：
B．简单离子的氧化性：
C．X与Y、Y与Z均可形成具有漂白性的化合物
D．W与X的最高价氧化物的水化物可相互反应
【答案】A
【解析】某种化合物由W、X、Y、Z四种短周期元素组成，由结构图可知X的简单离子为X+， W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同，结合Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍，可知X为Na元素，Y为O元素，则W为Al元素；有W、Y、Z分别位于三个不同周期，可知Z为H元素，该化合物为Na[Al(OH)4]；A项，同周期的主族元素核电荷数大，原子半径小，则原子半径Na＞Al＞S，S和O同主族，则原子半径S＞O，氢原子是原子半径最小的原子，则原子半径：H＜O＜Al＜Na，即Z＜W＜Y＜X，故A错误；B项，金属越活泼，简单离子的氧化性的越弱，Na的金属性比Al强，则简单离子的氧化性：Al3+＞Na+，故B正确； C项，Na2O2、H2O2均有强氧化性，具有漂白性，故C正确；D项，Al(OH)3能与NaOH溶液反应，即Al、Na的最高价氧化物的水化物可相互反应，故D正确；故选A。
3．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；r、t、u 是这些元素组成的二元化合物，其中u为葡萄酒中的抑菌成分；25 ℃，0.01 mol/L的v溶液中：= 1.0×10-10。上述物质的转化关系如图所示，下列说法不正确的是

A．简单离子半径：W>Y>Z>X
B．W，Y分別与X元素形成的简单化合物的沸点： Y> W
C．Z2Y和ZX都只存在离子键
D．v能抑制水的电离，u能促进水的电离
【答案】D
【解析】25 ℃，0.01 mol/L的v溶液中：= 1.0×10-10，说明v是一元强碱，v是NaOH；u为葡萄酒中的抑菌成分，u是SO2；X、Y、Z、W的原子序数依次增大，所以X、Y、Z、W分别是H、O、Na、S四种元素。A项，简单离子半径：S2->O2->Na+>H+，故A正确；B项，H2O的沸点大于H2S，故B正确；C项，Na2O、NaH只存在离子键，故C正确；D项，二氧化硫的水溶液是亚硫酸，能抑制水的电离，故D错误。故选D。
4．下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，其中X元素的原子L层电子数是K层电子数的二倍。下列说法正确的是
X

Y

Z


W


T

A． Z的位置是第2周期、第V族
B． 工业上常用X与YZ2反应制备Y，同时生成XY2
C． 根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性
D．X元素和氢元素形成的化合物可与W单质反应，但不能与W的氢化物反应
【答案】C
【解析】X元素的原子L层电子数是K层电子数的二倍，X是C元素，根据题中各元素在元素周期表中的位置，Y、Z、W、T分别是O、Si、Cl、Se元素。A项，氮元素的位置是第2周期、第VA族，故A错误；B项，工业上常用碳高温还原二氧化硅反应制备硅，同时生成一氧化碳，B错误；C项，根据对角线原则，Se具有半导体特性，C正确；D项，碳元素和氢元素形成的化合物，如烷烃可与氯气发生取代反应，如烯烃或炔烃能与氯化氢发生加成反应，D错误。
5． X、Y、Z、U、W五种短周期非金属元素，它们的原子半径与原子序数有如图关系，化合物XZ是水煤气的主要成分之一，下列说法不正确的是

A． U、X、W 三种元素最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强
B． 由Y、Z和氢三种元素形成的化合物中一定只含共价键
C． XZ2与X60的化学键类型和晶体类型都相同
D． X的位置是第2周期、第ⅣA族
【答案】B
【解析】化合物XZ是水煤气的主要成分之一，则XZ为CO，根据原子半径X大于Z可知，X为C、Z为O，结合原子序数大小可知Y为N元素，则a=7；U的原子序数=2a=14，则U为Si元素；W的原子序数=2a+3=17，为Cl元素。A项，U、X、W分别为Si、C、Cl，非金属性Cl＞C＞Si，则Si、C、Cl三种元素最高价氧化物的水化物酸性依次增强，故A正确；B项，Y、Z分别为N、O，N、O、H可以形成离子化合物硝酸铵，硝酸铵中含有离子键和共价键，B错误；C项，XZ2、YZ2分别为CO2、NO2，X60为C60，前二者是极性共价键，C60中非极性共价键，三者都只含有共价键，形成的晶体都是分子晶体，C正确；D项，X是C元素，位置是第2周期、第ⅣA族，D正确。
6．X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素，其中Z为金属元素，X、W为同一主族元素。X、Z、W分别与Y形成的最高价化合物为甲、乙、丙。结合如图转化关系，下列判断正确的是( )

