2024年高中化学一轮复习专项训练 元素的推断与元素周期律

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专项训练 元素的推断与元素周期律
1．（2023·浙江·统考高考真题）X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期，且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是
A．第一电离能：
B．电负性：
C．Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：
D．与水反应生成产物之一是非极性分子
【答案】A
【分析】X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期，且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，则X为C，Y为N，Z为F，W原子在同周期中原子半径最大，则W为Na。
【详解】A．根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，则第一电离能：，故A错误；
B．根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，则电负性：，故B正确；
C．根据同电子层结构核多径小，则Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：，故C正确；
D．与水反应生成产物之一为乙炔，乙炔是非极性分子，故D正确。
综上所述，答案为A。
2．（2023·湖南·统考高考真题）日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素，W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等，基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2：1：3。下列说法正确的是
A．电负性：X>Y>Z>W
B．原子半径：XW，A错误；
B．同一周期原子半径从左到右依次减小，同一主族原子半径从上到下依次增大，故四种原子的原子半径大小为：YX>M
C．和互为同位素
D．元素Y的第一电离能小于同周期相邻两种元素的
【答案】C
【分析】根据基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，可推出Y是O，Z是S，再分析衰变方程发现M质子数比X大2，原子序数XN，则简单氢化物还原性：Z>X>M，故B正确；
C．和在组成上都是氮气，属于同种物质，都是分子，一定不是同位素，故C错误；
D．同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但基态N原子是半充满稳定结构，第一电离能大于O原子，因此O的第一电离能小于N和F，故D正确；
故选：C。
15．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X只有1个能级的电子。是一种平面正三角形分子。Z的p能级电子半充满。M元素焰色试验焰色呈黄色。下列说法不正确的是
A．电负性：，第一电离能：M>Z>Y
B．与能通过配位键化合
C．是分子晶体，结构与苯相似
D．是一种离子化合物，溶于水能放出氢气
【答案】A
【分析】X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大，X只有1个s能级的电子，则X为H；M元素焰色试验焰色呈黄色，则M为Na；Z的p能级电子半充满，则Z为N；是一种平面正三角形分子，则Y为B，Q为Cl。
【详解】A．根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，同主族从上到下电负性逐渐减小，则电负性：，根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，氢原子核外电子半满结构，第一电离能大于B，则第一电离能：，A错误；
B．(BCl3)中B提供空轨道，(NH3)中N提供孤对电子，与能通过配位键化合，B正确；
C．(B3N3H6)属于分子晶体，和苯都是12个原子构成且价电子总数均是30的等电子体，结构相似，C正确；
D．(NaBH4)存在钠离子和，是一种离子化合物，溶于水和水反应生成NaBO2和氢气，D正确；
故选A。
16．（2023·浙江金华·模拟预测）短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态X、Z、Q原子均有两个单电子；基态Q原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为1：2；W简单离子在同周期离子中半径最小。下列说法不正确的是
A．原子半径：W＜X B．简单氢化物沸点：Z＞Q
C．XZ与XY-互为等电子体 D．电负性：W＜Z
【答案】A
【分析】短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态Q原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为1：2，则Q为S；W简单离子在同周期离子中半径最小，则W为Al；基态X、Z、Q原子均有两个单电子，则X为C，Z为O，Y为N，据此分析解题。
【详解】A．Al为第三周期元素，C为第二周期元素，所以原子半径：W>X，故A错误；
B．Z简单氢化物为H2O，Q简单氢化物H2S，H2O由于氢键的存在，其沸点大于H2S，故B正确；
C．等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，XZ为CO，XY-为CN-，两者互为等电子体，故C正确；
D．W为Al，Z为O，电负性：W＜Z，故D正确；
故答案选A。
17．（2023·浙江金华·统考模拟预测）Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，X、Y是同周期元素，位于s区，Y的s能级电子数等于p能级的电子数，五种元素中Q的未成对电子数最多。W、Z最外层电子数相同，Z的核电荷数是W的2倍。则下列说法正确的是
A．离子半径：
B．化合物和中Z杂化不同
C．简单氢化物的稳定性：
D．Z和X可形成原子个数比为1：1和1：2的化合物
【答案】D
【分析】Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，X、Y是同周期元素，位于s区，Y的s能级电子数等于p能级的电子数，则Y原子的电子排布式1s22s22p63s2，所以Y为Mg元素，X为Na元素，W、Z最外层电子数相同，则W、Z同主族，Z的核电荷数是W的2倍，则Z是S元素，W是O元素，五种元素中Q的未成对电子数最多，则Q为N元素，据此分析解答。
【详解】A．X为Na元素，Z是S元素，W是O元素，简单离子电子层数越多，半径越大，具有相同电子层结构的离子，质子数越大，离子半径越小，所以离子半径：，即：，A错误；
B．化合物SO2和SO3中S的价层电子对数均为3，均为sp2杂化，B错误；
C．元素的非金属性越大，其氢化物的稳定性越强，非金属性，所以其简单氢化物的稳定性：，C错误；
D．S元素和Na元素可形成原子个数比为1:1和1:2的化合物为Na2S和Na2S2， D正确；
故答案选D。
18．（2023·湖北荆州·统考模拟预测）某化合物A除在有机合成中有广泛的应用外，还可用作聚合引发剂、煤油抗氧化剂、杀菌剂、抗癌药和脑肿瘤的中子俘获疗法，其结构如图所示，W、X、Y、Z、N均为短周期主族元素，原子半径为Y>Z>N>W，X、Y基态电子排布中未成对电子数相同，下列说法不正确的是

