内容正文:
专题18 “位—构—性”综合
——文字叙述+结构或图表推断与分析
考点
十年考情(2016-2025)
命题趋势
考点01 文字叙述+结构推断与分析
2025:全国卷、陕晋青宁卷、安徽
2024:福建、重庆、贵州、广东、湖北
2023:河北、福建、辽宁
2022:河北、湖南
2021:湖北、辽宁、广东
2020:全国II卷
2019:全国I卷
注重考查学科核心知识 :本专题主要考查内容有:原子核外电子排布规律;判断元素“位—构—性”的关系;元素金属性、非金属性强弱的比较;粒子半径大小的比较;元素周期表的结构;第一电离能、电负性大小比较;利用杂化轨道理论判断简单分子或离子的空间结构等。
强调知识的灵活运用与综合分析 :依据元素的分子结构式或球棍模型或元素周期表或坐标图等作为突破口的元素推断题,是近几年高考的新题型。依据结构式或球棍模型中共价键的数目,可推断元素。依据片段型元素周期表的一部分或给出坐标图,然后结合一定的元素信息进行推断,一般给出两种信息:一是给出局部的元素周期表,展示出几种不同元素的相对位置;二是给出某种元素的位置特征、原子结构特征或由该元素形成的单质或化合物的特殊性质等。解答此类题目时,要先根据给出的某种元素的特殊结构或性质,确定该元素在周期表中的位置,然后以此为“坐标原点”,根据其他元素与该元素的位置关系,进而确定其他未知的元素。
考点02 文字叙述+图表推断与分析
2025:广东
2022:天津、广东、全国乙卷
2021:天津、浙江
2020:天津
2019:全国II卷、浙江
2018:浙江
2017:浙江、全国III卷
2016:全国I卷、浙江
知识点01 文字叙述+结构推断与分析
1.(2025·全国卷·高考真题)一种化合物分子结构如图所示,其中W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大,W的一种同位素的中子数为0,X和Z同族。下列说法错误的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.电负性: D.单质氧化性:
2.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)一种高聚物被称为“无机橡胶”,可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素,X、Y价电子数相等,X、Z电子层数相同,基态Y的轨道半充满,Z的最外层只有1个未成对电子,下列说法正确的是
A.X、Z的第一电离能: B.X、Y的简单氢化物的键角:
C.最高价含氧酸的酸性: D.X、Y、Z均能形成多种氧化物
3.(2025·安徽·高考真题)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z位于同一主族。下列说法错误的是
A.元素电负性: B.该物质中Y和Z均采取杂化
C.基态原子未成对电子数: D.基态原子的第一电离能:
4.(2024·福建·高考真题)某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q为原子序数依序增大的同周期元素,Z的单质为空气的主要成分之一。下列说法错误的是
A.第一电离能:
B.最简单氢化物沸点:
C.键长:
D.Y的最高价氧化物对应水化物在水中电离:
5.(2024·重庆·高考真题)R、X、Y和Z为短周期元素,的分子结构如下所示。R中电子只有一种自旋取向,X、Y和Z处于同一周期,X的核外电子数等于Y的最高能级电子数,且等于Z的最外层电子数。下列说法正确的是
A.原子半径: B.非金属性:
C.单质的沸点: D.最高正化合价:
6.(2024·贵州·高考真题)某化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q组成(结构如图)。X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物。下列说法错误的是
A.第一电离能: B.该化合物中Q和W之间可形成氢键
C.X与Al元素有相似的性质 D.W、Z、Q三种元素可形成离子化合物
7.(2024·广东·高考真题)一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则
A.沸点: B.最高价氧化物的水化物的酸性:
C.第一电离能: D.和空间结构均为平面三角形
8.(2024·湖北·高考真题)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是
A.电负性: B.酸性:
C.基态原子的未成对电子数: D.氧化物溶于水所得溶液的
9.(2023·河北·高考真题)下图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半。下列说法正确的是
A.简单氢化物的稳定性: B.第一电离能:
C.基态原子的未成对电子数: D.原子半径:
10.(2023·福建·高考真题)某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A.键角: B.简单氢化物沸点:
C.第一电离能: D.最高价氧化物对应的水化物酸性:
11.(2023·辽宁·高考真题)某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是
A.W与X的化合物为极性分子 B.第一电离能
C.Q的氧化物是两性氧化物 D.该阴离子中含有配位键
12.(2022·河北·高考真题)两种化合物的结构如图,其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素,下列说法错误的是
A.在两种化合物中,X、Y、Z、R、Q均满足最外层8电子稳定结构
B.X、Y、Z、R、Q中,R的非金属性及简单氢化物的稳定性均最强
C.将装有YZ2气体的透明密闭容器浸入冰水中,气体颜色变浅
D.Z的某种同素异形体在大气中的含量与环境污染密切相关
13.(2022·湖南·高考真题)科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示),X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是
A.原子半径: B.非金属性:
C.Z的单质具有较强的还原性 D.原子序数为82的元素与W位于同一主族
14.(2021·湖北·高考真题)某离子液体的阴离子的结构如图所示,其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素,W是有机分子的骨架元素。下列说法正确的是
A.Z元素的最高价态为+7 B.基态原子未成对电子数:W>Y
C.该阴离子中X不满足8电子稳定结构 D.最简单氢化物水溶液的pH:X>M
15.(2021·辽宁·高考真题)某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法正确的是
A.氢化物沸点: B.原子半径:
C.第一电离能: D.阴、阳离子中均有配位键
16.(2021·广东·高考真题)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,的原子核只有1个质子;元素、、原子序数依次增大,且均位于的下一周期;元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是
A.是一种强酸
