备战2021 高考化学 考点28 元素位置、原子结构、元素性质之间的相互推断（解析版） 21页

考点 28 元素位置、原子结构、元素性质之间的相互推断 1．“位”、“构”、“性”关系 同一元素的“位、构、性”关系可表示如下： 2．“位”、“构”、“性”关系的应用 （1）应用一：结构与位置互推 （2）应用二：性质与位置互推 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位 置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。 （3）应用三：结构与性质互推 ①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要因素。 ②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。 ③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。 考向一 文字叙述式“位—构—性”推断 典例 1 短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，Y 与 X 形成的某气态化合物可以使湿润的 红色石蕊试纸变蓝，Z 的质子数比 Y 多 1，非金属元素 W 的氧化物熔点高于其他短周期非金属元素。 下列说法中不正确的是 A．四种元素任意组合形成的化合物均为共价化合物 B．原子半径大小：W>Y>Z>X C．Y、Z 均可与 X 形成含有非极性共价键的化合物 D．简单氢化物的稳定性：Z>Y>W 【答案】A 【解析】短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，Y 与 X 形成的某气态化合物可以使湿润 的红色石蕊试纸变蓝，X 为 H，Y 为 N，Z 的质子数比 Y 多 1，Z 为 O，非金属元素 W 的氧化物熔点高于 其他短周期非金属元素，W 为 Si。四种元素任意组合形成的化合物不一定为共价化合物，如 NH4NO3 是离 子化合物，A 项错误。 1．短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 的原子半径小于 Y 的原子半径，Z 的单质是空 气中含量最高的气体，W 原子最外层比 Y 原子最外层少 1 个电子，W 的单质制得的金属容器常温下可盛装 浓硫酸。下列说法正确的是 A．Y 与 X 可以分别形成原子个数比为 1：1、1：2、1：3、1：4 的化合物 B．最高价氧化物对应的水化物酸性：Y>Z>W C．原子半径：XZ 【答案】A 【解析】 A 项，Y 与 X 可形成原子个数比为 1:1（如 C2H2、苯等）、1:2（如 C2H4 等单烯烃）、1:3（CH3CH3）、1:4（CH4） 的化合物，A 项正确； B 项，根据同周期从左到右最高价氧化物对应水化物酸性依次增强，同主族从上到下最高价氧化物对应水化 物酸性依次减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性：Z Y W，B 项错误； C 项，根据“层多径大，序大径小”，原子半径：X Z Y W，C 项错误； D 项，W 和 Z 的简单离子具有相同电子层结构，根据“序大径小”，简单离子半径：Z W，D 项错误； 答案选 A。 “序、层”“序、价”规律 （1）“序、层”规律 ①若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前阳后”(阴离子在前一周期，阳离子在后一周期)， 阳离子的原子序数大。 ②同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，阴离子原子序数大。 （2）“序、价”规律 在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致，“价奇序奇，价偶序偶”。 考向二 表格片段式“位—构—性”推断 典例 2 短周期元素 X、Y、Z、W 在元素周期表中的相对位置如图所示，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 【答案】A 【解析】W 原子的质子数是其最外层电子数的三倍，则 W 为磷元素，根据元素在周期表中的位置关系 可确定，X 为氮元素，Y 为氧元素，Z 为硅元素。同周期元素原子半径自左向右逐渐减小，同主族自上而下 逐渐增大，则根据元素在周期表中的位置判定原子半径：Z>W>X>Y，A 错误；元素非金属性同主族自上而 下逐渐减小，同周期自左向右逐渐增大，故最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>Z，B 正确；元素非金 属性同主族自上而下逐渐减小，同周期自左向右逐渐增大，故气态氢化物的热稳定性为 Y>X>W>Z，C 正确； 元素原子的最高化合价一般等于该元素原子的最外层电子数，则元素 X、Z、W 的最高化合价分别与其主族 序数相等，D 正确。 