第四章　元素“位—构—性”综合推断 （含解析）

　元素“位—构—性”综合推断
1. 短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大,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同主族。下列叙述正确的是 (　)
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中c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单质的氧化性弱
2. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和Y同族,Y的原子序数是W的2倍,X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是 (　)
A.非金属性:Y>W
B.XZ3是离子化合物
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.X与Y可形成化合物X2Y3
3.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与Y、X与Z分别位于同一主族,W与X可形成共价化合物WX2,Y原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5倍。下列叙述不正确的是 (　)
A.WX2分子中的所有原子最外层都满足8电子稳定结构
B.WX2、ZX2中所含化学键类型相同
C.YX2中所含化学键为共价键
D.原子半径:X4. X、Y、Z、W四种主族元素,原子序数依次增大,且均不大于20,四种元素核电荷数之和为46,X、Y两种元素能够形成两种化合物,其中一种化合物被称为生命的源泉。Z元素是一种重要的“成盐元素”,其形成的一种盐在海水中含量最高,其单质通过电解该盐溶液获得。下列关于四种元素的说法中错误的是 (　)
A.X2Y2、ZY2、W(ZY)2均是常见的杀菌消毒剂,三者作用原理相同
B.检验WX2中的X元素,可以将WX2固体置于氧气流中灼烧并将产物通过无水硫酸铜
C.WZ2、WY2两种化合物中阴阳离子个数比均为2∶1
D.XZY属于电解质,且具有强氧化性
5.X、Y、Z三种元素在周期表中的位置如图T5-1所示。下列说法正确的是(　)
图T5-1
A.原子半径:Y>X
B.单质氧化性:X>Y
C.Y与X可形成Y2X7
D.X的简单氢化物常温下为无色液体
6.四种短周期主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如图T5-2所示,其中Z元素的最外层电子数是内层电子总数的。下列说法不正确的是 (　)
图T5-2
A.Z元素位于周期表的第三周期第ⅤA族
B.X、W元素的最高价氧化物对应水化物的酸性:W>X
C.Y元素的气态氢化物的热稳定性比Z的弱
D.X与W可形成化合物XW2,X的原子半径比Y大
7. 前四周期主族元素X、Y、Z、W在周期表中的相对位置如图T5-3所示,其中W的原子序数是Z的2倍。下列说法正确的是 (　)
图T5-3
A.熔点:Y>Y2X3
B.最高价含氧酸的酸性:W>Z
C.Z能与X形成多种化合物
D.Y的最高价氧化物对应的水化物是强碱
8. 部分短周期元素在周期表中的相对位置如图T5-4所示,X元素的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物可化合生成一种离子化合物。下列说法不正确的是 (　)
图T5-4
A.原子半径:Z>W>X>Y
B.元素Y的最高化合价与其主族序数相等
C.元素最高价氧化物对应的水化物的酸性:X>W
D.元素Y的简单氢化物的分子结构为V形
9. 某化合物可用于制造激光器,其结构如图T5-5所示。已知元素X、Y、Z、W原子序数依次递增,且均不大于20,X与W同族,元素W的原子比Z原子多4个电子。下列说法正确的是 (　)
图T5-5
A.非金属性:Z>Y
B.单质的沸点:Z>X>Y
