题型12 “位—构—性”相关应用
一、解题策略
二、题型分析
【典例1】【2019·课标全国Ⅱ，9】今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。如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＜X
B．常温常压下，Y单质为固态
C．气态氢化物热稳定性：Z＜W
D．X的最高价氧化物的水化物是强碱
【答案】D
【解析】由题中信息和图示可知W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期，结合W与X的最高化合价之和为8，且族序数相差2，可知X为Al，W和Z分别为N和P，Y为Si。原子半径：N
【典例2】【2019·课标全国Ⅲ，9】X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是( )
A．熔点：X的氧化物比Y的氧化物高
B．热稳定性：X的氢化物大于Z的氢化物
C．X与Z可形成离子化合物ZX
D．Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
【答案】B
【解析】X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和为10，X、Z同主族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，则X的次外层电子数为2，设X的最外层电子数为a，有a＋a＋2＝10，解得a＝4，又Y原子半径大于Z，则X为C元素，Y为Mg元素，Z为Si元素。MgO为离子晶体，碳的氧化物为分子晶体，故Mg的氧化物的熔点高于碳的氧化物，A错误；非金属性：C>Si，故氢化物的热稳定性：CH4>SiH4，B正确；C、Si形成的化合物SiC为共价化合物，C错误；Mg能溶解在浓硝酸中，Si不与浓硝酸反应，D错误。
1．A、B、C三种元素在周期表中的位置如图所示：
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A |
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B |
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C |
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已知A、B、C原子序数之和为29。下列关于A、B、C三种元素的说法不正确的是( )
A．它们都是短周期元素
B．它们都是主族元素
C．元素B的原子序数为8
D．元素C位于第三周期ⅣA族
【答案】D
【解析】由A、B、C三种元素在周期表中的位置，可知A、B在同一周期，C在A、B的下一个周期；根据A、B、C原子序数之和为29，由图分析可知它们为短周期元素，设A的原子序数为x，B的原子序数为(x＋2)，则C的原子序数为(x＋1＋8)，x＋(x＋2)＋(x＋1＋8)＝29，x＝6，A为碳元素，B、C的原子序数则分别为8、15，对应的元素分别为氧元素、为磷元素。答案为D。
2．如图是元素M的价类二维图。其中A是一种盐，E的相对分子质量比D的相对分子质量大16，A和B是含最低价M元素的两种化合物，当x为一种强碱时，有如下转化关系。下列说法不正确的是
A．物质B遇少量的氯气会产生白烟
B．F的浓溶液可以用铁制容器盛放
C．E可以使湿润的淀粉
试纸变蓝
D．物质D能够被x完全吸收
【答案】D
【解析】由信息可知，A为盐，和强碱x反应生成氢化物B，所以A为铵盐，强碱与铵盐加热生成氨气，所以B为
；氨气和氧气反应生成水和氮气，C为
；氮气氧化为NO，所以D为NO；NO氧化为
，E为；二氧化氮和水反应生成硝酸，F为
；Y为氧气，Z为
。A、氯气和氨气反应生成氯化铵：3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl，产生白烟，正确；B、铁在浓硝酸中会钝化，常温下不反应，选项浓硝酸可以用铁制容器盛放，正确；C、二氧化氮具有强氧化性，可以把碘化钾氧化为碘单质，遇淀粉变蓝，正确；D、一氧化氮不与强碱反应，NO不能被强碱完全吸收，错误。
3．短周期元素A、B、C在元素周期表所处的位置如图所示。A、B、C三种元素原子的质子数之和为32。短周期元素D与B形成的化合物D2B是离子化合物。则下列说法正确的是( )
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A |
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C |
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B |
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A．四种元素形成的简单离子中，D离子的半径最大
B．A、B、C元素形成的气态氢化物中，C元素的氢化物的稳定性最强
C．B、C两元素可形成离子化合物BC6
D．A、B两种元素的气态氢化物均能与它们最高价氧化物对应的水化物发生反应，且都属于氧化还原反应