2．有五种短周期主族元素 X、 Y、 Z、 R、 Q， 它们的原子序数逐渐增大； 在周期表中的相对位置如 图所示，Z 是组成叶绿素的金属元素。下列说法错误的是 A．工业上都用电解法制 Z、R 单质 B．X 和 Y 的单质熔点： XZ>R D．Y 和 Q 的最高价氧化物对应水化物酸性：Y>Q 【答案】B 【解析】A.Mg、Al 为活泼金属，工业制取时都采用电解法制取，A 正确； B.C 常温下为固体，氮气常温下为气体，C 的熔点高于氮气，B 错误； C.Mg、Al、N 简单离子具有相同的核外电子排布，原子序数越大，半径越小，Y>Z>R，C 正确； D.N、P 为同主族元素，非金属性：N>P，非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，即 Y>Q， D 正确； 答案为 B 考向三 元素推断的综合应用 典例 3 X、Y、Z、R、Q、M 是六种短周期元素，原子序数依次增大。X 是原子半径最小的元素，Y 的气 态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，Z 为地壳中含量最多的元素，R 与 X 同主族；Y、R、Q 最外 层电子数之和为 8，M 的单质为黄绿色有害气体。请回答下列问题： （1）R 在元素周期表中的位置为__________________。 （2）Z、Q、M 简单离子半径由大到小的顺序为(写元素离子符号)__________________________。 （3）X、Y、Z 三种元素形成盐类化合物的水溶液呈酸性的原因：_____________________________(用 离子方程式表示)。溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为_______________________________。 （4）YX4M 的电子式为___________________，Q3Y2 与水可剧烈反应，产生沉淀与气体，反应的化学 方程式为___________________________________。 （5）X、Z 两元素形成的原子个数比为 1∶1 的化合物中含有的化学键类型为____________。 （6）M 的单质与 R 的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为_______________________。 【答案】（1）第三周期ⅠA 族 （2）Cl－>O2－>Mg2＋ （3） + 4NH ＋H2O NH3·H2O＋H＋ c( 3NO )>c( + 4NH )>c(H＋)>c(OH－) （4） Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑ （5）共价键 （6）Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O 【解析】X、Y、Z、R、Q、M 是六种短周期元素，原子序数依次增大。X 是原子半径最小的元素，则 X 为 H，Y 的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则 Y 为 N，Z 为地壳中含量最多的元素，则 Z 为 O， R 与 X 同主族，所以 R 为 Na；Y、R、Q 最外层电子数之和为 8，则 Q 为 Mg，M 的单质为黄绿色有害气体， 则 M 为 Cl。 （1）钠元素在周期表中的位置：第三周期ⅠA 族。 （2）Cl－有三个电子层，半径最大，O2－与 Mg2＋两种离子电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小， 所以简单离子半径由大到小的顺序为 Cl－>O2－>Mg2＋。 （3）H、N、O 三种元素形成盐类化合物为 NH4NO3 溶液呈酸性，其原因： + 4NH ＋H2O NH3·H2O ＋H＋，溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为 c( 3NO )>c( + 4NH ) >c(H＋) >c(OH－)。 （4）H、N、Cl 形成的化合物为 NH4Cl，其电子式为 ；Mg3N2 易水解生成 Mg(OH)2 和 NH3。反应化学方程式为 Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑。 （5）过氧化氢中含有共价键。 （6）Cl2 与 NaOH 反应的离子方程式为 Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O。 3．Ⅰ.通常情况下，微粒 A 和 B 为分子，C 和 E 为阳离子，D 为阴离子，它们都含有 10 个电子；B 溶于 A 后所得的物质可电离出 C 和 D；A、B、E 三种微粒反应后可得 C 和一种白色沉淀。