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元素推断——依据微粒结构
1.(2023·南阳三模)某化合物(结构如图所示)是一种家用杀虫剂。X、Y、Z、W、R为原子序数逐渐增大的短周期元素,Z与R不在同一周期。下列叙述正确的是 (　　)
A.Z、W的氢化物均很稳定
B.阴离子的还原性:R>X
C.W、R两种元素均可形成能使品红溶液褪色的化合物,且褪色原理相同
D.元素Y与元素R均能形成三种以上的含氧酸盐
2.(双选)(2023·重庆渝中区统考改编)M、X、Y、Z、Q为相邻两个短周期的主族元素,且原子序数依次增大。这五种元素可形成化合物甲,其结构式如图所示,1 mol甲含58 mol电子。下列说法正确的是 (　　)
A.Q是五种元素中原子半径最大的
B.水中溶解性:MQ>YZ2
C.XQ3中所有原子均达到8e-稳定结构
D.甲中X、Y、Z均为sp3杂化
3.(2023·安康二模)一种重要的无机化学品广泛应用于工业和科技领域,其结构如图所示,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。下列说法错误的是 (　　)
A.简单离子半径:X>Y>Z
B.简单氢化物的稳定性:Y>X
C.W、X、Y三种元素组成的化合物均抑制水的电离
D.X和Z形成的二元化合物水解时,生成的两种产物均可与强酸反应
4.(2023·重庆沙坪坝区模拟)W、X、Y、Z均为短周期元素,且原子序数依次增大,Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的三倍,Q和Z同主族。由这些元素组成的一种分子M的结构如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.第一电离能:Y>X>W
B.Q最高价氧化物的水化物为极性分子,QY2为直线形分子
C.化合物M中,Z的电负性最大,W采用sp3杂化
D.构成M的所有元素均位于元素周期表的p区
5.(双选)(2023·西安二模改编)X、Y、Z、W是四种短周期非金属元素。X、Y、Z同周期,且X与W的最外层电子数之和与Z的最外层电子数相同,四种元素可以形成结构如图所示化合物M和阴离子P。下列说法正确的是 (　　)
A.原子半径:WB.X的氢化物可以与其最高价含氧酸反应生成盐
C.最简单氢化物的沸点:XD.M、P中X、Y原子的最外层均满足8电子稳定结构
6.(2023·日照联考)科学家研究发现某离子液体有助于盐湖水提锂,其结构式如下图。其中X、Y、Z、W、E、Q均为短周期主族非金属元素,且原子序数依次增大。下列说法正确的是 (　　)
A.最高价含氧酸的酸性:Z>Y>Q
B.简单氢化物的沸点:E>W>Y
C.Z元素最高价氧化物对应的水化物能与它的氢化物反应
D.简单离子的半径:Q>E>W>Z
7.(2023·白山三模)前四周期主族元素X、Y 、Z、W的原子序数依次增大,它们形成的一种物质的结构如图所示,其中所有原子都形成了8电子稳定结构,四种元素中仅X、Y在同周期。下列推断中错误的是 (　　)
A.简单离子半径:W>Z>Y
B.Z单质可溶于由X、Z形成的化合物中
C.第一电离能:Y>X
D.Y与氧元素形成的化合物不止三种
8.(2023·全国模拟预测)2022年诺贝尔化学奖授于了三位科学家,以表彰他们对“点击化学和生物正交化学”的发展做出的贡献。化合物G是通过“点击化学”合成的产物,其结构如图所示。W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W、X、Z位于不同的周期,Y的核外电子数等于Z的最外层电子数。下列有关说法不正确的是 (　　)
A.W原子核外电子只有一种自旋状态
B.简单氢化物的沸点:Y>X
C.X的第一电离能大于Y
D.基态Z原子的价层电子排布式为:3s23p5
9.(2023·漳州三模)矿物药M具有补血功效,结构如图所示,X、Y、Z和W为原子序数依次增大的元素,原子序数之和为51,Y和Z同主族,四种元素中只有W为金属,W3+的价层电子为半充满结构。下列说法错误的是 (　　)
A.简单氢化物的稳定性:Y>Z
B.该物质易被氧化,需密封保存
C.W与Y之间可以形成多种化合物
D.X2Y的键角大于Z的键角
10.(2023·柳州三模)一种由前20号主族元素组成的化合物A的结构如图所示,其中元素X、Y、Z、W的核电荷数依次增大,且位于不同周期。下列说法正确的是 (　　)