B.非金属性:
C.原子半径:
D.中,的化合价为+2价
17.(2020·全国II卷·高考真题)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是
A.该化合物中,W、X、Y之间均为共价键
B.Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应
C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D.X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
18.(2019·全国I卷·高考真题)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。下列叙述正确的是
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
知识点02 文字叙述+图表推断与分析
1.(2025·广东·高考真题)元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是
A.a和g同主族 B.金属性:
C.原子半径: D.最简单氢化物沸点:
2.(2022·天津·高考真题)嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图,下列有关含量前六位元素的说法正确的是
A.原子半径:Al<Si B.第一电离能:Mg<Ca
C.Fe位于元素周期表的p区 D.这六种元素中,电负性最大的是O
3.(2022·广东·高考真题)甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是
甲
乙
丙
丁
戊
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
4.(2022·全国乙卷·高考真题)化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B.最高价氧化物的水化物的酸性:
C.阶段热分解失去4个
D.热分解后生成固体化合物
5.(2021·天津·高考真题)元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是
A.X的电负性比Q的大
B.Q的简单离子半径比R的大
C.Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的强
D.Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的强
6.(2021·浙江·高考真题)已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如下所示,其中Y的最高化合价为+3。下列说法不正确的是
A.还原性:
B.X能从中置换出Z
C.Y能与反应得到Fe
D.M最高价氧化物的水化物能与其最低价氢化物反应
7.(2021·浙江·高考真题)现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q,原子序数依次增大,其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表:
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的一半
Y
最高化合价和最低化合价之和为零
Z
单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近
Q
同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是
A.常温时,X单质能与水发生剧烈反应
B.Y与Q元素组成的YQ4分子,空间构型为正四面体
C.Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D.第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
8.(2020·天津·高考真题)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是
元素
X
Y
Z
W
最高价氧化物的水化物
H3ZO4
溶液对应的pH(25℃)
1.00
13.00
1.57
0.70
A.元素电负性:Z<W B.简单离子半径:W<Y
C.元素第一电离能:Z<W D.简单氢化物的沸点:X<Z
9.(2019·全国II卷·高考真题)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是
A.原子半径:W<X
B.常温常压下,Y单质为固态
C.气态氢化物热稳定性:Z<W
D.X的最高价氧化物的水化物是强碱
10.(2019·浙江·高考真题)元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如图所示,其中元素Q位于第四周期,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,下列说法不正确的是
X
Y
Z
Q
A.原子半径(r):r(Q)>r(Y)>r(Z)
B.元素X有 -4,+2、+4等多种价态
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.可以推测H3QO4是Q的最高价氧化物的水化物
11.(2018·浙江·高考真题)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,原子序数之和为48。下列说法不正确的是
X
Y
Z
W
A.原子半径(r)大小比较r(X)>r(Y)
B.X和W可形成共价化合物XW3
C.W的非金属性比Z的强,所以W氢化物的沸点比Z的高
D.Z的最低价单核阴离子的失电子能力比Y的强
12.(2018·浙江·高考真题)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
X
Y
Q
Z
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
13.(2017·浙江·高考真题)W、X、Y、Z四种短周期元素,它们在周期表中位置如图所示,下列说法不正确的是
A.W、Y、X三种元素的原子半径依次减小
B.Z元素的气态氢化物的热稳定性比Y的高
C.W元素与氢元素可能会形成W2H6
D.Y元素的单质能从NaZ溶液中置换出Z元素的单质
14.(2017·全国III卷·高考真题)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是
W
X
Y
Z
A.氢化物沸点:W < Z B.氧化物对应水化物的酸性:Y > W
C.化合物熔点:Y2X3 < YZ3 D.简单离子的半径:Y < X
15.(2016·全国I卷·高考真题)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01mol·L-1r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物。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 <X<Y B.元素的非金属性Z>X>Y