C.该化合物中Z满足8电子稳定结构
D.X、Y和W可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
10. 短周期主族元素W、X、Y、Z原子序数递增,位于三个不同的周期。W与Y同主族。化合物甲的结构式如图T5-6所示,甲不溶于水。下列说法正确的是 (　)
图T5-6
A.简单离子半径:X>Y
B.非金属性:XC.化合物甲中每个原子都达到了8电子稳定结构
D.由W2X2、Y2X2形成的物质化学键类型相同
11. 一种由四种短周期主族元素组成的化合物(如图T5-7所示)可用作化肥和木材、纸张、织物的防火剂,也用于制药和反刍动物饲料添加剂,其中W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且X与Y、Z均相邻。下列有关说法错误的是 (　)
图T5-7
A.该化合物中Z的化合价为+5价
B.气态氢化物的沸点:X>Z
C.原子半径:Z>X>Y>W
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸
12. LiY2Z4XW2能够在锂离子电池负极形成稳定低阻抗的SEI膜,帮助锂离子电池在高温环境中获得良好性能。[Y2Z4XW2]-的结构如图T5-8,图中原子最外层都达到8电子稳定结构。X、Y、Z、W位于同一短周期,元素X的最外层电子数是其内层电子数的1.5倍,W是同周期中原子半径最小的元素。下列说法正确的是 (　)
图T5-8
A.该结构中,X、Y、Z之间形成的化学键均为共价键
B.Y和Z形成的化合物都能和碱发生反应
C.X、Y的最高价氧化物对应的水化物均是强酸
D.Z、W分别形成的气态氢化物的沸点,前者低于后者
13.X、Y、Z、W是短周期中的四种常见元素,其相关信息如表:
元素 相关信息
X 　X最外层电子数是次外层电子数的3倍
Y 　Y元素的最高正价与最低负价的代数和为4
Z 　Z和Y同周期,Z的非金属性大于Y
W 　W的一种核素的质量数为23,中子数为12
(1)Y位于元素周期表第　　　周期第　　　族,Y和Z的最高价氧化物对应水化物的酸性较强的是　　　　(填化学式)。
(2)Z的简单离子的电子式为　　　　　　。
(3)写出W与X形成的碱性氧化物的电子式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
14.有X、Y、Z三种短周期元素,X的气态氢化物的化学式为H2X,此氢化物的相对分子质量与X最高价氧化物的相对分子质量之比为17∶40,X某核素的核内质子数与中子数相等,Y与X可以形成离子化合物Y2X,Y的阳离子电子层结构与Ne相同,Z与X同周期,其气态单质是双原子分子,两原子共用1对电子。试回答:
(1)写出各元素符号:X　　　、Y　　　、Z　　　。
(2)X气态氢化物的电子式为　　　　　　　。
(3)Y元素在周期表中的位置为　　　　　　　　　　　　　,其单质在空气中燃烧产物的电子式为　　　　　　　　　　　　　　。
　元素“位—构—性”综合推断 参考答案
1.D　[解析] 由题给信息推知,a、b、c、d分别为O、Na(或Mg)、Al、S元素。根据周期表中原子半径变化规律可得,原子半径:Na(或Mg)>Al>S,A错误;同周期主族元素从左到右,元素的金属性逐渐减弱,则金属性:Na(或Mg)>Al,故四种元素中b的金属性最强,B错误;Al(OH)3是两性氢氧化物,不是强碱,C错误;元素的非金属性:O>S,则单质的氧化性:O2>S,D正确。
2.D　[解析] 短周期同主族元素原子序数是二倍关系的元素是O(W)、S(Y),则Z为Cl;地壳中含量最多的金属元素是Al(X)。非金属性O>S,A项错误;AlCl3是共价化合物,B项错误;未指明最高价氧化物对应的水合物,如H2SO3、HClO均为弱酸,C项错误;Al与S可以形成Al2S3,D项正确。
