2018届一轮复习人教版元素的综合推断学案
难点增分课(三)元素的综合推断
元素推断题是高考的热点题型,命题落脚点是借助元素周期表的片段、短周期元素的结构特点及这些元素形成重要化合物的特性推断元素。利用“位—构—性”关系综合考查元素及其化合物的性质和化学反应原理的相关内容。此类试题的基本特点如图所示。
[解题模板] “两步”快速突破元素推断题
依据原子结构特点推断元素
元素推断中常用的三条规律
1.最外层电子规律
最外层电子数(N)
3≤N<8
N=1或2
N>次外层电子数
元素在周期表中的位置
主族
第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦
第二周期
(Li、Be除外)
2.“阴三阳四”规律
某元素阴离子最外层电子数与次外层相同,该元素位于第三周期。若为阳离子,则位于第四周期。
如S2-与K+的最外层和次外层电子数均相同,则S位于第三周期,K位于第四周期。
3.“阴上阳下”规律
电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周期,若电性不同,则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。
如O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+
电子层结构相同,则Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。
[例1] (2016·全国甲卷)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和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
[解题流程]
第一步:挖掘题干信息,确定元素名称
第二步:根据元素周期表、周期律,判断递变规律
选项
判断依据
结论
A
H与其他三种元素形成的二元化合物H2O、H2S中H均为+1价,而NaH中H为-1价
错误
B
O与其他三种元素可分别形成H2O和H2O2,Na2O和Na2O2,SO2和SO3
正确
C
由四种元素在周期表中的位置判断原子半径:r(Na)>r(S)>r(O)>r(H),故原子半径最大的是Na
正确
D
氢与硫元素形成的化合物H2S是二元弱酸,水溶液呈酸性
正确
[答案] A
[对点演练]
1.(2015·全国卷Ⅱ)原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是( )
A.元素的非金属性次序为c>b>a
B.a和其他3种元素均能形成共价化合物
C.d和其他3种元素均能形成离子化合物
D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
解析:选B 由a的最外层电子数为1,a-的电子层结构与氦相同可知,a为H;b和c的次外层有8个电子,则b、c处于第三周期,又知b、c的最外层电子数分别为6、7,从而推知,b、c分别为S、Cl;由c-和d+的电子层结构相同可知,d为K。A项,S、Cl处于第三周期,Cl的原子序数大于S,则Cl的非金属性强于S;由H2S中S元素显-2价、H元素显+1价可知,S的非金属性强于H,因此三种元素的非金属性次序为Cl>S>H;B项,H和S、Cl可形成共价化合物H2S和HCl,而H与K则形成离子化合物KH;C项,K和H、S、Cl均可形成离子化合物,分别为KH、K2S和KCl;D项,H、S、Cl的最高化合价分别为+1、+6和+7,最低化合价分别为-1、-2和-1,因此三种元素各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6。
2.(2015·海南高考)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。下列叙述错误的是( )
A.d元素的非金属性最强
B.它们均存在两种或两种以上的氧化物
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键
解析:选D 短周期元素中M层电子数是1,则a的核外电子排布是2、8、1,a是Na元素;b的最外层电子数为内层电子数的2倍,则b核外电子排布是2、4,b是C元素;c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,则c是S元素;c、d的原子处于同一周期,d的原子半径小于c,根据元素周期律可知d是Cl元素。A.在上述元素中非金属性最强的元素是Cl元素,正确;B.Na可以形成Na2O、Na2O2两种氧化物,C可以形成CO、CO2两种氧化物,S可以形成SO2、SO3两种氧化物,而Cl元素则可以形成Cl2O、ClO2、ClO3等多种价态的氧化物,正确;C.Na是金属元素,可以与非金属元素C、S、Cl形成离子化合物,正确;D.C元素可以与H元素形成乙烷,该分子中含有非极性键,错误。
依据元素周期表的“片段结构”推断元素
1.元素周期表中短周期的特殊结构的应用
(1)元素周期表中第一周期只有两种元素H和He,H元素所在的第ⅠA族为元素周期表的左侧边界,第ⅠA族左侧无元素分布。
