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“位、构、性”与元素推断
专题训练
一、选择题
1．[2016·全国卷Ⅱ]a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2－和c＋离子的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是( )
A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为＋1
B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C．c的原子半径是这些元素中最大的
D．d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性
答案 A
解析 根据a原子中只有1个电子可确定a为H，由b2－和c＋电子层结构相同，可知b和c分别位于第二、三周期，则b、c分别为O和Na，d与b同族，则d为S。二元化合物H2O、H2S中H均为＋1价，而NaH中H为－1价，A项错误；O与其他三种元素可分别形成H2O和H2O2、Na2O和Na2O2、SO2和SO3，B项正确；根据四种元素在周期表中的位置可确定原子半径：Na>S>O>H，C项正确；H2S在溶液中部分电离而使溶液呈弱酸性，D项正确。
2．[2016·洛阳市高三统考]短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大，其中A、C同主族，B、E同主族，A的最外层电子数与次外层电子数相等，E是太阳能转化为电能的常用材料，则下列说法正确的是( )
A．最高价氧化物对应水化物碱性：A>C
B．C、D的简单阳离子均可促进水的电离
C．B、E的最高价氧化物具有相似的物理性质和化学性质
D．含D的盐溶于水一定显酸性
答案 B
解析
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根据提供信息，可以推断出A为Be，B为C，C为Mg，D为Al，E为Si。A项，金属性：Mg>Be，故最高价氧化物对应水化物的碱性：AW>Z
D．X与Y形成的两种常见化合物中阴、阳离子的个数比均为1∶2
答案 A
解析
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根据提供信息，可以推断X为Na，Y为O，Z为Si，W为C，R为S。A项，60 g SiO2中含有4 mol Si—O极性共价键，错误；B项，H2O分子间存在氢键，熔沸点比H2S高，O—H键比S—H键的键长短、键能大，故H2O比H2S稳定，正确；C项，非金属性：C>Si，且H2SO4为强酸，H2CO3为弱酸，故最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SO4>H2CO3>H2SiO3，正确；D项，Na2O中阴、阳离子分别为O2－、Na＋，个数比为1∶2，Na2O2中阴、阳离子分别为O、Na＋，个数比也为1∶2，正确。
6．[2015·全国卷Ⅰ]W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( )
A．单质的沸点：W>X
B．阴离子的还原性：W>Z
C．氧化物的水化物的酸性：YZ>Y>X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>Z
C．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>X>W>Z
D．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等
答案 A
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解析 根据W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，可以推出W为P，则X为N，Y为O，Z为Si。原子半径：r(Si)>r(P)>r(N)>r(O)，A项错误；非金属性：N>P>Si，则酸性：HNO3>H3PO4>H2SiO3，B项正确；非金属性：O>N>P>Si，则稳定性：H2O>NH3>PH3>SiH4，C项正确；最高化合价：N为＋5、Si为＋4、P为＋5，分别与其主族序数相等，D项正确。
8．[2015·浙江高考]如表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素原子的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
T
A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次增大
B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次增强
C．YX2晶体熔化、液态WX3汽化均需克服分子间作用力
D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性
答案 D
解析 由题干信息和元素在周期表中的位置可知，X、W元素分别为O和S；则Y为Si、Z为P、T为As；X、W、Z气态氢化物的热稳定性依次减弱，A项错误；自然界中存在硫单质，B项错误；SiO2是原子晶体，SO3是分子晶体，前者熔化时需要破坏共价键，后者汽化只需要破坏分子间作用力，C项错误；As处在金属和非金属交界线附近，所以具有半导体特性，As的最高正价为＋5，而As2O3中As为＋3价，所以其既具有氧化性，也具有还原性，D项正确。
9．W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增大。X原子的次外层电子数为a，最外层电子数为b；Y原子的L层电子数为(a＋b)，M层电子数为(b－a)；W、Z原子的最外层电子数分别为(b
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－1)、b。下列有关说法一定正确的是 ( )
A．气态氢化物的稳定性：XZ
