统考版2024届高考化学二轮专项分层特训卷练11物质结构与元素周期律（附解析）

练11　物质结构与元素周期律1．[2022·全国甲卷]Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期，X、Y相邻，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是(　　)A．非金属性：X>QB．单质的熔点：X>YC．简单氢化物的沸点：Z>QD．最高价含氧酸的酸性：Z>Y2．[2022·全国乙卷]化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示，在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是(　　)A．W、X、Y、Z的单质常温下均为气体B．最高价氧化物的水化物酸性：Y<XC．100～200℃阶段热分解失去4个W2ZD．500℃热分解后生成固体化合物X2Z33．[2022·广东卷]甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示；戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是(　　)A．原子半径：丁＞戊＞乙B．非金属性：戊＞丁＞丙C．甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应4．[2022·湖南卷]科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示)，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是(　　) A．原子半径：X>Y>ZB．非金属性：Y>X>WC．Z的单质具有较强的还原性D．原子序数为82的元素与W位于同一主族5．[2023·全国乙卷]一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构。下列叙述正确的是(　　)A．X的常见化合价有－1、－2B．原子半径大小为Y>X>WC．YX的水合物具有两性D．W单质只有4种同素异形体6．短周期主族元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y的最高价氧化物对应的水化物为H3YO4，部分信息如表所示。用α粒子撞击R的一种核素会生成W的一种核素，核反应方程式为He＋R―→16nW＋n。下列说法错误的是(　　)元素XYZ0.1mol·L－1其最高价氧化物对应水化物溶液的pH(25℃)13.01.571.0A.简单离子的还原性：Y<ZB.含Z的两种酸相互反应可制得Z单质C.化合物RWZ2中所有原子均满足8电子稳定结构D.常温下，X2RW3溶液中由水电离的c(OH－)>1×10－7mol·L－17．[2023·全国甲卷]W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是(　　)A.原子半径：X>WB.简单氢化物的沸点：X<ZC.Y与X可形成离子化合物D.Z的最高价含氧酸是弱酸8．[2023·湖南卷]日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素，W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等，基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是(　　)A.电负性：X>Y>Z>WB.原子半径：X<Y<Z<WC.Y和W的单质都能与水反应生成气体D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性9．[2023·天津南开中学月考]如图为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期 元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是(　　)XYZWTA.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次增大B.W、X、Y元素在自然界均能以游离态存在C.YX2晶体熔化、液态WX气化均需克服分子间作用力D.根据元素周期律，推测T元素的单质可能具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性10．[2023·广东韶关二模]常温下，W、X、Y、Z四种短周期元素的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01mol·L－1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)A.X与Y形成的化合物的水溶液呈酸性B.单质的沸点：Y>ZC.简单离子半径：Y>Z>W>XD.ZO2可作为自来水的消毒剂11．[2023·安徽芜湖三模]短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，M、N、P、Q依次是这些元素形成的单质，甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素形成的二元化合物。