小题15 元素周期表、律（根据物质性质角度的元素推断）——备战2021年高考化学经典小题考前必刷（全国通用）（解析版）

小题 15 元素周期表、律（根据物质性质角度的元素推断） 1．元素及化合物性质推断 (1)常考 11 种元素推断 元素 排布特点(结构特征) 性质特征 H ①最外层只有一个电子②族序数等于周期数 ③无中子④半径最小 ①密度最小的单质 ②宇宙含量最多的元素 Li ①周期数是族序数 2 倍的元素 ②最外层电子数是内层电子数的一半 电极材料 C ①族序数等于周期数 2 倍的元素 ②最高正价与最低负价代数和为零的短周期元 素 ①形成化合物种类最多的元素 ②单质是自然界中硬度最大的物质 ③元素的气态氢化物中氢的质量分数最高的元素 N ①空气中含量最多的元素 ②气态氢化物的水溶液呈碱性的元素 ③元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的 水化物能起化合反应 ④某一氢化物可做液态燃料 ⑤常见氢化物可做制冷剂 O ①族序数等于周期数 3 倍的元素 ②最外层电子数是最内层电子数的 3 倍 ③最外层电子数是电子层数的 3 倍 ④最高正化合价不等于族序数的元素 ①地壳中含量最多的元素 ②氢化物在通常情况下呈液态的元素 ③某一单质可杀菌、消毒、漂白 Na ①周期数是族序数 3 倍的元素 ②原子半径最大的短周期元素 ③L 层电子数为 8，与 H 同主族的短周期元素 ①短周期中金属性最强的元素 ②元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短 周期金属元素 ③两种最常见氧化物的水化物皆呈碱性的短周期 元素 Al 族序数等于周期数的元素 ①最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸反 应，又能与强碱反应的元素 ②氧化物可做耐火材料 ③地壳中含量最多的金属元素 Si ①最高正价与最低负价代数和为零的短周期元 素 ②最外层电子数是次外层电子数的一半 ①单质是重要的半导体材料 ②氧化物可用作光导纤维 ③最高价氧化物对应的水化物难溶于水 P 最外层电子数是内层电子数的一半 ①组成骨骼和牙齿的必要元素 ②某一单质和其氢化物都能自燃 S ①族序数等于周期数 2 倍的元素 ②与氧同主族的短周期元素 ③最外层电子数是电子层数的 2 倍 ①某一氧化物可做漂白剂和防腐剂 ②最高价氧化物的水化物是常见的干燥剂 ③元素的氢化物和它的最高价氧化物对应的水化 物可发生氧化还原反应 Cl 第三周期主族元素原子半径最小 ①最高价氧化物对应的水化物酸性最强 ②单质可用作自来水的杀菌消毒 ③与同周期半径最大的金属组成的化合物溶液呈 中性 说明：如果题干没有指明是短周期元素，所推断元素中可能会出现第四周期元素如 K、Ca 等 (2)常涉及的反应及物质的转化 (ⅰ)元素推断中常用的 10 个反应： ①NH3＋HNO3===NH4NO3②SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O ③Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓④Cl2＋H2S===S↓＋2HCl ⑤Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O⑥Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O ⑦2Al(OH)3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋6H2O⑧Al(OH)3＋3HClO4===Al(ClO4)3＋3H2O ⑨Na2S2O3＋2HCl===2NaCl＋S↓＋SO2↑＋H2O⑩CaC2＋2H2O===Ca(OH)2＋C2H2↑ (ⅱ)常见转化关系 ③化合物 A――→ O2 B――→ O2 C ――→ H2O 酸满足此条件的有 CH4、NH3、H2S。 ④X、Y、Z、W 四种物质在一定条件下具有如图所示的转化关系，列举出符合此转化关系 X、Y、Z、 W 的三组物质化学式 a.AlCl3、Al OH 3、NaAlO2、NaOH。 b.NH3、NO、NO2、O2。 