小题14 元素周期表、律（根据物质结构角度的元素推断）——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 14 元素周期表、律（根据物质结构角度的元素推断） 刷知识 元素推断的方法与技巧 1．原子结构、物质结构推断 (1)利用电子排布规律推断 ①原子核内无中子的原子是氢(H)。若 a－的电子层结构与氦相同，则 a 是氢(H)。 ②X 元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，则 X 是碳(C)。 ③短周期主族元素中，原子半径最大的是钠(Na)。 ④短周期主族元素中，最高正价为最低负价绝对值 3 倍的元素是硫(S)。 ⑤短周期主族元素中，最外层电子数是次外层 2 倍的元素是碳(C)、3 倍的元素是氧(O)。 ⑥短周期主族元素中，内层电子数是最外层电子数 2 倍的元素是锂(Li)或磷(P)。 ⑦短周期主族元素中，电子层数和最外层电子数相同的金属元素是铝(Al)。 利用电子排布推断实质是电子排布规律的体现， 如 则有最外层电子是内层电子的 1 10 。 (2)利用化合价推断 最高正价＝最外层电子数(O、F 除外) 负价＝－|8－最外层电子数|，以及其他的变价，如 N 的＋1、＋2、＋3、＋4 价，甚至利用化合价的数 值关系。 (3)利用物质结构推断 如 2019 年 ，结合有机物的价键规律，C 为 4 价，O 为 2 价，N 为 3 价， H 为 1 价，及形成 C—C、C===C、C≡C、C===O、C—O、C—N 等推断元素。 (4)8e－、18e－微粒推断 ①10 电子微粒 若 10 电子微粒满足关系： ，则一定是 NH＋ 4 ＋OH－===== △ NH3↑＋H2O。 ②18 电子微粒 刷试题 难度：★★★☆☆ 建议用时： 20 分钟 正确率 ： /15 1．一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。 2．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。 3．双核反应即一种轰击粒子与另一原子核碰撞所诱发的反应，又称诱发核反应。1919 年卢瑟福用 粒子(即 氦核 4 2 He )轰击非金属原子 A Z X ，得到核素 17 Z+1Y ： 17A 4 1 Z+1Z 2 1X+ He Y+ H 其中短周期元素 X Y、 的最外层电子数之和为 11。下列叙述正确的是( ) A． X 是第二周期第ⅤA 族元素 B． X 与 Y 只能形成一种化合物 C．原子半径： Y>X D．简单氢化物的稳定性： X>Y 【答案】A 【分析】 原子轰击实验中，满足质子数和质量数守恒，所以 A+4=17+1，所以 A=14；且 Y 原子比 X 原子的质子数大 1，二者最外层电子数之和为 11，设 X 的最外层电子数为 a，则 Y 的最外层电子数为 a+1，故 a+a+1=11，a=5， 则 X 为 N，Y 为 O。 【详解】 A．由分析可知 X 为 N，N 属于第二周期第ⅤA 族元素，A 项正确； B．X 与 Y 形成，NO、NO2、N2O、N2O4、N2O3、N2O5 六种化合物，B 项错误； C．原子半径 N>O，C 项错误； D．由于非金属性 NY>X>R B．第一电离能：W>Z>Y>R C．简单离子的半径：W>Y>Z>R D．简单氢化物的沸点：R>W>Z>Y 【答案】C 【分析】 R 的原子半径在同周期主族元素中最大，且 X、Y、Z、R、W 为原子序数依次增大的短周期元素，故 R 为 Na；X、R 最外层电子数相同，故 X 为 H；X、Y、Z、W 形成的某种化合物可表示为[YX4]+[WZ4]-，故 Y 为 N，Z 为 O，W 为 Cl，即[YX4]+[WZ4]-为 4 4NH ClO ，X 为 H、Y 为 N、Z 为 O、R 为 Na、W 为 Cl。 