(2)He为0族元素,0族元素为元素周期表的右侧边界,0族元素右侧没有元素分布。
利用这个关系可以确定元素所在的周期和族。
2.元素的位置关系和原子序数关系的应用
(1)同一周期中元素的原子序数比左边元素原子序数大1,比右边元素的原子序数小1。
(2)同主族上下周期元素的原子序数关系
①若在ⅠA族或ⅡA族,原子序数之差为上周期所包含的元素种数。
②若在ⅢA~ⅦA族,原子序数之差为下周期所包含的元素种数。如第三和第四周期的同族相邻元素,若在ⅠA或ⅡA族,原子序数之差为8,若在ⅢA~ⅦA族,原子序数之差为18。
3.熟悉主族元素在周期表中的特殊位置
①族序数等于周期数的元素:H、Be、Al。
②族序数等于周期数2倍的元素:C、S。
③族序数等于周期数3倍的元素:O。
④周期数是族序数2倍的元素:Li、Ca。
⑤周期数是族序数3倍的元素:Na、Ba。
⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素:H、C、Si。
⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素:S。
⑧除H外,原子半径最小的元素:F。
⑨最高正价不等于族序数的短周期元素:O(F无正价)。
[例2] (2015·山东高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如右所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍,下列说法正确的是( )
A.原子半径:X<Y<Z
B.气态氢化物的稳定性:X>Z
C.Z、W均可与Mg形成离子化合物
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>W
[解题流程]
第一步:挖掘题干信息,确定元素名称
第二步:根据元素周期表、周期律,判断递变规律
选项
判断依据
结论
A
Si为第三周期元素,N、O为第二周期元素,原子半径r(Si)>r(N)>r(O)
错误
B
非金属性:O>Si,则气态氢化物稳定性:H2O>SiH4
错误
C
O、Cl与Mg形成MgO和MgCl2,二者均为离子化合物
正确
D
N、Cl最高价氧化物对应水化物分别为HNO3、HClO4,其中酸性HClO4>HNO3
错误
[答案] C
[对点演练]
3.(2015·福建高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如右所示,其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:W>Z>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
解析:选A 从元素周期表的局部图可知X、Y、Z、W为二、三周期元素,W位于第三周期,W原子的质子数是其最外层电子数的三倍,故W是P元素,据此推出X、Y、Z分别是氮、氧、硅。根据四种元素在周期表中的位置关系可知,原子半径:Z>W>X>Y,A项错误;非金属性:O>N>P>Si,最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3>H3PO4>H2SiO3,即X>W>Z,氢化物的热稳定性:H2O>NH3>PH3>SiH4,即Y>X>W>Z,B、C项正确;主族元素除O、F外,其他元素最高化合价都等于其主族序数,D项正确。
4.(2015·广东高考改编)甲~庚等元素在周期表中的相对位置如下表,己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性,甲和丁在同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判断正确的是( )
A.丙与戊的原子序数相差18
B.气态氢化物的稳定性:庚<己<戊
C.常温下,甲和乙的单质均能与水剧烈反应
D.丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维
解析:
选D 己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性,则己为S;由元素在周期表中的相对位置可推断:丙为B、丁为Si、庚为F;因甲和丁在同一周期,且甲原子最外层与最内层具有相同电子数,则甲为Mg,乙为Ca。A.丙为B,原子序数为5,而戊位于P的下方,其原子序数比P的原子序数大18,即戊的原子序数为33,则丙与戊的原子序数相差28,错误;B.同周期元素自左向右,元素的非金属性逐渐增强,同主族元素自上而下,元素的非金属性逐渐减弱,因此元素的非金属性:庚>己>戊,元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,故氢化物稳定性:庚>己>戊;C.常温下,甲(Mg)与水反应缓慢,加热时反应较快;D.丁(Si)的最高价氧化物为SiO2,可用于制造光导纤维,正确。
依据元素及其化合物性质推断
常见元素及其化合物的特性