c.H2S、S、SO2、O2。 难度：★★★☆☆ 建议用时： 20 分钟 正确率 ： /15 1．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 单质为淡黃色固体，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。 2．短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W 的简单氢化物可用作制冷剂，Y 的原子半径是 所有短周期主族元素中最大的。由 X、Y 和 Z 三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀硫酸，有黄色沉淀 析出，同时有刺激性气体产生，下列说法不正确．．．的是( ) A．X 的简单氢化物的热稳定性比 W 的强 B．Y 的简单离子与 X 的简单离子具有相同的电子层结构 C．Y 与 Z 形成的化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红 D．Z 与 X 属于同一主族，与 Y 属于同一周期 【答案】C 【分析】 W 的简单氢化物可用作制冷剂，则 W 为氮元素，短周期主族元素中原子半径最大的是钠，则 Y 为钠元素， X、Y、Z 形成的盐，加入硫酸生成黄色沉淀及刺激性气体，黄色沉淀可能是硫单质，刺激性气体可能是二 氧化硫，结合四种元素均是短周期元素，说明是 Na2S2O3 与硫酸反应生成 S 和 SO2，所以 W 为氮元素，X 为氧元素，Y 为钠元素，Z 为硫元素，由此分析。 【详解】 A．同周期从左到右，元素的非金属性逐渐增强，非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，O 的非金属性 强于 N，稳定性：H2O＞NH3，故 A 不符合题意； B．Y 的简单离子是 Na+，核外有 10 个电子，X 的简单离子是 O2-，核外也有 10 个电子，Na+、O2-均具有 Ne 的电子层结构，故 B 不符合题意； C．Y 与 Z 形成的化合物的水溶液是 Na2S 溶液，Na2S 溶液因 S2-水解呈碱性，红色石蕊试纸遇碱变红，蓝色 石蕊试纸遇碱不变色，故 C 符合题意； D．X 为氧元素，Y 为钠元素，Z 为硫元素，S 和 O 同属于第ⅥA 族，S 与 Na 同属于第三周期，故 D 不符 合题意； 答案选 C。 3．根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确的是 A．气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞SiH4 B．氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物 C．如图所示实验可证明元素的非金属性：Cl＞C＞Si D．用中文“ ”(ào)命名的第 118 号元素在周期表中位于第七周期 0 族 【答案】C 【详解】 A．C、N、O 属于同周期元素，从左至右，非金属性依次增强，原子序数 C＜N＜O，非金属性 O＞N＞C， C、Si 属于同主族元素，从上到下，非金属性依次减弱，原子序数 C＜Si ，非金属性 C＞Si，则非金属性 O ＞N＞Si，非金属性越强，氢化物越稳定，气态氢化物的稳定性 H2O＞NH3＞SiH4，故 A 正确； B．H 与 F、Cl 等形成共价化合物，与 Na 等形成离子化合物，则氢元素与其他元素可形成共价化合物或离 子化合物，故 B 正确； C．利用最高价含氧酸的酸性比较非金属性强弱，HCl 不是最高价含氧酸，则不能比较 Cl、C 的非金属性， 故 C 错误； D．118 号元素的原子序数为 118，质子数为 118，核外电子数为 118，其原子结构示意图为 ， 它的原子结构中有 7 个电子层，最外层电子数为 8，则第 118 号元素在周期表中位于第七周期 0 族，故 D 正确。 答案为 C。 4．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 10.1mol L 溶液对应的 pH(25℃) 1.00 13.00 1.57 0.70 A．