C.Y的氢化物常温常压下为液态 D.X的最高价氧化物的水化物为强酸
16.(2016·浙江·高考真题)W、X、Y、Z、N六种主族元素,它们在周期表中位置如图所示,下列说法不正确的是
A.原子半径:Y>Z>W
B.单质的还原性:X>Y
C.溴与元素M同主族,最高价氧化物的水化物的酸性比M的强
D.元素N位于金属与非金属的分界线附近,可以推断N元素的单质可作半导体材料
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专题18 “位—构—性”综合
——文字叙述+结构或图表推断与分析
考点
十年考情(2016-2025)
命题趋势
考点01 文字叙述+结构推断与分析
2025:全国卷、陕晋青宁卷、安徽
2024:福建、重庆、贵州、广东、湖北
2023:河北、福建、辽宁
2022:河北、湖南
2021:湖北、辽宁、广东
2020:全国II卷
2019:全国I卷
注重考查学科核心知识 :本专题主要考查内容有:原子核外电子排布规律;判断元素“位—构—性”的关系;元素金属性、非金属性强弱的比较;粒子半径大小的比较;元素周期表的结构;第一电离能、电负性大小比较;利用杂化轨道理论判断简单分子或离子的空间结构等。
强调知识的灵活运用与综合分析 :依据元素的分子结构式或球棍模型或元素周期表或坐标图等作为突破口的元素推断题,是近几年高考的新题型。依据结构式或球棍模型中共价键的数目,可推断元素。依据片段型元素周期表的一部分或给出坐标图,然后结合一定的元素信息进行推断,一般给出两种信息:一是给出局部的元素周期表,展示出几种不同元素的相对位置;二是给出某种元素的位置特征、原子结构特征或由该元素形成的单质或化合物的特殊性质等。解答此类题目时,要先根据给出的某种元素的特殊结构或性质,确定该元素在周期表中的位置,然后以此为“坐标原点”,根据其他元素与该元素的位置关系,进而确定其他未知的元素。
考点02 文字叙述+图表推断与分析
2025:广东
2022:天津、广东、全国乙卷
2021:天津、浙江
2020:天津
2019:全国II卷、浙江
2018:浙江
2017:浙江、全国III卷
2016:全国I卷、浙江
知识点01 文字叙述+结构推断与分析
1.(2025·全国卷·高考真题)一种化合物分子结构如图所示,其中W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大,W的一种同位素的中子数为0,X和Z同族。下列说法错误的是
A.原子半径: B.第一电离能:
C.电负性: D.单质氧化性:
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大,W的一种同位素的中子数为0,则W为H;X和Z同族,X、Z的共价键数目为2、6,则X为O,Z为S;Y的原子序数位于X、Z之间,且只有一个共价键,则Y为F,据此回答问题;
【详解】A.同一主族,从上到下,原子半径逐渐增大,同一周期,从左到右,原子半径依次减小,因此原子半径:,故A错误;
B.同一周期,从左到右,第一电离能有增大的趋势,因此第一电离能:,故B正确;
C.同一周期,从左到右电负性逐渐增大,同一主族,从上到下,电负性逐渐减小,故,推出电负性:,故C正确;
D.X、Y、Z的单质分别为O2、F2、S,因此单质氧化性:,故D正确;
故答案选A。
2.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)一种高聚物被称为“无机橡胶”,可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素,X、Y价电子数相等,X、Z电子层数相同,基态Y的轨道半充满,Z的最外层只有1个未成对电子,下列说法正确的是
A.X、Z的第一电离能: B.X、Y的简单氢化物的键角:
C.最高价含氧酸的酸性: D.X、Y、Z均能形成多种氧化物
【答案】D
【分析】X、Y价电子数相等,X、Y属于同一主族,且X形成5个键,Y形成3个键,基态Y的轨道半充满,则X为P元素,Y为N元素,X、Z电子层数相同, Z的最外层只有1个未成对电子,Z形成1个键,Z为Cl元素,以此分析。
【详解】A.第一电离能同周期从左到右有增大趋势,第一电离能:Cl>P,A错误;
B.X、Y的简单氢化物分别为:PH3和NH3,电负性:N>P,共用电子对距N近,成键电子对斥力N-H大于P-H,键角:NH3>PH3,B错误;
C.元素的非金属性越强,其最高价含氧酸酸性越强,非金属性:Cl>N>P,酸性:HClO4>HNO3>H3PO4,C错误;
D.P、N、Cl均能形成多种氧化物,D正确;
答案选D。
3.(2025·安徽·高考真题)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z位于同一主族。下列说法错误的是
A.元素电负性: B.该物质中Y和Z均采取杂化
C.基态原子未成对电子数: D.基态原子的第一电离能:
【答案】D
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z位于同一主族,且X、Z均形成2个共价键,则X为O,Z为S;Y形成5个共价键且原子序数位于O、S之间,则Y为P;W形成1个共价键,原子序数最小,则W为H;
【详解】A.同周期从左向右电负性逐渐增大,同主族从上向下电负性逐渐减小,故元素电负性O>S>P,即X>Z>Y,A项正确;
B.由该物质结构可知,P形成4个σ键,P上没有孤电子对,P原子的价层电子对数为4,为sp3杂化,S形成2个σ键,S上有2对孤电子对,S原子的价层电子对数为4,为sp3杂化,B项正确;
C.基态H原子未成对电子数为1,基态O原子的价电子排布式为2s22p4,未成对电子数为2,基态P原子的价电子排布式为3s23p3,未成对电子数为3,则基态原子未成对电子数,即,C项正确;
D.基态原子的第一电离能同周期从左向右逐渐增大,由于VA族原子的p轨道处于半充满状态,第一电离能大于同周期相邻主族元素,即P>S,D项错误;
故选D。
4.(2024·福建·高考真题)某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q为原子序数依序增大的同周期元素,Z的单质为空气的主要成分之一。下列说法错误的是
A.第一电离能:
B.最简单氢化物沸点:
C.键长:
D.Y的最高价氧化物对应水化物在水中电离:
【答案】A
【分析】由该阴离子结构可知Z形成2条共价键,Z的单质为空气的主要成分之一,可知Z为O;Y形成4条共价键,Y为C,Q形成1条共价键,Q为F,X得1个电子后形成4条共价键,则X最外层电子数为3,X为B,据此分析解答。
【详解】A.B、C、O为同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大趋势,则第一电离能:B<C<O,故A错误;
B.CH4不能形成分子间氢键,H2O可以形成分子间氢键,沸点CH4<H2O,故B正确;
C.原子半径:C>O>F,原子半径越小键长越短,则键长:C-C>C-O>C-F,故C正确;
D.Y为C,其最高价氧化物的水化物为H2CO3,碳酸为二元弱酸,分步电离,电离方程式为:,故D正确;
故选A。
5.(2024·重庆·高考真题)R、X、Y和Z为短周期元素,的分子结构如下所示。R中电子只有一种自旋取向,X、Y和Z处于同一周期,X的核外电子数等于Y的最高能级电子数,且等于Z的最外层电子数。下列说法正确的是
A.原子半径: B.非金属性:
C.单质的沸点: D.最高正化合价:
【答案】A