(1)形成化合物种类最多、单质是自然界中硬度最大、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素:C。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:N。
(3)地壳中含量最多的元素或气态氢化物的沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素:O。
(4)地壳中含量最多的金属元素:Al。
(5)最活泼的非金属元素或无正价的元素或无含氧酸的非金属元素或无氧酸(气态氢化物)可腐蚀玻璃的元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素:F。
(6)最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素:Cs(放射性元素除外)。
(7)最易着火的非金属元素的单质,其元素是P。
(8)焰色反应呈黄色的元素:Na。
(9)焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素:K。
(10)单质密度最小的元素:H,密度最小的金属元素:Li。
(11)常温下单质呈液态的非金属元素:Br;金属元素:Hg。
(12)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素:Al。
(13)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生化合反应的元素:N,能发生氧化还原反应的元素:S。
(14)元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素:S。
(15)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素:Li、Na、F。
(16)常见的一种元素存在几种单质的元素:C、P、O、S,其中一种同素异形体易着火的元素:P。
[例3] (2016·全国丙卷)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:W<X<Z
B.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
C.气态氢化物的热稳定性:W<Y
D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z
[解题流程]
第一步:挖掘题干信息,确定元素名称
第二步:根据元素周期表、周期律,判断递变规律
选项
判断依据
结论
A
Cl-有3个电子层,Na+、O2-(或N3-)只有2个电子层,所以Cl-的半径大于Na+、O2-(或N3-)的半径;Na+、O2-(或N3-)具有相同的电子层结构,核电荷数越小,离子半径越大,故Cl->O2-(或N3-)>Na+
错误
B
Na与O(或N)形成的化合物是Na2O(或Na3N),与水反应后生成NaOH,而使溶液呈碱性
正确
C
非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,则稳定性H2O>H2S(或NH3>PH3)
错误
D
非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则酸性:HClO4>H2SO4(或HClO4>H3PO4)
错误
[答案] B
[对点演练]
5.(2017·赣州模拟)已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,其中元素A、E的单质在常温下呈气态,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,元素D是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是( )
A.B元素在自然界只有一种核素
B.元素C、D、E的简单离子的半径依次减小
C.在5种元素中E元素的单质氧化性最强
D.化合物AE与CE含有相同类型的化学键
解析:选C A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,B原子最外层电子数是其电子层数的2倍,结合原子序数可知B是碳元素,C在同周期的主族元素中原子半径最大,C是钠元素,D是地壳中含量最多的金属元素,D是铝元素,元素A、E的单质在常温下呈气态,则A是氢元素,E是氯元素。A项, B元素(C)在自然界有3种核素12C、13C、14C,错误;B项,元素C、D、E的简单离子的半径大小关系为Cl->Na+>Al3+,错误;C项,在5种元素中,E的非金属性最强,其单质的氧化性最强,正确;D项,AE含有共价键,CE含有离子键,错误。
6.(2016·海南高考)短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,元素X的一种高硬度单质是宝石,Y2+电子层结构与氖相同,Z的质子数为偶数,室温下M单质为淡黄色固体,回答下列问题:
(1)M元素位于周期表中的第________周期、________族。
(2)Z元素是________,其在自然界中常见的二元化合物是________。
