专题五　物质结构　元素周期律

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专题五　物质结构　元素周期律
1 高考真题·导航
2 必备知识·整合
3 关键能力·突破
4 预测精练·提能
1．(2021·全国乙卷T5)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg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W＞X＞Y＞ZB．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
【解析】　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。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X＞Y＞Z＞W，A错误；
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；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；Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸酸性弱于碳酸，D错误。
2．(2021·全国甲卷)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：Z＞Y＞X＞WB．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
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；W为H元素，X为N元素，两者可形成NH3和N2H4，B错误；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；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。
4．(2020·全国卷Ⅱ·13)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是(　　)A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应C．Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸D．X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
【解析】　一种由短周期主族元素形成的化合物，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且总和为24，根据图示，W为1价形成共价键，W为氢，Z为＋1价阳离子，Z为Na，Y为3价，Y为N,24－1－11－7＝5，X为B元素。该化合物中，H、B、N之间均以共用电子对形成共价键，故A正确；Na单质既能与水反应生成氢氧化钠和氢气，也能与甲醇反应生成甲醇钠和氢气，故B正确；N的最高价氧化物的水化物HNO3为强酸，故C正确；B的氟化物BF3中B原子最外层只有6个电子，达不到8电子稳定结构，故D错误。
5．(2020·全国卷Ⅲ·13)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X＋Y＝W＋Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是(　　)A．非金属性：W＞X＞Y＞ZB．原子半径：Z＞Y＞X＞WC．元素X的含氧酸均为强酸D．Y的氧化物水化物为强碱
【解析】　根据题干信息可知，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，化合物XW3与WZ相遇会产生白烟，则WX3为NH3，WZ为HCl，所以W为H元素，X为N元素，Z为Cl元素，又四种元素的核外电子总数满足X＋Y＝W＋Z，则Y的核外电子总数为11，Y为Na元素，则：Na为金属元素，非金属性最弱，非金属性Y＜Z，A错误；同周期元素从左至右原子半径依次减小，同主族元素从上而下原子半径依次增大，则原子半径：Na＞Cl＞N＞H，B错误；N元素的含氧酸不一定全是强酸，如HNO2为弱酸，C错误；Y的氧化物水化物为NaOH，属于强碱，D正确。
6．(2019·全国卷Ⅰ·13)科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是(　　)A．WZ的水溶液呈碱性B．元素非金属性的顺序为X＞Y＞ZC．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸D．该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
【解析】　由W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半，以及X、Z的成键数可知，Z为Cl、X为Si，由化合价代数和为0可知，Y元素化合价为－3价，则Y为P元素；由W的电荷数可知，W为Na元素。WZ的水溶液是NaCl水溶液，呈中性，A不正确；元素非金属性的顺序为Cl＞P＞Si，即Z＞Y＞X，B不正确；Y的最高价氧化物的水化物是H3PO4，是中强酸，C正确；该新化合物中Y形成两个化学键，但是得到1个电子后会形成一对孤电子对，故满足8电子稳定结构，D不正确。