元素电负性：ZH，即 Y>Z>X，故 B 正确； C．Y 是 C，最高价氧化物对应水化物是碳酸，R 是 S，最高价氧化物对应水化物是硫酸，酸性：碳酸W B．四种元素可存在于同一种化合物中 C．甲与戊均为共价化合物 D．简单氢化物的热稳定性：Y>Z 【答案】B 【分析】 丙为温室气体二氧化碳，所以戊为碳氢化合物且原子个数比为 1：1，戊为乙炔，可知甲为碳化钙，乙为氧 化钙，丁为氢氧化钙，X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，可推知 X、Y、Z、W 分别为 H、C、O、Ca， 据此作答。 【详解】 A．Z、W 分别为 O、Ca，O2-两个电子层，Ca2+三个电子层，A 错误； B．四种元素可形成  3 2Ca HCO ，B 正确； C．甲为碳化钙是离子化合物，戊为二氧化碳是共价化合物，C 错误； D．Y、Z 分别为 C、O，二者位于同一周期，根据元素周期律同一周期元素从左至右非金属性逐渐增强， 对应氢化物稳定性依次增强，D 错误； 故选 B。 14．原子序数依次增大的短周期元素 X、Y、Z、R，含 0.9%YR 的水溶液称为生理盐水，X、Y、Z 三种元 素组成两种化合物 A、B 的性质如图，Z 的质子数是 X 质子数的 2 倍。下列说法正确的是 A．简单氢化物沸点 Z＞X B．简单离子半径 X＜Y＜Z＜R C．Y 与 X 形成的一种化合物含有离子键和非极性键 D．化合物 A 和 B 的水溶液皆呈中性 【答案】C 【分析】 原子序数依次增大的短周期元素 X、Y、Z、R，含 0.9% YR 的水溶液称为生理盐水，则 Y 为 Na，R 为 Cl， 气体能使品红褪色，说明为二氧化硫，含有 S 元素，X、Y、Z 三种元素组成两种化合物 A、B 的性质如图， Z 的质子数是 X 质子数的 2 倍，则 A 为亚硫酸钠、B 为硫酸钠，亚硫酸钠与盐酸反应产生二氧化硫气体， 与氯气反应生成硫酸钠，与过氧化氢反应生成硫酸钠。 【详解】 A．X 为 O，Z 为 S，H2O 存在分子间氢键，因此简单氢化物沸点 H2O＞H2S，故 A 错误； B．根据层多径大，同电子层结构，核多径小原则，简单离子半径 Na＋＜O2−＜Cl－＜S2−，故 B 错误； C．X 为 O，Y 与 X 形成的一种化合物过氧化钠，含有离子键和非极性键，故 C 正确； D．化合物 A 为亚硫酸钠，其水溶液呈碱性，硫酸钠水溶液呈中性，故 D 错误。 综上所述，答案为 C。 15．短周期元素 X 、Y 、Z、M 的原子半径和最外层电子数之间的关系如图 1 所示；甲、乙、丙、K 、L 、 N均是由这些元素组成 的单质或化合物，上述物质的转化关系如图 2 所示，其中，K 是无色气体，是主要 的大气污染物之一， 10.05mol L 丙溶液的 pH 1 ，下列说法正确的是( ) A． Y 、 Z的最高正化合价分别为+ 4、+ 6 B．氢化物的熔、沸点： Z M Y  C． Y 、 M 的单质分别直接与 Z的单质反应，都能生成两种氧化物 D．化合物 N中所有原子均满足 8 电子稳定结构 【答案】D 【分析】 由短周期元素 X 、 Y 、 Z、 M 的原子半径和最外层电子数之间的关系，可推知 M 为 S，Z 为 O，Y 为 C， X 为 H。 K 是无色气体，是主要的大气污染物之一，K 为 SO2， 10.05mol L 丙溶液的 pH 1 ，丙为二元 强酸，应为 H2SO4，SO2 和 L、乙反应生成 H2SO4，又因为甲与浓硫酸反应生成 SO2，则甲应为碳，所以， 甲和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，故 L 为水，乙为氧气，N 为 CO2。 【详解】 A．由短周期元素 X 、Y 、 Z、M 的原子半径和最外层电子数之间的关系，可推知 M 为 S，Z 为 O，Y 为 C，X 为 H，Y 为 C，最高价为+4 价，Z 为 O，没有最高正价，故 A 错误； B．碳元素的氢化物有很多，有气态烃、液态烃、固态烃等，因没有限制“最简单”，则其熔、沸点高低无法 比较，B 错误； C．S 和 2O 反应只能生成 2SO ，C 错误； D．化合物 N为 2CO ，分子中所有原子均满足 8 电子稳定结构，D 正确； 故选 D。