【分析】R、X、Y和Z为短周期元素,R中电子只有一种自旋取向,R为H元素;X、Y和Z处于同一周期,X的核外电子数等于Y的最高能级电子数,且等于Z的最外层电子数,XY3ZR3的分子中X、Z均形成4个共价键,则X为B元素、Z为N元素;Y只形成1个共价键,结合位置可知Y为F元素,以此来解答。
【详解】A.X为B元素、Z为N元素,同周期主族元素从左向右原子半径减小,则原子半径:Z<X,故A正确;
B.Y为F元素、Z为N元素,同周期主族元素从左向右非金属性增强,则非金属性:Y>Z,故B错误;
C.X为B元素、Y为F元素,X的单质为共价晶体,Y的单质为分子晶体,单质的沸点:X>Y,故C错误;
D.R为H元素、X为B元素,最高正化合价:X(+3)>R(+1),故D错误;
故选:A。
6.(2024·贵州·高考真题)某化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q组成(结构如图)。X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物。下列说法错误的是
A.第一电离能: B.该化合物中Q和W之间可形成氢键
C.X与Al元素有相似的性质 D.W、Z、Q三种元素可形成离子化合物
【答案】A
【分析】X的最外层电子数等于内层电子数,则X的核外电子排布式为,X为Be元素,W只能形成一条共价键,结合W的位置可知W为H元素,Y是有机物分子骨架元素,则Y为C元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物,则Q为O元素,则Z为N元素,据此解答。
【详解】A.同一周期,从左到右,元素的第一电离能呈增大的趋势,N原子中2p能级上电子为半满结构,较为稳定,第一电离能大于同周期与之相邻的元素,则第一电离能:C<O<N,故A错误;
B.该化合物中O的电负性较大,可以和H之间形成氢键,故B正确;
C.Be和Al处在元素周期表的对角线上,具有相似的化学性质,如都具有两性,故C正确;
D.H、N、O可以形成离子化合物,如,故D正确;
故选A。
7.(2024·广东·高考真题)一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则
A.沸点: B.最高价氧化物的水化物的酸性:
C.第一电离能: D.和空间结构均为平面三角形
【答案】D
【分析】Y可形成5个共价键,Z可形成3个共价键,Z和Y同族,Y原子序数比Z大,即Z为N元素,Y为P元素,W可形成4个共价键,原子序数比N小,即W为C元素,R可形成1个共价键,原子序数比C小,即R为H元素,X可形成2个共价键,原子序数在N和P之间,即X为O元素,综上:R为H元素、W为C元素、Z为N元素、X为O元素、Y为P元素。
【详解】A.由于NH3可形成分子间氢键,而PH3不能,因此沸点:NH3>YH3,故A错误;
B.W为C元素、Z为N元素,由于非金属性:C<N,因此最高价氧化物的水化物的酸性:H2CO3<HNO3,故B错误;
C.同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅡA族、ⅤA族原子第一电离能大于同周期相邻元素,即第一电离能:,故C错误;
D.的中心原子价层电子对数为,属于sp2杂化,为平面三角形, 的中心原子价层电子对数为,属于sp2杂化,为平面三角形,故D正确;
故选D。
8.(2024·湖北·高考真题)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是
A.电负性: B.酸性:
C.基态原子的未成对电子数: D.氧化物溶于水所得溶液的
【答案】D
【分析】主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,则Z个有4个能层。根据这4种元素形成的化合物的结构可以推断,W、X、Y、Z分别为H、O、S、K。
【详解】A.W和Y可以形成,其中S显-2价,因此,电负性S>H,A不正确;
B.是中强酸,而是强酸,因此,在相同条件下,后者的酸性较强,B不正确;
C.H只有1个电子,O的2p轨道上有4个电子,O有2个未成对电子,因此,基态原子的未成对电子数 O>H,C不正确;
D.K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱,S的氧化物溶于水且与水反应生成或,因此,氧化物溶于水所得溶液的pH的大小关系为 K>S,D正确;
综上所述,本题选D。
9.(2023·河北·高考真题)下图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半。下列说法正确的是
A.简单氢化物的稳定性: B.第一电离能:
C.基态原子的未成对电子数: D.原子半径:
【答案】A
【分析】由均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,Z原子的电子数是Q的一半,图中W含有1个化学键,原子序数最小,故W为H,X含有4个共价键,故X为C,Z和Q都含2个共价键,且Z原子的电子数是Q的一半,故Z为O,Q为S,Y含3个共价键,而且原子序数介于C和O之间,故Y为N,据此回答
【详解】A.非金属性:O>S,故简单氢化物的稳定性:,A正确;
B.同一周期从左到右第一电离能呈现增大的趋势,故第一电离能:,B错误;
C.基态原子中C的未成对电子数为2个,S的未成对电子数也为2个,故基态原子的未成对电子数:,C错误;
D.原子半径为O>H,故原子半径:,D错误;
故选A。
10.(2023·福建·高考真题)某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A.键角: B.简单氢化物沸点:
C.第一电离能: D.最高价氧化物对应的水化物酸性:
【答案】C
【分析】由题意,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,可知为,故Y为H,X为N;同时分析结构,可知Q正常情况应该成两根键,Q为ⅥA的元素,同时Z也成5根键,Z为ⅤA的元素,故Q为O,Z为P。
【详解】A.和都是sp3杂化,但是中有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用更大,在一个是三角锥形结构,而是正四面体结构,故键角:<,A错误;
B.X、Q、Z分别为N、O、P,沸点顺序为,正确顺序为Q>X>Z,B错误;
C.同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期从左到右第一电离能有增大的趋势,故第一电离能:N>O>Mn,C正确;
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为,X最高价氧化物对应的水化物为,前者为中强酸而后者为强酸,D错误;
故选C。
11.(2023·辽宁·高考真题)某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是
A.W与X的化合物为极性分子 B.第一电离能
C.Q的氧化物是两性氧化物 D.该阴离子中含有配位键
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W形成1条单键且核电荷数最小,W为H,X形成4条键,核电荷数大于H,且小于其他三种元素,X为C,Y形成2条单键,核电荷数大于C,Y为O,W、Y原子序数之和等于Z,Z为F,Y原子价电子数为Q原子价电子数的2倍,Q为Al。