7．(2019·全国卷Ⅱ·9)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下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＜XB．常温常压下，Y单质为固态C．气态氢化物热稳定性：Z＜WD．X的最高价氧化物的水化物是强碱
【解析】　主族元素的最高化合价与最外层电子数相等，由“W与X的最高化合价之和为8”可知，W为N，X为Al，Y为Si，Z为P。原子半径：N＜Al，A正确；常温常压下，硅单质为固态，B正确；同一主族元素的气态氢化物热稳定性自上而下逐渐减弱，故Z＜W，C正确；Al的最高价氧化物的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，D错误。
8．(2019·全国卷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ZXD．Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
【解析】　X、Y、Z为短周期主族元素，X与Z同族，所以二者最外层电子数相等，Y最外层电子数等于X次外层电子数，由于Y不是稀有气体，最外层电子数不是8，因此Y的最外层电子数为2，三种元素最外层电子数之和为10，可以求出X与Z的最外层电子数为4。结合Y原子半径大于Z，可知X为碳元素，Y为镁元素，Z为硅元素。因为CO、CO2常温下均是气体，MgO是固体，所以C的氧化物的熔点比Mg的氧化物低，A错误；
因为碳元素的非金属性比硅元素强，所以碳的氢化物的热稳定性大于硅的氢化物，B正确；C和Si金属性、非金属性都不强，不易形成阴离子或阳离子，二者形成的化合物是共价化合物，C错误；金属Mg可以与浓硝酸反应而溶解，硅与浓硝酸不反应，D错误。
元素推断题是高考必考的重点和热点，预计2022年高考的命题角度仍以原子的核外电子排布规律与元素(物质)性质、元素周期表片断、物质转化与元素推断的融合为主，该类试题往往将元素化合物知识、物质结构理论、化学基础理论等知识串联起来，综合性较强，试题命制时主要以原子(或离子)结构、重要元素化合物的性质及应用为突破口，进行元素推断，然后以选择题形式侧重考查金属(非金属)性比较、原子(或离子)半径比较、单质及氢化物熔、沸点比较、离子键与共价键、离子化合物与共价化合物判断、物质性质的判断等，是每年高考的必考题。
1．强化记忆元素周期表的结构
2．利用区间定位推断元素对于原子序数较大的元素，可采用区间定位确定元素。元素周期表中各族序数的排列顺序由左到右依次为ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0，牢记各周期对应的0族元素的原子序数，可以快速确定周期数。
3．金属性和非金属性强弱的判断方法
4．微粒半径比较的方法(1)①同周期原子半径或同性离子半径从左到右均减小如：r(S)＞r(Cl)、r(S2－)＞r(Cl－)。②同主族原子半径或离子半径从上到下均增大如：r(Na)＜r(K)、r(Na＋)＜r(K＋)。(2)同元素粒子：核外电子越多，半径越大，如r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)、r(Cl)＜r(Cl－)。
(3)同电子数粒子：核电荷数越大，半径越小，如r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。(4)核电荷数、电子层数、电子数均不同的粒子：可用参照法。如r(K＋)与r(Mg2＋)比较时可参照r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)来确定r(K＋)＞r(Mg2＋)。
5．注意化学键与物质类别判断中的“特例”(1)在离子化合物中一般既含有金属元素又含有非金属元素(铵盐除外)；共价化合物一般只含有非金属元素，但个别含有金属元素，如AlCl3是共价化合物；只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物，如铵盐。(2)非金属单质只含共价键(稀有气体除外)。
(3)气态氢化物是共价化合物，只含共价键，而金属氢化物(如NaH)是离子化合物，含离子键。(4)离子化合物熔化时破坏离子键；部分共价化合物熔化时破坏共价键，如SiO2等，而部分共价化合物熔化时破坏分子间作用力，如固体硫熔化。(5)分子的稳定性与分子间作用力无关，而与分子内部化学键的强弱有关。
6．牢记单质或化合物具有“特性”的元素(1)形成化合物种类最多的元素或对应单质是自然界中硬度最大的物质的元素：C。(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。(3)地壳中含量最多的元素或简单氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。(4)地壳中含量最多的金属元素或最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应、又能与强碱反应的元素：Al。
(5)最活泼的非金属元素或无正化合价的元素或无含氧酸的非金属元素或无氧酸可腐蚀玻璃的元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素：F。(6)(除放射性元素外)最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素：Cs。(7)焰色反应呈黄色的元素：Na；焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素：K。(8)单质密度最小的元素：H；单质密度最小的金属元素：Li。