请回答下列问题： （1）用化学符号表示下列微粒： C：__________，D：__________。 （2）写出 A、B、E 三种微粒反应的离子方程式：________________________________________。 Ⅱ.A、B、C、D、E 是原子序数依次增大的五种短周期元素，A 原子的电子层数与它的核外电子总数相 同，A 与 C、B 与 D 分别为同主族，B 和 C 的最外层电子数之和与 E 的最外层电子数相同。A 与 E 形成 的化合物的化学式为 AE，其分子中含 18 个电子。请回答下列问题： （1）D 元素的原子结构示意图为______________。 （2）由 A、B、C 三种元素形成的化合物的电子式为_______，这种化合物中所含的化学键类型有______。 （3）A2B 的沸点高于 A2D，其原因是_______________________________________________。 （4）B、C、E 三种元素形成一种盐，此盐中三种原子个数比为 1∶1∶1，在 25 ℃时，将该盐溶于水， 测得溶液 pH>7，理由是________________________________________________(用离子方程式表示)；将 该盐溶液在空气中露置一段时间后(充分光照，不考虑水分的挥发)，溶液的 pH 近似为 7，则该过程的总 化学方程式为___________________________________。 【答案】Ⅰ.（1） + 4NH OH－ （2）Al3＋＋3NH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3 + 4NH [或 Mg2＋＋2NH3＋2H2O===Mg(OH)2↓＋2 + 4NH ] Ⅱ.（1） （2） 离子键、共价键 （3）H2O 分子之间存在氢键 （4）ClO－＋H2O HClO＋OH－ 2NaClO===2NaCl＋O2↑ 【解析】Ⅰ.（1）10 电子微粒有 H2O、NH3、CH4、HF、 + 4NH 、OH－、Al3＋、Mg2＋、Na＋、O2－、F－等微 粒，A、B、E 三种微粒反应后可得 C 和一种白色沉淀，该白色沉淀为 Al(OH)3 或 Mg(OH)2，应为 Al3＋ 或 Mg2＋和氨水的反应，则 C 为 + 4NH ，B 溶于 A，说明 A 为 H2O，B 为 NH3，D 应为 OH－。 （2）氨水呈碱性，Al3＋或 Mg2＋和氨水反应生成 Al(OH)3 或 Mg(OH)2，反应的离子方程式为 Al3＋＋3NH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3 + 4NH 或 Mg2＋＋2NH3＋2H2O===Mg(OH)2↓＋2 + 4NH 。 Ⅱ.A、B、C、D、E 是原子序数依次增大的五种短周期元素，A 原子的电子层数与它的核外电子总数相 同，则 A 为氢元素；A 与 E 形成的化合物的化学式为 AE，其分子中含 18 个电子，故 E 为氯元素；A 与 C 同主族，处于ⅠA 族，B 和 C 的最外层电子数之和与 E 的最外层电子数相同，则 B 的最外层电子数为 7－1＝6，处于ⅥA 族，B 与 D 为同主族，原子序数 B 小于 D，则 B 为氧元素，D 为硫元素；C 原子序 数大于氧元素，C 与氢元素为同主族，故 C 为钠元素。 （1）D 为硫元素，原子结构示意图为 。 （2）由 A、B、C 三种元素形成的化合物为 NaOH，氢氧化钠是离子化合物，由钠离子与氢氧根离子构 成，电子式为 。晶体中钠离子与氢氧根离子之间形成离子键，氢氧根离子中氢原子与氧原 子之间形成共价键。 （3）H2O 分子间存在氢键而 H2S 分子间不存在氢键，故 H2O 的沸点比 H2S 高。 （4）B、C、E 三种元素形成一种盐，此盐中三种原子个数比为 1∶1∶1，该盐为 NaClO，次氯酸钠属于 强碱弱酸盐，在溶液中 ClO－发生水解：ClO－＋H2O HClO＋OH－，使溶液呈碱性，溶液 pH＞7；将 该盐溶液在空气中露置一段时间后(充分光照，不考虑水分的挥发)，HClO 分解为 HCl 与氧气，HCl 与氢 氧化钠反应生成 NaCl，故最终溶液几乎为 NaCl 溶液，溶液的 pH 近似为 7，则该过程的总化学方程式为 2NaClO===2NaCl＋O2↑。 1．原子序数依次增大的短周期元素 W、X、Y、Z，它们的最外层电子数之和为 16，Y 是地壳中含量最多 的金属，W、Z 是同主族元素，X 的氯化物是生活中常用的调味剂。下列说法错误的是( ) A．四种元素的原子半径大小顺序：X＞Y＞Z＞W B．W、X 形成的化合物中不可能含有共价键 C．W、Z 能形成原子个数比为 1：3 和 1：2 的化合物 D．X、Y 的最高价氧化物对应的水化物能互相反应 【答案】B 【解析】A. 