【答案】D
【解析】W、X、Y和Z为短周期主族元素,依据位置关系可以看出,W的族序数比X多2,因主族元素族序数在数值上等于该元素的最高价(除F与O以外),可设X的族序数为a,则W的族序数为a+2,W与X的最高化合价之和为8,则有a+(a+2)=8,解得a=3,故X位于第IIIA族,为Al元素;Y为Si元素,Z为P元素;W为N元素,据此分析作答。
根据上述分析可知W、X、Y和Z为N、Al、Si和P,则
A.同一周期从左到右元素原子半径依次减小,同一主族从上到下元素原子半径依次增大,则原子半径比较:
N<Al,A项正确;
B.常温常压下,Si为固体,B项正确;
C.同一主族元素从上到下,元素非金属性依次减弱,气体氢化物的稳定性依次减弱,则气体氢化物的稳定性:
PH3<NH3,C项正确;
D.X的最高价氧化物的水化物为氢氧化铝,即可以和强酸反应,又可以与强碱反应,属于两性氢氧化物,D项错误;答案选D。
【点睛】非金属性越强的原子形成氢化物越稳定,与氢气化合越容易,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,对应阴离子的还原性越弱,要识记并理解。
3.[2019新课标Ⅲ]X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10,X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。
下列叙述正确的是()
A.熔点:
X的氧化物比Y的氧化物高B.热稳定性:
X的氢化物大于Z的氢化物
C.X与Z可形成离子化合物ZXD.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
【答案】B
【解析】Y的最外层电子数等于X次外层电子数,由于均是主族元素,所以Y的最外层电子数不可能是8个,则X只能是第二周期元素,因此Y的最外层电子数是2个,又因为Y的原子半径大于Z,则Y只能是第三周期的Mg,因此X与Z的最外层电子数是(10-2)/2=4,则X是C,Z是Si。
A、碳的氧化物形成的分子晶体,Y的氧化物是离子化合物氧化镁,则氧化镁的熔点高于碳的氧化物熔点,A错误;
B、碳元素的非金属性强于硅元素,非金属性越强,氢化物越稳定,则碳的氢化物稳定性强于硅的氢化物稳定性,B正确;
C、C与Si形成的是共价化合物SiC,C错误;
D、单质镁能溶于浓硝酸,单质硅不溶于浓硝酸,D错误;答案选B。
4.[2019江苏]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层有2个电子,Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料,W与X位于同一主族。
下列说法正确的是()
A.原子半径:
r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)B.由X、Y组成的化合物是离子化合物
C.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强D.W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
【答案】B
【解析】X是地壳中含量最多的元素,因此X为O元素,Y的最外层有两个电子,且Y是短周期元素,原子序数大于O,因此Y为Mg元素,Z的单质晶体是广泛应用的半导体材料,所以Z为Si元素,W与X同主族,且W是短周期元素,原子序数大于X,所以W为S元素;据此解题;
A.元素周期表中,同族元素原子半径随核电荷数增加而增加,O位于第二周期,其他元素位于第三周期,因此O的原子半径最小,同周期元素,核电荷数越大,原子半径越小,因此原子半径应为r(Mg)>r(Si)>r(S)>r(O),故A错误;
B.X为O元素,Y为Mg元素,两者组成的化合物氧化镁为离子化合物,故B正确;
C.Z为Si元素,W为S元素,因为S的非金属性强于Si,所以S的最高价氧化物对应水化物的酸性强于Si的,故C错误;
D.W为S元素,X为O元素,因为O的非金属性强于S,所以O的气态氢化物的热稳定性强于S的,故D错误;总上所述,本题选B。
【点睛】本题考查元素周期表和元素周期律的推断、原子结构与元素性质,题目难度不大,应先根据提示推断所给原子的种类,原子结构与元素周期律的关系为解答关键,注意掌握原子构成及表示方法,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。
5.[2019北京]2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。
中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。
铟与铷(37Rb)同周期。
下列说法不正确的是()
A.In是第五周期第ⅢA族元素B.11549In的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:
In>AlD.碱性:
In(OH)3>RbOH
【答案】D
【解析】
A.根据原子核外电子排布规则,该原子结构示意图为
,据此判断该元素在周期表中的位置;
B.质量数=质子数+中子数,元素符号的左上角为质量数、左下角为质子数,原子的质子数=电子数;