(9)常温下单质呈液态的非金属元素：Br；常温下单质呈液态的金属元素：Hg。(10)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素：N；元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应的元素：S。(11)单质为常见的半导体材料：Si、Ge。(12)元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素的单质的元素：S。
(13)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。(14)若X是由短周期主族元素组成的二元化合物，0.01 ml·L－1 X溶液的pH＝2，则X是HCl；若X是由短周期主族元素组成的三元化合物，0.01 ml·L－1 X溶液的pH＝2，则X是HNO3或HClO4；若X是由短周期主族元素组成的三元化合物，0.005 ml·L－1 X溶液的pH＝2，则X是H2SO4。
H3BO3为硼酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将NaOH溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹H3BO3，以中和碱液，A正确；Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，B错误；X为B，与氢元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B元素与H元素以共价键结合，属于共价化合物，C错误；6Li和7Li两者的质子数均为3，中子数不同，所以两者互为同位素，D错误。
1． 微粒间“四个”数量关系
2． 元素、核素、同位素、同素异形体之间的联系
角度　化学键与物质类别　　　　　(2021·梅州模拟)已知W、X、Y、Z均为短周期元素，常温下，它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 ml·L－1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。
下列说法正确的是(　　)A．化合物X2Y2中含有极性共价键和非极性共价键B．简单气态氢化物的热稳定性：Y＞ZC．简单离子半径：Z＞Y＞W＞XD．这四种元素中，元素X的金属性最强
【解析】　由图像和题给信息可知，浓度均为0.01 ml·L－1的溶液，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pH＝2，为一元强酸，根据原子序数Z＞W，Z是Cl，W是N；Y的最高价氧化物对应的水化物的pH＜2，Y的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸，为硫酸，Y是S，X的最高价氧化物对应的水化物的pH＝12，X的最高价氧化物对应的水化物为一元强碱，X是Na。
化学键与物质的类别之间的关系(1)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。(2)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。
(4)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。(5)既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。(6)仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。(7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AICl3等。
2．(2021·昌都模拟)有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族；X＋与M2－具有相同的电子层结构；离子半径：Z2－＞W－；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中正确的是(　　)A．简单氢化物的稳定性Y＞WB．X、W、M三种元素形成的一种常见消毒剂，其结构中只有离子键C．元素Y与W可以形成离子化合物D．元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
【解析】　X、Y、Z、W、M五种短周期元素，Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料，则Y为Si；X、Y、Z、W同周期，都处于第三周期，X＋与M2－具有相同的电子层结构，则X为Na，M为O；Z、M同主族，则Z为S；离子半径Z2－＞W－，则W为Cl。非金属性越强，氢化物越稳定，非金属性Si＜Cl，则氢化物的稳定性Y＜W，故A错误；X、W、M三种元素形成化合物是NaClO，次氯酸根内含有共价键，故B错误；Y与W可以形成SiCl4，属于共价化合物，故C错误；氯气、臭氧具有强氧化性，可以作为水处理中的消毒剂，故D正确。
