1、1题型四 物质结构与元素周期律题型限时训练1.短周期主族元素 X、Y、Z、W、Q 的原子序数依次增大,X 的气态氢化物极易溶于 Y 的简单氢化物中;常温下,Z 的单质能溶于 W 的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液。下列说法正确的是( A )A.元素 X 的气态氢化物与 Q 的单质可发生置换反应B.原子半径大小顺序为 QZWXYC.元素 X 与 Y 组成的化合物均能溶于水D.Q 氧化物对应水化物的酸性强于 W 氧化物对应水化物的酸性解析:结合题中所给的各种信息分析可得,X 为 N,Y 为 O,Z 为 Al,W 为 S,Q 为 Cl,2NH3+3Cl2N2+6HCl,8NH3+3
2、Cl2 N2+6NH4Cl,A 项正确;原子半径 AlSCl,B 项错误;N 和 O 可以形成 NO、NO 2等多种化合物,但 NO 难溶于水,C 项错误;若该酸为 HClO,其酸性比 H2SO4弱,D 项错误。2.(2018重庆綦江模拟)X、Y、Z、W 为元素周期表中前 20 号元素,它们可以组成化学式为XYZ3W8的硅酸盐,该化学式中仅 W 显负价。X、Y 的最外层电子数之和与 Z 的最高正化合价的绝对值相等。Y 3+与 W 的简单阴离子具有相同的电子层结构。X、W 的质子数之和等于Y、Z 的质子数之和。下列说法错误的是( D )A.简单离子半径:XYB.简单气态氢化物的稳定性:ZAl3+
3、,选项 A 正确;简单气态氢化物的稳定性:SiH4ZB.原子半径:YXZWC.最高价氧化物水化物的酸性:XYD.NaW 与水反应时作还原剂解析:X 的最高价氧化物对应水化物常用于治疗胃酸过多,则 X 是 Al 元素;X 的简单离子与ZW-含有相同的电子数,Z 是 O 元素、W 是 H 元素;Y 的单质是制造芯片的基础材料,Y 是 Si 元素。非金属性 OSi,所以热稳定性:H 2OSiH4,故 A 错误;原子半径:AlSiOH,故 B 错误;最高价氧化物对应水化物的酸性:H 2SiO3Al(OH)3,故 C 错误;NaH 与水反应生成氢氧化钠和氢气,NaH 作还原剂,H 2O 作氧化剂,故 D
4、 正确。4.(2018山东师大附中模拟)短周期元素 X、Y、Z、W、R 的原子序数依次增大。X 的单质是最轻的气体,且是一种清洁能源,Y 原子最外层电子数是内层电子数的 3 倍,Z 是短周期主族元素中原子半径最大的,W 的最外层电子数与 R 的电子数之和等于 Y 与 Z 的电子数之和,R2的最高正价和最低负价的代数和为 4,下列推断正确的是( B )A.原子半径:RWYX,Y 的简单离子半径比 Z 的简单离子半径大B.X 与 Y 形成的原子比为 21 的化合物的沸点比 X 与 R 形成的化合物的沸点高,元素 X 与碳形成的原子比为 11 的化合物有很多种C.Z、W、R 的氧化物对应的水化物两两
5、之间,一定能发生反应D.W、R 形成的单核简单离子均能破坏水的电离平衡,通过电解 W 的氯化物来制取 W 的单质解析:X 的单质是最轻的气体,X 为氢;Y 原子最外层电子数是内层电子数的 3 倍,Y 为氧;Z 是短周期主族元素中原子半径最大的,Z 为钠;R 的最高正价和最低负价的代数和为 4,R 为硫;W的最外层电子数与 R 的电子数之和等于 Y 与 Z 的电子数之和,W 为铝;四种元素符合短周期元素 X、Y、Z、W、R 的原子序数依次增大条件,据此分析解题。同一周期,原子序数越大,原子半径越小,同一主族,原子序数越大,原子半径越大,因此原子半径:WRYX,核外电子排布相同的离子,核电荷数越大
6、,离子半径越小,因此氧离子半径比钠离子半径大,A 错误;水分子间有氢键,水的沸点大于硫化氢;氢与碳形成的原子个数比为 11 的有机物烃类种类繁多,B正确;氢氧化铝与亚硫酸不反应,C 错误;铝离子、硫离子均能发生水解,促进水电离,氯化铝不导电,不能通过电解氯化铝来制取铝单质,D 错误。5.(2018甘肃靖远模拟)短周期主族元素 a、b、c、d 的原子序数依次增大,已知 a、c 同主族且 c 的原子序数是 a 的两倍,b 元素的单质既能溶于稀硫酸、又能溶于氢氧化钠溶液。下列有关说法正确的是( D )A.a 的简单氢化物的沸点比 c 的高,且原子半径:acB.b 的简单离子与 c 的简单离子具有相同