【详解】A.W与X的化合物不一定为极性分子,如CH4就是非极性分子,A错误;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能F>O>C,B正确;
C.Q为Al,Al2O3为两性氧化物,C正确;
D.该阴离子中L与Q之间形成配位键,D正确;
故答案选A。
12.(2022·河北·高考真题)两种化合物的结构如图,其中X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素,下列说法错误的是
A.在两种化合物中,X、Y、Z、R、Q均满足最外层8电子稳定结构
B.X、Y、Z、R、Q中,R的非金属性及简单氢化物的稳定性均最强
C.将装有YZ2气体的透明密闭容器浸入冰水中,气体颜色变浅
D.Z的某种同素异形体在大气中的含量与环境污染密切相关
【答案】A
【分析】X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素,由两种化合物的结构示意图可知,X、Y、Z、R、Q形成共价键的数目分别为4、3、2、1、5,则五种元素分别为C元素、N元素、O元素、F元素、P元素。
【详解】A.由两种化合物的结构示意图可知,化合物中磷原子的最外层电子数为10,不满足最外层8电子稳定结构,故A错误;
B.C元素、N元素、O元素、F元素、P元素中位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强,元素的非金属性越强,简单氢化物的稳定性最强,故B正确;
C.红棕色二氧化氮转化为无色四氧化二氮的反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,气体的颜色变浅,则将装有二氧化氮气体的透明密闭容器浸入冰水中,气体颜色变浅,故C正确;
D.氧气和臭氧是氧元素形成的不同种单质,互为同素异形体,臭氧层破坏会造成环境污染,则臭氧在大气中的含量与环境污染密切相关,故D正确;
故选A。
13.(2022·湖南·高考真题)科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示),X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是
A.原子半径: B.非金属性:
C.Z的单质具有较强的还原性 D.原子序数为82的元素与W位于同一主族
【答案】C
【分析】由共价化合物的结构可知,X、W形成4个共价键,Y形成2个共价键,Z形成1个共价键,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和,则X为C元素、Y为O元素、Z为F元素、W为Si元素。
【详解】A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则C、O、F的原子半径大小顺序为C>O>F,故A正确;
B.同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,同主族元素,从上到下元素的非金属性依次减弱,则C、O、Si的非金属性强弱顺序为O>C>Si,故B正确;
C.位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强,单质具有很强的氧化性,故C错误;
D.原子序数为82的元素为铅元素,与硅元素都位于元素周期表ⅣA族,故D正确;
故选C。
14.(2021·湖北·高考真题)某离子液体的阴离子的结构如图所示,其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素,W是有机分子的骨架元素。下列说法正确的是
A.Z元素的最高价态为+7 B.基态原子未成对电子数:W>Y
C.该阴离子中X不满足8电子稳定结构 D.最简单氢化物水溶液的pH:X>M
【答案】D
【分析】根据W是有机分子的骨架元素,知W为C元素:由图可如,Y形成1个双键,则其最外层有6个电子,结合原子序数关系知,Y为O元素,则X为N元素;Z形成1个单键,则Z为F元素;M的成键总数为6,则M为S元素。以此解答。
【详解】A.根据上述分析可知:Z为F元素,无正化合价,故A错误;
B.根据上述分析可知:W为C元素,Y为O元素。C原子的电子排布式为,未成对电子数为2,O原子的电子排布式为,未成对电子数也为2,故B错误;
C.根据上述分析可知:X为N元素,该阴离子中N形成2个单键,有2对孤对电子,满足8电子稳定结构,故C错误:
D.根据上述分析可知:X为N元素, 最简单氢化物, 的水溶液星碱性;M为S元素, 最简单氢化物,的水溶液呈酸性,故水溶液的,故D正确;
故答案:D。
15.(2021·辽宁·高考真题)某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法正确的是
A.氢化物沸点: B.原子半径:
C.第一电离能: D.阴、阳离子中均有配位键
【答案】D
【分析】由题干信息可知,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子,故Z为C或者O,根据多孔储氢材料前驱体结构图可知Y周围形成了4个单键,再结合信息M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,故Y为N,故Z为O,M只形成一个单键,M为H,X为C,则W为B,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,X、Y的氢化物分别为:CH4和NH3,由于NH3存在分子间氢键,故氢化物沸点:,A错误;
B.根据同一周期从左往右主族元素的原子半径依次减小,同一主族从上往下依次增大,故原子半径:,B错误;
C.根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,IIA与IIIA,VA与VIA反常,故第一电离能:,C错误;
D.由于阳离子中的Y原子是N原子,形成了类似于铵根离子的阳离子,故存在配位键,阴离子中的W为B,最外层上只有3个电子,能形成3个共价键,现在形成了4个共价键,故还有一个配位键,D正确;
故答案为:D。
16.(2021·广东·高考真题)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,的原子核只有1个质子;元素、、原子序数依次增大,且均位于的下一周期;元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是
A.是一种强酸
B.非金属性:
C.原子半径:
D.中,的化合价为+2价
【答案】C
【分析】题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键、Y形成4个共价键、Z形成2个共价键。
的原子核只有1个质子,则X为H元素;元素、、原子序数依次增大,且均位于的下一周期,即第二周期元素,则Y为C元素,Z为O元素,W为F元素;元素的原子比原子多8个电子,则E为Cl元素,综合以上分析可知,X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl元素。
据此分析解答。
【详解】A.氯元素非金属性较强,其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸,故A正确;
B.同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强,所以非金属性:F>O>C,故B正确;
