高考推荐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.docx

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高考推荐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

培优点十元素周期表中的位构性的关系

Ⅰ.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

Ⅱ.构性关系：

原子半径——金属性非金属性；电子层结构——化合价。

Ⅲ.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：

Y>Z>M

B．离子半径：

M－>Z2－>Y－

C．ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构

D．Z、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：

Y>M>Z，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（）

X

Y

Z

W

Q

A．Y与Z的简单离子的半径大小关系为Y2－>Z2＋

B．Z单质可以在X和Y组成的化合物中燃烧

C．W和Y组成的某种化合物是光导纤维的主要成分

D．Q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Y2－>Z2＋，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

A

B

C

D

E

原子半径/nm

0.186

0.143

0.089

0.104

0.074

主要化合价

＋1

＋3

＋2

＋6、－2

－2

A．E2－与B3+的核外电子数不可能相等

B．离子半径大小：

A+

C．最高价氧化物对应水化物的碱性：

A

D．氢化物的稳定性：

E

【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+H2S，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：

Na>Mg

B

Ca（OH）2的碱性强于Mg（OH）2

金属性：

Ca>Mg

C

SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2

非金属性：

S>C

D

t℃时，Br2＋H2

2HBrK＝5.6×107

I2＋H2

2HI　K＝43

非金属性：

Br>I

【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：

S>C。

【答案】C

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（）

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】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】C

2．已知：

X、Y、Z、W为短周期元素，原子半径依次为X：

99pm　Y：

154pm　Z：

125pm　W：

117pm，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（）

X

Y

W

A．元素Z处于周期表的阴影位置

B．非金属性：

X

C．X与W形成的化合物为离子化合物

D．Y、W的最高价氧化物能相互反应

【解析】由图中位置可知X处于第二周期，又其最高价含氧酸为强酸，推知X为N，从而推知W为Si，Z为Al，Y为Na。

【答案】D

3．短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大，B和D同主族；X、Y、N分别是由以上四种元素的两种组成的化合物，Z是由以上三种元素组成的化合物；若X与Y摩尔质量相同，Y为淡黄色固体，上述物质之间的转化关系如图所示（部分生成物省略），则下列说法中一定正确的是（）

A．相对分子质量：

M>N，沸点：

N>M

B．简单离子半径：

D>B>C>A

C．Z为Na2CO3

D．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S2

>O2

>Na

>H

，正确；C项，Z为NaOH，错误；D项，图中只有一个氧化还原反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，错误。

【答案】B

4．X、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（）

A．R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

B．Y分别可与X和Z形成原子个数比为1∶1的化合物，且形成的化合物类型相同

C．Y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：

X

【解析】Y是地壳中含量最多的元素，为O元素，则W为S元素；W元素与X元素可以形成18电子的分子，则X为H元素；X与Z同主族，Z原子序数大于氧，则Z为Na；由原子序数可知R处于第三周期，R元素的简单离子是同周期元素中半径最小的，则R为Al。

氢氧化铝属于两性氢氧化物，能溶于强碱但不溶于弱碱，所以不溶于稀氨水，A正确；Y分别与X和Z形成原子个数比为1∶1的化合物为H2O2、Na2O2，过氧化氢属于共价化合物，过氧化钠是离子化合物，B错误；非金属性：

O>S，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：

H＜O＜S＜Al＜Na，D错误。

【答案】A

5．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）

B．X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13－6＝7，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ⅢA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ⅤA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】C

6．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（）

A．Y元素形成的单核阴离子还原性强于X

B．Z元素的简单气态氢化物的沸点比Y高

C．W元素氧化物对应的水化物的酸性一定强于Z

D．X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Y>X，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】D

7．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0.76g·L－1；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

C．M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0.76g·L-1知M（YHa）＝0.76g·L-1×22.4L·mol-1≈17g·mol-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，NH3·H2O显碱性，HNO3显酸性。

【答案】A

8．X、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：

X

Z

（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ⅣA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Cl>S，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：

SO2>NO。

【答案】

（1）第ⅣA　HCl

（2）

（3）BaSO4　SO2

9．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0.01mol·L-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pH

c．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0.01mol·L-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ⅦA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：

S2－>Cl－>Al3+；金属性Na>Al，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性：

NaOH>Al（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NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3↑，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ⅦA族

（2）S2－>Cl－>Al3+　NaOH　

（3）bc

（4）HClO4（或H2CO3、H2SO3等）

（5）NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3↑；

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Cl>S，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①由对应氢化物的稳定性判断：

氢化物越稳定，非金属性越强；②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）；③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）MnO2＋4H+＋2Cl－

Mn2+＋Cl2↑＋2H2O

（2）Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－

（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；8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2

（5）

（6）2Fe＋3Cl2

2FeCl3、Fe＋S

FeS（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）