【答案】B
【解析】根据A、B、C三种元素在元素周期表中的相对位置，设A的原子序数是x，则B是x＋9，C是x＋2，x＋x＋9＋x＋2＝32，解得x＝7，即A是N，B是S，C是F。D与B形成的化合物D2B是离子化合物，则D为Na或Li。A项，S2－核外有3层电子，半径最大，错误；B项，非金属性越强，氢化物的稳定性越强，F是最活泼的非金属元素，HF的稳定性最高，正确；C项，在SF6分子中，S与F形成的是共价键，SF6是共价化合物，错误；D项，氨气和硝酸反应不是氧化还原反应，H2S和浓硫酸反应是氧化还原反应，错误。
4．短周期主族元素X、Y、Z、M，X、Y、Z在周期表中的位置关系如图，X和Y能形成两种化合物，M与Y同周期，且M是同周期中原子半径最大的元素。下列说法不正确的是( )
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Z |
X |
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Y |
A．X、Y、Z元素的气态氢化物中，Y的氢化物的沸点最高
B．Z和M组成的化合物为离子化合物，它与盐酸反应能生成两种盐
C．四种元素简单离子的半径由大到小依次为Y＞Z＞X＞M
D．含Y元素的所有18电子微粒均可与Cl2发生反应
【答案】A
【解析】同一主族元素X和Y能形成两种化合物，X为O元素，Y为S元素，Z为N元素；M与Y同周期，且M是同周期中原子半径最大的元素，M为Na元素。水、硫化氢、氨气三种氢化物中，水、氨气分子间有氢键，且水分子间氢键作用力较大，因此氢化物的沸点最高的为水，A项错误；Z和M组成的化合物为氮化钠，属于离子化合物，与盐酸反应生成氯化钠和氯化铵，B项正确；核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，电子层数越多，半径越大，因此四种元素简单离子：S2－＞N3－＞O2－＞Na＋，C项正确；S2－、HS－、H2S中硫元素均为－2价，均能被氯气氧化，D项正确。
5．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( )
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X |
Y |
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Z |
R |
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Q |
A．工业上都用电解法制Z、R单质
B．X和Y的单质熔点：X＜Y
C．Z、R、Y的简单离子半径：Y＞Z＞R
D．Y和Q的最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞Q
【答案】B
【解析】由题意知X、Y、Z、R、Q分别为C、N、Mg、Al、P，A．Mg、Al为活泼金属，工业上用电解法制取，A正确；B．碳元素单质为金刚石、石墨等，常温下为固体，而N的单质为N2，常温下为气体，则单质熔点：X＞Y，B错误；C．离子半径由大到小为N3－＞Mg2＋＞Al3＋，C正确；D．N的非金属性强于P的非金属性，HNO3的酸性强于磷酸，D正确。
6．短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大，X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物。常温下，Z的单质能溶于X的最高价氧化物水化物的稀溶液，不溶于其浓溶液。下列说法正确的是( )
A．元素Y的最高正化合价为＋6
B．简单离子半径的大小顺序：X>Y>Z
C．简单气态氢化物的稳定性：X>Y
D．元素X和Y能形成离子化合物
【答案】B
【解析】根据题干可知，X是N，Y是O，Z是Al；A．Y即O没有最高正价，故A错误；B．离子的核外电子排布相同时，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：Al3＋
7． Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素。W、Y是金属元素，Z的原子序数是X的2倍。Q与W同主族，且Q与W形成的离子化合物中阴、阳离子电子层结构相同。Q与X形成的简单化合物的水溶液呈碱性。Y的氧化物既能与强酸溶液反应又与强碱溶液反应。下列说法不正确的是( )
A．Q与X形成简单化合物的分子为三角锥形
B．Z的氧化物是良好的半导体材料
C．原子半径Y>Z>X>Q
D．W与X形成化合物的化学式为W3X
【答案】B
【解析】A．Q与X形成简单化合物NH3的分子为三角锥形，故A正确；B．Z为Si元素，硅晶体是良好的半导体材料，Z的氧化物SiO2，是共价化合物，不导电，故B错误；C．电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径：Y>Z>X>Q，故C正确；D．W与X形成化合物的化学式为Li3N，故D正确；故选B。
8．短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如表所示，这四种元素的原子最外层电子数之和为21。下列说法不正确的是