7、的电子层结构C.工业上通过电解 b2a3或 bd3均可得到 b 单质D.a 与 c 形成的化合物的水溶液可使紫色石蕊试液变红解析:短周期主族元素中,满足同主族且原子序数为两倍关系的元素为氧和硫,a、c 同主族且 c 的原子序数是 a 的两倍,a 为氧,c 为硫;既能与强酸反应又能与强碱反应的金属为铝,所以 b 为铝;最后根据短周期主族元素 a、b、c、d 的原子序数依次增大,可以得出 d 为氯。水分子间有氢键,所以水的沸点大于硫化氢的沸点,同一主族从上到下,原子半径增大,因此氧原子半径小于硫原子半径,A 错误;铝离子核外有 10 个电子,硫离子核外有 18 个电子,两种离子电子层结构不同,B
8、错误;工业上通过电解熔融的氧化铝可以制备金属铝,而氯化铝不导电,不能进行电解,C 错误;二氧化硫或三氧化硫均可以和水反应,生成亚硫酸或硫酸,溶液均显酸性,可以使紫色石蕊试液变红,D 正确。6.(2017浙江 11 月选考)Q、X、Y 和 Z 为短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示,这4 种元素的原子最外层电子数之和为 22。下列说法正确的是( D )A.Y 的原子半径比 X 的大B.Q 的最高价氧化物的水化物的酸性比 Z 的强C.X、Y 和氢 3 种元素形成的化合物中都只有共价键D.Q 的单质具有半导体的性质,Q 与 Z 可形成化合物 QZ4解析:设 Q 的最外层电子数为 a,则 X 为
9、a+1,Y 为 a+2,Z 为 a+3。由题知,a+(a+1)+(a+2)+(a+3)=22,解得 a=4。所以 Q 为 Si,X 为 N,Y 为 O,Z 为 Cl。A.同周期元素从左至右,原子半径逐渐减小,故 Y 的原子半径小于 X,A 错;B.非金属性 ClSi,所以最高价氧化物对应水化物酸性 ZQ,B 错;C.N、O、H 形成的盐 NH4NO3中含有离子键与共价键,C 错;D.Si 单质是半导体,Si 与 Cl 可形成化合物 SiCl4,D 正确。7.(2018江西师大附中模拟)X、Y、Z、W 为四种短周期主族元素,X、Y 在周期表中的相对3位置如图所示,X n-、Y m+、Z +具有相
10、同的电子层结构,W 的最内层电子数与最外层电子数之和等于次外层电子数。下列说法正确的是( D )A.原子半径:r(X)r(Y)r(Z)r(W)B.X 形成的氧化物的种类最多为 4 种C.最高价氧化物对应水化物的碱性:Zr(Y)r(W)r(X),A 错误;X 是 N,则形成的氧化物的种类不止 4 种,B 错误;金属性 Z 大于 Y,则最高价氧化物对应水化物的碱性:ZY,C 错误;Y、Z、W 是 Al、Na、S,则对应的最高价氧化物的水化物之间能够两两相互反应,D 正确。8.如图为元素周期表短周期的一部分,四种元素均为非稀有气体元素。下列说法正确的是( C )A.原子半径:WZYXB.气态氢化物的
11、稳定性:ZWXYC.W 原子的失电子能力一定比 X 强D.在水溶液中,Z 的单质一定可以置换出 W 单质解析:由于A、A 族在周期表中之间相隔 10 列,故 Z 至少处于A 族,Y 最多处于A 族,且 X、Y 处于第二周期,Z、W 处于第三周期。根据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,则原子半径:ZWXY,A 错误;根据同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱,且元素的非金属性越强,对应氢化物的稳定性越大,则气态氢化物的稳定性:YXWZ,B 错误;X、W 处于同一主族,根据元素周期律,W 的原子半径更大,其原子更容易失电子
12、,C 正确;Z 可能是 Al、Si、P中的一种,不能置换出 W(Si、P 或 S),D 错误。9.(2018四川宜宾模拟)短周期元素 X、Y、M、R 在周期表中的相对位置如图,最外层电子数之和为 24。下列说法正确的是( C )A.Y 的氢化物中一定不存在非极性键B.X 的氢化物与 R 的氢化物反应,产物的水溶液呈碱性C.食品中可适量添加 MY2,起到去色、杀菌、抗氧化的作用D.氧化物对应的水化物的酸性:RM解析:短周期元素 X、Y、M、R 在周期表中 Y、M 同主族,X 在 Y、M 左边相邻主族,R 在 Y、M右边相邻主族,最外层电子数之和为 24,设 Y、M 最外层电子数为 x,X 为 x