【详解】 A．非金属性越强，电负性越大，同周期自左而右电负性增大，金属性越强电负性越小，故电负性 Z>W，A 项错误； B．元素核外电子排布处于全满或半满的状态下第一电离能较大，N>O，Y>Z，B 项错误； C．核外电子排布相同的离子，核电荷数越大离子半径越小；离子半径大小为 W>Y>Z>R，Cl->N3- >O2->Na+， C 项正确； D．水分子之间存在氢键，沸点高于 HCl，D 项错误； 答案选 C。 5．科学家合成一种化合物是很多表面涂层的重要成分，其结构如图所示，其中 W X Y Z、 、 、 为原子序数 依次增大的短周期主族元素，只有 X Y、 在同一周期。下列说法正确的是( ) A．X 的氢化物均为气体 B．原子半径： X Y C．Y 与 W 形成的所有化合物仅含有极性共价键 D． 2ZY 作为一种高效安全绿色杀菌剂，在自来水消毒等方面应用广泛 【答案】D 【分析】 由题意可知，W X Y Z、 、 、 为原子序数依次增大的短周期主族元素，只有 X Y、 在同一周期，可知 W 位 于第一周期，则 W 为 H，则 Z 为 Cl 。题给结构中Ⅹ形成四个单键，Y 能形成两个单键或一个双键，则 X 为 C Y， 为 O，据此解答。 【详解】 A．碳的氢化物有多种，可以是气体、液体、固体，A 错误； B．C 的原子半径大于 O，B 错误； C． 2 2H O 含有非极性键，C 错误： D． 2ClO 可作为消毒剂、漂白剂，是一种高效安全绿色杀菌剂，D 正确。 答案选 D。 6．一种用于合成治疗免疫疾病药的物质，其结构如图所示，其中 X、Y、Z、Q、W 为 1～20 号元素且原子 序数依次增大，Z 与 Q 同主族，Q 和 W 的简单离子具有相同的电子层结构。下列叙述不正确的是 A．Y 的氢化物的熔点一定低于 Z 的氢化物的熔点 B．Z 元素能形成两种氢化物 C．WZX 与 WXQ 化学键类型相同 D．W2Q2Z3 溶液与 Q 的最高价氧化物对应的水化物反应有黄色浑浊和无色气体产生 【答案】A 【分析】 由结构图可知 W 形成+1 价阳离子，W 可能是 Na 或 K，Z 形成双键即形成两对共用电子对达到稳定结构则 Z 最外层电子数为 6，Z 和 Q 同主族，可知 Z 应为 O，Q 为 S，W 的原子序数大于 S，则 W 为 K，Y 能形 成四对共用电子对，其最外层电子数应为 4，且原子序数在 O 前，则 Y 为 C，X 形成一对共用电子对达到 稳定结构，且原子序数在 C 前，则 X 为 H，据此解答。 【详解】 A．Y 为 C，其能形成的氢化物包含各种烃类物质，相对分子质量大的烃的熔点高于水的熔点，故 A 错误； B．Z 为 O，能形成 H2O 和 H2O2 两种氢化物，故 B 正确； C．KOH 和 KHS 中均含有离子键和极性共价键，化学键类型相同，故 C 正确； D．K2S2O3 和 H2SO4 反应生成二氧化硫和硫单质，故 D 正确； 故选：A。 7．化合物 M 的结构如图所示。X、Y、Z、W 为原子序数递增的短周期主族元素，Y 在自然界中以化合态 的形式存在，Z 的最外层电子数是其电子层数的 3 倍。下列说法正确的是 A．化合物 M 中各原子或离子均达到 2 或 8 电子稳定结构 B．X 与 Z 能形成一种极性化合物和一种非极性化合物 C．元素 Z、元素 W、元素 Y 的单质熔点依次升高 D．因 X3YZ3 分子间存在氢键，故 X3YZ3 分子很稳定 【答案】C 【分析】 Z 的最外层电子数是其电子层数的 3 倍，可知 Z 为 O，由结构图可知 W 能形成 W+，则其最外层电子数为 1， 应为 Na，X 形成 1 对共用电子达到稳定结构，其最外层电子数可能是 1 或 7，结合其原子序数在 Z(O)前， 则 X 应为 H，Y 有的形成三条键，两个形成 4 条键，结合阴离子带两个负电荷，可知其中 2 个 Y 各得 1 个 电子后再与四个 Z 形成 4 对共用电子，则 Y 最外层电子数为 3，Y 为 B，据此解答。 