同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则四种元素的原子半 径大小顺序：Na＞Al＞S＞O，A 正确； B. W、X 形成的化合物过氧化钠中含有共价键，B 错误； C. W、Z 能形成原子个数比为 1：3 和 1：2 的化合物，即 SO3 和 SO2，C 正确； D. X、Y 的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠和氢氧化铝能互相反应生成偏铝酸钠和水，D 正确；答案 选 B。 2．某离子化合物的结构如图所示，其中 W、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期主族元素，W 的最低负价 与 Y 的最高正价代数和为 0，W 与 X 构成的某种化合物是一种绿色氧化剂，X 与 Z 同主族。下列说法正确 的是 A．X、Y、Z 三种元素组成的化合物的水溶液一定呈碱性 B．原子半径大小：Y > Z >X>W C．W、Y 组成的化合物中各微粒均达 8 电子稳定结构 D．最简单氢化物的稳定性：Z > X 【答案】B 【解析】 A.O、Na、S 三种元素组成的化合物硫酸钠是强酸强碱盐，水溶液呈中性，故 A 错误； B.同周期元素，从左到右原子半径依次减小，同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则原子半径大小： Na> S>O>H，故 B 正确； C.H、Na 组成的化合物为 NaH，氢离子最外层电子数为 2，没有达到 8 电子稳定结构，故 C 错误； D.元素的非极性越强，最简单氢化物的稳定性越强，氧元素的非金属性强于硫元素，则水的稳定性强于硫 化氢，故 D 错误；故选 B。 3．短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 是地壳中含量最多的元素，Y 原子的最外层有 2 个电子，Z 的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W 与 X 位于同一主族。下列说法正确的是 A．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X) B．工业上电解熔融 YX 来制取 Y 单质 C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Zr(Z)> r(W)>r(X)， A 错误； B．工业上电解熔融 MgCl2 而不是 YX 即 MgO 来制取 Mg，B 错误； C．最高价氧化物对应水化物的酸性与元素的非金属性一致，因非金属性 ZZ>Y B．X 的单质只有两种同素异形体 C．Y 的最高价氧化物对应水化物的碱性在同周期中最强 D．Z 的氢化物的稳定性比 W 的氢化物的稳定性强 【答案】C 【解析】 A．Cl-、S2-核外有 3 层电子，Na+核外有 2 层电子，离子核外电子层数越多半径越大，电子层数相同，核电 荷数越小半径越大，所以离子半径 S2->Cl->Na+，故 A 错误； B．C 元素的单质有石墨、金刚石、C60 等多种同素异形体，故 B 错误； C．金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，Na 元素为同周期元素中金属性最强的元素，故 C 正确； D．非金属性越强，氢化物越稳定，Cl 的非金属性强于 S，所以 Cl 的氢化物更稳定，故 D 错误； 综上所述答案为 C。 5．短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W 的最高价氧化物固态时可用作人工降雨剂或用 于冷藏食品，X、Y 的最外层电子数之和与 W 的最外层电子数相等，W 的简单氢化物与 Z 的单质混合光照 可生成 Z 的氢化物和油状混合物。下列说法正确的是 A．原子半径:W＞X＞Y＞Z B．X、Y 的简单离子的电子层结构相同 C．W 的简单氢化物的稳定性比 Z 的强 D．Z 分别与 W、X 形成的化合物中所含化学键类型相同 【答案】B 【解析】 A、同主族从上到下原子半径逐渐增大，同周期从左向右原子半径逐渐减小，原子半径:Na＞Al＞Cl＞C， 故 A 错误； B、Na+、Al3+的电子层结构相同，都是 10 电子微粒，故 B 正确； C、氯元素非金属性强于碳元素，则 HCl 的稳定性比 CH4 的强，故 C 错误； D、CCl4 中含有共价键、NaCl 含离子键，故 D 错误。答案选 B。 6．短周期主族元素 R、X、Y、Z 的原子序数依次增大，化合物 M、N 均由这四种元素组成，且 M 的相对 分子质量比 N 小 16。分别向 M 和 N 中加入烧碱溶液并加热，二者均产生可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的 气体。将 M 溶液和 N 溶液混合后产生的气体通入品红溶液中，溶液变无色，加热该无色溶液，无色溶液又 恢复红色。下列说法错误的是（ ） A．简单气态氢化物的稳定性：Y>X B．简单离子的半径：Z>Y C．