13、-1,R 为 x+1,故44x=24,x=6,故 Y、M 为第A 族元素,X、Y、M、R 分别为 N、O、S、Cl。Y 的氢化物为H2O、H 2O2,H2O2中存在非极性键,故 A 错误;X 的氢化物为 NH3与 R 的氢化物(HCl)反应,产物NH4Cl 的水溶液呈酸性,故 B 错误;食品中可适量添加 MY2(SO2),SO2有漂白性、氧化性、还原性,可以起到去色、杀菌、抗氧化的作用,故 C 正确;根据元素周期律,只能比较最高价氧化物对应的水化物的酸性,故 D 错误。10.(2018福建莆田模拟)X、Y、Z 和 W 代表原子序数依次增大的四种短周期主族元素。它们满足以下条件:在元素周期表中,
14、Y、Z、W 的位置如图所示,且 Y、Z、W 三种元素的原子最外层电子数之和为 17;X、Y、W 分别位于不同周期。下列说法正确的是( C )A.四种元素的原子半径大小顺序为 WYXZB.Z、W 元素的最简单氢化物的沸点为 H2ZZXB.氢化物的沸点:DYD.0.1 molL-1A 溶液中:c(H +)c(HY-)c(Y2-)解析:结合转化关系,C 是淡黄色固体,为硫单质或 Na2O2,B 和 E 的水溶液均具有漂白性,则 B和 E 为二氧化硫或氯气,因 A 与 B 反应生成 C 与 D,无论 B 为 SO2还是 Cl2,都难得到 Na2O2,故 C 为 S,B 为 SO2,E 为 Cl2,A
15、为硫化氢,F 和 G 为硫酸和 HCl。进一步推出 W 为 H,X 为 O,Y为 S,Z 为 Cl,离子半径:S 2-Cl-O2-,即 YZX,故 A 正确;由于水分子间存在氢键,沸点较高,沸点:H 2OH2S,故 B 不正确;非金属性越强,氢化物越稳定,气态氢化物稳定性:HClH 2S,即ZY,C 正确;由于 H2S 为二元弱酸,分两步电离,且第二步电离比第一步更难,所以 0.1 molL-1H2S 溶液中:c(H +)c(HS-)c(S2-),D 正确。12.(2018山东聊城模拟)短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,由这些元素组成的常见物质的转化关系如图,其中 a、b、d、g
16、 为化合物,a 为淡黄色固体,c 是 Z 的单质,在铝热反应中常作引发剂;e、f 为常见气体单质。下列有关说法正确的是( B )5A.简单离子的半径:YZXB.简单氢化物的沸点:YXC.最高价氧化物对应水化物的碱性:ZYD.W、Y 的氧化物所含化学键类型相同解析:短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,其中 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,在铝热反应中常作引发剂,c 为金属镁;e、f 为常见气体单质,根据框图,镁与化合物 b 反应生成气体单质 f,则 f 为氢气;过氧化钠与化合物 b 反应生成气体单质 e,则 e 为氧气,则 b 为水
17、,d 为氢氧化钠,g 为氢氧化镁。根据上述分析,a 为过氧化钠,b 为水,c 为镁,d 为氢氧化钠,e 为氧气,f 为氢气,g 为氢氧化镁;则 W 为 H、X 为O、Y 为 Na、Z 为 Mg。X 为 O、Y 为 Na、Z 为 Mg,简单离子具有相同的电子层结构,离子半径:XYZ,故 A 错误;氢化钠是离子化合物,沸点高于水,故 B 正确;元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,碱性:YZ,故 C 错误;水或过氧化氢都是共价化合物,只含有共价键,氧化钠或过氧化钠都属于离子化合物,含有离子键,化学键类型不同,故 D 错误。13.(2018山东青岛模拟)同一短周期元素甲、乙、丙、丁原子
