热点07-物质结构与元素周期律专练(解析版)

热点7物质结构与元素周期律热点7物质结构与元素周期律考查的内容主要有：以重大科技成果（如新元素的合成、新物质的制备等）为背景，考查原子结构及各种粒子间的数量关系；考查短周期元素的性质递变规律，如金属性、非金属性、电负性、电离能、粒子半径大小比较，试题将“构、位、性”融合在一起进行考查；前四周期元素原子核外电子排布规律；常见晶体的结构及简单计算。高考必考内容，以选择题为主，试题难度不大，考生在复习时重点关注元素在元素周期表中的位置、原子结构、元素化学性质三者之间的关系，金属性、非金属性、电负性、电离能、粒子半径大小比较的判断及常见单质、化合物性质的认知和推测。1．（2021年高考全国乙卷化学试题）我国嫦娥五号探测器带回的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，下列结论正确的是A．原子半径大小顺序为B．化合物XW中的化学键为离子键C．Y单质的导电性能弱于Z单质的D．Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸【答案】B【分析】由短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15，

X、Y、Z为同周期相邻元素，可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素，又因X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，故W一定不是第ⅢA族元素，即W一定是第ⅥA族元素，进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si，据此答题。【详解】A．O原子有两层，Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大，故原子半径大小顺序为Mg＞Al＞Si＞O，即，A错误；B．化合物XW即MgO为离子化合物，其中的化学键为离子键，B正确；C．Y单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z单质为硅，为半导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故Y单质的导电性能强于Z单质的，C错误；D．Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸酸性弱于碳酸，D错误；故选B。2．（2021年高考全国甲卷化学试题）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是A．原子半径：B．W与X只能形成一种化合物C．Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应D．W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物【答案】D【分析】W．X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍，则分析知，Z的最外层电子数为偶数，W和X的单质常温下均为气体，则推知W和X为非金属元素，所以可判断W为H元素，X为N元素，Z的最外层电子数为1+5=6，Y的最外层电子数为=3，则Y为Al元素，Z为S元素，据此结合元素及其化合物的结构与性质分析解答。【详解】根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y为Al元素，Z为S元素，则A．电子层数越多的元素原子半径越大，同周期元素原子半径依次减弱，则原子半径：Y(Al)＞Z(S)＞X(N)＞W(H)，A错误；B．W为H元素，X为N元素，两者可形成NH3和N2H4，B错误；C．Y为Al元素，其氧化物为两性氧化物，可与强酸、强碱反应，C错误；D．W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS，两者既含有离子键又含有共价键，D正确。故选D。3．（2021年湖南省普通高中学业水平选择性考试化学试题（湖南卷））W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的原子序数等于W与X的原子序数之和，Z的最外层电子数为K层的一半，W与X可形成原子个数比为2：1的分子。