X 和 Z 的简单气态氢化物能反应生成两种盐 D．X 和 Z 的氧化物对应的水化物都是强酸 【答案】D 【解析】 M 为 NH4HSO3，N 为 NH4HSO4，则素 R、X、Y、Z 分别为 H、N、O、S 元素。 A．非金属性 O＞N，简单氢化物的稳定性：Y（O）＞X（N），故 A 正确； B．同主族元素，离子的电子层越多离子半径越大，则离子半径：Z（S）＞Y（O），故 B 正确； C．N、S 的氢化物分别为氨气、硫化氢，氨气与硫化氢能够反应生成硫化铵、硫氢化铵两种盐，故 C 正确； D．不能确定是否是最高价，N、S 的氧化物对应水化物不一定为强酸，如亚硝酸、亚硫酸为弱酸，故 D 错 误；故选 D。 7．一种化合物 Y2ZW3X 可用作牙膏的添加剂，W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中 Z 的最高价氧化物的水化物是三元酸，Y 的原子半径是短周期主族元素中最大的，W 与 X 的最外层电子数 之和为 13。下列说法错误的是（ ） A．简单氢化物的沸点：W＞X B．离子半径：Y＞W＞X C．Z 的最高价氧化物可用作干燥剂 D．Y 与 X 形成的化合物的水溶液呈碱性 【答案】B 【解析】 A．W、X 的简单氢化物分别为 H2O 和 HF，水在常温下是液体，HF 是气体，简单氢化物的沸点：W＞X， 故 A 正确； B．W、X、Y 分别为 O、F、Na，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小，离子半径：Y＜X ＜W，故 B 错误； C．Z 的最高价氧化物五氧化二磷可用作干燥剂，可以干燥酸性或中性气体，故 C 正确； D．Y 与 X 形成的化合物氟化钠的水溶液呈碱性，由于 F-水解使 NaF 溶液显碱性，故 D 正确；答案选 B。 8．如表所示为部分短周期元素的原子半径及主要化合价，根据表中信息判断以下叙述正确的是。 元素代号 A B C D E 原子半径/nm 0.160 0.143 0.102 0.071 0.099 主要化合价 ＋2 ＋3 ＋6、－2 －1 －1 A．A、B 简单离子半径大小关系为 B3＋＞A2＋ B．D、E 形成的简单离子的还原性：E－＞D－ C．气态氢化物的稳定性：HD＜H2C D．最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2CO4＞HEO4 【答案】B 【解析】 A．核外电子排布相同的微粒，离子半径随原子序数的增大而减小，则 A、B 简单离子半径大小关系为 B3＋ ＜A2＋，A 错误； B．非金属性越强，相应阴离子的还原性越弱，非金属性是 F 强于 Cl，则 D、E 形成的简单离子的还原性： E－＞D－，B 正确； C．非金属性 F 强于 S，非金属性越强，氢化物的稳定性越强，则气态氢化物的稳定性：HD＞H2C，C 错误； D．非金属性越强，最高价氧化物水化物的酸性越强，非金属性氯元素强于碳元素，则最高价氧化物对应的 水化物的酸性：H2CO4＞HEO4，D 错误；答案选 B。 9．短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加，K、L、M 均是由这些元素组成的二元化合物，甲、 乙分别是元素 X、Y 的单质，甲是常见的固体，乙是常见的气体。K 是无色气体，是主要的大气污染物之一， 0.05mol/L 丙溶液的 pH 为 l，上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是 A．原子半径：WY>X C．化合物 XZ2 中所有原子均满足 8 电子稳定结构 D．X、 Z 的单质分别直接与 Y 的单质反应，都能生成两种氧化物。 【答案】C 【解析】 由题意分析可知，W 为 H 元素，X 为 C 元素，Y 为 O 元素，Z 为 S 元素， A．同周期元素原子半径从左到右逐渐减小，电子层越多原子半径越大，则原子半径为 C＞O＞H，即 W＜ Y＜X，故 A 错误； B．同主族元素从上到下非金属性减弱，且碳酸的酸性小于硫酸，可知非金属性为 O＞S＞C，即 Y＞Z＞X， 故 B 错误； C．X 为 C 元素，Z 为 S 元素，化合物 XZ2 为 CS2，电子式为 ，其中所有原子均满足 8 电子稳定 结构，故 C 正确； D．X 为 C 元素，Z 为 S 元素，Y 为 O 元素，C 与氧气反应可生成 CO 和 CO2，S 与氧气反应只能生成 SO2， 故 D 错误；答案选 C。 10．已知 A、B、C、D 为短周期内原子半径依次增大的元素，X、Y、M、N 分别是由这四种元素组成的二 元化合物，甲、乙为 B、C 两种元素对应的单质且摩尔质量相同。若 X 与 Y 的摩尔质量也相同，Y 与乙均 为淡黄色固体上述物质之间的转化关系如图所示(部分反应物或生成物已省略)，则下列叙述中正确的是 A．