其中，乙是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体；丙是一种高能燃料，其组成元素与乙相同；丁是常见的两性氧化物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)A.简单离子半径大小：Z<X<YB.常温常压下，戊的沸点高于乙C.工业上在一定条件下可由丁制备QD.W分别与X、Y两种元素均可形成至少两种化合物12．[2023·浙江1月]X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是(　　)A.电负性：Z>XB.最高正价：Z<MC.Q与M的化合物中可能含有非极性共价键D.最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y 练11　物质结构与元素周期律1．答案：D解析：Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍，则Q为第二周期元素，Y的最外层电子数为4且与Q位于不同周期，故其位于第三周期，则Y为Si；X与Y相邻，X为Al；根据4种元素原子最外层电子数之和为19，可知Q与Z最外层电子数之和为12，Q、Z可能是O、S，也可能是N、Cl，还可能是F、P。A项，Al的非金属性弱于第二周期的N、O、F，错误；B项，铝是金属晶体，熔点比单质硅（共价晶体）低，错误；C项，Q的简单氢化物存在分子间氢键，故沸点高，错误；D项，Z是原子序数大于Y的同周期元素，非金属性：Z>Y，最高价含氧酸的酸性：Z>Y，正确。2．答案：D解析：根据题干信息“200℃以下热分解时无刺激性气体逸出”，说明失去的是水，即W为H，Z为O；YZ2分子的总电子数为奇数，说明Y的原子序数为奇数，且YZ2常温下为气体，则Y为N；根据W、X、Y、Z原子序数依次增加，且原子序数之和为21，则X为B。A项，硼单质常温下为固体，错误；B项，非金属性：N>B，故最高价氧化物的水化物酸性：Y（HNO3）>X（H3BO3），错误；C项，1molNH4B5O8·4H2O的质量为273g，200℃时失重率为19.8%，则质量减少约54g，则失去了约3molH2O，错误；D项，500℃时，若起始1molNH4B5O8·4H2O进行热分解，则剩余固体质量为273g×64.1%≈175g，5molB质量为55g，说明O剩余175g－55g＝120g，n（O）＝7.5mol，n（B）∶n（O）＝5∶7.5＝2∶3，恰好是B2O3，正确。3．答案：C解析：甲～戊是短周期元素，戊中的最高价氧化物对应水化物为强酸，则可能是硫酸或高氯酸，若是高氯酸，则戊为Cl，甲为N、乙为F、丙为P、丁为S，若是硫酸，则戊为S，甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，则原子半径：丁＞戊＞乙，故A正确；根据同周期从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性：戊＞丁＞丙，故B正确；甲的氢化物可能为氨气，可能为甲烷、乙烷等，若是氨气，则遇氯化氢一定有白烟产生；若是甲烷、乙烷等，则遇氯化氢不反应，没有白烟生成，故C错误；丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸，都一定能与强碱反应，故D正确。4．答案：C解析：同周期主族元素从左到右原子半径依次减小，A项正确；同周期元素从左到右非金属性依次增强，同主族元素从上到下非金属性依次减弱，故非金属性O>C>Si，B项正确；F2具有强氧化性，C项错误；82号元素的原子结构示意图为，位于第6周期第ⅣA族，D项正确。5．答案：A 解析：W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒，X为O，Y为Mg。W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。X为O，氧的常见价态有－1价和－2价，如H2O2和H2O，A正确；W为C，X为O，Y为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为：Y＞W＞X，B错误；Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，水合物为Mg（OH）2，Mg（OH）2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX的水合物没有两性，C错误；W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四种，D错误；故选A。6．答案：A解析：短周期主族元素中能形成化学式为H3YO4的元素是P，由R、W、X、Y、Z的原子序数依次增大及0.1mol·L－1X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物溶液的pH（25℃）可知，X为Na，Y为P，Z为Cl，对核反应方程式进行如下分析：单质的氧化性越强，其对应离子的还原性越强，则还原性Cl－<P3－，A项错误。HCl与HClO反应可制备Cl2，B项正确。化合物COCl2的电子式为∶∶∶∶∶∶，所有原子均满足8电子稳定结构，C项正确。Na2CO3水解使溶液显碱性，故由水电离的c（OH－）>1×10－7mol·L－1，D项正确。7．答案：C解析：W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原子序数的规律，则W为N，X为O，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，又因为Y的原子序数大于氧的，则Y电子层为3层，最外层电子数为2，所以Y为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z的最外层电子数为6，Z为S，据此解答。