2022届高考化学 专题十 元素周期表中的位构性的关系精准培优专练

2022届高考化学 专题十 元素周期表中的位构性的关系精准培优专练一元素周期表中的位 构 性的关系.位构关系：原子序数=质子数；周期数=电子层数；主族序数=最外层电子数.构性关系：原子半径金属性非金属性；电子层结构化合价。.位性关系：同一位置相同化学性质；同一主族相似性；同周期递变性。典例1下图为元素周期表中短周期的一部分，下列说法正确的是（ ）A非金属性：YZMB离子半径：MZ2YCZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构DZ、Y、M三种元素中，Y的最高价氧化物对应的水化物酸性最强【解析】由表判断，X、Y、Z、M分别为He、F、S、Cl。非金属性：YMZ，A错误；Y电子层数少，半径小，M、Z2电子层数相同，Z原子序数小，半径大，B错误；F没有正价，D错误。【答案】C典例2短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如下表所示，其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，则下列说法不正确的是（ ）XYZWQAY与Z的简单离子的半径大小关系为Y2Z2BZ单质可以在X和Y组成的化合物中燃烧CW和Y组成的某种化合物是光导纤维的主要成分DQ单质具有强氧化性和漂白性【解析】X元素原子的内层电子数是最外层电子数的一半，X原子只能有2个电子层，最外层电子数为4，则X为碳元素，由元素在周期表中的位置可知，Y为O、Z为Mg、W为Si、Q为Cl。Y与Z的简单离子分别是O2、Mg2，电子层结构相同，原子序数越小，半径越大，则Y2Z2，A正确；Z单质是镁，可以在X和Y组成的化合物二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，B正确；W与Y组成二氧化硅，二氧化硅是光导纤维的主要成分，C正确；干燥的氯气没有漂白性，D错误。【答案】D典例3根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息，下列叙述正确的是（ ）元素代号ABCDE原子半径/nm0.1860.1430.0890.1040.074主要化合价1326、22AE2与B3+的核外电子数不可能相等B离子半径大小：A+E2C最高价氧化物对应水化物的碱性：ACD氢化物的稳定性：ED【解析】由表中数据可知，A为钠元素、B为铝元素、C为铍元素、D为硫元素、E为氧元素。E2与B3+的核外电子数都为10，A错误；离子半径大小Na+O2，B正确；钠比铍活泼，故最高价氧化物对应水化物的碱性CH2S，D错误。【答案】B典例4下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是（ ）选项事实结论A与冷水反应，Na比Mg剧烈金属性：NaMgBCa(OH)2的碱性强于Mg(OH)2金属性：CaMgCSO2与NaHCO3溶液反应生成CO2非金属性：SCDt 时，Br2H22HBr K5.6107 I2H22HIK43非金属性：BrI【解析】C项，根据事实可知H2SO3比H2CO3酸性强，但H2SO3不是最高价含氧酸，故不能说明非金属性：SC。【答案】C二对点增分集训1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（ ） AW、X两种元素在自然界中都存在相应的单质BQ、Y分别与活泼金属元素形成的化合物中仅含离子键CY、Z分别形成的简单离子中，前者的半径较大DX、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】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。C在自然界中存在单质，Si为亲氧元素，在自然界中全部以化合态存在，A错误；O与活泼金属形成的化合物中可以含有共价键，如过氧化钠中存在离子键和共价键，B错误；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，C正确；C的最高价氧化物对应的水化物为弱酸，与氢氧化铝不反应，D错误。【答案】C2已知：X、Y、Z、W为短周期元素，原子半径依次为X：99 pmY：154 pmZ：125 pmW：117 pm，X、Y、W在元素周期表中的相对位置如图所示(副族省略)，X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物相互之间能两两反应。下列说法正确的是（ ）XYWA元素Z处于周期表的阴影位置B非金属性：XN，沸点：NMB简单离子半径：DBCACZ为Na2CO3D图中有两个氧化还原反应【解析】由Y为淡黄色固体且为化合物可知Y为Na2O2。由X、Y摩尔质量相同可推知X为Na2S，从而推知Z为NaOH。故A、B、C、D分别为H、O、Na、S。A项，N为H2O，M为H2S或NaHS，M为H2S时，H2O的沸点高于H2S，M为NaHS时，H2O的沸点低于NaHS，错误；B项，离子半径大小顺序为S2O2NaH，正确；C项，Z为NaOH，错误；D项，图中只有一个氧化还原反应2Na2O22H2O=4NaOHO2，错误。【答案】B4X、Y、Z、R、W代表原子序数依次增大的5种短周期元素，X与Z、Y与W同主族，Y是地壳中含量最多的元素，W元素与X元素可以形成18电子的分子，R元素的简单离子是同周期元素中半径最小的。