原子序数：AN，沸点 M >N 【答案】B 【分析】 Y 与乙均为淡黄色固体，乙为单质，Y 为二元化合物，所以乙为 S，Y 为 Na2O2，甲单质的摩尔质量与 S 相 同，均为 32g/mol，甲应为 O2，且 Y(Na2O2)能与水或二氧化碳反应生成甲(O2)，符合题意；氧气可以和 M 反应生成 S 单质，且 X 与氢离子反应生成 M，所以 M 为 H2S，则 N 为 H2O；根据已知物质可知四种元素有 H、O、Na、S，所以 X 为 Na2S；A、B、C、D 四种元素的原子半径依次增大，所以 A 为 H 元素、B 为 O 元素、C 为 S 元素、D 为 Na。 【详解】 A．根据分析可知原子序数 A________；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：__________________。 （4）已知 1 mol e 的单质在足量 d2 中燃烧，恢复至室温，放出 255.5 kJ 热量，写出该反应的热化学方程 式：___________________________________________。 （5）上述元素可组成盐 R：zx4f(gd4)2。向盛有 10 mL 1 mol·L－1R 溶液的烧杯中滴加 1 mol·L－1NaOH 溶 液，沉淀的物质的量随 NaOH 溶液体积的变化示意图如下： ①R 溶液中，离子浓度由大到小的顺序是___________________________。 ②写出 m 点反应的离子方程式：____________________________________。 ③若在 R 溶液中改加 20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2 溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为 ________mol。 【答案】（1）第三周期 ⅢA 族 （2）r(O2－)＞r(Na＋) HClO4＞H2SO4 （3） 等其他合理答案均可) （4）2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH＝－511 kJ·mol－1 （5）①c( 2 4SO  )＞c( + 4NH )＞c(Al3＋)＞c(H＋)＞c(OH－) ② + 4NH ＋OH－===NH3·H2O ③0.022 【解析】由题中图示及同周期、同主族元素的原子半径、主要化合价的变化规律可推出八种短周期元素 如下 x y z d e f g h H C N O Na Al S Cl （1）f 为铝元素，在周期表中的位置为：第三周期ⅢA 族。 （2）d、e 常见离子分别为 O2－、Na＋，两种离子的电子层结构相同，核电荷数越大的离子半径越小，故 r(O2－)＞r(Na＋)；由于非金属性：Cl＞S，所以 g、h 的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱是：HClO4 ＞H2SO4。 （ 3 ） 可 组 成 四 原 子 的 共 价 化 合 物 ， 有 NH3 、 H2O2 、 C2H2 等 ， 其 电 子 式 分 别 为 。 （4）1 mol Na 的单质在足量 O2 中燃烧，放出 255.5 kJ 热量，据此可写出该反应的热化学方程式为：2Na(s) ＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH＝－511 kJ·mol－1。 （5）R 为 NH4Al(SO4)2，在溶液中存在：NH4Al(SO4)2=== + 4NH ＋Al3＋＋2 2 4SO  ， + 4NH ＋H2O NH3·H2O ＋H＋，Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋，H2O H＋＋OH―。①Al3＋的水解程度比 + 4NH 大，故 NH4Al(SO4)2 溶液中离子浓度由大到小的顺序为c( 2 4SO  )＞c( + 4NH )＞c(Al3＋)＞c(H＋)＞c(OH－)。②m点加入NaOH溶液， 沉淀的物质的量不变，则此时是 + 4NH 与 NaOH 溶液反应，离子方程式为 + 4NH ＋OH－===NH3·H2O。③10 mL 1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2 溶液中，Al3＋物质的量为 0.01 mol， + 4NH 的物质的量为 0.01 mol， 2 4SO  的物质 的量为 0.02 mol，20 mL1.2 mol·L－1Ba(OH)2溶液中，Ba2＋物质的量为 0.024 mol，OH－物质的量为0.048 mol， 其中 2 4SO  与 Ba2＋反应生成 BaSO4 沉淀 0.02 mol， + 4NH 与 Al3＋共消耗 OH－0.04 mol，同时生成 Al(OH)3 0.01 mol，过量的 0.008 mol OH－会溶解 0.008 mol 的 Al(OH)3，故最终反应生成沉淀为 0.022 mol。 