C．W的气态氢化物能与Z的气态氢化物化合成盐
D．X与Y形成的化合物常温下不能与任何酸反应
答案 C
解析 根据提供信息，可以推断W为N，X为O，Y为Si，Z为S。A项，非金属性：O>S，则气态氢化物稳定性：H2O>H2S，错误；B项，W的氧化物的水化物有HNO2、HNO3，Z的氧化物的水化物有H2SO3、H2SO4，没有指明是哪种含氧酸，无法判断，错误；C项，NH3与H2S可以化合生成(NH4)2S或NH4HS，正确；D项，O与Si形成的SiO2常温下能与HF反应，错误。
10．X、Y、Z、W、U是分别位于短周期的元素，原子序数依次增大。X与W位于同一主族，Z元素的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应，W原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Z、W、U原子的最外层电子数之和为13。Y元素的单质在X的某种氧化物中可燃。下列说法正确的是( )
A．W的最高价氧化物能与水反应生成相应的酸
B．Y、Z元素的单质作电极，在NaOH溶液环境下构成原电池，Z电极上产生大量气泡
C．室温下，0.05 mol·L－1 U的气态氢化物的水溶液的pH>1
D．Y、Z、U元素的简单离子半径由大到小的顺序：Y>Z>U
答案 C
解析 本题的突破口是“Z元素的单质既能与盐酸反应也能与NaOH溶液反应”，结合五种元素的原子序数依次增大知，Z为Al；“W原子的最外层电子数是次外层电子数的一半”，且原子序数：W>Al，所以W为Si；由“X与W位于同一主族”推出X为C；由“Z、W、U原子的最外层电子数之和为13”推出U为S；由“Y元素的单质在X的某种氧化物中可燃”推出Y为Mg。SiO2
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不溶于水，也不与水反应，A项错误；室温下，Al与氢氧化钠溶液反应，Mg与氢氧化钠溶液不反应，Mg、Al作电极，在NaOH溶液环境下构成原电池，Al作负极，在Mg电极上产生大量气泡，B项错误；因为H2S为弱酸，部分电离，所以0.05 mol·L－1 H2S溶液中H＋浓度远小于0.1 mol·L－1，C项正确；离子半径：S2－>Mg2＋>Al3＋，D项错误。
11．[2016·合肥质检]元素周期表的一部分如图所示。X、Y、Z、W为短周期元素，其中X元素原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
T
A.根据元素周期律，可以推测存在T3Y4、TZ2和TW4
B．W的氧化物对应水化物的酸性一定比Z的强
C．XZ2、XW4与YW3都是非极性分子
D．X氢化物的沸点一定比Y氢化物的沸点低
答案 A
解析 解题突破口为“X元素原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍”，可推知X为C，再依据元素周期表的结构，得出Y为N，Z为S，W为Cl，T为Ge。根据元素周期律知，同主族元素性质具有相似性，C和Ge同主族，常见化合价为＋4，A项正确；未强调最高价氧化物，则对应水化物的酸性无法判断，B项错误；CS2、CCl4为非极性分子，NCl3为极性分子，C项错误；碳的氢化物有CH4、C2H6等，氮的氢化物有NH3、N2H4等，沸点高低无法判断，D项错误。
12．被誉为“矿石熊猫”的香花石，是我国地质学家首次发现的，它由前20号元素中的6种组成，其化学式为Y2X3(ZWR4)3T2，其中X、Y、Z为金属元素，Z的最外层电子数与次外层电子数相等，X、Z位于同族，Y、Z、R、T位于同周期，R的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，T无正价，X与R的原子序数之和是W的2倍。下列说法错误的是( )
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A．原子半径：Y>Z>R>T
B．气态氢化物的稳定性：WO>Si，则气态氢化物的稳定性HF>H2O>SiH4，B项不符合题意。X为Ca，Z为Be，金属性Ca>Be，则最高价氧化物对应水化物的碱性Ca(OH)2>Be(OH)2，C项不符合题意。XR2、WR2分别为CaO2、SiO2，O在两种化合物中的化合价分别为－1、－2，D项符合题意。
二、非选择题
13．X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：
X
Y
Z
M
R
Q
原子半
径/nm
0.186
0.074
0.099
0.143
主要
化合价
－4，＋4
－2
－1，＋7
＋3
其他
阳离子
核外无
电子
无机非金
属材料的
主角
焰色反
应呈黄
色
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(1)R在元素周期表中的位置是________；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系互为________。
(2)Z的单质与水反应的化学方程式为__________________。
(3)Y与R相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列事实能证明这一结论的是________(选填字母序号)。
A．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
B．稳定性：XR>YX4
C．Y与R形成的化合物中Y呈正价
(4)根据表中数据推测，Y的原子半径(用r表示)的最小范围是________。
(5)甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物的水化物，且甲＋乙―→丙＋水。若丙的水溶液呈碱性，则丙的化学式为________。
答案 (1)第三周期第ⅦA族 同位素
(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
(3)Cl BC
(4)0.099 nm
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