角度　利用物质性质及微粒结构特点推断元素　　　　　(2021·西安模拟)短周期主族元素A、B、C、D原子序数依次增大，A、B的简单离子具有相同的电子层结构，B的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，C的原子序数是A的2倍，D与B形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法一定正确的是(　　)A．A与C在周期表中位于同一主族B．氢元素与A能形成的化合物不止一种C．B的简单离子的半径比A的大D．C最高价氧化物对应水化物一定是一种强酸
【解析】　短周期主族元素A、B、C、D原子序数依次增大，B的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，则B是Na；D与B形成的离子化合物的水溶液呈中性，说明这种盐不水解，D只能是第三周期的非金属元素，且D的氢化物的水溶液属于强酸，则D是Cl；A、B的简单离子具有相同电子层结构，则A在第二周期且是非金属元素，可能是氮和氧；C的原子序数是A的2倍，C在B与D之间，则推出A为O，C为S，或者A为N，C为Si。若A为N，C为Si，不处于同一主族，若A为O，C为S，则处于同一主族，A错误；
若A为N，和氢可以形成NH3和N2H4等多种化合物，若A为O，则和氢可以形成H2O和H2O2，均不止一种，B正确；B的简单离子为Na＋，A的简单离子为N3－或O2－，电子层数相同，核电荷数越大半径越小，故Na＋半径小于A的简单离子半径，C错误；C为S或Si，最高价氧化物对应水化物为H2SO4或H2SiO3，H2SO4是强酸，H2SiO3是弱酸，D错误。
由题给特征信息推断元素的基本思路
 【解析】　根据原子序数依次增大可知W为H、X为O、Y为Na、Z为Si(或Al)。若Z为Al，Al(OH)3为弱碱，若Z为Si，H2SiO3为弱酸，A项错误；Na2O2为离子化合物，其中氧氧键为非极性键，B项正确；NaH的电子式是Na＋[∶H]－，C项错误；工业上用电解法冶炼Al，用碳还原法冶炼Si，D项错误。
角度　利用元素周期表片断及微粒结构推断元素　　　　　(2021·玉溪模拟)X、Y、Z、W四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，其中X、W的质子数之和为21，下列说法一定正确的是(　　)A．简单离子半径：W＞Z＞YB．X的氢化物的沸点一定低于Y的氢化物的沸点C．W的非金属性比Y的非金属性弱D．Z的最高价氧化物对应的水化物是一种强碱
【解析】　已知短周期元素X与W的质子数之和为21，由图中位置可知W比X的质子数多9，则可知X为C，W为P，Y为O，Z为Al。简单离子半径大小关系为P3－＞O2－＞Al3＋则有简单离子半径W＞Y＞Z，A错误；Y的氢化物为H2O，X的氢化物为烃，所以X的氢化物的沸点不一定低于Y的氢化物的沸点，B错误；同一周期从左至右，元素的非金属性逐渐增强；同一主族从上至下，元素的非金属性逐渐减弱；W位于Y的左下方，故W的非金属性比Y的非金属性弱，C正确；Z的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，是两性氢氧化物，不是强碱，D错误。
答题必用的“位、构、性”思维模型
角度　利用陌生物质结构推断元素　　　　　(2021·广东高考)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．XEZ4是一种强酸B．非金属性：W＞Z＞YC．原子半径：Y＞W＞ED．ZW2中，Z的化合价为＋2价
【解析】　题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键，Y形成4个共价键，Z形成2个共价键。X的原子核只有1个质子，则X为H元素；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，即第二周期元素，则Y为C元素，Z为O元素，W为F元素；元素E的原子比W原子多8个电子，则E为Cl元素，综合以上分析可知，X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl元素。氯元素非金属性较强，其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸，故A正确；
同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强，所以非金属性：F＞O＞C，故B正确；同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，电子层越多半径越大，所以原子半径：Cl＞C＞F，故C错误；OF2中，F为－1价，则O的化合价为＋2价，故D正确。
〔类题通关〕1．(2021·石家庄模拟)我国自主研制的核电技术“华龙一号”所用的核燃料为238Pu和239Pu。下列关于两种核素的说法正确的是(　　)A．电子数相同B．质量数相同C．互称为同素异形体D．相互转化时质子数随之变化
【解析】　238Pu和239Pu是同一元素的不同核素，具有相同的质子数，质子数＝电子数，所以238Pu和239Pu的电子数相同，A项正确；238Pu的质量数为238,239Pu的质量数为239，B项错误；238Pu和239Pu是具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素，属于同位素，C项错误；238Pu和239Pu是同一元素的不同核素，具有相同的质子数，二者质量数不同，质子数＋中子数＝质量数，因此相互转化时质子数不变，中子数随之变化，D项错误。