(3)X与M的单质在高温下反应的化学方程式为________________________________,产物分子为直线形,其化学键属________共价键(填“极性”或“非极性”)。
(4)四种元素中的________可用于航空航天合金材料的制备,其单质与稀盐酸反应的化学方程式为______________________________。
解析:短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,元素X的一种高硬度单质是宝石,则X是C元素;Y2+电子层结构与氖相同,则Y是Mg元素;Z的质子数为偶数,室温下M单质为淡黄色固体,则Z是Si元素,M是S元素。(1)M元素是S,位于周期表中的第三周期、ⅥA族;(2)Z是Si元素,其在自然界中常见的二元化合物是SiO2;(3)X与M的单质在高温下反应产生CS2,该反应的化学方程式为C+2SCS2,产物分子为直线形,结构与CO2类似, 由于是不同元素的原子形成的共价键,所以其化学键属极性共价键;(4)四种元素中只有Mg是金属元素,密度比较小,制成的合金硬度大,所以可用于航空航天合金材料的制备,该金属是比较活泼的金属,可以与盐酸发生置换反应产生氢气,其单质与稀盐酸反应的化学方程式为Mg+2HCl===MgCl2+H2↑。
答案:(1)三 ⅥA
(2)Si SiO2
(3)C+2S CS2 极性
(4)Mg Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
1.(2017·贺州模拟)
X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,X最高正价与最低负价的代数和为零,X、Z易形成质量比为3∶4和3∶8的两种常见化合物,含W元素的物质其焰色反应为黄色。下列说法正确的是( )
A.常见单质的沸点:W>Y>Z
B.W的氢化物为共价化合物
C.原子半径:Y
X>Y
B.最高价氧化物的水化物酸性强弱W>Z>Y
C.简单气态氢化物的稳定性Z>W
D.W分别与X、Y形成的化合物化学键类型相同
解析:选B X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,X原子M层有1个电子,X是钠,Y原子最外层电子数为最内层电子数的2倍,Y是硅,Z元素的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,Z是硫,则W是氯。A项,X、Y、Z在同一周期,原子半径X(Na)>Y(Si)>Z(S),错误;B项,最高价氧化物的水化物中,W是HClO4,Z是H2SO4,Y是H2SiO4,酸性强弱W>Z>Y,正确;C项,简单气态氢化物中Z是H2S,W是HCl,稳定性W>Z,错误;D项,W(Cl)与X(Na)形成的化合物中化学键是离子键,W与Y(Si)形成的化合物中化学键是共价键,化学键类型不相同,错误。
4.(2017·广东联考)X、Y、Z、R、W是原子序数依次增大的五种短周期元素。Y和R同主族,可组成共价化合物RY2;Y和Z最外层电子数之和与W的最外层电子数相同;25 ℃时,0.1 mol·L-1X和W形成化合物的水溶液pH为1。下列说法正确的是( )
A.Y和其他四种元素均可形成至少两种化合物(两种元素组成)
B.R元素的最高价氧化物的水化物酸性最强
C.原子半径:X<Y<Z<R<W
D.由Y、Z、W三种元素组成化合物的水溶液一定显碱性
解析:选A 由“Y和R同主族,可组成共价化合物RY2”推出Y是O,R是S;由“25 ℃时,0.1 mol·L-1X和W形成化合物的水溶液pH为1”及五种短周期元素原子序数大小关系推出X是H,W是Cl;再根据Y、Z、W最外层电子数的关系可推出Z为Na。O和H可形成H2O、H2O2,O和Na可形成Na2O、Na2O2,O和S可形成SO2和SO3,O和Cl可形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等,A项正确;短周期元素的最高价含氧酸中HClO4的酸性最强,B项错误;原子半径:Na>S>Cl>O>H,C项错误;NaClO4是强酸强碱盐,溶液呈中性,D项错误。
5.(2017·鄂州三模)短周期元素Q、W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示,其中只有Z为金属元素。则下列说法中,正确的是( )
A.W、X两种元素在自然界中都存在相应的单质
B.Q、Y分别与活泼金属元素形成的化合物中仅含离子键
C.Y、Z分别形成的简单离子中,前者的半径较大
D.X、Z的最高价氧化物对应的水化物之间容易相互发生反应
解析:
选C 由元素所在周期表中的位置可知,X为C元素,Y为O元素,Z为Al元素,W为Si元素,Q为Cl元素。A项,C在自然界中存在单质,Si在自然界中全部以化合态存在,错误;B项,O与活泼金属形成的化合物中可以含有共价键,如过氧化钠,错误;C项,电子排布相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,则O、Al分别形成的简单离子中,前者的半径较大,正确;D项,C的最高价氧化物的水化物为弱酸,与氢氧化铝不反应,错误。