下列说法正确的是A．简单离子半径：B．W与Y能形成含有非极性键的化合物C．X和Y的最简单氢化物的沸点：D．由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性【答案】B【分析】Z的最外层电子数为K层的一半，则Z的核外有3个电子层，最外层电子数为1，即为Na，W与X能形成原子个数比为2:1的18电子的分子，则形成的化合物为N2H4，所以W为H，X为N，Y的原子序数是W和X的原子序数之和，则Y为O。据此分析解答。【详解】由分析可知，W为H，X为N，Y为O，Z为Na。A．离子的电子层数相同时，原子序数越小，半径越大，即离子半径大小为：N3-＞O2-＞Na+，即简单离子半径为：X＞Y＞Z，故A错误；B．W为H，Y为O，能形成H2O2，含有极性共价键和非极性共价键，故B正确；C．X的最简单氢化物为氨气，Y的最简单氢化物为水，水的沸点高于氨气，即最简单氢化物的沸点为Y＞X，故C错误；D．由W、X、Y三种元素形成的化合物有硝酸，硝酸铵，氨水等，硝酸，硝酸铵显酸性，氨水显碱性，故由W、X、Y三种元素形成的化合物不一定都是酸性，故D错误；故选B。4．（湖北省2021年普通高中学业水平选择性考试化学试题）某离子液体的阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素，W是有机分子的骨架元素。下列说法正确的是A．Z元素的最高价态为+7 B．基态原子未成对电子数：W>YC．该阴离子中X不满足8电子稳定结构 D．最简单氢化物水溶液的pH：X>M【答案】D【分析】根据W是有机分子的骨架元素，知W为C元素：由图可如，Y形成1个双键，则其最外层有6个电子，结合原子序数关系知，Y为O元素，则X为N元素；Z形成1个单键，则Z为F元素；M的成键总数为6，则M为S元素。以此解答。【详解】A．根据上述分析可知：Z为F元素，无正化合价，故A错误；B．根据上述分析可知：W为C元素，Y为O元素。C原子的电子排布式为，未成对电子数为2，O原子的电子排布式为，未成对电子数也为2，故B错误；C．根据上述分析可知：X为N元素,该阴离子中N形成2个单键，有2对孤对电子，满足8电子稳定结构，故C错误：D．根据上述分析可知：X为N元素,最简单氢化物,的水溶液星碱性；M为S元素,最简单氢化物，的水溶液呈酸性，故水溶液的，故D正确；故答案：D。5．（2022·重庆南开中学模拟预测）m、n、p、q为原子序数依次增大的前四周期主族元素，p元素的原子最外层电子数是周期数的三倍。W是上述元素中的两种组成的常见化合物，常温下呈液态，法拉第称其为“氢的重碳化合物”；X、Y、Z是m、p、q对应的常见单质，常温下Z是深红棕色的液体。下列说法正确的是A．四种元素的原子半径大小顺序为q>p>n>mB．m和n形成的化合物一定含有非极性共价键C．W在Y中燃烧时有明亮并带有浓烟的火焰D．W与Z在一定条件下反应得到的有机物密度比水小【答案】C【分析】p元素的原子最外层电子数是周期数的三倍，则p为O元素，Y为O2；常温下Z是深红棕色的液体，则Z应为Br2，q为Br元素；W是上述元素中的两种组成的常见化合物，常温下呈液态，法拉第称其为“氢的重碳化合物”，m的原子序数小于n，所以m为H元素，n为C元素，W为C6H6，X为H2；【详解】A．电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同核电荷数越小，半径越大，所以原子半径Br＞C＞O＞H，即q>n>p>m，A错误；B．甲烷为C、H元素形成的化合物，但甲烷中不存在非极性共价键，B错误；C．苯中含碳量较高，在氧气中燃烧有明亮并带有浓烟的火焰，C正确；D．苯和液溴在催化剂催化作用下可以生成溴苯，溴苯的密度比水大，D错误；综上所述答案为C。6．（2021·四川宜宾·一模）X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，在周期表中互不相邻。X、Z同主族，Y、Z原子序数相差4，Z和M最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是A．原子半径：M＞Z＞Y＞X B．最高价含氧酸酸性：M＞YC．ZX为共价化合物 D．Z的氧化物只有一种【答案】B【分析】由题干信息可知，X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，在周期表中互不相邻，X、Z同主族，故XZ分别在第一周期和第三周期，故X为H，Z为Na，Y、Z原子序数相差4，则Y为N，Z和M最外层电子数之和为8，故M为Cl，据此分析解题。