2．(2021·淮安模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层有3个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法正确的是(　　)A．原子半径：r(W)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)B．Y的最高价氧化物对应的水化物可以与氢氧化钠溶液反应C．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强D．W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
【解析】　短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，则X为O元素；Y原子的最外层有3个电子，Y的原子序数大于X的原子序数，则Y为Al元素，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，则Z为Si元素，W与X位于同一主族，则W为S元素。同一周期，从左到右，原子半径减小，同一主族，从上到下，原子半径增大，所以原子半径r(Y)＞r(Z)＞r(W)＞r(X)，A项错误；
Y的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，Al(OH)3具有两性，能够与氢氧化钠溶液反应，B项正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，所以Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的弱，C项错误；非金属性越强，简单气态氢化物的热稳定性越强，故X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，D项错误。
3．(2021·泉州模拟)W、X、Y、Z为短周期主族元素，在元素周期表中的相对位置如图所示，W的最高正价与最低负价代数和为2。下列说法错误的是(　　)A．W元素的单质在放电条件下可与O2化合B．X元素的单质既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应C．Y元素的单质是一种重要的半导体材料D．Z元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强于W
【解析】　W、X、Y、Z为短周期主族元素，W的最高正价与最低负价代数和为2，且W位于第二周期，W为N元素，据各元素在周期表中位置推知：Z为P，Y为Si，X为Al。氮气与氧气在放电条件下反应生成一氧化氮，故A正确；金属铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故B正确；硅具有良好的导电性能，属于半导体材料，故C正确；P元素的最高价氧化物对应水化物为磷酸，属于弱酸，N元素的最高价氧化物对应水化物为硝酸，为强酸，所以酸性硝酸更强，故D错误。
4．(2021·长沙模拟)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，应用于照相材料方面，可作为显影剂，其中W、X、Y、Z原子序数依次增大，且原子序数总和为30。下列有关叙述错误的是(　　)A．最高价氧化物的水化物的酸性：X＜YB．W和Y形成的化合物可使红色石蕊试纸变蓝C．化合物中X、Y、Z均满足8电子稳定结构D．W、X、Y、Z均可与Z的短周期同族元素形成至少两种二元化合物
【解析】　W只形成一条共价键，且原子序数最小，则W是H元素，X形成四条共价键，X是C元素，Y形成三条共价键，Y是N元素，Z形成两条共价键，则为O或S，由于W、X、Y、Z原子序数总和为30，则Z为S元素；同周期从左到右非金属性增强，则非金属性：C＜N，则最高价氧化物的水化物的酸性：X＜Y，A正确；W和Y形成的化合物是NH3，干燥的氨气没有碱性，不能使红色石蕊试纸变蓝，B错误；化合物中C、N、S最外层都是8电子稳定结构，C正确；Z的短周期同族元素是O，H、C、N、S与O可形成H2O、H2O2，CO、CO2，NO、NO2，SO2、SO3，可形成至少两种二元化合物，D正确。
1．(2021·潍坊模拟)2020年12月17日凌晨、嫦娥五号携带月壤等样本成功返回地球，完成中国探月工程的收官之战。下列说法不正确的是(　　)
A．发射时使用液氢和液氧作推进剂，是利用了燃烧反应提供能量B．制造探测器中的瞄准镜时使用光导纤维，其主要成分是SiC．月壤中含有珍贵的3He,3He与4He互为同位素D．留在月球的国旗长时间不褪色、不分解，是利用了材料的稳定性
【解析】　氢气和氧气燃烧产生大量热，提供能量，故A正确；二氧化硅具有良好的光学性能，光导纤维的主要成分为SiO2，故B错误；3He与4He为质子数相同，中子数不同的原子，互为同位素，故C正确；物质可以长期存在而不分解、褪色，说明物质稳定性良好，故D正确。
2．(2021·淮北模拟)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Z分别与W形成的两种气体相遇会产生白烟；常温下，金属Y在X的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中无明显现象。下列叙述正确的是(　　)A．W、X、Y、Z四种元素在自然界中都存在游离态B．原子半径：Y＞Z＞X＞WC．最高正价：X＞Z＞Y＞WD．Z的氧化物对应的水化物均为强电解质
【解析】　W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Z分别与W形成的两种气体相遇会产生白烟，则W为H元素、X为N元素、Z为Cl元素；金属Y在X的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液中无明显现象，则Y为Al元素。氯元素和铝元素在自然界中只存在化合态，不存在游离态，故A错误；