C.同一周期从左到右原子半径逐渐减小,同一主族从上到下原子半径逐渐增大,电子层越多半径越大,所以原子半径:Cl>C>F,故C错误;
D.OF2中,F为-1价,则O的化合价为+2价,故D正确;
答案选C。
17.(2020·全国II卷·高考真题)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是
A.该化合物中,W、X、Y之间均为共价键
B.Z的单质既能与水反应,也可与甲醇反应
C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D.X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
【答案】D
【分析】一种由短周期主族元素形成的化合物,具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且总和为24,根据图示,W为1价形成共价键,W为氢,Z为+1价阳离子,Z为Na,Y为3价,Y为N,24-1-11-7=5,X为B元素。
【详解】A.该化合物中,H、B、N之间均以共用电子对形成共价键,故A正确;
B.Na单质既能与水反应生成氢氧化钠和氢气,也能与甲醇反应生成甲醇钠和氢气,故B正确;
C.N的最高价氧化物的水化物HNO3为强酸,故C正确;
D.B的氟化物BF3中B原子最外层只有6个电子,达不到8电子稳定结构,故D错误;
故选D。
18.(2019·全国I卷·高考真题)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。下列叙述正确的是
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
【答案】C
【分析】由W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知,Z为Cl、X为Si,由化合价代数和为0可知,Y元素化合价为—3价,则Y为P元素;由W的电荷数可知,W为Na元素。
【详解】A项、氯化钠为强酸强碱盐,水溶液呈中性,故A错误;
B项、同周期元素从左到右,非金属性依次增强,则非金属性的强弱顺序为Cl>S>P,故B错误;
C项、P元素的最高价氧化物对应水化物为磷酸,磷酸是三元中强酸,故C正确;
D项、新化合物中P元素化合价为—3价,满足8电子稳定结构,故D错误。
故选C。
【点睛】本题考查元素周期律的应用,注意分析题给化合物的结构示意图,利用化合价代数和为零和题给信息推断元素为解答关键。
知识点02 文字叙述+图表推断与分析
1.(2025·广东·高考真题)元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是
A.a和g同主族 B.金属性:
C.原子半径: D.最简单氢化物沸点:
【答案】B
【分析】同周期中第一电离能中第IIA族和第VA族比相邻元素的第一电离能大,0族元素的第一电离能在同周期中最大,可以推断a~i分别是B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al。
【详解】A.a是B,g是Na,二者不同主族,A错误;
B.Na、Mg、Al属于同周期,从左到右金属性依次减弱,B正确;
C.e、d、c分别是F、O、N,属于同周期元素,同周期主族元素从左到右原子半径依次减小,原子半径c>d>e,C错误;
D.b为C,c为N,NH3分子间存在氢键,沸点高,沸点NH3>CH4,D错误;
答案选B。
2.(2022·天津·高考真题)嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图,下列有关含量前六位元素的说法正确的是
A.原子半径:Al<Si B.第一电离能:Mg<Ca
C.Fe位于元素周期表的p区 D.这六种元素中,电负性最大的是O
【答案】D
【详解】A.Al、Si同周期,Al的核电荷数小于Si,原子半径:Al>Si,故A错误;
B.Mg、Ca同主族,同主族从上到下第一电离能减小,故B错误;
C.Fe位于元素周期表的d区,故C错误;
D.同周期元素从左到右电负性增大,同主族元素从上到下电负性减弱,则由此可知六种元素中电负性最大的为O,故D正确;
故选:D。
3.(2022·广东·高考真题)甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是
甲
乙
丙
丁
戊
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
【答案】C
【分析】甲~戊是短周期元素,戊中的最高价氧化物对应水化物为强酸,则可能是硫酸或高氯酸,若是高氯酸,则戊为Cl,甲为N、乙为F、丙为P、丁为S,若是硫酸,则戊为S,甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。
【详解】A.根据层多径大,同电子层结构核多径小原则,则原子半径:丁>戊>乙,故A正确;
B.根据同周期从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性:戊>丁>丙,故B正确;
C.甲的氢化物可能为氨气,可能为甲烷、乙烷等,若是氨气,则遇氯化氢一定有白烟产生;若是甲烷、乙烷等,则遇氯化氢不反应,没有白烟生成,故C错误;
D.丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸,都一定能与强碱反应,故D正确。
综上所述,答案为C。
4.(2022·全国乙卷·高考真题)化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B.最高价氧化物的水化物的酸性:
C.阶段热分解失去4个
D.热分解后生成固体化合物
【答案】D
【分析】化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。该化合物的热重曲线如图所示,在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,即W为H,Z为O,YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体,则Y为N,原子序数依次增加,且加和为21,则X为B。
【详解】A.X(B)的单质常温下为固体,故A错误;
B.根据非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,则最高价氧化物的水化物酸性:X(H3BO3)<Y(HNO3),故B错误;
C.根据前面已知200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,若100~200℃阶段热分解失去4个H2O,则质量分数,则说明不是失去4个H2O,故C错误;
D.化合物(NH4B5O8·4H2O)在500℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3),根据硼元素守恒,则得到关系式2NH4B5O8·4H2O~5B2O3,则固体化合物B2O3质量分数为,说明假设正确,故D正确。
综上所述,答案为D。
5.(2021·天津·高考真题)元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是
A.X的电负性比Q的大
