专题06 物质结构和元素周期律(解析版)

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专题06 物质结构和元素周期律【自主热身,小试牛刀】1.有机合成中常用的一种还原剂结构如图所示:,其中W、X、Y均为短周期元素,且W原子半径在短周期元素中最大,Y原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍,下列叙述正确的是()A.离子还原性:W+>X-B.Y的最高价氧化物的水化物是强酸C.该化合物中Y不满足8电子稳定结构D.WX的水溶液呈碱性【答案】D【解析】该化合物由阴阳离子组成,说明它是离子化合物。

从该化合物的结构式看出W+为简单金属阳离子,则W为金属元素;[YX4]-为复杂阴离子,1个X原子形成1个共价键,说明X原子最外层有1个或7个电子,根据Y原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍,W元素在短周期元素中原子半径最大,可推知W、X、Y分别为Na、H、B。

离子还原性:Na+<H-,A项错误;Y的最高价氧化物的水化物—硼酸(H3BO3)是弱酸,B项错误;在该化合物中B元素满足8电子稳定结构,C项错误;氢化钠溶于水生成氢氧化钠和氢气,水溶液呈碱性,D项正确。

2.(2020届湖南十二校二调联考)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,它们的原子最外层电子数为互不相等的奇数,且X、Y、W原子最外层电子数之和恰好等于Z元素的核电荷数,X与W的最高化合价之和为8。

常见元素Z的单质是目前使用量最大的主族金属元素单质,下列说法中不正确的是()A.Y、Z形成的一种化合物强度高,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料,该化合物属于原子晶体B.化合物YW3遇水能强烈水解,产物之一具有强氧化性C.离子化合物YX5假如存在,该物质与水反应必然生成气体X2,同时得到一种弱碱溶液D.因为Z的氧化物熔点很高,不适宜于电解,故工业上常用电解Z与W的化合物的方法制取单质Z【答案】D【解析】常见元素Z的单质是目前使用量最大的主族金属元素单质,即Z是铝元素。

又因为短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,它们的原子最外层电子数为互不相等的奇数,且X、Y、W原子最外层电子数之和恰好等于Z元素的核电荷数,X与W的最高化合价之和为8,所以X是氢元素或锂元素,Y是氮元素,W是氯元素。

A.根据性质可知,AlN形成的晶体是原子晶体,正确;B.化合物YW3即NCl3遇水强烈水解生成一水合氨和次氯酸,次氯酸具有强氧化性,正确;C.由非金属元素组成的化合物YX5是一种是否存在尚待确证的化合物,假如存在,该物质即NH4H与水反应必然生成气体氢气,同时得到一种弱碱溶液,该溶液是氨水,正确;D.工业上通过电解熔融的氧化铝制取单质铝。

氯化铝是共价化合物,熔融时不能导电,不正确。

答案选D。

3.(2020届河北名校第二次联考)A、B、C、D、E是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中A、C同主族且能形成离子化合物。

B、D同主族,A、D两元素组成的一种化合物与B、D两元素组成的一种化合物反应,生成浅黄色固体。

下列有关推断合理的是()A.简单离子半径:E>C>D>BB.A、B、C、D四种元素能组成阴、阳离子数之比为1∶1的离子化合物C.简单氢化物沸点:E>D>BD.C、D、E的最高价氧化物对应水化物相互之间一定能发生反应【答案】B【解析】A、B、C、D、E是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中A、C同主族且能形成离子化合物,则A为H,C为Na;B、D同主族,A、D两元素组成的一种化合物与B、D两元素组成的一种化合物反应,生成浅黄色固体,故B为O,D为S,E为Cl,生成的浅黄色固体为单质S。

S2-、Cl-电子层结构相同,r(S2-)>r(Cl-),O2-、Na+电子层结构相同,r(O2-)>r(Na+),简单离子半径:r(S2-)>r(Cl-)>r(O2-)>r(Na+),A项错误;A、B、C、D四种元素组成的阴、阳离子数之比为1∶1的离子化合物为NaHSO4、NaHSO3,B项正确;Cl、S、O三种元素的简单氢化物分别为HCl、H2S、H2O,因为H2O分子间存在氢键,所以三者中H2O的沸点最高,C项错误;C、D、E的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、H2SO4、HClO4,H2SO4和HClO4不能发生反应,D项错误。

4. 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。

下列说法正确的是()A.简单原子半径(r):r(Q)>r(Y)>r(Z)B.氧化物对应的水化物的酸性:Z>YC.XY2和XZ4均含有非极性共价键D.标准状况下Z的单质状态与Q的相同【答案】A【解析】设X的最外层电子数为x,所以Y的最外层电子数为x+2,Z的最外层电子数为x+3,由于X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17,所以3x+5=17,解得x=4,已知Q在第四周期,所以X在第二周期第ⅣA族,为C元素,Y、Z分别为S元素、Cl元素。

根据元素周期表结构可知Q为Br元素。

A项,同周期元素的原子,从左到右原子半径逐渐减小;同主族元素的原子,从上到下原子半径逐渐增大,所以原子半径r(Q)>r(Y)>r(Z),故A项正确;B项,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,由于没有说明是最高价氧化物的水化物,故B项错误;C项,CS2和CCl4都是含有极性键的非极性分子,不含非极性共价键,故C项错误;D项,标准状况下,Cl2为气态,Br2为液态,故D项错误。