6.(2017·成都模拟)X、Y、Z、W为周期表中前20号元素中的四种,原子序数依次增大,W、Y为金属元素,X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,Y、Z位于同周期,Z的单质是一种良好的半导体。W能与冷水剧烈反应,Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等,下列说法正确的是( )
A.简单气态氢化物的稳定性:X<Z
B.原子半径:W>Y>Z>X
C.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>W
D.Y、Z的最高价氧化物都能与强酸反应
解析:选B X、Y、Z、W为周期表中前20号元素中的四种,原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,X为O;Y、Z位于同周期,Z的单质是一种良好的半导体,则Z为Si;W、Y为金属元素,结合原子序数可知,W为K、Ca中的一种,Y为Na、Mg、Al中的一种,Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等,则Y、W原子最外层电子数之差为6-4=2,故Y为Al、W为K、X为O、Z为Si。非金属性O>Si,故简单气态氢化物稳定性H2O>SiH4,A错误;同周期元素自左而右原子半径减小,同主族元素自上而下原子半径增大,故原子半径K>Al>Si>O,B正确;Y为Al、W为K,金属性K>Al,故碱性KOH>Al(OH)3,C错误;Y最高价氧化物为氧化铝,属于两性氧化物,与强酸反应,而Z的氧化物为二氧化硅,属于酸性氧化物,与强酸不反应,故D错误。
7.X、Y、Z、R是短周期主族元素,X原子最外层电子数是次外层的两倍,Y元素在地壳中的含量最多,Z元素的化合物的焰色反应呈黄色,R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和。下列叙述不正确的是( )
A.X与Y元素能形成两种常见的气态化合物
B.原子半径的大小顺序:r(Z)>r(R)>r(X)>r(Y)
C.X、Z分别与R形成的化合物中化学键类型不同
D.含有Y、Z、R三种元素的化合物最多只有2种
解析:选D X、Y、Z、R是短周期主族元素,X原子最外层电子数是次外层的两倍,最外层电子数不超过8个,则X是C(碳);Y元素在地壳中的含量最多,则Y是O;Z元素的化合物的焰色反应呈黄色,则Z是Na;R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和,则R的核外电子数是17,R是Cl。X与Y元素形成的两种常见的气态化合物有CO和CO2
,A项叙述正确;同主族元素原子的电子层数越多,原子半径越大,同周期主族元素的原子半径随着原子序数的增大而减小,C、O位于第二周期,Na、Cl位于第三周期,且O的原子序数大于C的,Cl的原子序数大于Na的,所以原子半径大小顺序是r(Z)>r(R)>r(X)>r(Y),B项叙述正确;X、Z与R形成的化合物分别是CCl4、NaCl,四氯化碳中只含有共价键,氯化钠中只含有离子键,C项叙述正确;Y、Z、R分别是O、Na、Cl,含有三种元素的化合物有NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4等,D项叙述错误。
8.(2016·江苏高考)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层有6个电子,Y是迄今发现的非金属性最强的元素,在周期表中Z位于ⅠA族,W与X属于同一主族,下列说法正确的是( )
A.元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构
B.由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物
C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
解析:选B Y是迄今发现的非金属性最强的元素,则Y是F元素,X原子的最外层有6个电子,且原子序数比F小,则X是O元素,Z位于ⅠA族,原子序数比F大,则Z为Na元素,W与O属于同一主族且原子序数比O大,则W是S元素。A项中,O2-的结构示意图为,S2-的结构示意图为,错误;B项中,Y与Z形成的化合物NaF是离子化合物,正确;C项中,HF的热稳定性比H2S强,错误;D项中,原子半径大小顺序为r(Na)>r(S)>r(O)>r(F),错误。
9.(2017·福州模拟)X、Y、Z、W、R属于短周期主族元素,X的原子半径在短周期主族元素中最大,Y元素原子的最外层电子数为m,次外层电子数为n,Z元素的原子L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,W元素与Z元素同主族,R元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2∶1。下列叙述错误的是( )
A.X与Y形成的两种化合物中阴、阳离子的个数比均为1∶2