下列说法正确的是（ ）AR元素最高价氧化物所对应的水化物具有两性，但不会溶于稀氨水BY分别可与X和Z形成原子个数比为11的化合物，且形成的化合物类型相同CY的氢化物分子间存在氢键，因此Y的氢化物的稳定性大于W的氢化物的稳定性D原子半径从小到大的顺序：XYZRS，故水的稳定性比硫化氢的强，与氢键无关，C错误；同周期自左向右原子半径逐渐减小、同主族自上而下原子半径逐渐增大，所以元素中氢原子半径最小，故原子半径：HOSAlNa，D错误。【答案】A5短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为13。X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是（ ）A原子半径的大小顺序：r(Y)r(Z)r(W)BX和Y两元素一定不在同一周期C元素Z、W的简单离子的电子层结构相同D只含X、Y、Z三种元素的化合物只能是共价化合物【解析】Z是地壳中含量最高的元素，则Z为O元素；X、Y、W最外层电子数之和为1367，X与W同主族，故Y原子最外层电子数为奇数，只能处于奇数族。结合原子序数可知，Y处于第二周期，W处于第三周期，故X最外层电子数一定小于Y，Y处于第A族时，X、W最外层电子数为2，则Y为B、X为Be、W为Mg；Y处于第A族时，X、W最外层电子数为1，则Y为N元素、X为H或Li、W为Na。同周期自左向右原子半径逐渐减小、同主族自上而下原子半径逐渐增大，故原子半径：r(W)r(Y)r(Z)，A错误；Y为B、X为Be时，二者均处于第二周期，B错误；氧元素简单离子核外电子数为10，钠离子或镁离子核外电子数也为10，离子核外电子层结构相同，C正确；NH4NO3是离子化合物，D错误。【答案】C6短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为24。X的原子半径比Y大，Y与Z同主族，Y原子的最外层电子数是电子层数的3倍，下列说法正确的是（ ）AY元素形成的单核阴离子还原性强于XBZ元素的简单气态氢化物的沸点比Y高CW元素氧化物对应的水化物的酸性一定强于ZDX的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的原子半径比Y大，说明X、Y在同一周期，Y原子的最外层电子数是电子层数的3倍，则Y是氧元素，Y与Z同主族，Z是硫元素，所以W是氯元素，原子最外层电子数之和为24，则X是氮元素。元素的非金属性YX，则Y元素形成的单核阴离子还原性弱于X，A错误；由于水中存在氢键，Z元素的简单气态氢化物的沸点比Y低，B错误；W元素氧化物对应的水化物的酸性不一定强于Z，如次氯酸的酸性弱于硫酸，C错误；X的气态氢化物显碱性，可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，D正确。【答案】D7原子序数依次增大的X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。已知Y与Z、M与W分别同周期，X与M同主族；X、Z、M的质子数之和等于Y、W的质子数之和；X与Z、M与Z都可以分别形成A2B、A2B2型的化合物；X与Y形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76 gL1；Y、M、W的最高价氧化物对应的水化物，两两间都能发生反应。下列说法不正确的是（ ）A由X、M与Z形成的化合物X2Z2和M2Z2中所含的化学键类型相同B含有W阳离子的某种盐，可用作净水剂CM的单质可保存于煤油中D由X、Y、Z三种元素形成的某种化合物的水溶液，可能呈碱性或酸性【解析】由X、M同主族且与Z均能形成A2B、A2B2型化合物推知X为H，Z为O，M为Na。由Y的气态氢化物的密度为0.76gL-1知M(YHa)0.76 gL-122.4 Lmol-117 gmol-1，推知Y为N，从而推知W为Al。D项，由H、N、O三种元素形成的常见化合物中，NH3H2O显碱性，HNO3显酸性。【答案】A8X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Z在周期表中的相对位置如下表所示；X的单质在氧气中燃烧能生成两种无色气体，Y的简单气态氢化物的水溶液显碱性。回答下列问题：XZ（1）元素X在周期表中位于_族；W和Z的最简单气态氢化物的稳定性较强的是_(填化学式)。（2）W的单质与水反应生成的含氧酸的电子式为_。（3）在BaCl2溶液中加入少量Y的最高价氧化物对应水化物的溶液，再通入ZO2气体，能生成无色气体YO和白色沉淀_(填化学式)；ZO2和YO还原性较强的是_(填化学式)。【解析】短周期元素X的单质在氧气中燃烧能生成两种无色气体，则X是C；Y的简单气态氢化物的水溶液显碱性，则Y是N；根据元素在周期表中的位置可知Z是S，则W是Cl。（1）元素X的原子最外层只有4个电子，所以在周期表中位于第A族；同一周期的主族元素，原子序数越大，元素的非金属性越强，其相应的简单气态氢化物的稳定性就越强。由于元素的非金属性ClS，所以气态氢化物的稳定性较强的是HCl。（2）Cl2与水反应生成的含氧酸是HClO，其电子式为。（3）在BaCl2溶液中加入少量Y的最高价氧化物对应水化物的溶液，即HNO3溶液，由于HNO3具有强氧化性，而SO2具有还原性，二者会发生氧化还原反应生成H2SO4和NO，H2SO4与BaCl2溶液混合会发生复分解反应产生BaSO4沉淀；根据还原性：还原剂还原产物，可知还原性：SO2NO。