C.同主族元素的原子,从上到下,电子层数逐渐增多,半径逐渐增大;
D.同周期元素,核电荷数越大,金属性越越弱,最高价氧化物对应水化物的碱性越弱;
A.根据原子核外电子排布规则,该原子结构示意图为
,因此In位于元素周期表第五周期第IIIA族,故A不符合题意;
B.质量数=质子数+中子数,元素符号的左上角为质量数、左下角为质子数,因此该原子的质子数=电子数=49,中子数为115-49=66,所以中子数与电子数之差为66-49=17,故B不符合题意;
C.Al位于元素周期表的三周期IIIA族,In位于元素周期表第五周期IIIA族,同主族元素的原子,从上到下,电子层数逐渐增多,半径逐渐增大,因此原子半径In>Al,故C不符合题意;
D.In位于元素周期表第五周期,铷(Rb)位于元素周期表第五周期第IA族,同周期元素,核电荷数越大,金属性越越弱,最高价氧化物对应水化物的碱性越弱,因此碱性:
In(OH)3<RbOH,故D符合题意;
综上所述,本题应选D。
【点睛】本题考查原子结构与元素性质,题目难度不大,明确原子结构与元素周期律的关系为解答关键,注意掌握原子构成及表示方法,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。
6.[2018新课标Ⅰ卷]主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。
W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。
下列说法正确的是()
A.常温常压下X的单质为气态B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性D.W与Y具有相同的最高化合价
【答案】B
【解析】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。
W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃,生成物是HF,因此W是F,Z是Ca或K,W与Y同族,则Y是Cl。
W、X、Z的最外层电子数之和为10,则X是Na或Mg,据此解答。
根据以上分析可知W、X、Y、Z分别是F、Na、Cl、Ca或F、Mg、Cl、K。
则
A、金属钠和镁常温常压下都是固态,A错误;
B、KH、CaH2中含有离子键,属于离子化合物,B正确;
C、Y与Z形成的化合物是氯化钾、氯化钙,其水溶液显中性,C错误;
D、F是最活泼的非金属,没有正价,Cl元素的最高价是+7价,D错误。
答案选B。
点睛:
准确判断出元素名称是解答的关键,突破点是能腐蚀玻璃的物质为HF,进而推断出CaF2能与浓硫酸反应生成HF。
易错点是选项B,注意金属氢化物的结构特点,与非金属氢化物的不同。
难点是氟化钙与浓硫酸反应属于学生不熟悉的知识点。
【模拟专练】
1.(2020·全国高三)M、X、Y、Z、W为五种短周期元素,且原子序数依次增大,X、Y、Z最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g·L−1;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的
。
下列说法正确的是()
A.原子半径:
W>Z>Y>X>M
B.常见气态氢化物的稳定性:
X<Y<Z
C.1molWM溶于足量水中完全反应,共转移2mol电子
D.由M、X、Y、Z四种元素形成的化合物一定既有离子键,又有共价键
【答案】B
【解析】Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度0.76g⋅L−1,该气态化合物的摩尔质量为22.4L/mol×0.76g⋅L−1=17g/mol,该气体为NH3,M、X、Y、Z、W为五种短周期元素,且原子序数依次增大,则M为H元素,Y为N;X、Y、Z最外层电子数之和为15,X与Z可形成XZ2分子,X为+4价,Y为−2价,可推出X、Y、Z分别为C、N、O三种元素;W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的
,推出W的质子数为
=11,所以W为Na元素。
A.所有元素中H原子半径最小,同周期自左向右原子半径减小,同主族自上到下原子半径增大,故原子半径Na>C>N>O>H,即W>X>Y>Z>M,故A错误;
B. X、Y、Z分别为C、N、O三种元素,非金属性XC.NaH与水发生反应:
NaH+H2O=NaOH+H2↑,1molNaH溶于足量水中完全反应共转移1mol电子,故C错误;
D.由M、X、Y、Z四种元素形成的化合物可为氨基酸或碳酸铵、醋酸铵等物质,如为氨基酸,则只含有共价键,故D错误。
故选B。
2.(2020·湖南雅礼中学高三月考)科学家合成出了一种新化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半,下列说法正确的是()
A.氧化物对应的水化物的酸性:
Z>Y>X
B.元素X可与元素W形成化合物W2X,该化合物与水能产生可燃气体
C.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
D.Z氢化物的沸点一定比X氢化物的佛点高.