3.D　[解析] Y原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5倍,则Y有3个电子层,最外层电子数为=4,故Y为Si;W与Y位于同一主族,所以W为C;W与X可形成共价化合物WX2,则X为O;X与Z位于同一主族,所以Z为S。由CO2的电子式可知CO2分子中所有原子最外层都满足8电子稳定结构,A项正确;CO2、SO2中均只含有共价键,B项正确;SiO2中硅氧之间的化学键是共价键,C项正确;一般电子层数越多,原子半径越大,同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故原子半径的大小顺序为Y>Z>W>X,D项错误。
4.C　[解析] X、Y、Z、W四种主族元素,原子序数依次增大,且均不大于20,X、Y两种元素能够形成两种化合物,其中一种化合物被称为生命的源泉,该化合物为水,则X为H,Y为O;Z元素是一种重要的“成盐元素”,其形成的一种盐在海水中含量最高,其单质通过电解该盐溶液获得,则Z为Cl;四种元素核电荷数之和为46,W的核电荷数为46-1-8-17=20,则W为Ca。根据上述分析可知,X为H,Y为O,Z为Cl,W为Ca元素。X2Y2、ZY2、W(ZY)2分别为H2O2、ClO2、Ca(ClO)2,H2O2、ClO2、Ca(ClO)2均具有强氧化性,是常见的杀菌消毒剂,三者作用原理相同,A正确;WX2是CaH2,该物质发生灼烧反应产生CaO、H2O,无水硫酸铜遇水变蓝,可用无水硫酸铜检验CaH2中的H元素,检验方法为将CaH2固体置于氧气流中灼烧并将产物通过无水硫酸铜,若无水硫酸铜变蓝,则证明CaH2中含有H元素,B正确;WZ2、WY2分别为CaCl2、CaO2,CaCl2中阴阳离子个数比为1∶2,CaO2中阴阳离子个数比为1∶1,C错误;XZY为HClO,HClO在水中能够微弱电离产生H+、ClO-,属于电解质;HClO中Cl元素化合价为+1价,该物质不稳定,具有强氧化性,D正确。
5.D　[解析] 根据元素在周期表中的位置可知,X为O,Y为F,Z为S。同周期主族元素从左到右原子半径依次减小,故原子半径O>F,A错误;同周期主族元素从左到右非金属性依次增强,即单质的氧化性依次增大,故氧化性F2>O2,B错误;F无正价,不能形成F2O7,C错误;O的简单氢化物为H2O,常温下为液体,D正确。
6.C　[解析] 根据四种短周期主族元素的相对位置推知,X、Y处于第二周期,Z、W处于第三周期。Z元素的最外层电子数是内层电子总数的,则Z是P元素,从而推知W是S元素,X是C元素,Y是N元素。Z是P元素,处于第三周期第ⅤA族,A正确;最高价氧化物对应水化物的酸性:H2SO4>H2CO3, B正确;元素的非金属性:N>P,则气态氢化物的热稳定性:NH3>PH3,C错误;C和S元素可形成化合物CS2,原子半径:C>N,D正确。
7.C　[解析] 前四周期主族元素X、Y、Z、W在周期表中的相对位置如题图所示,其中W的原子序数是Z的2倍,设Z的原子序数是a,则W的原子序数是a+17,2a=a+17,a=17,故Z是Cl元素、W是Se元素、X是O元素、Y是Al元素。Al的熔点低于Al2O3的熔点,A错误;非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,最高价含氧酸酸性:HClO4>H2SeO4,B错误;Cl能与O形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多种化合物,C正确;Al(OH)3是两性氢氧化物,D错误。
8.B　[解析] X元素的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物可化合生成一种离子化合物,所以X元素为N元素;根据表中的位置可知,Y元素为O元素,W元素为P元素,Z元素为Si元素。根据元素周期律,原子半径由大到小的顺序为Z>W>X>Y,A正确;Y元素为O元素,不能完全失去最外层6个电子达到+6价的化合价,因此其最高化合价与族序数不相等,B错误;非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,X元素为N元素,W元素为P元素,N的非金属性大于P,故元素最高价氧化物对应的水化物的酸性:X>W,C正确;O元素的气态氢化物为H2O,分子结构为V形,D正确。