A．最简单氢化物水溶液的pH：Z>Y>W B．第一电离能W>Y>N
C．该结构中所有原子均满足8电子稳定结构 D．X元素的最高价态为＋4
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z、N均为短周期主族元素，原子半径为Y>Z>N>W，由化合物A的结构可知，化合物中W、X、Y、Z、N形成的共价键数目分别为4、4、2、1、4，X、Y基态电子排布中未成对电子数相同，则W为N元素、X为C元素、Y为S元素、Z为Cl元素、N为B元素。
【详解】A．氨气的水溶液氨水呈碱性，溶液pH大于7，而硫化氢和氯化氢的水溶液均呈酸性，溶液pH均小于7，则氨水的pH最大，故A错误；
B．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，磷原子的3p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则磷元素的第一电离能大于硫元素，同主族元素，从上到下第一电离能依次增大，则氮元素的第一电离能大于磷元素，硫元素的第一电离能大于硼元素，则三种元素的第一电离能大小顺序为N>S>B，故B正确；
C．由化合物A的结构可知，化合物中N、C、S、Cl、B均满足8电子稳定结构，故C正确；
D．碳元素原子序数为6，最高正化合价为+4价，故D正确；
故选A。
19．（2023·湖北·校联考模拟预测）W、X、Y、Z是位于同一短周期且核电荷数依次增大的元素，基态X原子的价电子数与内层电子数之差为2，它们所形成的一种化合物是新型锂电池的电解质，该化合物结构如图所示。下列说法正确的是

A．该化合物阴离子中σ键与π键个数比为7：2
B．与Y同周期的主族元素中，只有一种元素的第一电离能比Y的大
C．X、Y、Z的氢化物分子间均存在氢键
D．最高价氧化物对应水化物酸性：
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z是位于同一短周期且核电荷数依次增大的元素，基态X原子的价电子数与内层电子数之差为2，可知X是碳；再结合Y、Z成键数目分别为2、1，可知Y、Z分别为氧、氟；由于一个阴离子只有一个W且形成了4个共价键，故其是硼。
【详解】A．单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，由结构知该阴离子中含有14个σ键、4个π键，A正确；
B．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，氧元素的第一电离能比氟、氮两种元素的小，B错误；
C．碳的氢化物分子间不可能形成氢键，C错误；
D．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性：碳酸>硼酸，D错误；
故选A。
20．（2023·安徽蚌埠·统考模拟预测）由前四周期元素组成的化合物(ZX4)3Q(Y6X5W7)2，可添加到食盐中作抗结剂，阴离子结构如下图所示。其中元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X与W形成的10电子分子常温下为液态；该化合物中基态Q离子3d能级半充满。下列说法不正确的是
  
A．YW2、ZX3、X2W分子中的键角依次减小
B．W与Na形成的化合物可能含离子键和共价键
C．Y、Z、W形成的氢化物沸点高低顺序为：YY
【答案】A
【分析】X、Y、Z、W为原子半径依次减小的短周期主族元素。Y的单质常温为下黄色固体且可用于处理泄漏的汞，Y是S元素； Z的核外电子总数等于Y的最外层电子数，Z是C元素；X、Y的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，X为Na、W为F。
【详解】A．CS2为直线型分子，结构对称，为非极性分子，故A正确；
B．第一电离能：F>C>S，故B错误；
C．C的最高价氧化物对应的水化物为H2CO3，H2CO3是弱酸，故C错误；
D．电子层数越多半径越大，简单离子半径：S2->Na+，故D错误；
选A。
26．（2023·福建莆田·统考模拟预测）X、Y、Z、W为原子半径依次减小的短周期主族元素。Z、W为同周期元素，X、Y的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，Z的核外电子总数等于Y的最外层电子数，Y的单质常温下为黄色固体且可用于处理泄漏的水银。下列说法正确的是
A．简单离子半径：X＞Y
B．最简单氢化物的沸点
C．Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D．的空间结构为直线形
【答案】D
【分析】X、Y、Z、W为原子半径依次减小的短周期主族元素。Y的单质常温为下黄色固体且可用于处理泄漏的汞，Y是S元素； Z的核外电子总数等于Y的最外层电子数，Z是C元素；X、Y的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，X为Na、W为F。
【详解】A．同主族时电子层数越多半径越大，电子层结构相同时核电荷数大的离子半径小，简单离子半径：S2->O2->Na+，则简单离子半径：Y＞X，故A错误；
B．HF分子间存在氢键，H2S分子间存在范德华力，则最简单氢化物的沸点，故B错误；
C．Z即碳元素最高价氧化物对应的水化物为H2CO3，H2CO3是弱酸，故C错误；
D． 即CS2的中心碳原子价层电子对数目为2、无孤电子对，故为直线形分子，故D正确；
选D。
27．（2023·湖北·襄阳四中校考模拟预测）DDQ是一种常用的有机氧化剂，其结构式如图所示，其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，W半径大于Z。下列说法正确的是