5.短周期元素A、B、C,在周期表中所处的位置如图所示。

A、B、C三种元素原子质子数之和为32。

D元素原子的最外层电子数为其次外层电子数的2倍。

则下列说法正确的是()A.元素D形成的气态氢化物一定是正四面体型分子B.B、C两种元素可形成BC6型化合物,该化合物在空气中能燃烧C.四种元素形成的气态氢化物中,C元素形成的氢化物的稳定性最大D.A、B两种元素的气态氢化物均能与它们对应的最高价氧化物对应的水化物发生反应,且反应类型相同【答案】C【解析】设A元素原子的质子数为x,根据A、B、C在周期表中的相对位置,B元素原子的质子数为x+9,C元素原子的质子数为x+2,则x+x+9+x+2=32,解得x=7,A为N元素,B为S元素,C为F元素;D元素原子的最外层电子数为其次外层电子数的2倍,D为C元素。

A.D为C 元素,C形成的气态氢化物有CH4、CH2===CH2、CH≡CH等,CH4为正四面体型、CH2===CH2中2个C和4个H共平面、CH≡CH中2个C和2个H共直线,A项错误;B.B、C形成的BC6型化合物为SF6,SF6稳定,不能在空气中燃烧,B项错误;C.四种元素中F的非金属性最强,HF最稳定,C项正确;D.N的气态氢化物为NH3,N的最高价氧化物对应水化物为HNO3,NH3与HNO3发生化合反应生成NH4NO3,S的气态氢化物为H2S,S的最高价氧化物对应水化物为H2SO4,H2S与浓H2SO4发生氧化还原反应生成S、SO2和H2O,反应类型不相同,D项错误。

6.(2020届重庆模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。

A是元素Y的单质,常温下,A遇甲的浓溶液发生钝化。

丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,且丙是无色气体。

上述物质的转化关系如图所示。

下列说法正确的是()A.丁和戊中所含元素种类相同B.简单离子半径大小:X<YC.简单气态氢化物的还原性:X>ZD.Y的简单离子与Z的简单离子在水溶液中可大量共存【答案】A【解析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。

A是元素Y的单质,常温下,A 遇甲的浓溶液发生钝化,则Y元素是Al,甲是硝酸或硫酸。

丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,且丙是无色气体,因此丙是二氧化硫,则甲是硫酸,丁是水,乙是硫酸铝,故W、X、Y、Z 分别为H、O、Al、S。

二氧化硫与戊反应生成硫酸,则戊具有氧化性,应该是过氧化氢,据此解答。

丁和戊分别是H2O和H2O2,所含元素种类相同,A项正确;核外电子排布相同时,离子半径随核电荷数的增大而减小,则简单离子半径大小:r(O2-)>r(Al3+),B项错误;非金属性越强,简单气态氢化物的还原性越弱,非金属性O>S,则简单气态氢化物的还原性:H2O<H2S,C项错误;铝离子与硫离子在水溶液中不能大量共存,二者发生相互促进的水解反应,生成氢氧化铝和硫化氢,D项错误。

7.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,由这些元素组成的常见物质的转化关系如下图,其中a、b、d、g为化合物,a为淡黄色固体,c是Z的单质,在铝热反应中常做引发剂;e、f 为常见气体单质。

下列有关说法正确的是()A.简单离子的半径:Y>Z>XB.简单氢化物的沸点:Y>XC.最高价氧化物对应水化物的碱性:Z>YD.W、Y的氧化物所含化学键类型相同【答案】B【解析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,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,在铝热反应中常做引发剂,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。

则W为H、X为O、Y为Na、Z为Mg。

A.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:X>Y>Z,故A 错误;B.氢化钠是离子化合物,沸点高于水,故B正确;C.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:Y>Z,故C错误;D.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。

8.a-5X、b-3Y、a Z、b W、a+4T 均为短周期元素,其原子半径随原子序数变化如图所示。

Z是地壳中含量最高的金属元素,W原子最外层电子数是K层电子数的2倍。

则下列说法正确的是()A.Z、T两种元素的离子半径相比,前者较大B.X、Y形成的两种化合物中,阴、阳离子的物质的量之比分别为1∶1和1∶2C.X、W、T三种元素的气态氢化物中,稳定性最差的是W的氢化物,沸点最高的是T的氢化物D.Y、T两种元素的最高价氧化物对应的水化物均能溶解X和Z形成的常见化合物【答案】D【解析】Z是地壳中含量最高的金属元素,所以Z是铝。

W原子最外层电子数是K层电子数的2倍,且由图可知其原子序数大于铝,所以W是硅。

相应地X、Y、T分别是氧、钠、氯。

离子半径Z<T,A项错误;X、Y形成的两种化合物Na2O、Na2O2中,阴、阳离子物质的量之比均为1∶2,B项错误;X的氢化物分子间能形成氢键,所以沸点最高的是X的氢化物,C项错误;Y、T两种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化钠、高氯酸,均能溶解X和Z形成的常见化合物氧化铝,D项正确。