【详解】A．由分析可知，X、Y、Z、M分别为H、N、Na、Cl，根据同一周期从左往右原子半径依次减小，同一主族从上往下原子半径依次增大可知，原子半径：Z＞M＞Y＞X，A错误；B．由分析可知，M为Cl、Y为N，最高价氧化物对应水化物即含氧酸的酸性与元素的非金属性一致，根据同一周期从左往右非金属性依次减小，同一主族从上往下非金属性依次减弱可知，最高价含氧酸酸性：M＞Y，B正确；C．由分析可知，Z为Na，X为H，故ZX为离子化合物，C错误；D．由分析可知，Z为Na，故Z的氧化物有Na2O、Na2O2等，D错误；故答案为：B。7．（2021·河北石家庄·一模）一种低毒杀虫剂的结构如图所示，其组成元素W、X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中W的原子核内只有1个质子，原子核外电子的数目Q比Z多8个。下列说法正确的是A．是一种强酸 B．简单氢化物沸点：C．简单离子半径： D．和均能使酸性高锰酸钾溶液褪色【答案】D【分析】元素W、X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素，W的原子核内只有1个质子，W为H元素；根据该杀虫剂的结构可知，X形成4个共价键，X为C元素；Z形成2个共价键，Z为O元素；则Y为N元素；原子核外电子的数目Q比Z多8个，Q的原子核外电子数为8+8=16个，Q为S元素；M为+5价，原子序数小于16，大于8，则M为P元素，据此分析解答。【详解】根据上述分析，W为H元素，X为C元素，Y为N元素，Z为O元素，M为P元素，Q为S元素。A．为H3PO4，是一种中强酸，故A错误；B．水分子和氨气分子间能够形成氢键，硫化氢不能，则硫化氢的沸点最低，故B错误；C．一般而言，电子层数越多，半径越大，电子层数相同，原子序数越大，半径越小。Q、M离子的电子层数比Y、Z离子多，因此简单离子半径：，故C错误；D．和分别为、，亚硫酸根和草酸根均具有还原性，都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确；故选D。8．（2021·内蒙古新城·一模）一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，X的原子核只有1个质子；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期；元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是A．原子半径E＞Y＞ZB．简单氢化物的沸点Z＞W＞YC．最高价氧化物对应水化物的酸性W＞ED．Y、Z、E均能与X形成18电子分子【答案】C【分析】X的原子核只有1个质子，则X为H，元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，根据麻醉剂的分子结构式，W有一个价键，说明是F，Y有四个价键，则Y为C，Z有两个价键，则Z为O，元素E的原子比W原子多8个电子，则E为Cl。【详解】A．根据同周期从左到右半径逐渐减小，同主族从上到下半径逐渐增大，因此原子半径Cl＞C＞O，故A正确；B．H2O、HF都存在氢键，且H2O中氢键比HF多，因此简单氢化物的沸点H2O＞HF＞CH4，故B正确；C．F不存在最高价氧化物对应水化物，Cl最高价氧化物对应水化物的酸性是强酸，故C错误；D．Y(C)、Z(O)、E(Cl)与X(H)形成18电子分子分别为乙烷、过氧化氢、氯化氢，故D正确。综上所述，答案为C。9．（2021·全国·模拟预测）短周期主族元素A、W、X、Y、Z原子序数依次增大，W原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，Y的简单离子半径在同周期元素中最小，Z的最高正价与最低负价绝对值之差为4，X与W形成的一种化合物可用供氧剂；X与A形成的离子化合物还原性很强，与水反应产生气体。下列说法不正确的是A．原子半径大小一定是X＞Y＞Z＞W＞AB．分别与A形成的化合物的稳定性一定是W＞ZC．最高价氧化物对应的水化物，Y的既能与X的反应又能与Z的反应D．