A．简单离子半径：
B．氢化物沸点：
C．元素的电负性：
D．含氧酸的酸性：
【答案】C
【分析】X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，X有4个价键，Y有三个价键，Z有2个价键，X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，W的原子半径大于Z的原子半径，说明Z在W的上一周期，且W形成1个共价键，则X、Y、Z、W分别是C、N、O、Cl。
【详解】A．根据同电子层结构核多径小，则半径：，故A错误；
B．碳可以形成相对分子质量很大的烃，其沸点很好，故碳形成的氢化物的沸点可能高于氮形成氢化物的沸点，故B错误：
C．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；元素的电负性：，故C正确；
D．HClO的酸性弱于的酸性，故D错误。
故选C。
28．（2023·陕西榆林·统考模拟预测）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。X、Y为相邻元素，X、W为同主族元素，X、Y的最外层电子数之差等于Z的最外层电子数，在地壳中W的含量仅次于氧元素。下列说法正确的是
A．Y的最简单氢化物的水溶液呈酸性
B．原子半径：Z> Y> W
C．W位于元素周期表第三周期第VIA族
D．X、Y的氧化物均不止一种
【答案】D
【分析】地壳中元素的含量O、Si、Al、Fe、Ca，则W为Si，X、W为同主族短周期元素，X为C，X、Y为相邻元素，X、Y的最外层电子数之差等于1，为Z的最外层电子数，Z为Na，Y为N，以此分析；
【详解】A．Y的简单氢化物为氨气，水溶液呈碱性，A错误；
B．Z为Na，Y为N，W为Si，则原子半径，Na＞Si＞N，B错误；
C．W为Si位于第三周期ⅣA族，C错误；
D．C的氧化物为CO、CO2，N的氧化物为NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4等，D正确；
故答案为：D。
29．（2023·辽宁·校联考模拟预测）美托拉宗临床用于治疗水肿及高血压，下图所示有机化合物是制备美托拉宗的中间产物，其组成元素Z、X、Y、Q、M、W为原子序数依次增大的短周期元素，X、Y、Q为同周期相邻元素。下列说法正确的是
  
A．溶液在酸性条件下会产生黄色浑浊和无色气体
B．和中心原子的价层电子对数相同
C．氢化物的沸点高低顺序一定为：
D．M、W均可与Q形成原子个数比为的化合物，两种化合物漂白原理相同
【答案】A
【分析】如图，根据X的成键数且该化合物为有机物，可知X为C元素，又X、Y、Q为同周期相邻元素且原子序数依次增大，所以Y为N元素，Q为O元素；Z成键数为1，原子序数最小，为H元素；M成键数为6，为S元素；W为Cl元素；以此作答；
【详解】A．在酸性条件下会发生自身氧化还原生成黄色浑浊硫单质和无色气体二氧化硫，A正确；
B．中心原子价层电子对数：为4，为3，B错误；
C．题目中没有说明是简单氢化物，碳可以形成多种烃，故不能判断沸点高低，C错误；
D．M、W均可与Q形成原子个数比为的化合物，分别为、，漂白原理为与有色物质化合生成无色物质，漂白原理为其强氧化性，原理不相同，D错误；
故选A。
30．（2023·福建福州·福州三中校考模拟预测）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，且X、Z原子序数之和是Y、W原子序数之和的。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物，M是某种元素对应的单质，乙和丁的组成元素相同，且乙是一种“绿色氧化剂”，化合物N是具有漂白性的气体(常温下)。上述物质间的转化关系如图所示(部分反应物和生成物省略)。下列说法正确的是

A．沸点：丁丙
B．X、Y、Z、W四种元素能够形成两种常见的酸式盐，且能反应生成N
C．Z与X、Y、W形成的化合物中，各元素均满足8电子结构
D．原子半径：
【答案】B
【分析】乙是一种“绿色氧化剂”，即乙为，乙和丁组成的元素相同，则丁为，化合物N是具有漂白性的气体(常温下)，则N为，根据转化关系，M是单质，分解成和，即M为，甲在酸中生成丙，丙为二元化合物，且含有S元素，即丙为，四种元素原子序数依次增大，且都为短周期元素，X为H，Y为O，W为S，X、Z原子序数之和是Y、W原子序数之和的1/2，则Z为。
【详解】A．丁为，丙为，非金属性：，则热稳定性：，同时水分子间存在氢键，则沸点：，A项错误；
B．X、Y、Z、W四种元素能够形成亚硫酸氢钠和硫酸氢钠，且能反应生成，B正确；
C．Z与X、Y、W形成化合物分别是、、，中H最外层有2个电子，不满足8电子结构，C项错误；
D．同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，原子半径大小顺序是，D项错误；
故选B。