1.（2020·新课标Ⅲ）W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足 X+Y=W+Z；化合物 XW3 与 WZ 相遇会产生白烟。下列叙述正确的是 A．非金属性：W> X>Y> Z B．原子半径：Z>Y>X>W C．元素 X 的含氧酸均为强酸 D．Y 的氧化物水化物为强碱 【答案】D 【解析】根据题干信息可知，W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素，化合物 XW3 与 WZ 相遇会 产生白烟，则 WX3 为 NH3，WZ 为 HCl，所以 W 为 H 元素，X 为 N 元素，Z 为 Cl 元素，又四种元素的核 外电子总数满足 X+Y=W+Z，则 Y 的核外电子总数为 11，Y 为 Na 元素，据此分析解答。根据上述分析可 知，W 为 H 元素，X 为 N 元素，Y 为 Na 元素，Z 为 Cl 元素，则 Na 为金属元素，非金属性最弱，非金属 性 Y＜Z，A 选项错误；同周期元素从左至右原子半径依次减小，同主族元素至上而下原子半径依次增大， 则原子半径：Na＞Cl＞N＞H，B 选项错误；N 元素的含氧酸不一定全是强酸，如 HNO2 为弱酸，C 错误； Y 的氧化物水化物为 NaOH，属于强碱，D 正确。 2．[2019 新课标Ⅱ] 今年是门捷列夫发现元素周期律 150 周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z 为短周期主族元素，W 与 X 的最高化合价之和为 8。下列说法错误的是 A．原子半径：W r(Z)> r(Y)> r(X) B．由 X、Y 组成的化合物是离子化合物 C．Z 的最高价氧化物对应水化物的酸性比 W 的强 D．W 的简单气态氢化物的热稳定性比 X 的强 【答案】B 【解析】 【分析】X 是地壳中含量最多的元素，因此 X 为 O 元素，Y 的最外层有两个电子，且 Y 是短周期元素， 原子序数大于 O，因此 Y 为 Mg 元素，Z 的单质晶体是广泛应用的半导体材料，所以 Z 为 Si 元素，W 与 X 同主族，且 W 是短周期元素，原子序数大于 X，所以 W 为 S 元素；据此解题； 【详解】A．元素周期表中，同族元素原子半径随核电荷数增加而增加，O 位于第二周期，其他元素位 于第三周期，因此 O 的原子半径最小，同周期元素，核电荷数越大，原子半径越小，因此原子半径应为 r(Mg)＞r(Si)＞r(S)＞r(O)，故 A 错误； B．X 为 O 元素，Y 为 Mg 元素，两者组成的化合物氧化镁为离子化合物，故 B 正确； C．Z 为 Si 元素，W 为 S 元素，因为 S 的非金属性强于 Si，所以 S 的最高价氧化物对应水化物的酸性强 于 Si 的，故 C 错误； D．W 为 S 元素，X 为 O 元素，因为 O 的非金属性强于 S，所以 O 的气态氢化物的热稳定性强于 S 的， 故 D 错误；综上所述，本题选 B。 4．[2018 新课标Ⅲ]W、X、Y、Z 均为短周期元素且原子序数依次增大，元素 X 和 Z 同族。盐 YZW 与浓盐 酸反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得到 YZW 的溶液。下列说法正确的是 A．原子半径大小为 W＜X＜Y＜Z B．X 的氢化物水溶液酸性强于 Z 的 C．Y2W2 与 ZW2 均含有非极性共价键 D．标准状况下 W 的单质状态与 X 的相同 【答案】D 【解析】本题明显是要从黄绿色气体入手，根据其与碱溶液的反应，判断出 YZW 是什么物质，然后代 入即可。黄绿色气体为氯气，通入烧碱溶液，应该得到氯化钠和次氯酸钠，所以 YZW 为 NaClO，再根 据 X 和 Z 同族，得到 W、X、Y、Z 分别为 O、F、Na、Cl。 A．同周期由左向右原子半径依次减小，同主族由上向下原子半径依次增大，所以短周期中 Na（Y）的 原子半径最大，选项 A 错误。 B．HCl 是强酸，HF 是弱酸，所以 X（F）的氢化物水溶液的酸性弱于 Z（Cl）的，选项 B 错误。 C．ClO2 的中心原子是 Cl，分子中只存在 Cl 和 O 之间的极性共价键，选项 C 错误。 D．标准状况下，W 的单质 O2 或 O3 均为气态，X 的单质 F2 也是气态，选项 D 正确。 5．[2018 新课标Ⅱ]W、X、Y 和 Z 为原子序数依次增大的四种短周期元素。W 与 X 可生成一种红棕色有刺 激性气味的气体；Y 的周期数是族序数的 3 倍；Z 原子最外层的电子数与 W 的电子总数相同。下列叙述 正确的是 A．X 与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物 B．Y 与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键 C．四种元素的简单离子具有相同的电子层结构 D．