9.D　[解析] 由题给信息及化合物的结构推知,X、Y、Z、W分别为H、O、P、K。非金属性:Y>Z,A错误;单质的沸点:Z>Y>X(P>O2>H2),B错误;Z为P形成3个共价键为8电子稳定结构,但是该化合物中形成5个共价键,则不是8电子稳定结构,C错误;X、Y和W可形成既含有离子键又含有共价键的化合物,如KOH,D正确。
10.A　[解析] 短周期主族元素W、X、Y、Z位于三个不同的周期,则W为H元素;W与Y同主族,则Y为Na;根据图示可知,Z形成4个共价键,位于第ⅣA族,结合原子序数可知Z为Si;X形成2个共价键,位于第ⅥA族,应该为O元素,W为H,X为O,Y为Na,Z为Si。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,则离子半径:YS>Si,即非金属性:Z11.D　[解析] 短周期元素W只形成1个共价键,其中W、X、Y、Z的原子序数依次增大且X与Y、Z均相邻,则W是H元素;X是N元素,Y能够形成2个共价键,且可以与H形成共价键,则Y是O;根据元素在周期表中与N元素相邻,原子序数大于O,则Z是P元素。根据物质结构可知该化合物的化学式是NH4H2PO4,其中P元素的化合价为+5价,A正确;X是N,Z是P,二者位于同一主族,它们形成的气态氢化物NH3、PH3都是由分子构成的物质,但由于NH3分子之间存在氢键,导致物质的沸点升高,故气态氢化物的沸点:NH3>PH3,B正确;同一周期元素,原子序数越大,原子半径越小;不同周期元素,元素的周期序数越大,原子半径就越大,则四种元素的原子半径大小关系为Z(P)>X(N)>Y(O)>W(H),C正确;Z是P元素,P的最高价氧化物对应的水化物是H3PO4,H3PO4属于中强酸,不属于强酸,D错误。
12.A　[解析] 元素X的最外层电子数是其内层电子数的1.5倍,则X是B元素;X、Y、Z、W位于同一短周期,均处于第二周期,W是同周期中原子半径最小的元素,则W是F元素。根据原子最外层都达到8电子稳定结构,结合离子中各原子成键特点推知,Y为C元素,Z为O元素。该结构中,B、C、O形成的都是共价键,A正确;C和O可以形成CO和CO2,其中,CO不与碱性物质反应,B错误;B和C的最高价氧化物对应的水化物分别是H3BO3、H2CO3,二者均为弱酸,C错误;H2O常温下为液体,HF常温下为气体,故水的沸点比HF要高,D错误。
13.(1)三　ⅥA　HClO4
(2)[::]-　(3)Na+[::]2-Na+
[解析] X元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,则共有2个电子层,故X为O;由Y元素的化合价的关系可知,Y为S;Z和Y同周期,Z的非金属性大于Y,则Z为Cl;W的一种核素的质量数为23,中子数为12,则其质子数为11,故W为Na。(1)S位于第三周期第ⅥA族;元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强。(2)Z的简单离子为Cl-。(3)Na与O形成的碱性氧化物为Na2O。
14.(1)S　Na　Cl　(2)H::H
(3)第三周期第ⅠA族　
[解析] 有X、Y、Z三种短周期元素,X的气态氢化物的化学式为H2X,该氢化物中X的化合价为-2价,则X属于第ⅥA族元素,其最高价氧化物的分子式为XO3,H2X的相对分子质量与X最高价氧化物的相对分子质量之比为17∶40,设X的相对原子质量为a,(a+2)∶(a+48)=17∶40,则a=32,X原子核内质子数与中子数相等,所以X的质子数为16,则X为S元素;Y与X可以形成离子化合物Y2X,Y属于第ⅠA族元素,Y的阳离子电子层结构与Ne相同,则Y为Na元素;Z与X同周期,其气态单质是双原子分子,两原子共用1对电子,则Z是Cl元素。(1)通过以上分析可知,X是S元素、Y是Na元素、Z是Cl元素。(2)X的气态氢化物为H2S,其电子式为H::H。(3)Na元素在周期表中的位置为第三周期第ⅠA族,其单质在空气中的燃烧产物为过氧化钠,电子式为。