A．原子半径大小：X > Y > Z
B．W、Y两种元素都能与氧元素形成化合物WO2、YO2
C．氧化物对应水化物的酸性： Z > Y > W
D．Y能形成H2Y、H2YO4的化合物
【答案】C
【解析】根据短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置，且最外层电子数之和为21，可知，W为C、X为Si、Y为S、Z为Cl。A、同周期元素，从左到右原子半径逐渐减小，原子半径大小：X > Y > Z，正确；B、W与氧元素形成的化合物为CO2，Y与氧元素形成的化合物为SO2，正确；C、最高价氧化物对应水化物的酸性： Z > Y > W，错误；D、Y能形成H2S、H2SO4的化合物，正确。
9．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增，其中Y与Z同主族。X与Y、Z与W均可形成如图所示的分子结构，且Z与W形成的分子中所有原子最外层均满足8电子稳定结构。下列说法中正确的是
A．原子半径：W > Z > Y > X
B．气态氢化物热稳定性：Y > Z > W
C．元素Z和W均存在两种以上的含氧酸
D．元素Z和W在自然界中均只能以化合态存在
【答案】C
【解析】X与Y可形成如图所示的分子结构为过氧化氢，则X为H、Y为O，因为Y与Z同主族，则Z为S，因为短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增，W为Cl。A、原子核外电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，故原子半径的大小顺序为Z＞W＞Y＞X，错误；B、原子的非金属性越强，其对应气态氢化物的稳定性越强，故气态氢化物热稳定性大小顺序为W＞Y＞Z，错误；C、元素Z和W均有多种正价态，故均存在两种以上的含氧酸，正确；D、硫元素（Z）在自然界中以化合态和少量游离态的形式存在，错误。
10．主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X处于同周期，W、Y处于同主族，W、X、Z原子的最外层电子数之和为13；Y的一种同素异形体容易自燃。下列说法错误的是( )
A．Y的最高价氧化物可用作干燥剂
B．原子半径：Z>Y>W>X
C．X、Z形成的化合物中只含离子键
D．Z的最高价氧化物对应的水化物属于强碱
【答案】C
【解析】由题干知Y的一种同素异形体容易自燃，则Y为P，W、Y处于同主族，则W为N，W、X、Z原子的最外层电子数之和为13，则X为O，Z为Ca，或X为F，Z为K；A．Y的最高价氧化物为五氧化二磷，可用作干燥剂，故A正确；B．同周期元素越往后原子半径越小，同主族元素越往下原子半径越大，所以原子半径：Z>Y>W>X，故B正确；C．若X是O，形成的过氧化物中含有共价键，故C错误；D．Z为钾或者钙，其最高价氧化物对应的水化物为氢氧化钾或氢氧化钙，都是强碱，故D正确。
11．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
【答案】D
【解析】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，则X为C元素，X、Y的核电荷数之比为3∶4，则Y为O元素，W－的最外层为8电子结构，W为F元素或Cl元素，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，则Z为Na元素，W只能是Cl元素。X与Y形成的化合物有CO和CO2，Z的最高价氧化物的水化物是NaOH，CO与NaOH不反应，A项错误；一般来说，电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，质子数越多，半径越小，则原子半径大小：X＞Y，Z＞W，B项错误；化合物Z2Y和ZWY3分别是Na2O、NaClO3，氯酸钠是含氧酸盐，既存在离子键，也存在共价键，C项错误；Y的单质臭氧，W的单质氯气，Y、W的化合物ClO2可作水的消毒剂，D项正确。
12．现有短周期主族元素X、Y、Z、R、T。R原子最外层电子数是其电子层数的2倍，Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，Z与T形成的Z2T化合物能破坏水的电离平衡。五种元素的原子半径与原子序数的关系如图所示。下列推断正确的是( )
A．最简单氢化物的沸点排序：Y＞T＞R
B．原子半径和离子半径均满足：Y＜Z
C．最高价氧化物对应的水化物的酸性：T＜R
D．单质氧化性：Y＞R＞T
【答案】A
【解析】短周期主族元素中R原子最外层电子数是其电子层数的2倍，则R可能为C或S，由图中原子半径与原子序数关系可知R为C，X只能为H；Y与Z形成的Z2Y、Z2Y2型离子化合物，应为Na2O和Na2O2，则Y为O，Z为Na；Z与T形成的Z2T化合物能破坏水的电离平衡，应为Na2S，则T为S。A项，H2S的相对分子质量比CH4大，故熔、沸点H2S＞CH4，H2O中含有氢键，常温下为液态，故沸点H2O＞H2S＞CH4，正确；B项，原子半径O＜Na，离子半径O2－＞Na＋，错误；C项，最高价氧化物对应的水化物的酸性H2SO4＞H2CO3，错误；D项，非金属性越强，其单质氧化性越强，即O2＞S＞C，错误。