18、序数依次增大。常温下,含甲的化合物 r 浓度为 0.1 molL-1时溶液 pH=13。同周期元素简单离子中,乙离子的半径最小。p 和 q 分别是元素丙和丁的单质,其中 p 为浅黄色固体。上述物质的转化关系如图所示(产物水已略去)。下列说法不正确的是( B )A.原子半径的大小关系:甲乙丙丁B.反应的离子方程式为 Cl2+H2O H+Cl-+HClOC.m、n 的阴离子在酸性条件下不能大量共存D.甲、乙、丁的最高价氧化物对应水化物两两之间均可以发生反应解析:p 是元素丙的单质,p 为浅黄色固体,丙为 S 元素,p 为单质硫;甲、乙、丙、丁是同一短周期元素且原子序数依次增大,丁为 Cl 元素,q
19、 为 Cl2,甲、乙都是第三周期元素;含甲的化合物 r 浓度为 0.1 molL-1时溶液 pH=13,r 为一元强碱,甲为 Na 元素,r 为 NaOH;同周期元素简单离子中,乙离子半径最小,乙为 Al 元素。A 项,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径:甲乙丙丁,A 项正确;B 项,反应为 Cl2与 NaOH 的反应,反应的离子方程式为 Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O,B 项不正确;C 项,反应为 S 与 NaOH 的反应,反应的离子方程式为 3S+6OH-2S2-+S +3H2O,S2-、S 在酸性条件下发生归中反应不能大量共存,反应的离子23 23方程式为 2S2-
20、+S +6H+ 3S+3H 2O,C 项正确;D 项,甲、乙、丁的最高价氧化物对23应水化物依次为 NaOH、Al(OH) 3、HClO 4,相互间发生的反应有 NaOH+Al(OH)3 NaAlO2+2H2O、NaOH+HClO 4NaClO4+H2O、Al(OH) 3+3HClO4 Al(ClO4)3+3H2O,D 项正确。14.(2018江西赣州模拟)短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,6A、B、C、D、E 均是由上述元素组成的中学化学常见的物质,其中 A 是单质,C 是酸性氧化物,A的水溶液和 C 均具有漂白性,B 是自然界最常见的液体,E 是三元化合物,物质之间存在如
21、图所示的关系。下列说法不正确的是( B )A.离子半径大小关系:YZXWB.YX2遇到蓝色石蕊试液先变红后褪色C.简单阴离子的还原性:YZD.Y 与 Z 属于同一周期,与 X 属于同一主族解析:B 是自然界最常见的液体,所以 B 为水;A 是单质,C 是酸性氧化物,A 的水溶液和 C 均具有漂白性,可推断 A 为 Cl2,C 为 SO2,Cl2、SO 2与 H2O 反应生成 HCl、H 2SO4,因 E 是三元化合物,则E 为 H2SO4,D 为 HCl。因为短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大,所以W、X、Y、Z 分别为 H、O、S、Cl。离子半径大小关系:S 2-Cl-O2-
22、H+,故 A 正确;YX 2为 SO2,为酸性氧化物,遇到蓝色石蕊试液变红不会褪色,故 B 不正确;简单阴离子的还原性:S 2-Cl-,故 C 正确;Y 为 S,Z 为 Cl,属于同一周期,X 为 O,与 S 属于同一主族,故 D 正确。15.短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大。m、p、q、r、s 是由这些元素组成的二元化合物,常温常压下 r 为液体,其余均为无色气体。m 的摩尔质量为 p 的 2 倍,n 是元素 Y的单质,是绿色植物光合作用产生的无色气体,p 物质能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,q 能使品红溶液褪色。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( B )A.q 与 s 均为酸性氧化物B.原子半径:WH2S(Z 的氢化物),选项 C 错误;Z(S)的含氧酸有两种,其中硫酸是强酸,亚硫酸是中强酸,选项 D 错误。
