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专题验收(十) 元素的“位—构—性”推断
1.绿柱石(X3Z2W6Y18)是一种重要的矿物。X、Y、Z、W为短周期元素,原子序数依次增加,且价层电子数和为15,X、Z、W处于相邻的主族,X2+和Z3+的电荷与半径之比相近,导致两元素性质相似。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:Z<W,第二电离能:Z>W
B.原子半径:Z>W>Y>X
C.XY是碱性氧化物,WY2是酸性氧化物
D.已知W、Y都可与氢气生成氢化物,电负性Y>W>H
解析:选A X、Y、Z、W为短周期元素,原子序数依次增加,且价层电子数和为15,X、Z、W处于相邻的主族,根据“X2+和Z3+的电荷与半径之比相近,导致两元素性质相似”。可知X为Be,Z为Al,W为Si,设Y的价层电子数为y,则2+3+4+y=15,则y=6,根据位置关系可知,Y为O,据此分析。由上述分析可知,X为Be,Y为O,Z为Al,W为Si,同一周期,第一电离能从左到右呈增大趋势,所以第一电离能:Al<Si,两者失去一个电子后,Al+处于稳定结构,较难再失电子,所以第二电离能:Al>Si,A正确;同一周期元素原子半径从左到右依次减小,同一主族元素原子半径从上到下依次增大,则原子半径:Z(Al)>W(Si)>X(Be)>Y(O),B错误;Be与Al两者性质相似,所以BeO属于两性氧化物,SiO2与碱发生反应生成盐和水,所以SiO2属于酸性氧化物,C错误;Si与O分别与H元素形成的氢化物中,Si为+4价,O为-2价,则电负性:Y(O)>H>W(Si),D错误。
2.常温下,W、X、Y、Z四种短周期主族元素的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 mol·L-1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.第一电离能:W>Z>Y>X
B.简单离子的半径:Y>Z>W>X
C.W的氢化物空间结构不一定是三角锥形
D.Z的单质具有强氧化性和漂白性
解析:选D W、Z的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 mol·L-1)的pH均为2,则两种元素最高价氧化物对应的水化物均为一元强酸,则应为HNO3和HClO4,Z的原子序数和原子半径均大于W,则W为N元素,Z为Cl元素;X的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度为0.01 mol·L-1)的pH为12,为一元强碱,且原子半径大于Cl,则X为Na元素;Y位于Na和Cl之间,且最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度为0.01 mol·L-1)的pH<2,应为二元强酸,则Y为S元素,据此解答。由分析知第一电离能:W(N)>Z(Cl)>Y(S)>X(Na),A正确;由离子半径规律知,B正确;W的氢化物为NH3或N2H4,NH3的空间结构为三角锥形,N2H4的空间结构不是三角锥形,C正确;Cl2无漂白性,D错误。
3.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X与Y形成的某一种化合物易生成二聚体,且X、Y两元素基态原子核外电子的空间运动状态相同,Z元素基态原子的最高能级电子数是Y元素基态原子最低能级电子数的一半,W在周期表中的周期数与族序数相等。下列有关说法正确的是( )
A.X、Y、Z、W四种元素中,X的非金属性最强
B.简单离子的半径:Y>X>Z>W
C.X的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物反应,生成物中只含共价键
D.X、Z、W元素的最高价氧化物的水化物之间可以相互反应
解析:选D 由X与Y形成的某一种化合物易生成二聚体知该化合物为NO2,X为N元素,Y为O元素;W的周期数与族序数相等且W为短周期元素,则W为Al元素;Y的核外电子排布式为1s22s22p4,最低能级电子数为2,则Z的最高能级电子数为1,且Z的原子序数比Y大,所以Z有三个电子层,Z为Na元素,据此作答。N、O、Na、Al四种元素中,O元素的非金属性最强,A项错误;X、Y、Z、W的简单离子分别为N3-、O2-、Na+、Al3+,四种离子的核外电子排布相同,根据序小径大的规则,知四种离子的半径依次减小,即简单离子的半径:X>Y>Z>W,B项错误;X为氮元素,X元素最高价氧化物的水化物与其简单气态氢化物反应生成的产物为硝酸铵,属于离子化合物,其中含有离子键和共价键,C项错误;三种元素对应的最高价氧化物的水化物为NaOH、Al(OH)3和HNO3,其中Al(OH)3为两性氢氧化物,能和酸碱反应,它们之间可以相互反应,D项正确。
4.(2023·衡水中学四调)某种由六种元素形成的抗癌药物的结构简式如图所示,其中W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W、Y同主族,Y、Z的最外层电子数之和是X的最外层电子数的2倍。下列叙述不正确的是( )
A.W的最简单氢化物与Z的单质混合后可产生白烟
B.X与W的第一电离能:X<W
C.WZ3和YZ3键角前者