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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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高频微专题5 元素推断
满分50分,限时30分钟
一、选择题(本题共9小题,每小题4分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.一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、-2 B.原子半径大小为Y>X>W
C.YX的水合物具有两性 D.W单质只有4种同素异形体
2.短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,它们组成一种团簇分子,结构如图所示。X、M的族序数均等于周期序数,Y原子核外最外层电子数是其电子总数的。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子半径:Z>M>Y
B.常温下,Z和M的单质均能溶于浓硝酸
C.工业上常用电解熔融物ZY制取Z单质
D.Z、M的简单离子均可促进水的电离
3.已知X、Y、Z、W四种短周期元素的原子半径与最高(最低)化合价的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.元素W处于周期表第二周期第ⅡA族
B.元素的第一电离能:I1(X)
D.化合物WZ2中含有离子键和非极性共价键
4.LDFCB是锂离子电池常用的一种离子导体,其阴离子由同周期元素原子W、X、Y、Z构成,结构如图。基态Y原子的s轨道与p轨道电子数相等,Z的核外电子总数是W的最外层电子数的3倍。下列说法正确的是 ( )
A.同周期元素第一电离能小于Y的有5种
B.简单氢化物的沸点:Z>Y>X
C.W的最高价氧化物对应的水化物具有两性
D.W和Z可形成含有极性共价键的非极性分子
5.W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素,其中X、Y、Z相邻,W的核外电子数与X的价层电子数相等,Z2是氧化性最强的单质,4种元素可形成离子化合物(XY)+(WZ4)-。下列说法正确的是 ( )
A.分子的极性:WZ3
A.X的原子与Y、Z、R、M的原子均可形成共价化合物
B.Y形成的化合物种类最多
C.R与M形成的化合物溶于水,会促进水的电离
D.R+在同周期元素的简单阳离子中,半径最大
7.下表为元素周期表的一部分,元素X、Y、Z、W、M在表中位置如图,X、Y、Z属于短周期元素,X的最高正价和最低负价代数和等于0。下列说法不正确的是 ( )
X Y
Z
W M
A.XM2分子可能为直线形
B.Z2Y5是优良的干燥剂
C.W、M元素的单质具有半导体特性
D.Y形成的最简单氢化物中,由于氢键的存在使得该氢化物很稳定
8.化合物XYZ4ME4可作肥料,所含的5种元素位于主族,在每个短周期均有分布,仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为nsn-1,X与M同周期,E在地壳中含量最多。下列说法正确的是 ( )
A.元素电负性:E>Y>Z
B.氢化物沸点:M>Y>E
C.第一电离能:X>E>Y
D.YZ3和Y的空间结构均为三角锥形
9.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子半径依次增大。M、N、P是由这些元素组成的二元化合物,r、s、q是其中三种元素对应的单质,M与r均为淡黄色固体,W、X、Y位于不同周期。上述物质转化关系如图所示(部分生成物省略),下列说法错误的是( )
A.物质沸点:N>P
B.X、Y可形成离子化合物
C.单质氧化性:X>W
D.X、Y、Z三种元素组成的盐的溶液可能呈中性或碱性
二、非选择题(本题共1小题,共14分)
10.(14分)A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的短周期元素,G为第四周期元素。B、C相邻且同周期,A、D同主族。A、C能形成甲、乙两种化合物,原子个数比分别为2∶1和1∶1,其中甲为常见的溶剂。E是地壳中含量最多的金属元素,F元素为同周期电负性最大的元素。G为第四周期未成对电子数最多的元素,请回答下列问题:
(1)B、C中第一电离能更大的元素基态原子的价层电子排布式为 ,G在周期表中属于 区。
(2)A与B形成的离子的键角比A与B形成的分子的键角 (填“大”或“小”)。
(3)B与As同族,As的空间结构为 。As4O6的分子结构如图1所示,则该化合物中As的杂化方式是 。
图1 图2 图3
(4)已知E、F构成的化合物可形成如图2所示的二聚体,其熔点为190 ℃,183 ℃开始升华。该二聚体形成的晶体类型为 ,晶体中含有的作用力有 (填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.范德华力 F.氢键
(5)白磷(P4)的晶体属于分子晶体,其晶胞结构如图3所示(小圆圈表示白磷分子)。已知晶胞是边长为a nm的正方体,阿伏加德罗常数的数值为NA,则该晶体的密度为 g/cm3(用含NA、a的代数式表示)。
答案全解全析
1.A【元素推断】 W、X、Y均为短周期元素,简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构,可得X为O、Y为Mg;W、X、Y形成的化合物溶于稀盐酸有无色无味气体生成,则该气体应为CO2,W为C。
O元素常见的化合价有-1、-2,A项正确;原子半径大小为Mg>C>O,即Y>W>X,B项错误;MgO的水合物为Mg(OH)2,属于中强碱,C项错误;碳单质有石墨、金刚石、C60、C70、碳纳米管等,D项错误。
