卷07 元素“位—构—性”的综合推断——【备考2023】高考化学小题集训（全国通用）（原卷版+解析版）

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一、选择题：本题共25小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．（2022·全国甲卷·高考真题）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：B．单质的熔点：
C．简单氢化物的沸点：D．最高价含氧酸的酸性：
【答案】D
【分析】Q、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Q与X、Y、Z不在同一周期，Y原子最外层电子数为Q原子内层电子数的2倍，则Q应为第二周期元素，X、Y、Z位于第三周期，Y的最外层电子数为4，则Y为Si元素，X、Y相邻，且X的原子序数小于Y，则X为Al元素，Q、X、Y、Z的最外层电子数之和为19，则Q、Z的最外层电子数之和为19-3-4=12，主族元素的最外层电子数最多为7，若Q的最外层电子数为7，为F元素，Z的最外层电子数为5，为P元素，若Q的最外层电子数为6，为O元素，则Z的最外层电子数为6，为S元素，若Q的最外层电子数为5，为N元素，Z的最外层电子数为7，为Cl元素；综上所述，Q为N或O或F，X为Al，Y为Si，Z为Cl或S或P，据此分析解题。
【详解】A．X为Al，Q为N或O或F，同一周期从左往右元素非金属性依次增强，同一主族从上往下依次减弱，故非金属性：Q>X，A错误；
B．由分析可知，X为Al属于金属晶体，Y为Si属于原子晶体或共价晶体，故单质熔点Si>Al，即Y>X，B错误；
C．含有氢键的物质沸点升高，由分析可知Q为N或O或F，其简单氢化物为H2O或NH3或HF，Z为Cl或S或P，其简单氢化物为HCl或H2S或PH3，由于前者物质中存在分子间氢键，而后者物质中不存在，故沸点Q>Z，C错误；
D．元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，P、S、Cl的非金属性均强于Si，因此最高价含氧酸酸性：Z>Y，D正确；
故答案为：D。
2．（2022·重庆·统考高考真题）R、X、Y、Z均为短周期主族元素，Y与Z同主族且Z的原子序数大于Y。R和X的原子获得1个电子均可形成稀有气体原子的电子层结构，R的最高化合价为+1。1ml化合物RZY3X含58ml电子。下列说法正确的是
A．R与X形成的化合物水溶液呈碱性B．X是四种元素中原子半径最大的
C．Y单质的氧化性比Z单质的弱D．Z的原子最外层电子数为6
【答案】D
【分析】由题干信息可知，R、X、Y、Z均为短周期主族元素，Y与Z同主族且Z的原子序数大于Y，R和X的原子获得1个电子均可形成稀有气体原子的电子层结构，R的最高化合价为+1，则R为H，X为Cl或F；1ml化合物RZY3X含58ml电子，设Y的原子序数为a，则Z的原子序数为a+8；若X为F，则有1+9+a+8+3a=58，解得a=10，则Y为Ne，不符合题意；若X为Cl，则有1+17+a+8+3a=58，解得a=8，则Y为O，Z为S；故R为H、X为Cl、Y为O、Z为S，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，R为H、X为Cl，故R与X形成的化合物即HCl水溶液呈酸性，A错误；
B．由分析可知，R为H、X为Cl、Y为O、Z为S，故S是四种元素中原子半径最大的，B错误；
C．由分析可知，Y为O、Z为S，由于O的非金属性比S强，故O2的氧化性比S强，C错误；
D．由分析可知，Z为S，是16号元素，S原子最外层电子数为6，D正确；
故答案为：D。
3．（2022·湖南·高考真题）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：B．非金属性：
C．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
【答案】C
【分析】由共价化合物的结构可知，X、W形成4个共价键，Y形成2个共价键，Z形成1个共价键，X、Y、Z、W是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，则X为C元素、Y为O元素、Z为F元素、W为Si元素。
【详解】A．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则C、O、F的原子半径大小顺序为C＞O＞F，故A正确；
B．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，则C、O、Si的非金属性强弱顺序为O＞C＞Si，故B正确；
C．位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强，单质具有很强的氧化性，故C错误；
D．原子序数为82的元素为铅元素，与硅元素都位于元素周期表ⅣA族，故D正确；
故选C。
4．（2022·广东·高考真题）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
【答案】C