B.Q的简单离子半径比R的大
C.Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的强
D.Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的强
【答案】B
【分析】X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20,由图象中最外层电子数和原子半径的关系可知,X为C、Y为Na、Z为S、Q为Cl、R为K。
【详解】A.C的电负性比Cl的小,故A错误;
B.核外电子数相同时质子数越大半径越小,故Q的简单离子半径比R的大,故B正确;
C.同周期元素,原子序数越大非金属性越强,则简单氢化物更稳定,则Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的弱,故C错误;
D.同主族元素,原子序数越大金属性越强,则最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的弱,故D错误;
故选B。
6.(2021·浙江·高考真题)已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如下所示,其中Y的最高化合价为+3。下列说法不正确的是
A.还原性:
B.X能从中置换出Z
C.Y能与反应得到Fe
D.M最高价氧化物的水化物能与其最低价氢化物反应
【答案】A
【分析】根据短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置,以及Y的最高化合价为+3,可推知,X为:,Y为:,Z为:C,M为:N,Q为:S,R为:,据此分析答题。
【详解】A.为:,为:,中硫的还原性强于中的氯元素,A错误;
B.和发生下述反应:,B正确;
C.和发生铝热反应如下:,C正确;
D.M为:N,N的最高价氧化物的水化物为:,最低价氢化物为:,二者发生如下反应:,D正确;
答案为:A。
7.(2021·浙江·高考真题)现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q,原子序数依次增大,其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表:
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的一半
Y
最高化合价和最低化合价之和为零
Z
单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近
Q
同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是
A.常温时,X单质能与水发生剧烈反应
B.Y与Q元素组成的YQ4分子,空间构型为正四面体
C.Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D.第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
【答案】B
【分析】X原子的最外层电子数是核外电子总数的一半,由于最外层电子数不超过8个,因此X只能是第二周期的Be;Y元素的最高化合价和最低化合价之和为零,位于第ⅣA族,Y是C或Si;Z单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近,因此Z是S;Q是同周期元素中原子半径最小,且Z和Q位于同一周期,因此Q是Cl,据此解答。
【详解】根据以上分析可知X是Be,Y是C或Si,Z是S,Q是Cl。则
A.Be的金属性弱于Mg,常温时镁和冷水不反应,因此Be单质不能与水发生剧烈反应,A错误;
B.Y与Q元素组成的CCl4或SiCl4分子,空间构型均为正四面体,B正确;
C.Y、Z、Q三种元素的非金属性逐渐增强,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,则最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,C错误;
D.第五周期且与Cl同主族元素的单质是碘,在常温常压下呈固态,D错误;
答案选B。
8.(2020·天津·高考真题)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是
元素
X
Y
Z
W
最高价氧化物的水化物
H3ZO4
溶液对应的pH(25℃)
1.00
13.00
1.57
0.70
A.元素电负性:Z<W B.简单离子半径:W<Y
C.元素第一电离能:Z<W D.简单氢化物的沸点:X<Z
【答案】A
【分析】四种短周期元素,均可以形成最高价氧化物对应的水化物。有H3ZO4可知,该酸为弱酸,则Z为P元素;0.1 mol∙L−1 W的最高价氧化物对应的水化物的pH为0.70,说明该物质为多元强酸,为硫酸,则W为S元素;0.1 mol∙L−1 Y的最高价氧化物对应的水化物的pH为13.00,说明该物质为一元强碱,为氢氧化钠,则Y为Na元素;0.1 mol∙L−1 X的最高价氧化物对应的水化物的pH为1.00,说明该物质为一元强酸,为硝酸,则X为N元素,据此回答。
【详解】A.同一周期元素的电负性随着原子序数的递增而增大,因S的原子序数大于P,则S的电负性大于P,胡A正确;
B.电子层数越多离子半径越大,Na+有两个电子层而S2−有三个电子层,因此S2−的离子半径较大,故B错误;
C.同一周期元素原子的第一电离能总趋势为依次增大,但由于第ⅡA、ⅤA族元素的电子排布结构为全充满或半充满状态,原子结构较为稳定,故第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能较相邻两个主族的电离能较大,故P的第一电离能大于S,故C错误;
D.相对分子质量越大,物质的熔沸点越高,但由于X的氢化物NH3中含有分子间氢键,因此NH3的沸点高于PH3的沸点,故D错误;
综上所述,答案为A。
【点睛】分子的相对分子质量越大,熔沸点越高,但需要注意分子间是否能够形成氢键;分子间氢键可以增大物质的熔沸点,但分子内氢键可以降低物质的熔沸点。
9.(2019·全国II卷·高考真题)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是
A.原子半径:W<X
B.常温常压下,Y单质为固态
C.气态氢化物热稳定性:Z<W
D.X的最高价氧化物的水化物是强碱
【答案】D
【分析】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。
【详解】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。
10.(2019·浙江·高考真题)元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如图所示,其中元素Q位于第四周期,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,下列说法不正确的是
X
Y
Z
Q
A.原子半径(r):r(Q)>r(Y)>r(Z)
B.元素X有 -4,+2、+4等多种价态
C.Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
D.可以推测H3QO4是Q的最高价氧化物的水化物
【答案】C