【详解】 A．化合物 M 中形成 3 个共价键的 B 未达到 8 电子稳定结构，A 错误； B．H2O 和 H2O2 均为极性分子，B 错误； C．元素 O、Na、B 的单质依次为分子晶体、金属晶体、共价晶体，其熔点依次升高，C 正确； D．氢键是较强的分子间作用力，只影响物质的物理性质，分子的稳定性与氢键无关，D 错误； 故选：C； 8．X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的常见元素，它们可以形成结构式如图所示的常见有机化合物 Q。W 元素原子最外层电子数是电子层数的 3 倍。下列说法正确的是( ) A．Z 和 Cl 两元素的气态氢化物反应生成共价化合物 B．Y 和 W 所形成的化合物一定能与碱溶液反应 C．化合物 Q 与熟石灰共热会放出刺激性气味气体 D．X 和 Na 形成的化合物与水反应，一定会生成 NaOH 【答案】D 【分析】 X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的常见元素，它们可以形成结构式如图所示的常见有机化合物 Q，Y 显 4 价，Y 为 C 元素，Z 显 3 价，Z 为 N 元素，X 为 H 元素。W 元素原子最外层电子数是电子层数的 3 倍， W 为 O 元素。化合物 Q 是尿素。 【详解】 A． Z 为 N 元素，和 Cl 两元素的气态氢化物反应生成 NH4Cl 是离子化合物，故 A 错误； B． Y 和 W 所形成的化合物有 CO、CO2 ，CO 不能与碱溶液反应，故 B 错误； C． 化合物 Q 是尿素不是铵盐，与熟石灰共热不会放出刺激性气味气体，故 C 错误； D． X 和 Na 形成的化合物 NaH 与水反应，一定会生成 NaOH 和氢气，故 D 正确； 故选 D。 9．锂金属电池的电解液在很大程度上制约着锂电池的发展，某种商业化锂电池的电解质的结构如图所示。 已知短周期主族元素 X、Y、Z、M 和 W 的原子序数依次增大，且 10.1 mol L XW 的水溶液呈酸性且 pH 1 。 下列说法正确的是( ) A．元素的非金属性：X>Z B．简单氢化物的沸点：M>W>Z C．简单离子半径：W>M D． 2 3Li ZM 为弱电解质 【答案】B 【分析】 根据价键理论和 10.1 mol L XW 的水溶液的 pH 1 ，可初步分析，X 为 H，Y 或 Z 可能为第ⅣA 族元素， M 为第ⅥA 族元素，W 为第ⅦA 族元素，而氢卤酸的水溶液为弱酸的只有 HF ，可确定 W 为 F，那么 M 为 O，由此可知，Y 和 Z 只有一个属于第ⅣA 族元素，再结合 Y 元素的成键特征可知，Y 为 B、Z 为 C。 【详解】 A．元素的非金属性 C H ，选项 A 错误； B．简单氢化物的沸点 2 4H O HF CH  ，选项 B 正确； C．电子层数相同，核电荷数越小，离子半径越大，则简单离子半径 2O F  ，选项 C 错误； D． 2 3Li CO 为强电解质，选项 D 错误。 答案选 B。 10．W、X、Y、Z 为短周期主族元素且原子序数依次增大，W 与 Y 同主族，X 与 Z 同主族。其中 X、Y、 Z 构成的某种物质结构如图所示。下列叙述正确的是( ) A．W 与 X 形成的化合物是共价化合物 B．Y 和 Z 形成的最简单化合物水溶液呈酸性 C．简单离子半径：Z>Y>X>W D．向该物质中加人稀硫酸，产生气泡和淡黄色沉淀 【答案】D 【分析】 W、X、Y、Z 为短周期主族元素且原子序数依次增大，W 与 Y 同主族，X 与 Z 同主族。