13．X、Y、Z、W为四种短周期元素，它们的最高价氧化物对应的水化物分别为甲、乙、丙、丁。常温下甲、丙、丁均可与乙反应生成盐和水，X、Z、W的原子序数及0.1 mol·L－1甲、丙、丁溶液的pH如图所示(已知lg 2＝0.3)。下列说法正确的是( )
A．简单阴离子的还原性：Z＜W
B．Y、Z的简单离子都会影响水的电离平衡
C．乙固体加入甲的溶液或浓氨水，固体都能溶解
D．X、Y分别与W形成的化合物皆为离子化合物
【答案】B
【解析】根据短周期元素X、Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物分别为甲、乙、丙、丁，以及0.1 mol·L－1甲、丙、丁溶液的pH和原子序数的关系可推出X为Na，Z为S，W为Cl。再由“常温下甲、丙、丁均可与乙反应生成盐和水”，推出Y为Al，则甲、乙、丙、丁分别为NaOH、Al(OH)3、H2SO4、HClO4。由Na2S＋Cl2===S↓＋2NaCl可知，还原性：S2－＞Cl－，A项错误；Y(Al)、Z(S)的简单离子Al3＋、S2－都能水解，都会促进水的电离，B项正确；Al(OH)3溶于NaOH溶液，不溶于氨水，C项错误；NaCl为离子化合物，AlCl3为共价化合物，D项错误。
14．四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W元素的最外层电子数是其电子层数的二倍；X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的；Y是地壳中含量最多的金属元素；X与Z形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列实验操作对应的实验现象中，不正确的是
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选项 |
实验操作 |
实验现象 |
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A |
将X单质投入到CuSO4溶液中 |
生成大量红色固体 |
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B |
向Y的氯化物溶液中滴加氨水 |
生成白色沉淀 |
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C |
将Z的单质通入到NaBr溶液中 |
溶液变为黄色 |
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D |
将W的最高价氧化物通入到Na2SiO3溶液中 |
生成白色沉淀 |
【答案】A
【解析】四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W元素的最外层电子数是其电子层数的二倍，W是C元素，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，X是Na元素，Y是地壳中含量最多的金属元素，Y是Al元素，X与Z形成的离子化合物的水溶液呈中性，则Z为Cl元素。A、将单质钠投入到CuSO4溶液中，钠先和水反应生成NaOH和氢气，NaOH和CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，钠不能置换出单质铜，所以无大量红色固体生成，错误；B、向AlCl3溶液中滴加氨水，反应生成Al(OH)3白色沉淀，正确；C、将氯气通入到NaBr溶液中，发生反应Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2，生成的单质溴使溶液变为黄色，正确；D、将CO2通入到Na2SiO3溶液中，发生反应CO2＋H2O＋Na2SiO3=Na2CO3＋H2SiO3↓，生成H2SiO3白色沉淀，正确；答案选A。
15．短周期部分元素原子半径与原子序数的关系如图，下列说法正确的是
A．相同条件下，Y的氢化物比X的氢化物更稳定，熔沸点也更高
B．A单质通常保存在煤油中
C．Y的单质能从含R简单离子的水溶液中置换出R单质
D．M的最高价氧化物对应水化物能分别与Z、R的最高价氧化物对应水化物反应
【答案】D
【解析】根据原子序数可以推出，A为Li，X为O，Y为F，Z为Na，M为Al，N为Si，R为Cl，则，A、相同条件下，Y(F)的非金属性比X(O)强，则Y的氢化物HF的稳定性比X的氢化物H2O高，但是其熔沸点较比H2O低，错误；B、A为Li，其单质密度比煤油小，会漂浮在煤油上，实验室中常将金属锂保存在液体石蜡中，错误；C、Y的单质F2与含R简单离子Cl-的水溶液反应时，F2先和H2O反应，不能置换Cl2，错误；D、M的最高价氧化物对应水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，能和Z、R的最高价氧化物对应水化物NaOH、HClO4这些强碱、强酸反应，正确。
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