W 的氧化物对应的水化物均为强酸 【答案】A 【解析】W、X、Y 和 Z 为原子序数依次增大的四种短周期元素。W 与 X 可生成一种红棕色有刺激性气 味的气体，W 是 N，X 是 O；Y 的周期数是族序数的 3 倍，因此 Y 只能是第三周期，所以 Y 是 Na；Z 原子最外层的电子数与 W 的电子总数相同，Z 的最外层电子数是 7 个，Z 是 Cl，结合元素周期律和物质 的性质解答。根据以上分析可知 W、X、Y 和 Z 分别是 N、O、Na、Cl。则 A．氧元素与其 N、Na、Cl 三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物，例如 NO、NO2、Na2O、 Na2O2、Cl2O7、ClO2 等，A 正确； B．过氧化钠中含有离子键和共价键，B 错误；C．N、O、Na 三种元 素的简单离子具有相同的电子层结构，均是 10 电子，氯离子是 18 电子微粒，C 错误；D．亚硝酸为弱 酸，D 错误。答案选 A。 6．[2018 江苏]短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X 是地壳中含量最多的元素，Y 原子的 最外层只有一个电子，Z 位于元素周期表ⅢA 族，W 与 X 属于同一主族。下列说法正确的是 A．原子半径：r(W) > r(Z) > r(Y) B．由 X、Y 组成的化合物中均不含共价键 C．Y 的最高价氧化物的水化物的碱性比 Z 的弱 D．X 的简单气态氢化物的热稳定性比 W 的强 【答案】D 【解析】短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大；X 是地壳中含量最多的元素，X 为 O 元素； Y 原子的最外层只有一个电子，Y 为 Na 元素；Z 位于元素周期表中 IIIA 族，Z 为 Al 元素；W 与 X 属于 同一主族，W 为 S 元素。A 项，Na、Al、S 都是第三周期元素，根据同周期从左到右主族元素的原子半 径依次减小，原子半径：r（Y） r（Z） r（W），A 项错误；B 项，由 X、Y 组成的化合物有 Na2O、 Na2O2，Na2O 中只有离子键，Na2O2 中既含离子键又含共价键，B 项错误；C 项，金属性：Na（Y） Al （Z），Y 的最高价氧化物的水化物的碱性比 Z 的强，C 项错误；D 项，非金属性：O（X） S（W）， X 的简单气态氢化物的热稳定性比 W 的强，D 项正确；答案选 D。 7．[2017 江苏]短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，其中只有 Y、Z 处于同一周期且相邻，Z 是地壳中含量最多的元素，W 是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是 A．原子半径：r(X) < r(Y) < r(Z) < r(W) B．W 的最高价氧化物的水化物是一种弱碱 C．Y 的单质的氧化性比 Z 的强 D．X、Y、Z 三种元素可以组成共价化合物和离子化合物 【答案】D 【解析】地壳中含量最多的是氧，Z 为 O 元素，所以 Y 为 N 元素；钠是短周期金属性最强的元素，W 是 Na；X 原子序数最小且不与 Y、Z 同周期，所以 X 是 H 元素。A．原子半径 N>O，A 错误；B．W 的 最高价的氧化物的水化物是氢氧化钠，是强碱，B 错误；C．氮气的氧化性比氧气弱，C 错误；D．H、 N、O 可以组成 HNO3 等共价化合物，也可以组成 NH4NO3 等离子化合物，D 正确。 8．[2017 新课标Ⅰ]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，加入稀盐 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 强 B．Y 的简单离子与 X 的具有相同的电子层结构 C．Y 与 Z 形成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 【解析】氨可作制冷剂，所以 W 是氮；钠是短周期元素中原子半径最大的，所以 Y 是钠；硫代硫酸钠 与稀盐酸反应生成黄色沉淀硫单质和刺激性气味的气体二氧化硫，所以 X、Z 分别是氧、硫。A．非金属 性 O 强于 N，所以 X 的简单氢化物的热稳定性强于 W 的，A 正确；B．Na、O 的简单离子都具有与氖 原子相同的电子层结构，均是 10 电子微粒，B 正确；C．硫化钠水解使溶液呈碱性，该溶液不能使蓝色 石蕊试纸变红，C 错误；D．S、O 属于ⅥA，S、Na 属于第三周期，D 正确。答案选 C。 9．[2017 新课标Ⅲ]短周期元素 W、X、Y 和 Z 在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层 电子数之和为 21。下列关系正确的是 W X Y Z A．氢化物沸点：WW C．化合物熔点：Y2X3