A．X位于元素周期表第二周期Ⅳ族 B．反应③可用于工业上制取W的单质
C．甲、丙、丁均为酸性化合物 D．工业上通过电解乙来制取Z的单质
【答案】B
【解析】X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素，其中Z为金属元素，X、W为同一主族元素。X、Z、W分别与Y形成的最高价化合物为甲、乙、丙。结合如图转化关系，可知X是C元素、Y是O元素、Z是Mg元素、W是Si元素，甲、乙、丙、丁分别是CO2、MgO、SiO2、CO。A项，碳元素位于元素周期表第二周期ⅣA族，故A错误；B项，反应③是2C+ SiO2Si+2CO，可用于工业上制取Si单质，故B正确；C项，丁是CO，CO不能与酸、碱反应，既不是酸性氧化物又不是碱性氧化物，故C错误；D项， 工业上通过电解熔融氯化镁来制取镁的单质，氧化镁熔点高，消耗能源大，故D错误；故选B。
7．X、Y、Z、W为原子序数递增的4种短周期元素，其中Y、Z为金属元素。X、Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物甲、乙、丙、丁之间存在如图所示反应关系(图中“一”相连的两种物质能发生反应)。下列判断正确的是

A．X是元素周期表中非金属性最强的元素
B．Z冶炼可通过电解其氯化物的方式获得
C．4种原子中，Y离子半径最小
D．W的阴离子可能促进水的电离
【答案】D
【解析】Y、Z为金属元素，对应的最高价氧化物对应的水化物可发生反应，则应为氢氧化铝和氢氧化钠的反应，可知Y为Na、Z为Al，乙为NaOH，丙为Al(OH)3，X应为N，甲为HNO3，W可为为S、Cl，则丁可能为H2SO4、HClO4。由以上分析可知X为N、Y为Na、Z为Al、W为S或Cl，甲为HNO3，乙为NaOH，丙为Al(OH)3，丁为H2SO4或HClO4。A项，X为N，元素周期表中非金属性最强的元素为F，故A错误；B项，Z为Al，位于周期表第三周期ⅢA族，故B错误；C项，4种原子中，半径最小的为N，Y为Na，原子半径最大，故C错误；D项，如W为S，对应的离子为S2-，水解呈碱性，可促进水的电离，故D正确；故选D。
8．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，由这些元素组成的常见物质的转化关系如下图，其中a、b、d、g为化合物，a为淡黄色固体，c是Z的单质，该单质与沸水缓慢反应，且该单质可制造照明弹；f为固体单质。下列有关说法正确的是

A．简单离子的半径：Y>Z>X B．元素的非金属性：W>X
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：Y>Z D．X、Y 两种元素组成的化合物只含离子键
【答案】C
【解析】a、b、d、g为化合物，a为淡黄色固体，则a为过氧化钠；c是Z的单质，该单质与沸水缓慢反应，且该单质可制造照明弹，则Z为镁元素；由这些元素组成的常见物质的转化关系可知，若f为固体单质，则b为二氧化碳、f为碳、e为氧气、d为碳酸钠、g为氧化镁。短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，则其分别为C、O、Na、Mg。A项，电子层结构相同的离子，核电荷数越大的半径越小，所以简单离子的半径X>Y>Z，A不正确； B项，元素的非金属性为O >C，B不正确；C项，Na的金属性强于Mg，故其最高价氧化物对应水化物的碱性较强，C正确；D项， X、Y 两种元素组成的化合物有氧化钠和过氧化钠，其中氧化钠只含离子键、过氧化钠既有离子键又有共价键，D不正确。本题选C。

9．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，由W、X、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

A．元素非金属性强弱的顺序为W＞Y＞Z
B．Y单质的熔点高于X单质
C．W分别与X、Y、Z形成的二元化合物均只有一种
D．化合物M中W不都满足8电子稳定结构
【答案】B
【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则X为Na元素；根据结构，W最外层有6个电子，原子序数小于11，则W为O元素；Y最外层有4个电子，原子序数大于11，则Y为Si元素；W的核外电子数为8，与X、Z的最外层电子数之和相等，则Z最外层有7个电子，只能为Cl元素；Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，符合题意。根据上述分析，W为O元素，X为Na元素，Y为Si元素，Z为Cl元素。A项，同一周期，从左向右，非金属性增强，同一主族，从上到下，非金属性减弱，则元素非金属性强弱的顺序为Cl＞Si，即Z＞Y，故A错误；B项，硅为原子晶体，熔点高于钠，即Y单质的熔点高于X单质，故B正确；C项，O与Na能够形成氧化钠和过氧化钠2种，故C错误；D项，根据，阴离子带2个单位负电荷，其中O都满足8电子稳定结构，故D错误；故选B。
10.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是 (　　)
A．K3C60中只有离子键
B．K3C60中不含共价键
C．该晶体在熔融状态下能导电
D．C60与12C互为同素异形体
【答案】C
【解析】　K3C60中中碳原子之间为共价键，故A、B错误;K3C60在熔融状态下能电离出自由移动的离子，所以能导电，故C正确;同素异形体是指由相同元素组成的不同单质，12C不是单质，故D错误。
11.用化学用语表示NaOH+HClNaCl+H2O中的相关微粒，其中正确的是 (　　)
A．中子数为8的氧原子O
B．HCl的电子式:H+[∶∶]-
C．Cl-的结构示意图:
D．H2O的结构式:H—O—H
【答案】D
【解析】　中子数为8的氧原子，质量数=质子数+中子数=8+8=16，故中子数为8的氧原子为O， A项错误;HCl是共价化合物，氢原子和氯原子间以一对共用电子对结合，故HCl的电子式是H∶∶， B项错误;氯原子获得1个电子形成氯离子，Cl-的结构示意图为， C项错误;水的电子式为H∶∶H，其结构式为H—O—H， D项正确。