由 知，Z 可形成 6 对共用电子对、X 可形成 2 对共用电子对，则 Z 为 S、X 为 O，Y 为+1 价，Y 为 Na，则 W 为 H 或 Li； 【详解】 A． 氧与氢形成的化合物可以是共价化合物、氧与锂形成的是离子化合物，A 错误； B． Y 和 Z 形成的最简单化合物为硫化钠，水溶液因水解呈碱性，B 错误； C． 同主族从上到下离子半径递增、电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半 径：Z>X >Y >W，C 错误； D．该物质为硫代硫酸钠，加入稀硫酸，生成硫酸钠、二氧化硫、硫和水，故产生气泡和淡黄色沉淀，D 正 确； 答案选 D。 11．X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的 4 种短周期元素，其中 Y 和 Z 的单质是组成空气的主要成分，W 的原子半径是短周期主族元素中最大的，X、Y、Z 三种元素可组成一种化合物 M，M 的结构式为 。 下列说法正确的是 A．M 中各原子均达 8 电子稳定结构 B．由 Y、Z、W 三种元素形成的化合物只有一种 C．Y、Z、W 形成的简单离子半径大小顺序为 W>Y>Z D．M 可作还原剂，与 Cl2 反应生成 1 mol Y2 时失去 2 mol e- 【答案】D 【分析】 组成空气的主要成分是氮气和氧气，根据原子序数 Y>Z，则 Y 为 O 元素，Z 为 N 元素，W 的原子半径是短 周期元素中最大的，则 W 是 Na 元素，M 的结构式中，X 可以形成一条共价键，且 X 是原子序数最小的， 则 X 是 H 元素 【详解】 A．M 中 H 原子只能达到 2 电子稳定结构，A 项不符合题意； B．形成的化合物是 NaNO2 和 NaNO3，B 项不符合题意； C．N3-、O2-、Na+的电子层数相同，根据“序小径大”的规律，半径大小为 N3->O2->Na+即 Z>Y>W，C 项不符 合题意； D．M 为 NH2OH，其中 H 是+1 价，O 是-2 价，N 是-1 价，每生成 1 个 N2，N 元素化合价升高，失去 2 个 电子，所以生成 1molN2 时失去 2mol 电子，D 项符合题意； 故正确选项为 D 12．X、Y、Z、W、R 是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y 的同位素常用于判定古文物的年代，R 与 Y 位于同一主族，W 的电子层数与主族序数相同，X、Y、Z 组成的化合物甲的球棍模型如图所示，甲在 疫情期间可用做消毒剂。下列说法正确的是 A．X 与 Y 只能形成两种二元化合物 B．最高价氧化物对应水化物的酸性：R＞Y C．原子半径的大小关系：W＞R＞Z＞Y＞X D．化合物甲中存在极性共价键、非极性共价键，具有强氧化性 【答案】D 【分析】 判定文物年代可用 14C，故 Y 为 C，则 R 为 Si，由球棍模型知，黑球为 C，空心球半径比 C 小，且周围形 成 1 根共价键，推测为 H，阴影球周围可形成 2 根键，推测为 O，结合原子序数确定 X 为 H，Z 为 O，W 原子序数介于 O 与 Si 之间，且电子层数与最外层电子数（主族序数）相等，故 W 为 Al。 【详解】 A．X：H 与 Y：C 可形成多种烃类有机物，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等，A 错误； B．由于非金属性 Y：C＞R：Si，故最高价氧化物对应水化物的酸性 Y＞R，B 错误； C．一般电子层数多，原子半径大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，故四种原子半径大小 顺序为：W＞R＞Y＞Z＞X，C 错误； D．化合价甲中存在极性共价键 C—H、C=O、C—O、O—H，非极性共价键 C—C、O—O，其中过氧键—O—O— 结构具有强氧化性，D 正确； 故答案选 D。 