【分析】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。
【详解】A．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；
B．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；
C．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；
D．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。
综上所述，答案为C。
5．（2022·全国·统考高考真题）化合物可用于电讯器材、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。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的酸性：
C．阶段热分解失去4个
D．热分解后生成固体化合物
【答案】D
【分析】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。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，则说明失去的是水，即W为H，Z为O，YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体，则Y为N，原子序数依次增加，且加和为21，则X为B。
【详解】A．X(B)的单质常温下为固体，故A错误；
B．根据非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，则最高价氧化物的水化物酸性：X(H3BO3)＜Y(HNO3)，故B错误；
C．根据前面已知200℃以下热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，若100～200℃阶段热分解失去4个H2O，则质量分数，则说明不是失去4个H2O，故C错误；
D．化合物(NH4B5O8·4H2O)在500℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3)，根据硼元素守恒，则得到关系式2NH4B5O8·4H2O～5B2O3，则固体化合物B2O3质量分数为，说明假设正确，故D正确。
综上所述，答案为D。
6．（2022·河北·高考真题）中子轰击X原子的核反应为X+n→Y+H，其中Y可用于测定文物年代。下列说法错误的是
A．原子半径：Y＞XB．YH的电子式为：
C．最高价含氧酸的酸性：Y＞XD．X与Y均能形成多种氢化物
【答案】C
【分析】由Y可用于测定文物年代可知，Y为C元素；由核反应方程式可知，X为N元素。
【详解】A．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则碳原子的原子半径大于氮原子，故A正确；
B．CH为质子数大于电子数的阳离子，电子式为，故B正确；
C．元素的非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，氮元素的非金属性强于碳元素，则硝酸的酸性强于碳酸，故C错误；
D．碳元素可以与氢元素形成的氢化物为烃类化合物，氮元素可以与氢元素形成的氢化物可能为氨气、联氨，则碳元素和氮元素均能形成多种氢化物，故D正确；
故选C。
7．（2022·全国·校联考模拟预测）离子液体具有电导率高、熔点低、不燃烧、热稳定性高等优越性能，在电池电解质领域展现了良好的应用前景。某离子液体W的结构如图所示，其中M、N、Y、Z、Q、X是原子序数依次递增的短周期主族元素。下列分析错误的是
A．原子半径：M＞Y＞Z＞Q
B．最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱：Y＜X＜Z＜Q
C．少量M单质的保存方法是密封在固体石蜡中
D．常温下元素Q对应的单质可以发生置换反应生成Z的单质
【答案】B
【分析】由W的结构可知，M+可能为Li+或Na+，根据成键特点，Q形成一根键，Q可能为H、F或Cl，N形成四根键，可能为C或Si，Z形成两根键，可能为O或S，X形成六根键，X为S，则Z为O，Y形成两根键同时得到一个电子，Y为N或P，其中M、N、Y、Z、Q、X是原子序数依次递增的短周期主族元素，则M为Li，N为C，Y为N，Z为O，Q为F，X为S，据此解答。
【详解】A． 同周期元素从左至右原子半径逐渐减小，故原子半径：M＞Y＞Z＞Q，故A正确；
B．O没有最高正价，F没有正价，故B错误；
C．M为Li，锂的密度比煤油小，则少量锂单质的保存方法是密封在固体石蜡中，故C正确；
D．氟气很活泼，常温下氟气与水可以发生置换反应生成氧气，，故D正确；
故选B。
8．（2023·广东江门·校联考模拟预测）已知X、Y、Z、W为核电荷数依次增大的前20号主族元素，且位于不同周期，其形成的某种物质的结构如图，该物质的水溶液显酸性。下列说法正确的是
A．该化合物的焰色试验呈黄色
B．Z的简单气态氢化物的热稳定性比Y强
C．Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D．Y与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