【分析】由X、Y、Z最外层电子数和为17可以推出元素X为碳元素;Y元素为硫元素,Z为氯元素,Q为第四周期VA,即为砷元素。
【详解】A、元素周期表同主族从上到下原子半径依次增大,同周期从左向右依次减小,选项A正确;
B、碳元素所在的化合物甲烷、一氧化碳、二氧化碳所对应的化合价分别为-4,+2、+4,选项B正确;
C、硫元素对应的氧化物二氧化硫的水化物亚硫酸并非是强酸,选项C不正确;
D、VA最外层电子数为5,故最高化合价为+5,选项D正确。
答案选C。
【点睛】本题考查元素周期表、元素周期律的知识,分析元素是解题的关键。易错点为选项D,应分析Q为VA族元素,根据元素性质的相似性、递变性进行判断。
11.(2018·浙江·高考真题)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,原子序数之和为48。下列说法不正确的是
X
Y
Z
W
A.原子半径(r)大小比较r(X)>r(Y)
B.X和W可形成共价化合物XW3
C.W的非金属性比Z的强,所以W氢化物的沸点比Z的高
D.Z的最低价单核阴离子的失电子能力比Y的强
【答案】C
【分析】X、Y、Z、W四种短周期元素,由位置可知,X、Y在第二周期,Z、W在第三周期,设Y的原子序数为y,则X的原子序数为y-1,Z的原子序数为y+8,W的原子序数为y+9,X、Y、Z和W的原子序数之和为48,则y-1+y+y+8+y+9=48,解得y=8,所以Y为O,Z为S,W为Cl,X为N,据此解答。
【详解】A项,在同一周期内,自左向右原子核吸引核外电子的能力越强,半径逐渐减小,故A项正确;
B项,X为N元素,W为Cl元素,可以形成共价化合物NCl3,故B项正确;
C项,熔沸点为物质的物理性质,与分子间作用力有关,与非金属性无关,故C项错误;
D项,非金属性Z<Y,故Z的最低价单核阴离子的失电子能力强于Y,故D项正确。
综上所述,本题正确答案为C。
12.(2018·浙江·高考真题)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
X
Y
Q
Z
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
【答案】D
【分析】Q、X、Y和Z为短周期元素,这4种元素的原子最外层电子数之和为22,设X最外层电子数为x,根据它们在周期表中的位置可知Y、Q、Z最外层电子数分别为x+1,x-1,x+2,则x+x+1+x-1+x+2=22,x=5,因此Q、X、Y和Z分别为Si,N,O,Cl,据此解答。
【详解】A. 同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,Y的原子半径比X的小,A错误;
B. 非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,非金属性Si<Cl,Q的最高价氧化物的水化物为硅酸,酸性比高氯酸弱,B错误;
C. X、Y和氢3种元素形成的化合物中可能含有离子键,如硝酸铵,C错误;
D. 硅具有半导体的性质,硅与氯可形成化合物SiCl4,D正确;
答案选D。
13.(2017·浙江·高考真题)W、X、Y、Z四种短周期元素,它们在周期表中位置如图所示,下列说法不正确的是
A.W、Y、X三种元素的原子半径依次减小
B.Z元素的气态氢化物的热稳定性比Y的高
C.W元素与氢元素可能会形成W2H6
D.Y元素的单质能从NaZ溶液中置换出Z元素的单质
【答案】D
【详解】A. 同周期元素原子半径随着核电荷数增大而减小,所以原子半径W>Y,同主族元素原子半径随着原子序数增大而增大,所以原子半径Y>X,总之,W、Y、X三种元素的原子半径依次减小,故A正确;
B. 非金属性Z>Y,所以Z元素的气态氢化物的热稳定性比Y的高,故B正确;
C. W为硅,W元素与氢元素会形成乙硅烷即Si2H6,故C正确;
D. Y元素的单质硫不能从NaCl溶液中置换出Z元素的单质氯气,故D不正确。
故选D。
14.(2017·全国III卷·高考真题)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是
W
X
Y
Z
A.氢化物沸点:W < Z B.氧化物对应水化物的酸性:Y > W
C.化合物熔点:Y2X3 < YZ3 D.简单离子的半径:Y < X
【答案】D
【详解】由图表可知,W为N元素、X为O元素、Y为Al元素、Z为Cl元素;A.NH3分子间有氢键,其沸点比HCl高,故A错误;B.Al(OH)3显两性,N元素的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性,故B错误;C.Al2O3是离子晶体,高熔点,而AlCl3是分子晶体,熔点低,故C错误;D.Al3+和O2-离子结构相同,核电荷数大,离子半径小,故D正确;答案为D。
15.(2016·全国I卷·高考真题)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01mol·L-1r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物。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 <X<Y B.元素的非金属性Z>X>Y
C.Y的氢化物常温常压下为液态 D.X的最高价氧化物的水化物为强酸
【答案】C
【分析】由n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,可知Z元素为Cl,n为Cl2,再根据q的水溶液具有漂白性,可知q为HClO,由0.01 mol·L-1 r溶液的pH为2,可判断r为一元强酸,则r为HCl,然后根据n和p的反应条件,以及s通常是难溶于水的混合物,可知p为烷烃,s为烷烃的氯代物;根据题意,W、X、Y、Z是短周期原子序数依次增加的四种元素,可进一步推知W、X、Y、Z分别为H、C、O、Cl。
【详解】A、根据原子半径的变化规律,可知原子半径:H<O<C,选项A错误;
B、根据同周期元素非金属的变化规律,可知非金属性:O>C,再由CCl4、ClO2中化合价的正负,可知非金属性:O>Cl>C,选项B错误;
C、氧的氢化物可能为H2O或H2O2,常温常压下二者均为液态,选项C正确;
D、碳的最高价氧化物的水化物H2CO3为弱酸,选项D错误。
答案选C。
16.(2016·浙江·高考真题)W、X、Y、Z、N六种主族元素,它们在周期表中位置如图所示,下列说法不正确的是
A.原子半径:Y>Z>W
B.单质的还原性:X>Y
C.溴与元素M同主族,最高价氧化物的水化物的酸性比M的强
D.元素N位于金属与非金属的分界线附近,可以推断N元素的单质可作半导体材料
【答案】C
【分析】由元素在周期表的位置可知,W、X、Y、Z、M、N六种主族元素分别为O、Na、Mg、S、Cl、Ge,据此分析解答。
【详解】A.同周期元素原子半径随着核电荷数增大而减小,所以原子半径Y>Z,同主族元素原子半径随着原子序数增大而增大,所以原子半径Z>W,总之,原子半径:Y>Z>W,故A正确;
B.同周期从左向右金属性减弱,还原性减弱,则单质的还原性:X>Y,故B正确;
C.非金属性:溴<M,所以最高价氧化物的水化物的酸性M比溴的强,故C不正确;
D.元素N为锗,位于金属与非金属的分界线附近,可以推断N元素的单质可作半导体材料,故D正确。
答案选C。
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