13．X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，X 为元素周期表中半径最小的原子， Z 原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，W 原子的价电子排布为 3d104s1，X、Y、Z、W 形成的阳离子 如图所示，下列说法正确的是( ) A．原子半径：Z>Y>X B．气态氢化物的稳定性：Y>Z C．加热时该离子首先失去的组分是 X2Z D．两种配体中的键角：X2Z>YX3 【答案】C 【分析】 半径最小的原子为氢原子，则 X 为 H；价电子排布为 3d104s1，则 W 为 Cu；Z 最外层电子数为次外层电子 数的三倍，则 Z 为 O，由图可以看出，连接三个键的为 N，即 Y 为 N。 【详解】 A．原子半径大小为 Y>Z>X，A 项错误； B．非金属性 O>N，则气态氢化物稳定性 O>N，即 Z>Y，B 项错误； C．加热时先脱水，C 项正确； D．水中 O 原子有两对孤电子对，NH3 中 N 原子只有一对孤电子对，因此水中孤电子对成键电子对排斥作 用更明显，H2O 键角＜NH3 键角，D 项错误； 答案选 C。 14．如图所示化合物是一种常见的储氢材料，其中 X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，且 X、 Y、Z 处于不同周期。下列叙述错误的是 A．第一电离能：X>Y B．原子半径：Z>Y C．Y 的最高价氧化物的水化物是一元强酸 D．Z 与 X 可形成离子化合物 ZX 【答案】C 【分析】 X、Y、Z 处于不同短周期，故 X 一定为 H，Z+显+1 价，推测为 Na+，即 Z 为 Na，由图示知，阴离子得 1 个电子，中心 Y 周围可形成 4 根键，故 Y 原本含有 3 个价电子，且 Y 与 H、Na 不在同一周期，故 Y 只能 为第二周期的 B。 【详解】 A．在阴离子 - 4BH 中，B 元素显+3 价，H 元素显-1 价，说明 H 元素吸引电子能力强于 B 元素，故 H 原子 更难失电子，所以第一电离能：H＞B，A 正确； B．Na 原子电子层为 3 层，B 原子为 2 层，故半径 Na＞B，B 正确； C．B 元素最高价氧化物对应水化物为 H3BO3，改写成羟基氧形式为：B(OH)3，由于不含非羟基氧，故为弱 酸，C 错误； D．Na 与 H 可形成离子化合物 NaH，D 正确； 故答案选 C。 15．已知 A B C D E、 、 、 、 是五种短周期主族元素，其原子半径与原子序数的关系如图 1，且 A B C D、 、 、 可形成化合物 X 如图 2，C 与 E 同主族。下列说法错误的是( ) A．简单离子的半径： D>E B．简单氢化物的热稳定性： C>B C．化合物 X 有较强的氧化性 D．C 的单质与 D 的单质在加热条件下的反应产物中含有非极性键 【答案】A 【分析】 由图 1 可知， A B C D E、 、 、 、 原子序数依次增大，结合图 2 信息中 D 形成带 1 个正电荷的阳离子，可 推出 D 为 Na 元素，再结合其他信息推出 A、B、C、D、E 分别为 H、C、O、Na 、S，化合物 X 为 Na2CO3  H2O2， 据此分析解题。 【详解】 A．D、E 的两种简单离子的半径： 2S Na  ，A 错误； B．简单氢化物的热稳定性与元素的非金属性一致，B、C 即 C、O 为同一周期元素从左往右非金属性依次 增强：故 2 4H O CH ，B 正确； C．由图 2 可知化合物中含 2 2H O ，有较强的氧化性，C 正确； D．C 的单质与 D 的单质即 2O 和 Na ，二者在加热条件下的反应产物 2 2ONa 中含有非极性键，D 正确； 故答案为：A。