【答案】D
【分析】由常用肥料的结构可知，X形成1个共价键、Y形成2个共价键、Y形成5个共价键，结合X、Y、Z、W为核电荷数依次增大的前20号主族元素，且位于不同周期可知，X为H元素、Y为O元素、Z为P元素、W为K元素，肥料主要成分的化学式为KH2PO4。
【详解】A．该化合物含有K元素，焰色试验是紫色，A错误；
B．非金属性，故PH3的热稳定性比H2O差，B错误；
C．Z的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4，磷酸为弱酸，C错误；
D．O与H可形成H2O、H2O2，O与P可形成P2O5、P2O3，O与K可形成K2O、K2O2，KO2，D正确；
故选D。
9．（2023·福建福州·福建省福州第一中学校考模拟预测）2021年，英国剑桥大学Dminic S.Wright课题组设计了一种新型电池中电解质(结构如图所示)的合成路线。已知X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，三者的核外电子数之和等于35，Y与Z位于同一周期，则下列说法正确的是
A．简单离子的半径：X>Y
B．Z的最高价氧化物对应水化物是强酸
C．工业上常采用电解Y的氧化物冶炼单质Y
D．该化合物阴离子中各原子均满足8电子稳定结构
【答案】A
【分析】X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，三者的核外电子数之和等于35，Y与Z位于同一周期，从结构图Z形成6个共价键，X为1价，若X为H，Y为Li，Z为31号，不合理，若X为H，Y为Na，则Z为23号元素，不合理，若X为F，Y为Na，Z为35-9-11=15，Z为P。
【详解】A．F-、Na+电子层结构相同，核电荷大的半径小，简单离子的半径：F->Na+，故A正确；
B．Z的最高价氧化物对应水化物H3PO4是弱酸，故B错误；
C．工业上常采用电解熔融氯化钠冶炼单质钠，故C错误；
D．该化合物阴离子中F原子满足8电子稳定结构，但P最外层有12个电子，故D错误；
故选A。
10．（2023·重庆·统考模拟预测）三氯氧磷主要用于医药，合成染料及塑料的生产等，用三氯化磷制取三氯氧磷的化学方程式为PCl3+H2O+Cl2=POCl3+2HCl。下列有关化学用语的说法正确的是
A．磷的原子结构示意图为B．三氯氧磷的电子式为
C．三氯化磷的空间填充模型是D．中子数为20的氯原子为
【答案】D
【详解】A．原子是由原子核与核外电子构成的，原子核带正电，要加“+”，则磷的原子结构示意图为，A不正确；
B．在三氯氧磷的电子式中，氧原子外层还有1个孤电子对，则电子式为，B不正确；
C．是三氯化磷的球棍模型，不是空间填充模型，C不正确；
D．氯为17号元素，中子数为20的氯原子，其质量数为37，符号为，D正确；
故选D。
11．（2022·河北·模拟预测）20世纪30年代，科学家查德威克用α粒子(即氦核He)轰击某金属原子X发现了中子，该核反应还可得到了Y，核反应方程式为He+X→Y+n，其中X、Y的L能层上的电子数之比为1：2。下列叙述错误
A．X原子核内中子数与质子数相等B．X的氢氧化物与Al(OH)3的性质相似
C．Y有多种不同的含氧酸D．非金属性：X＜Y
【答案】A
【分析】根据核反应方程式为+→Y +，可知M=2+Z，2M+1=4+A，其中X、Y的L能层上的电子数之比为1：2，则为，为。
【详解】A．为，质子数为4，质量数为9，中子数为9-4=5，中子数与质子数不相等，A错误；
B．根据对角线规则，Be(OH)2与Al(OH)3的性质相似，它们都具有两性氢氧化物的性质，B正确；
C．Y为C，C有多种含氧酸，如H2CO3、H2C2O4等，C正确；
D．同周期主族元素从左到右元素的非金属性逐渐增大，则元素的非金属性：X(Be)＜Y(C)，D正确；
故合理选项是A。
12．（2022·四川成都·统考模拟预测）已知短周期元素M、N、P、Q原子序数依次增大，M是短周期中原子半径最大的元素，M、N、P、Q最高价氧化物对应水化物分别为X、Y、Z、W，常温下X、Z、W均可与Y反应，0.1 ml/L Z、W溶液的pH分别为0.7和1，下列说法正确的是
A．M的离子半径小于N的离子半径B．Y是常见的阻燃剂
C．简单氢化物稳定性P大于QD．X、W含有的化学键类型完全相同
【答案】B
【分析】短周期元素M、N、P、Q原子序数依次增大，M是短周期中原子半径最大的元素，M为钠；钠、N、P、Q最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Y、Z、W，常温下NaOH、Z、W均可与Y反应，则Y为两性是氢氧化铝，N为铝；0.1 ml/L Z、W溶液的pH分别为0.7和1，则W为强酸，是高氯酸，Q为Cl，Z 的pH分别为0.7，则氢离子浓度为10-0.7ml/L=0.2ml/L，为二元强酸，为硫酸，P为硫；
【详解】A．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；M的离子半径大于N的离子半径，A错误；
B．氢氧化铝高温分解生成耐高的氧化铝、水，可以阻止燃烧，是常见的阻燃剂，B正确；