B.Y的氢化物比R的氢化物稳定,熔、沸点高
C.Z、W、R最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是:R>W>Z
D.RY2、WY2通入BaCl2溶液中均有白色沉淀生成
解析:选D X的原子半径在短周期主族元素中最大,应为Na元素;Y元素原子的最外层电子数为m,次外层电子数为n,Z元素原子的L层电子数为m+n,M层电子数为m-n,因为L层电子最多为8,则n=2,m=6,所以Y为O元素,Z为Si元素,W元素与Z元素同主族,应为C元素,R元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2∶1,Y的核外电子数为8,则R的核外电子数为16,应为S元素。A项,X与Y形成的两种化合物分别为Na2O、Na2O2,两种化合物中阴、阳离子的个数比均为1∶
2,正确;B项,Y是O元素,R是S元素,水的稳定性强于硫化氢,沸点高于硫化氢,正确;C项,非金属性:S>C>Si,元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,正确;D项,SO2、CO2对应的酸的酸性比盐酸弱,与氯化钡都不反应,错误。
10.(2016·浙江高考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,X、Y的核电荷数之比为3∶4。W-的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是( )
A.X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
B.原子半径大小:X<Y,Z>W
C.化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
D.Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
解析:选D 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,则X是C,由题意推知Y的核电荷数是8,则Y是O,Z的单质在氧气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应,则Z是Na,W-最外层为8电子结构,且X、Y、Z、W的原子序数依次增大,则W是Cl。X与Y形成的化合物有CO、CO2,但CO不与NaOH反应,A项错误;原子半径大小:C>O,Na>Cl,B项错误;化合物Na2O中只含离子键,NaClO3中既有离子键也有共价键,C项错误;O3、Cl2、ClO2等有强氧化性的物质可作水的消毒剂,D项正确。
11.(2015·天津高考节选)随原子序数递增,八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。
根据判断出的元素回答问题:
(1)f在周期表中的位置是________________。
(2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示,下同):________>________;比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:____________________。
(3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物,写出其电子式:________________________________________________________________________。
解析:根据图中八种短周期元素原子半径的相对大小,最高正价或最低负价的变化,判断出x是H,y是C,z是N,d是O,e是Na,f是Al,g是S,h是Cl。
(1)f是Al,在元素周期表中位于第三周期ⅢA族。
(2)O2-和Na+的核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,故r(O2-)>r(Na+);元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:Cl>S,故酸性:HClO4
>H2SO4。
(3)八种短周期元素组成的四原子共价化合物有NH3、H2O2等,它们的电子式分别为等。
答案:(1)第三周期ⅢA族
(2)r(O2-) r(Na+) HClO4>H2SO4
(3) (或 等其他合理答案均可)
12.A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的主族元素,常温下A、B、E的单质呈气态,B的原子最外层电子数是其电子层数的3倍,C的单质制成的高压灯发出的黄光透雾力强、射程远,B、C、D的最外层电子数之和为10。
(1)元素D位于第________周期________族。
(2)A、B可形成一种10电子的阳离子X,X的电子式为________。