【答案】D
【解析】W、X、Y、Z为同一短周期元素,根据图知,X能形成4个共价键、Z能形成1个共价键,则X位于第IVA族、Z位于第VIIA族,且Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半,Z最外层7个电子,则X原子核外有14个电子,X为Si元素,Z为Cl元素,该阴离子中Cl元素为-1价、X元素为+4价,根据化合价的代数和为-1价可知,Y为-3价,所以Y为P元素,根据阳离子所带电荷知,W为Na元素。
A.Z为Cl、Y为P、X为Si,最高价氧化物对应的水化物依次为:
HClO4、H3PO4、H2SiO3,其酸性为:
HClO4>H3PO4>H2SiO3,A错误;
B.X为Si、W为Na,形成化合物Na4Si, 与水反应生成氢气,其化学反应方程式为:
Na4Si+5H2O=Na2SiO3+2NaOH+4H2↑,B错误;
C.Y为P,其最外层有5个电子,P原子形成2个共价键且该阴离子得到W原子一个电子,所以P原子达到8电子结构,C错误;
D.Z为Cl、X为Si,其对应的氢化物分别为:
HCl、SiH4,沸点:
HCl>SiH4,D正确;答案为D。
3.(2019·湖北高三)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中两种元素形成的化合物可用于呼吸面具中作为供氧剂。
W、X、Y三种元素形成的一种化合物常用于清洗厨房用具的油污,Z的最外层电子数为X、Y的最外层电子数之和。
下列说法不正确的是()
A.X、Z的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
B.化合物Y2X2和YZX都既存在离子键,又存在共价键
C.原子半径大小:
W>X;简单离子半径:
YD.W与X能形成多种化合物,都能与Y的最高价氧化物的水化物溶液发生反应
【答案】D
【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X、Y三种元素形成的一种化合物常用于清洗厨房用具的油污,推测为碳酸钠,则W为C,X为O,Y为Na,满足其中两种元素形成的化合物可用于呼吸面具中作为供氧剂,该物质为O和Na元素形成的Na2O2;Z的最外层电子数为X、Y的最外层电子数之和,则Z的最外层电子数为7,则Z为Cl。
根据分析W为C,X为O,Y为Na,Z为Cl,
A.O、Cl形成的单质臭氧、氯气可作水的消毒剂,二者形成的二氧化氯具有强氧化性,也可作水的消毒剂,故A正确;
B.化合物Y2X2为Na2O2,YZX为NaClO,过氧化钠中含有离子键和共价键,NaClO中既含有离子键又含有共价键,故B正确;
C.同一周期从左向右原子半径逐渐减小,则原子半径大小:
W>X;钠离子含有2个电子层,氯离子含有3个电子层,则简单离子半径:
Y<Z,故C正确;
D.C、O可以形成CO、二氧化碳,二氧化碳能够与NaOH溶液反应,但CO不与NaOH溶液反应,故D错误;故答案为D。
【点睛】碳酸钠溶液水解显碱性,故可以用来除油污;Na2O2能与水与二氧化碳反应生成氧气,可用于呼吸面具中作为供氧剂。
4.(2020·湖南高三)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,四种元素的质子数之和为47,其中X、Y在周期表中位于同一主族,且Y原子核外电子数为X原子核外电子数的两倍。
下列说法正确的是()
A.X、Y与氢均可形成原子个数比为1:
2的化合物
B.元素的最高正价:
Z>X>W
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:
Y>Z
D.简单离子的半径:
r(Z)>r(Y)>r(X)
【答案】A
【解析】已知“X、Y是周期表中位于同一主族的短周期元素”,则Y的核外电子数比X多8,又已知“Y原子核外电子数为X原子核外电子数的两倍”,则X为氧、Y为硫;因为Z的原子序数比Y大,所以Z为氯;再由“四种元素的质子数之和为47”,可确定W为碳。
A.X、Y与氢可形成H2O、H2S,二者原子个数比都为1:
2,A正确;
B.X为O元素,不能表现出+6价,最多表现+2价,则“元素的最高正价:
Z>X>W”的关系不成立,B错误;
C.因为S的非金属性小于Cl,所以最高价氧化物对应水化物的酸性:
YD.简单离子的半径应为r(S2-)>r(Cl-)>r(O2-),D错误;故选A。
5.(2020·成都市第二十中学校高三月考)X、Y、Z三种元素都是短周期的主族元素。
X是同周期主族元素中原子半径最大的元素;Y元素的原子的最外层电子数是其所在周期数的二倍;Z元素原子的最外层电子数是其所在周期数的三倍。
下列有关叙述中正确的是()
A.用惰性电极电解由X、Y、Z形成的化合物的水溶液,电解后溶液的pH值一定增大
B.由X、Y、Z形成的化合物的分子式一定为X2YZ3
C.由X、Y、Z形成的化合物的水溶液可能呈酸性、中性或碱性。
D.X元素形成的单质晶体可能为金属晶体,Y、Z两元素形成的单质晶体一定为分子晶体
【答案】C
【解析】X、Y、Z三种元素都是短周期的主族元素。
X是同周期主族元素中原子半径最大的元素,则X位于第IA族;Y元素的原子的最外层电子数是其所在周期数的二倍;Z元素原子的最外层电子数是其所在周期数的三倍,所以Y是C或S,Z是O;据以上分析解答。
X、Y、Z三种元素都是短周期的主族元素。
X是同周期主族元素中原子半径最大的元素,则X位于第IA族,为Na元素;Y元素的原子的最外层电子数是其所在周期数的二倍;Z元素原子的最外层电子数是其所在周期数的三倍,所以Y是C或S,Z是O;
A.用惰性电极电解由X、Y、Z形成的化合物的水溶液,电解后溶液的pH值不一定增大,例如电解硫酸钠溶液,A错误;
B.由X、Y、Z形成的化合物的分子式也可能为X2YZ4,B错误;
C.由X、Y、Z形成的化合物的水溶液可能呈酸性、中性或碱性,如硫酸、硫酸钠、亚硫酸钠等,C正确;
D.金刚石为原子晶体,D错误;答案选C。
6.(2020·内蒙古高三)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。
已知W原子的最外层电子数是电子层数的2倍,X元素存在两种气态同素异形体,一种可吸收大气中的紫外线,Y原子最外层电子数等于电子层数,Z离子在同周期最简单阴离子中,半径最小。
下列说法正确的是()
A.W的氢化物沸点一定低于X的氢化物沸点
B.简单离子半径:
X>Y>Z
C.X的一种单质和Z的某种化合物都可用于污水的杀菌消毒
D.Y、Z形成的离子化合物溶于水,阴、阳离子数目比为3:
1
【答案】C
【解析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。
已知W原子的最外层电子数是电子层数的2倍,W应为第二周期元素,最外层电子数为4,可知W为C元素;X元素存在两种气态同素异形体,一种可吸收大气中的紫外线,则X为O;Y原子最外层电子数等于电子层数,可知Y为Al;Z离子在同周期最简单阴离子中半径最小,具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小,可知Z为Cl,以此解答该题。
由上述分析可知,W为C,X为O,Y为Al,Z为Cl,
A.水分子间存在氢键,沸点较高,故A错误;
B.电子层越多,离子半径越大,具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小,则简单离子半径:
Z>X>Y,故B错误;
C.X的单质为臭氧,Z的化合物为NaClO时,都可用于污水的杀菌消毒,故C正确;
D.氯化铝为共价化合物,故D错误;故选C。
7.(2020·山东高三月考)前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,Y、Z、W位于同一周期,X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体,Y在同周期中电负性最小,二元化合物E中元素Y和W的质量比为23:
16;同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小;T元素的价电子排布式为3d104s1。
下列说法正确的是()
A.简单离子的半径Y>Z>W
B.最高价氧化物对应水化物的酸性W>Z>X
C.W和T的单质混合加热可得化合物T2W
D.W的单质在足量的氧气中燃烧,所得产物溶于水可得强酸
【答案】C
【解析】X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体,该氢化物为甲烷,即X为C,Y、Z、W位于同一周期,原子序数依次增大,即Y、Z、W位于第三周期,Y的电负性最小,推出Y为Na,二元化合物E中元素Y和W的质量比为23:
