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1、1 题型四题型四 物质结构与元素周期律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 QZWXY C.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,2
2、NH3+3Cl2N2+6HCl,8NH3+3Cl2N2+6NH4Cl,A 项正确;原子半径 AlSCl,B 项错误;N 和 O 可以形成 NO、NO2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。Y3+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
3、子半径:XY B.简单气态氢化物的稳定性:ZAl3+,选项 A 正确;简单气态氢化物的稳定性:SiH4Z B.原子半径:YXZW C.最高价氧化物水化物的酸性:XY D.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: H2OSiH4,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:H2SiO3Al(OH)3,故 C 错 误;NaH 与水反应
4、生成氢氧化钠和氢气,NaH 作还原剂,H2O 作氧化剂,故 D 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,R 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
5、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 2 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
6、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,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(
7、D ) A.a 的简单氢化物的沸点比 c 的高,且原子半径:ac B.b 的简单离子与 c 的简单离子具有相同的电子层结构 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
8、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 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
9、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 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
10、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 在周期表中的相对位置如图所示,Xn- 、Ym+、Z+具有相同的电子层结构,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
11、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:WZYX B.气态氢化物的稳定性:ZWXY C.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
12、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,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:R
13、M 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-1,R 为 x+1,故 4x=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、H2O2,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
14、 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,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 WYXZ B.Z、W 元素的最简单氢化物的沸点为 H2ZZX B.氢化物的沸点:DY D.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 Na2
15、O2,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 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:S2-Cl-O2-,即 YZX,故 A 正确;由于 水分子间存在氢键,沸点较高,沸点:H2OH2S,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: HClH2S,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
16、 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 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 ) A.简单离子的半径:YZX B.简单氢化物的沸点:YX C.最高价氧化物对应水化物的碱性:ZY D.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,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