A.原子半径:W>Z>X>Y
B.最简单氢化物的沸点:Z>Y
C.W的最高价氧化物对应的水化物不能与A发生反应
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
11.(2023·全国模拟预测)DDQ是一种常用的有机氧化剂,其结构式如图所示,其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素,W的原子半径大于Z的原子半径。下列说法中正确的是 (　　)
A.简单离子半径:Z>Y
B.简单氢化物的沸点:Z>X
C.简单氢化物的稳定性:X>W
D.含氧酸的酸性:W>X
12.(2023·益阳二模)2022年诺贝尔化学奖授予了“对点击化学和生物正交化学”做出贡献的三位科学家。我国科学家在寻找新的点击反应砌块的过程中,意外发现一种安全、高效的合成化合物,其结构简式如图所示,其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数是Y的二倍。下列说法错误的是 (　　)
A.简单氢化物的稳定性:Z>Y
B.含氧酸的酸性:W>X
C.X与Y能形成多种二元化合物
D.分子结构中除W外,其他元素均满足8电子结构
13.(2023·广州二模)我国科学家合成一种比硫酸酸性更强的超强酸M,广泛应用于有机合成,M的结构式如图所示。其中R、X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y和W位于同族。下列说法正确的是 (　　)
A.简单离子半径:W>Y>Z
B.最简单氢化物的稳定性:Y>Z>W
C.M中含有极性键和非极性键
D.R、X、Y只能组成一种三元化合物
14.(2023·张家界二模)X、Y、Z为原子序数逐渐增大的短周期主族元素。X、Y、Z能形成一种化合物,其结构如图,下列说法错误的是 (　　)
A.X、Y、Z存在同素异形体
B.简单离子半径:Z>X>Y
C.同周期元素组成的单质中Y还原性最强
D.同周期元素中Z的第一电离能大于左右相邻的元素
元素推断——依据微粒结构
1.D　[X、Y、Z、W、R为原子序数逐渐增大的短周期元素,X形成1对共用电子对,X为H,Y形成4对共用电子对,Y为C,Z形成4个共价键,且整体带一个单位负电荷,Z为N,W形成2对共用电子对,W为O,R为原子序数逐渐增大的短周期元素,Z与R不在同一周期,R呈-1价,R为Cl。A.W的氢化物可以为过氧化氢,不稳定,A错误;B.H-具有很强的还原性,还原性:H->Cl-,B错误;C.W、R两种元素均可形成能使品红溶液褪色的化合物,例如前者为二氧化硫通过与品红生成无色不稳定物质而漂白、后者为次氯酸通过强氧化性而使品红褪色,褪色原理不同,C错误;D.含C元素的含氧酸盐有碳酸钠、碳酸氢钠、草酸钠、草酸氢钠等,含氯元素的含氧酸盐有次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠、高氯酸钠,故元素Y与元素R均能形成三种以上的含氧酸盐,D正确。]
2.BD　[M、X、Y、Z、Q为相邻两个短周期的主族元素,且原子序数依次增大。M的原子序数最小,且在化合物甲中形成一个共价键,则M为H;X、Y、Z、Q为第二周期元素。根据它们在化合物甲中形成化学键的个数可知,X为B(形成了一个配位键),Y为C,Z为O(和B形成一个配位键),Q为F,符合1 mol甲含58 mol电子。A.F位于第二周期第ⅦA族,是第二周期元素原子半径最小的,故A错误;B.HF分子能和水分子形成氢键,而CO2分子不能和水分子形成氢键,所以HF在水中的溶解度大于CO2在水中的溶解度,故B正确;C.BF3中B原子没有达到8电子稳定结构,B最外层只有6个电子,故C错误;D.C和B的价层电子对数都是4,且没有孤电子对,均为sp3杂化;O形成了三个σ键,还有一个孤电子对,价层电子对数也是4,也是sp3杂化,故D正确。]
3.C　[W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,X和W能形成带正电的离子,所以X为N,W为H;W、Y和Z生成带一个负电的离子,所以Y为O,Z为Al。A.X、Y、Z分别为N、O、Al,简单离子半径大小为X>Y>Z,故A正确;B.X、Y为N、O,简单氢化物为NH3和H2O,O非金属性强,所以简单氢化物稳定性强,故B正确;C.当H、N、O组成NH4NO3时,促进水的电离,故C错误;D.X和Z形成AlN,水解生成Al(OH)3和NH3,均可以和强酸反应,故D正确。]