X为O，W为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大小为W＞X，A错误；X为O，Z为S，X的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z的简单氢化物为H2S，没有氢键，所以简单氢化物的沸点为X＞Z，B错误；Y为Mg，X为O，它们可形成MgO，为离子化合物，C正确；Z为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D错误；故选C。8．答案：C解析：根据基态X原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相等，可知X的电子排布式为1s22s22p4，为O元素，基态O原子的未成对电子数为2，则基态Y、Z原子的未成对电子数分别为1、3，结合原子序数关系可确定Y为F元素或Na元素，Z为P元素，则该荧光粉的主要成分为3W3（PO4）2·WF2，结合化合物中各元素化合价代数和为0可确定W为＋2价，又其原子序数最大，故W为Ca元素，Y为F元素。元素电负性：F>O>P>Ca，A项错误；原子半径：F<O<P<Ca，B项错误；F2、Ca与水反应生成的气体分别为O2和H2，C项正确；P元素的最高价氧化物对应的水化物H3PO4不具有强氧化性，D项错误。9．答案：D解析：由短周期元素W的核电荷数是X的2倍可知，X为O元素、W为S元素，由元素在周期表中的相对位置可知，Y为Si元素、Z为P元素、T为As元素。同主族元素，从上到下元素的非金属性减弱，简单气态氢化物的热稳定性减弱，则H2O的稳定性强于硫化氢，A错误；硅元素是亲氧元素，在自然界中只以化合态存在，不存在游离态，B错误；二氧化硅是共价晶体，熔化时需破坏共价键，C错误；砷元素位于金属和非金属分界线附近，则砷可能具有半导体特性，As2O3中砷元素为＋3价，是介于最高价态和最低价态之间的中间价态，既具有氧化性又具有还原性，D正确。10．答案：A解析：W、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物的pH都小于7，W、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物是酸，说明W、Y、Z都是非金属元素，W、Z最高价氧化物对应的水化物的溶液（浓度均为0.01mol·L－1）pH＝2，为一元强酸，原子序数：Z>W，则Z是Cl、W是N；Y的最高价氧化物对应的水化物溶液（浓度为0.01mol·L－1）的pH<2 ，应该为二元强酸硫酸，则Y是S；X的最高价氧化物对应的水化物的pH＝12，应该为一元强碱氢氧化钠，则X是Na。由以上分析可知，W、X、Y、Z分别为N、Na、S、Cl元素。X与Y形成的化合物Na2S为强碱弱酸盐，水解后水溶液呈碱性，A错误；常温下，硫是固态，氯气为气态，单质的沸点：Y>Z，B正确；电子层数越多，离子的半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小，则简单离子半径：S2－>Cl－>N3－>Na＋，即Y>Z>W>X，C正确；ClO2具有强氧化性，能使蛋白质变性，可作为自来水的消毒剂，D正确。11．答案：A解析：短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，M、N、P、Q分别是这些元素形成的单质，甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素形成的二元化合物。其中，乙是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体，则乙为NH3；丙是一种高能燃料，其组成元素与乙相同，则丙为N2H4；M、N元素的单质反应生成NH3，则M为H2、N为N2；丁是常见的两性氧化物，则丁为Al2O3；己加热生成Al2O3，则己为Al（OH）3；Q与P反应生成丁Al2O3，则Q、P为Al和O2，若Q为O2，则甲为NO，NO与戊不会生成氢氧化铝和氨气，则Q为Al，甲为AlN，戊为H2O。根据分析可知：W为H，X为N，Y为O，Z为Al；甲为AlN，乙为NH3，丙为N2H4，丁为Al2O3，戊为H2O，己为Al（OH）3。X为N，Y为O，Z为Al，电子层数相同时，原子序数越大离子半径越小，则离子半径：Al3＋<O2－<N3－，故A错误；戊为H2O，乙为NH3，水在常温下为液态，氨气为气态，则水的沸点较高，故B正确；丁为Al2O3，Q为Al，工业上通过电解熔融Al2O3制备Al，故C正确；W为H，X为N，Y为O，W分别与X、Y两种元素均可形成至少两种化合物，如NH3、N2H4等，H2O、H2O2，故D正确。12．答案：B解析：Y的s能级电子数量是p能级的两倍，则电子排布式为1s22s22p2，则Y为C元素；X的2s轨道全充满，五种短周期元素的原子序数依次增大，则X为Be或B元素；M是地壳中含量最多的元素，则M为O元素；Z为N元素；Q是纯碱中的一种元素，则Q为Na元素。同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性N>Be或B，A项正确；N的最高正价为＋5，但O无最高正价，B项错误；Na和O形成的Na2O2中O和O之间为非极性共价键，C项正确；非金属性N>C，故酸性：HNO3>H2CO3，D项正确。