2.D【元素推断】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,Y原子核外最外层电子数是其电子总数的,则Y原子核外最外层含有6个电子,电子总数为8,则Y为O元素;X、M的族序数均等于周期序数,可能为H、Be、Al,M的原子序数大于O,则M为Al元素,X与O形成1个共价键,则X为H元素;该化合物分子式为Z2Al2O6H2,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0,可知Z的化合价为+2,其原子序数大于O,则Z为Mg元素。
由分析可知,Y、Z、M分别为O、Mg、Al,三种元素的简单离子具有相同的核外电子排布,则核电荷数越大半径越小,故三种简单离子的半径:O2->Mg2+>Al3+,即Y>Z>M,A错误;由分析可知,Z、M分别为Mg、Al,常温下Al在浓硝酸中钝化而不溶于浓硝酸,C错误;Z、M的简单离子即Mg2+、Al3+均能发生水解而促进水的电离,D正确。
3.B【元素推断】 X最低负价是-2,没有最高化合价,故X为O元素;Z的最高、最低化合价分别为+7、-1,且原子半径大于O,则Z为Cl元素;Y的最高、最低化合价分别为+5、-3,且原子半径小于Cl,故Y为N元素;W的最高正价为+2,且无最低价,应为金属元素,故W为Mg元素;X为O、Y为N、Z为Cl、W为Mg。
W为Mg,处于周期表第三周期第ⅡA族,A错误;同周期从左向右主族元素的第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道电子半充满,为稳定结构,难失去电子,则第一电离能:I1(X)
4.D【元素推断】
Y为O元素,同周期元素第一电离能小于O的有Li、H2O>HF>CH4,B错误;B的最高价氧化物对应的水化物为H3BO3,为弱酸,不具有两性,C错误;B与F可形成BF3,其空间结构为平面三角形,为含有极性共价键的非极性分子,D正确。
5.A【元素推断】由Z2是氧化性最强的单质,可知Z是F元素;又知X、Y、Z相邻且原子序数依次增加,可知X是N元素,Y是O元素;X是N元素,其价层电子数为5,W的核外电子数与其相等,故W是B元素。
BF3是非极性分子,NF3是极性分子,故分子的极性:WZ3
6.A【元素推断】 X、Y、Z、R、M为原子序数依次增大的短周期元素,一般来说,原子电子层数越多,原子半径越大,同一周期从左到右,主族元素的原子半径依次减小,最外层电子数等于主族序数,结合原子的最外层电子数与原子半径的关系图可知,X与R在ⅠA族,R的半径是几种元素原子中最大的,X半径比其他元素原子小,故X为H,R为Na;M在ⅥA族,原子半径比Y、Z的大,Y在ⅣA族,Z在ⅤA族,则Y为C,Z为N,M为S。
H与C、N、Na和S均可以形成化合物,但NaH为离子化合物,A错误;Y为C元素,可形成有机物,种类繁多,B正确;Na2S为强碱弱酸盐,溶于水,S2-会水解,能促进水的电离,C正确;第三周期元素的简单阳离子中Na+半径最大,D正确。
7.D【元素推断】 X、Y、Z属于短周期元素,则X、Y位于第二周期,Z位于第三周期;X的最高正价和最低负价代数和等于0,则X为C元素;根据各元素的相对位置可知,Y为O元素,Z为P元素,W为Ge元素,M为Se元素。
XM2分子即CSe2,与CO2结构相似,分子为直线形,A正确;Z2Y5即P2O5,具有吸水性,是一种良好的酸性干燥剂,B正确;Ge和Se均位于金属与非金属的分界线附近,单质具有半导体特性,C正确;Y形成的最简单氢无关(易错点),D错误。
归纳总结
依据“片段结构”推断元素的解题流程
8.A【元素推断】
元素电负性:O>N>H,A正确H3、NH3、H2O均是分子晶体,NH3、H2O中都存在分子间氢键,沸点高,PH3不能形成分子间氢键,沸点低,常温下,H2O为液态,NH3为气态,所以氢化物沸点:H2O>NH3>PH3,B错误;N的第一电离能大于O,C错误;NH3中N原子价层电子对数为3+1=4,有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,N中N原子价层电子对数为3+0=3,没有孤电子对,N空间结构为平面三角形,D错误。
9.B【元素及物质推断】
W、X、Y位于不同周期,又W、X、Y、Z是原子半径依次增大的短周期主族元素,则W为H元素,X为O元素,Y为S元素,Z为Na元素,据此分析解答。
由分析可知,N为H2O,P为H2S,H2O分子间可形成氢键,因此沸点:H2O>H2S,A正确;X为O元素,Y为S元素,不可能形成离子化合物,B错误;X的单质为O2,C正确;X为O元素,Y为S元素,Z为Na元素,三者形成的盐可为Na2SO4和Na2SO3,前者呈中性,后者呈碱性,D正确。
10.(除标注外,每空2分)
(1)2s22p3 d(1分)
(2)大
(3)正四面体 sp3(1分)
(4)分子晶体 BDE
(5)
解析 A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期元素,G是第四周期元素,E是地壳中含量最多的金属元素,E为Al;F原子序数大于Al,故其为第三周期元素,且其为同周期电负性最大的元素,F为Cl;G为第四周期未成对电子数最多的元素,G为Cr;A和C能形成甲、乙两种化合物,原子个数比分别为2∶1和1∶1,甲为常见的溶剂,则甲为H2O,A为H,C为O,A、D同主族,D为Na,B、C相邻且同周期,B为N。
(1)N和O中第一电离能更大的为N,N基态原子的价层电子排布式为2s22p3。G为Cr,在元素周期表中属于d区。
(2)H和N形成的离子为N,形成的分子为NH3,N的中心原子N的价层电子对数为4,不含孤电子对,NH3中N的价层电子对数为4,含有一个孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,N的键角大于NH3的键角。
(3)As中As的价层电子对数为4+=4,无孤电子对,采取sp3杂化,空间结构为正四面体形。根据As4O6的分子结构可知,其中As形成3个单键,含有一个孤电子对,杂化方式为sp3杂化。
(4)该二聚体的熔点较低,183 ℃开始升华,故其晶体类型为分子晶体,晶体中分子与分子之间存在范德华力,分子内部Al与Cl之间形成共价键,同时Al周围有一个键为配位键,故选BDE。
(5)根据均摊法可知,1个该晶胞中含有P4的个数为×8+×6=4,晶胞质量为 g,晶胞体积为(a×10-7)3 cm3,则该晶体的密度为 g/cm3=×1021 g/cm3。