C．非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，简单氢化物稳定性P小于Q，C错误；
D．氢氧化钠为离子化合物含有离子键和共价键，高氯酸为共价化合物只含有共价键，D错误；
故选B。
13．（2022·陕西安康·统考模拟预测）X、Y、Z、W均为短周期主族元素，Z的原子序数是Y的两倍，它们在元素周期表中的位置关系如图所示。下列说法正确的是
A．简单阴离子半径：
B．常温下，X、Y的最简单氢化物均为气态
C．氧化物对应水化物的酸性：
D．四种元素中有一种为金属元素
【答案】A
【分析】X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示，X、Y位于第二周期，Z、W位于第三周期，已知Z原子的原子序数是Y原子的2倍，Y、Z同主族，则Y为O，Z为S；结合各元素在周期表中的相对位置可知，X为N，W为Cl元素，以此分析解答。
【详解】A．根据具有相同电子层的阴离子，所带电荷越多，半径越大，电子层数越多，半径越大，则简单阴离子半径：，故A正确；
B．常温下，X、Y的最简单氢化物分别为NH3、H2O，H2O为液态，故B错误；
C．最高价氧化物对应水化物分别为HClO4、H2SO4，酸性：，故C错误；
D．X、Y、Z、W分别为N、O、S、Cl，均为非金属元素，故D错误；
故选A。
14．（2022·北京丰台·北京市第十中学校考三模）“神舟十三号”飞船所使用的砷化镓太阳能电池是我国自主研发、自主生产的产品，拥有全部知识产权。砷(As)和镓(Ga)都位于第四周期，分别位于第VA族和第IIIA族。下列说法不正确的是
A．原子半径
B．热稳定性
C．酸性：
D．的化学性质可能与相似
【答案】C
【详解】A．同周期自左而右，原子半径减小，Ga和As位于同一周期，原子序数As>Ga，原子半径Ga>As；同主族自上而下原子半径增大，As在P的下一周期，原子半径As>P，所以原子半径Ga> As>P，A正确；
B．同主族自上而下非金属性减弱，非金属性N>P> As，非金属性越强，氢化物越稳定，所以热稳定性NH3> PH3> AsH3，B正确；
C．同周期自左而右，非金属性增强，非金属性S>P，同主族自上而下非金属性减弱，P> As，所以非金属性S>P>As，所以酸性H2SO4>H3PO4>H3AsO4，C错误；
D．镓(Ga)是第四周期IIIA族元素，与Al同族，与Al具有相似性质，氢氧化铝是两性氢氧化物，Ga金属性虽然比Al强，但可能具有两性，D正确；
故选C。
15．（2023·河北邢台·统考模拟预测）短周期主族元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大，其形成的一种离子化合物的结构如下图所示。Y、Z位于同一周期，W形成的单质易溶于Y、W形成的一种溶剂中。下列说法错误的是
A．原子半径：W＞Z＞Y＞X
B．元素的第一电离能：Z＞Y
C．Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液需保存在棕色细口瓶中
D．常温下，W的气态氢化物与其某种氧化物反应可生成黄色固体
【答案】A
【分析】根据价键理论可知，X为第ⅠA元素或第ⅦA元素，Y为第ⅣA元素，Z为第ⅤA元素，W为ⅥA元素，再结合原子序数依次增大，且W形成的单质易溶于Y、W形成的一种溶剂中，可推断X为H、Y为C、Z为N、W为S。
【详解】A．原子半径为S＞C＞N＞H，A错误；
B．元素的电离能：N＞C，B正确；
C．浓需保存在棕色细口瓶中，C正确；
D．常温下，与反应生成单质硫，D正确；
故选A。
16．（2023·江西赣州·统考一模）一种新型的电解质的结构如图所示(箭头指向表示共用电子对由W提供)，W、X、Y、Z是同周期四种主族元素，Y原子的最外层电子数是X原子次外层电子数的3倍，下列说法不正确的是
A．该物质中含离子键、极性键和非极性键
B．该物质中X原子满足8电子稳定结构
C．W的非金属性比Y的弱
D．W、X、Y、Z四种元素中，X的原子半径最大
【答案】C
【分析】由阴离子结构可知，X原子形成3个对共用电子对和1个配位键、Z原子形成4对共用电子对、Y原子可形成2对共用电子对、W原子形成1对共用电子对，W、X、Y、Z是同周期主族元素，Y的最外层电子数是X次外层电子数的3倍，则X为B元素、Y为O元素、Z为C元素、W为F元素。
【详解】A．由电解质的结构可知，该物质是含有离子键、极性键和非极性键的离子化合物，故A正确；
B．由电解质的结构可知，该物质中B原子满足8电子稳定结构，故B正确；
C．同周期元素，从左到右非金属性依次增强，则氟元素的非金属性强于氧元素，故C错误；
D．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则四种元素中，硼原子的原子半径最大，故D正确；
故选C。
17．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考一模）某新型漂白剂的结构如图，其组成元素均为短周期元素，其中X与Y同周期，X与W对应的简单离子核外电子排布相同，且W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数。下列说法错误的是
A．四种元素中X的电负性最大
B．简单离子半径：W