(3)过量的单质E与湿润的Na2CO3反应可制备高效漂白剂E2B,产物中同时含有能使澄清石灰水变浑浊的气体,反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(4)向一定体积的DE3溶液中滴入5 mol·L-1的NaOH溶液,产生沉淀的质量与NaOH溶液体积的关系如图所示,则a=________。
解析:A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的主族元素,由“B的原子最外层电子数是其电子层数的3倍”推出B为O,由“C的单质制成的高压灯发出的黄光透雾力强、射程远”推出C为Na,结合“B、C、D的最外层电子数之和为10”可知D为Al,结合“常温下A、B、E的单质呈气态”及(2)中“A、B可形成一种10电子的阳离子”推出A为H,E为Cl。(1)Al位于元素周期表的第三周期ⅢA族。(2)H、O形成的10电子的阳离子为
H3O+,H3O+的电子式为 。(3)分析题给条件知,反应物为Cl2和Na2CO3,
生成物为Cl2O、CO2和NaCl,发生反应的化学方程式为2Cl2+Na2CO3===Cl2O+2NaCl+CO2。(4)AlCl3溶液中滴入NaOH溶液,生成的沉淀为Al(OH)3。由图可知,加入30 mL
NaOH溶液和加入70 mL NaOH溶液时Al(OH)3的物质的量都为=0.05 mol。设一定体积的AlCl3溶液中含有AlCl3的物质的量为x mol,由Al3++3OH-===Al(OH)3↓可知,当x mol AlCl3全部反应时,消耗3x mol NaOH,生成x mol Al(OH)3,继续加入NaOH溶液至70 mL时,由Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O可知,消耗(x-0.05)mol Al(OH)3,消耗(x-0.05)mol NaOH,所以3x+(x-0.05)=5×0.07,解得x=0.1,所以a=0.1×78=7.8。
答案:(1)三 ⅢA (2)
(3)2Cl2+Na2CO3===Cl2O+2NaCl+CO2 (4)7.8
13.现有A、B、C、D、E、F六种原子序数依次增大的短周期主族元素。已知A与D同主族且能形成离子化合物DA,B元素氢化物的水溶液呈碱性,C与E同主族且EC2是一种具有刺激性气味的气体。用化学用语回答下列问题:
(1)元素F在周期表中的位置________________。
(2)C、D、E三种元素原子半径由大到小的顺序为________________。A、C、D三种元素组成的化合物和单质F反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)B与F形成的化合物分子中,各原子最外层均达8电子结构,则该分子的电子式为____________。
(4)已知0.50 mol EC2被C2氧化成气态EC3,放出49.15 kJ热量,其热化学方程式为________________________________________________________________________。
(5)A、B、C以原子个数比4∶2∶3所形成的化合物,所含的化学键类型为________________;0.1 mol·L-1的该化合物水溶液中的离子浓度由大到小的顺序为:________________________。
解析:A、B、C、D、E、F是六种原子序数依次增大的短周期主族元素,A与D同主族且能形成离子化合物DA,则A、D是第一主族元素,A是氢元素,D是钠元素,B元素氢化物的水溶液呈碱性,B是氮元素,C与E同主族且EC2是一种具有刺激性气味的气体,C是氧元素,E是硫元素;则F是氯元素。
(1)Cl元素在周期表中的位置是第三周期ⅦA族。
(2)C(O)、D(Na)、E(S)三种元素原子半径由大到小的顺序为r(Na)>r(S)>r(O);A、C、D三种元素组成的化合物是NaOH,和Cl2反应的离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
(3)B与F形成的化合物分子中,各原子最外层均达8电子结构,应为NCl3,该分子的电子式为 。
(4)0.50 mol SO2被O2氧化成气态SO3,放出49.15 kJ热量,其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1。
(5)A、B、C以原子个数比4∶2∶3所形成的化合物为NH4NO3,所含的化学键类型为离子键、共价键;NH4NO3是强酸弱碱盐,水解显酸性,则0.1 mol·L-1 NH4NO3水溶液中的离子浓度由大到小的顺序为:c(NO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。
答案:(1)第三周期ⅦA族
(2)r(Na)>r(S)>r(O) Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(3)
(4)2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)ΔH=-196.6 kJ·mol-1
(5)离子键、共价键 c(NO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)