不同周期的元素，电子层数越大，原子半径越大，同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则原子半径由大到小的顺序为Al＞Cl＞N＞H，故B正确；氮元素的最高正化合价为＋5价，氯元素的最高正化合价为＋7价，则氯元素的最高正化合价大于氮元素，故C错误；氯元素的氧化物对应的水化物可能为次氯酸，次氯酸为弱酸，故D错误。
3．(2021·广安模拟)短周期主族元素A、B、C、D、E常见稳定结构、相关信息、性质如表：
 下列说法一定正确的是(　　)A．简单阴离子还原性：E＞CB．D与A形成的化合物的沸点低于B与A形成的化合物的沸点C．B和E形成的其中一种化合物具有强氧化性D．C的简单离子半径小于140 pm
【解析】　A＋电子数为0，故A为H元素，B和C两种元素都有－2价，这两种元素均位于第ⅥA族，C元素除－2价，还有＋4和＋6价，故C元素是硫元素，B是氧元素，D的简单氢化物分子为正四面体结构，故D是碳元素，E的氢化物的水溶液是一种强酸，故E是氯元素，盐酸是强酸。E是氯元素，C元素是硫元素，非金属性越强，简单阴离子的还原性越弱，金属性氯大于硫，所以简单阴离子还原性：C＞E，故A错误；
D与A形成的化合物为碳氢化合物，B与A形成的化合物为水或者双氧水，碳氢化合物种类繁多，常温常压下，有呈气态的，有液态的，也有呈固态的，所以不能断定氧的氢化物比碳的氢化物的沸点高，故B错误；B是氧元素，E是氯元素，形成的其中一种化合物具有强氧化性如ClO2，故C正确；C元素是硫元素，B是氧元素，硫原子的半径大于氧原子半径，故硫离子的半径大于氧离子，所以C的简单离子半径大于140 pm，故D错误。
4．(2021·宝鸡模拟)某种化合物(如图)由W、X、Y、Z四种短周期元素组成，其中W、Y、Z分别位于三个不同周期，Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍；W的最高价氧化物对应的水化物具有两性，W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同。下列说法正确的是(　　)A．X与Y、Y与Z均可形成X2Y、Z2Y2型化合物B．离子半径：X＞W＞Y＞ZC．X、Y、Z组成的化合物中只含有离子键D．常温常压下熔点：X2Y＜Z2Y
【解析】　由结构示意图可知X形成＋1价阳离子，X应为第IA族元素，可能是Li或Na，W结合一个电子后与4个Y共用电子形成稳定结构，则W最外层电子数为3，W可能是B或Al，Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍，Y的最外层电子数为6，可能是O或S，W的最高价氧化物对应的水化物具有两性，可知W为Al，W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同，则X为Na，Y为O，W、Y、Z分别位于三个不同周期，Z只能在第一周期，Z为H。X为Na，Y为O，Z为H，H与O可以形成H2O、H2O2，Na与O可以形成Na2O2、Na2O，故A正确；
O、Na、Al简单离子的核外电子排布相同，核电荷数越多离子半径越小，电子层数越多离子半径越大，则离子半径：O2－＞Na＋＞Al3＋＞H＋，故B错误；Na、O、H组成的化合物NaOH中既含离子键也含共价键，故C错误；Na2O为离子化合物常温下为固体，H2O为共价化合物常温下为液态，熔点：Na2O＞H2O，故D错误。
5．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y和Z位于同一主族。m、n、p均为由这些元素组成的二元化合物，甲、乙、丙为其中三种元素对应的单质，丙为淡黄色固体，易溶于XZ2，n是一种二元弱酸。上述物质的转化关系如图所示(反应条件省略)。下列说法正确的是(　　)A．原子半径：W＞Y＞XB．W与X组成的化合物中只含有极性键C．简单氢化物的沸点：Y＜ZD．非金属性：Y＞Z＞X
【解析】　短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y和Z位于同一主族。m、n、p均为由这些元素组成的二元化合物，甲、乙、丙为其中三种元素对应的单质，丙为淡黄色固体，易溶于XZ2，丙是S，所以X是C，Z是S。n是一种二元弱酸，根据转化关系可判断n是H2S，则甲是氢气，乙是氧气。p是SO2，m是水，因此W是H，Y是O。同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：W＜Y＜X，A错误；W与X组成的化合物中可能含有非极性键，如乙烯等，B错误；水分子间存在氢键，则简单氢化物的沸点：Y＞Z，C错误；非金属性：O＞S＞C即Y＞Z＞X，D正确。
6．(2021·揭阳模拟)短周期主族元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如下表所示，下列判断不正确的是(　　)A．最外层电子数：甲＜丁B．原子半径：丙＜丁C．金属性：甲＞乙D．最高价含氧酸的酸性：戊＞丁
【解析】　乙的主族序数比甲多一，主族元素的主族序数等于最外层电子数，所以最外层电子数：甲＜丁，A正确；同周期主族元素，从左向右原子半径递减，所以原子半径：丙＞丁，B错误；同周期主族元素，从左向右金属性递减，所以金属性：甲＞乙，C正确；同周期主族元素，从左向右非金属性递增，元素非金属性越强，最高价含氧酸酸性越强，所以最高价含氧酸的酸性：戊＞丁，D正确。