16,推出该二元化合物为Na2S,即W为S,同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小,即Z为Al,T元素的价电子3d104s1,推出T元素为Cu,据此分析;
X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体,该氢化物为甲烷,即X为C,Y、Z、W位于同一周期,原子序数依次增大,即Y、Z、W位于第三周期,Y的电负性最小,推出Y为Na,二元化合物E中元素Y和W的质量比为23:
16,推出该二元化合物为Na2S,即W为S,同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小,即Z为Al,T元素的价电子3d104s1,推出T元素为Cu,
A. Y、Z、W简单离子分别是Na+、Al3+、S2-,因此简单离子半径大小顺序是r(S2-)>r(Na+)>r(Al3+),故A错误;
B. 三种元素最高价氧化物对应水化物分别是H2CO3、Al(OH)3、H2SO4,硫酸酸性最强,氢氧化铝为两性,因此酸性强弱顺序是H2SO4>H2CO3>Al(OH)3,故B错误;
C. Cu与S在加热条件下发生反应,因为S的氧化性较弱,因此将Cu氧化成较高价态,得到产物是Cu2S,反应:
2Cu+S
Cu2S,故C正确;
D. S在足量的氧气中燃烧生成SO2,SO2溶于水后生成H2SO3,亚硫酸为中强酸,故D错误;答案:
C。
【点睛】易错点是选项D,学生认为S与足量的O2反应生成SO3,SO3溶于水后生成H2SO4,学生:
C与O2反应,如果氧气不足,则生成CO,氧气过量,则生成CO2,S和C不太一样,S与氧气反应,无论氧气过量与否,生成的都是SO2,SO2转化成SO3,需要催化剂、高温条件。
8.(2020·河北高三月考)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,它们位于两个主族。
常温下,0.01mol∙L-1ZYX溶液的pH为12。
下列相关说法正确的是()
A.Z与W形成的化合物水溶液呈酸性
B.W的氧化物对应的水化物一定为强酸
C.由Y、Z、W三种元素形成的化合物不止两种
D.化合物X2Y、X2Y2中,Y不一定满足8电子结构
【答案】C
【解析】0.01mol∙L-1ZYX溶液的pH为12,说明是强碱,故Z为Na、X为H、Y为O、W为S。
A选项,Z与W形成的化合物硫化钠,其水溶液呈碱性,故A错误;
B选项,S元素最高价氧化物对应的水化物一定为强酸,故B错误;
C选项,由Y、Z、W三种元素形成的化合物有硫酸钠、亚硫酸钠、硫代硫酸钠等,故C正确;
D选项,化合物X2Y即氧化钠、X2Y2即过氧化钠,氧都满足8电子结构,故D错误。
综上,答案为C。
【点睛】一般判断8电子稳定结构可以用化合价的绝对值加上最外层电子数,看是否等于8,等于8,则为8电子稳定结构,反之不是8电子稳定结构。
9.(2020·天津静海一中高三月考)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;这些元素组成的二元化合物r、t、u,其中u能使品红溶液退色,v的俗名叫烧碱。
上述物质的转化关系如图所示。
下列说法正确的是()
A.原子半径的大小:
W>Z>Y>X
B.t与r反应时,r为氧化剂
C.生活中可用u使食物增白
D.Z分别与Y、W组成的化合物中化学健类型可能相同
【答案】D
【解析】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能使品红溶液褪色,u为SO2;v的俗名叫烧碱,则v为NaOH,结合图中转化可知,m为H2,n为O2,p为Na,r为H2O,t为Na2O2,q是S,则X、Y、Z、W分别为H、O、Na、S,以此来解答。
由上述分析可知,X、Y、Z、W分别为H、O、Na、S,则
A.电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,原子半径的大小:
Z>W>Y>X,A错误;
B.过氧化钠与水反应时,过氧化钠既是氧化剂,也是还原剂,水不是氧化剂也不是还原剂,B错误;
C.二氧化硫有毒,生活中不能用二氧化硫使食物增白,C错误;
D.Z分