Y、Z的简单离子均能影响水的电离【答案】B【分析】W原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则W为O元素；Y的简单离子半径在同周期元素中最小，Y为Al元素；Z的最高正价与最低负价绝对值之差为4，Z为S元素；X与W形成的一种化合物可用供氧剂，则X与W形成Na2O2，X为Na元素；X与A形成的离子化合物还原性很强，与水反应产生气体，则形成的NaH，A为H元素；A、W、X、Y、Z依次为H、O、Na、Al、S元素。【详解】A．根据上述分析可知：A、W、X、Y、Z依次为H、O、Na、Al、S元素，其原子半径Na＞Al＞S＞O＞H，故A正确；B．根据上述分析可知：W为O元素，Z为S元素，A为H元素，W、Z与A形成的化合物可以是H2O、H2O2和H2S，但H2O2的稳定性不如H2S，故B错误；C．根据上述分析可知：Y为Al元素，最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，属于两性氢氧化物，它既能与NaOH的反应又能与H2SO4的反应，故C正确；D．根据上述分析可知：Y、Z分别为Al元素、O元素，其简单离子为Al3+、S2-，它们均能发生水解，促进了水的电离，故D正确；故答案：B。10．（2021·河北石家庄·一模）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中只有一种金属元素，X原子的K层与M层电子数相等，W原子的最外层电子数等于X与Y原子的最外层电子数之和。W、Z不同主族且单质通常均为气体。下列说法正确的是A．可作耐高温材料 B．W与Y形成的化合物只能与碱反应C．Z单质的危险品标志为 D．蒸干溶液可获得无水【答案】A【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中只有一种金属元素，X原子的K层与M层电子数相等，则X为12号镁元素；W、Z不同主族且单质通常均为气体，则Z为氯元素、W为氮或氧；W原子的最外层电子数等于X与Y原子的最外层电子数之和，若W为氮，则Y最外层电子数为3，是铝元素，不符合题意，故W为氧，则Y最外层电子数为4，是硅元素。【详解】A．为氧化镁耐高温，可作耐高温材料，A正确；B．W与Y形成的化合物二氧化硅可以与氢氟酸反应，B错误；C．Z单质为氯气，不是易燃气体，C错误；D．氯化镁溶液中镁离子容易水解生成氢氧化镁，氢氧化镁高温分解生成氧化镁，故蒸干氯化镁溶液不能获得无水氯化镁，D错误。故选A。11．（2021·吉林·东北师大附中一模）分属周期表前三周期的四种元素W、X、Y、Z可形成结构如下的物质，该物质中所有原子均满足稳定结构，W的原子序数最大，Y、Z处于同一周期。下列说法错误的是A．X、Z可形成具有强氧化性的医用消毒剂B．该物质中，Z元素的化合价均相同C．由Z和W形成的化合物中可以存在共价键D．W、Z的离子半径从大到小为：Z＞W【答案】B【分析】周期表前三周期的四种元素W、X、Y、Z可形成结构如下的物质，该物质中所有原子均满足稳定结构，根据图示可知，W为+1价阳离子，且W的原子序数最大，则W为Na元素，说明X、Y、Z位于前2周期﹔Y、Z处于同一周期，则Y、Z位于第二周期，阴离子带2个负电荷，Y为B元素﹔Z能够形成2个共价键，则Z为O元素﹔X形成1个共价键，为H元素，据此解答。【详解】根据上述分析可知，W为Na，X为H，Y为B，Z为O元素。A．X为H，Z为O元素，H、O形成的H2O2具有强氧化性，可作消毒剂，A正确；B．在该结构中O元素形成O—H、O—B、O—O键，化合价有-1、-2两种价态，因此其化合价数值不相同，B错误；C．Z、W形成的化合物Na2O2是含有共价键的离子化合物，C正确；D．W为Na，Z为O，二者形成的简单离子Na+、O2-的核外电子排布相同，离子的核电荷数越大，离子半径就越小，所以离子半径大小关系为：O2-＞Na+，即离子半径：Z＞W，D正确；故合理选项是B。12．（2021·吉林·东北师大附中一模）短周期元素R、X、Y、Z的原子核外L层上的电子数之和为32，它们的最高价氧化物分别与水反应可得四种溶液，浓度均为的上述四种溶液的与对应元素原子半径的关系如图所示。(Y元素最高价氧化物对应的水化物的值为2)下列说法错误的是A．X、Y形成的化合物均满足8电子结构B．R元素与氢元素形成的化合物具有强还原性C．Z、R组成的化合物中，含有离子键和非极性共价键D．