【答案】（1）第AHCl（2）（3）BaSO4SO29有八种短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h，其中x、y、d、f随着原子序数的增大，其原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化如图1所示。常温下z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物的溶液(浓度均为0.01 molL-1)的pH与原子序数的关系如图2所示：根据上述信息进行判断，并回答下列问题：（1）h在元素周期表中的位置是_。（2）比较f、g、h常见离子的半径大小_(用离子符号表示)，e、f的最高价氧化物对应的水化物碱性较强的是_(用化学式表示)。（3）下列可作为比较f和Mg金属性强弱依据的是_。a测两种元素单质的硬度和熔、沸点b测等浓度相应氯化物水溶液的pHc比较单质与同浓度盐酸反应的剧烈程度d比较两种元素在化合物中化合价的高低（4）从上述元素中任选三种组成六原子共价化合物，写出其化学式：_(写一个即可)。（5）由上述元素中的y、z、e组成的某剧毒化合物eyz不慎泄漏时，消防人员通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理，以减少污染，反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，该反应的化学方程式为_，已知eyz含有与z2分子中类似的化学键，写出化合物eyz的电子式：_。【解析】由题图中的化合价、原子半径的大小与原子序数的关系可知x是H、y是C、d是O、f是Al，z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物的溶液浓度均为0.01 molL-1 ，e的最高价氧化物对应水化物的溶液的pH为12，为一元强碱，则结合原子序数得e是Na，z、h的最高价氧化物对应水化物的溶液的pH均为2，为一元强酸，则z为N、h为Cl，g的最高价氧化物对应水化物的溶液的pH小于2，为二元强酸，故g为S。（1）h为Cl，位于周期表中第三周期A族。（2）电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，电子层数越多，离子半径越大，则离子半径：S2ClAl3+；金属性NaAl，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性：NaOHAl(OH)3。（3）a项，单质的硬度和熔、沸点属于物理性质，不能用来比较金属性强弱，错误；b项，溶液pH越小，金属阳离子水解程度越大，说明该元素金属性越弱，正确；c项，单质与同浓度盐酸反应越剧烈，说明金属性越强，正确；d项，化合物中金属元素化合价越高，说明其原子失去电子越多，但金属性强弱与失去电子数目无关，错误。（4）由题目中给出的任意三种元素组成的六原子共价化合物有HClO4、H2CO3、H2SO3等。（5）化合物NaCN不慎泄漏时，通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理，以减少污染。反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，应生成NaHCO3、NH3，反应的化学方程式为NaCNH2O2H2O=NaHCO3NH3，NaCN由Na、CN构成，含有与N2分子中类似的化学键，则CN中存在三键，NaCN的电子式为。【答案】（1）第三周期A族（2）S2ClAl3+NaOH（3）bc（4）HClO4(或H2CO3、H2SO3等)（5）NaCNH2O2H2O=NaHCO3NH3；10某校化学实验小组的学生为验证非金属元素氯的氧化性强于硫和氮，设计了一套实验装置(部分夹持装置已略去)：（1）写出A中反应的离子方程式：_。（2）B中出现黄色浑浊现象，产生此现象的离子方程式：_。（3）试从原子结构角度解释氯的氧化性强于硫的原因：_。（4）D中干燥管中出现的现象及化学方程式： _。（5）有同学认为D中的现象并不能说明氯的氧化性大于氮，需要在C之前加装洗气装置，请画出其装置图(并注明盛装试剂)（6）还有什么其他方法能证明非金属性ClS，用一种相关事实说明：_。【解析】（2）B中出现黄色浑浊，说明氯气把硫离子氧化为S单质。（3）氯原子最外层电子数比硫原子多一个，Cl原子得电子能力强，故Cl2的氧化性强于S。（4）氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢，生成的氯化氢和氨气结合生成氯化铵，从而冒白烟。（5）盐酸易挥发，所以生成的氯气中含有氯化氢气体，氯化氢也能直接和氨气结合冒白烟，所以需要在C之前连接盛有饱和食盐水的装置以除去氯化氢气体。（6）非金属性强弱比较的一般规律是由对应氢化物的稳定性判断：氢化物越稳定，非金属性越强；由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断：酸性越强，非金属性越强(除氟元素之外)；非金属单质与具有可变价金属的反应，能生成高价金属化合物的，其非金属性强，据此可以验证。【答案】（1）MnO24H+2ClMn2+Cl22H2O（2）Cl2S2=S2Cl（3）氯原子最外层电子数比硫原子多一个，Cl得电子能力强，故Cl2的氧化性强于S（4）产生大量白烟；8NH33Cl2=6NH4ClN2（5）（6）2Fe3Cl22FeCl3、FeSFeS(或相同温度下相同状态的HCl的稳定性大于H2S或最高价氧化物对应的水化物的酸性HClO4大于H2SO4)