简单气态氢化物的热稳定性：Y>Z>X【答案】A【分析】短周期元素R、X、Y、Z的原子核外L层上的电子数之和为32，L层电子数最多不超过8个，推断这四种元素均在第三周期；结合图示它们的最高价氧化物分别与水反应可得四种溶液的与对应元素原子半径的关系，的R溶液是12，判断R是Na元素，对应溶液是NaOH溶液；的Y对应溶液是2，Y的半径最小，判断Y是Cl元素，对应溶液是HClO4溶液；相同物质的量浓度的Z对应溶液的酸性比HClO4溶液强，Z的半径比Cl大，判断Z是S元素，对应溶液是H2SO4溶液；X的半径比S大，的X对应溶液pH值大于2，说明其是弱酸，判断X是P元素，对应溶液是H3PO4溶液。【详解】A．据分析，X、Y形成的化合物PCl3满足8电子结构，PCl5的P则不是8电子结构，A错误；B．据分析，R元素与氢元素形成的化合物NaH具有强还原性，B正确；C．据分析，Z、R组成的化合物，即中，Na+与存在离子键，中S原子间存在非极性共价键，C正确；D．据分析，X、Y、Z简单气态氢化物分别是PH3、HCl、H2S，原子半径：，键能：，故气态氢化物热稳定性：HCl>H2S>PH3，D正确；故选A。13．（2021·广西北海·一模）短周期主族元素X、Y、Z、W、Q、R的原子序数依次增大，其中只有Z和W是金属元素。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，Y是地壳中含量最高的元素，Z的原子半径是短周期主族元素中最大的，Q与Y同族。下列说法一定正确的是A．简单离子半径的大小顺序：W＞Q＞R＞YB．W的最高价氧化物的水化物是两性氢氧化物C．X的最简单氢化物沸点低于Y的最简单氢化物沸点D．Z2Y2和QY2均具有漂白性，且漂白原理相同【答案】C【分析】X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，核外有6个电子，为C；Y是地壳中含量最高的元素，Y为O；Q与Y同族，则Q为S，R原子序数大于S，且为短周期，为Cl；Z的原子半径是短周期主族元素中最大的，Z为Na；W为金属，为Mg或Al，X、Y、Z、W、Q、R分别为C、O、Na、Mg或Al、S、Cl。【详解】A．Y、W、Q、R分别为O、Mg或Al、S、Cl，具有相同核外电子排布的简单离子，序数越大，半径越小，则半径的大小顺序：S2->Cl->O2->Mg2+或Al3+，A说法错误；B．W若为Mg，则氧化物为碱性氧化物，不是两性氧化物，B说法错误；C．X的最简单氢化物为CH4，Y的最简单氢化物为H2O，H2O分子间存在氢键，沸点高于CH4，C说法正确；D．Z2Y2为Na2O2，QY2为SO2，都具有漂白性，但是过氧化钠为氧化漂白，二氧化硫为化合漂白，漂白原理不同，D说法错误；答案为C。14．（2021·黑龙江·大庆教师发展学院一模）X、Y、Z、Q、R是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y最高正价与最低负价之和均为0，Q与X同主族，Z的氧化物是大气的主要污染物之一，Z与R的最外层电子数之和为8，下列说法正确的是A．原子半径大小顺序为：R>Q>Z>Y>XB．Y的氢化物的沸点一定低于Z的氢化物C．Z、Q、R的最高价氧化物对应的水化物两两之间可以相互反应D．元素Q、R分别与氯元素形成的化合物均为离子化合物【答案】C【分析】X、Y、Z、Q、R是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0，则X是H，Y为C，Q与X同主族，则Q为Na，Z的氧化物是大气的主要污染物之一，Z是N，Z与R的最外层电子数之和为8，则R是P，X、Y、Z、Q、R分别是：H，C，N，Na，Al，以此解题。【详解】A．—般而言，电子层数越多，半径越大，电子层数相同，质子数越小，半径越大，所以原子半径大小顺序为：Na>Al>C>N>H，A错误；B．Y的氢化物碳原子数可能比较多，常温的时候可能为固态，沸点较大，B错误；C．Z、Q、R的最高价氧化物对应的水化物分别为硝酸，氢氧化钠，氢氧化铝，这些物质两两之间可以相互反应，C正确；D．AlCl3为共价化合物，不是离子化合物，D错误；故选C。15．（2021·浙江台州·一模）已知前4周期的主族元素在周期表中的相对位置如图所示，其中X元素的单质在常温下为液体。下列说法不正确的是A．与Q同族的元素，从上到下最高价氧化物的水化物在水中溶解度依次增大B．Y元素可能存在、及不稳定等多种氧化物C．在Z、R、Y的最高价氧化物的水化物中，R的最高价氧化物的水化物酸性最弱D．位于第6周期与X同族的元素，原子序数为85，属于金属元素【答案】D【分析】X元素的单质在常温下为液体，X是B