4.D　[根据M分子的结构可知,W元素可以连4根键,Y连2根键,X连3根键,Z和Q均连1根键,根据Y原子最外层电子数是Z原子电子层数的三倍,且Z原子序数大于Y,可知Y最外层有6个电子,Z电子层数为2,属于第二周期元素,则符合条件的Y为O元素,Z为F元素,W为C元素,X为N元素,Q和Z同主族,则Q为Cl或Br或I;A.因为N的2p轨道半充满,第一电离能比相邻主族元素大,所以第一电离能:X>Y>W,故A错误;B.Q的最高价氧化物的水化物为HClO4或HIO4或HBrO4,属于极性分子;根据ClO2或BrO2或IO2的中心原子价层电子对数为4,含孤电子对数为=1.5,则分子为V形分子,故B错误;C.根据元素周期律,同周期主族元素从左到右电负性递增,同主族从上到下依次递减,化合物M中,F元素电负性最大,其中C元素均为sp2杂化,故C错误;D.构成M的所有元素有C、N、O、卤素,根据元素在元素周期表中的位置,构成M的所有元素均位于元素周期表的p区,故D正确。]
5.BC　[X与W的最外层电子数之和与Z的最外层电子数相同,X形成3个共价键和一个配位键,X最外层5个电子,W形成一个价键,W为非金属元素,则为H,Z形成2个价键,Z最外层电子数为6,则为O元素,X为N元素,Y形成3个价键,Y为B元素;A.根据信息可推知X、Y、Z、W四种元素分别是N、B、O、H,原子半径为W6.C　[X、Y、Z、W、E、Q均为短周期主族非金属元素,且原子序数依次增大,由离子液体的结构式可知,X和E原子形成1个共价键、Y原子形成4个共价键、Z原子形成3个共价键、W原子形成2个共价键、Q原子形成6个共价键,则X为H元素、Y为C元素、Z为N元素、W为O元素、E为F元素、Q为S元素。A.元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,硫元素的非金属性强于碳元素,则硫酸的酸性强于碳酸,故A错误;B.氟化氢和水都能形成分子间氢键,水分子形成氢键的数目多于氟化氢,分子间作用力强于氟化氢,沸点高于氟化氢,故B错误;C.氮元素最高价氧化物对应的水化物为硝酸,氢化物为氨气,硝酸与氨气反应生成硝酸铵,故C正确;D.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子的离子半径越小,则电子层结构相同的氮离子、氧离子和氟离子中,氮离子的离子半径最大,故D错误。]
7.A　[由阴离子的结构可知,X原子形成4个共价键、Y原子形成3个共价键、Z原子形成2个共价键,前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,化合物中所有原子都形成了8电子稳定结构,其中仅X、Y在同周期,则X为C元素、Y为N元素、Z为S元素、W为K元素。A.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则硫离子的离子半径大于钾离子,故A错误;B.硫单质不溶于水、微溶于酒精,易溶于二硫化碳,故B正确;C.N、C为同周期元素,同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能:N>C,故C正确;D.氮元素与氧元素形成的氧化物有N2O、NO、N2O4、NO2、N2O3、N2O5,不止三种,故D正确。]
8.C　[W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W、X、Z位于不同的周期,则W为氢元素;由化合物G的结构可知,X、Y、Z形成共价键的数目分别为4、3、1,Y的核外电子数等于Z的最外层电子数,则X为C元素、Y为N元素、Z为Cl元素。A.氢原子的核外只有一个电子,则氢原子核外电子只有一种自旋状态,故A正确;B.氨分子能形成分子间氢键,甲烷分子不能形成分子间氢键,所以氨分子的分子间作用力强于甲烷,沸点高于甲烷,故B正确;C.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,则氮元素的第一电离能大于碳元素,故C错误;D.氯元素的原子序数为17,基态原子的价层电子排布式为3s23p5,故D正确。]
9.D　[四种元素中只有W为金属,W3+的价层电子为半充满结构,W为Fe,X可以形成一个单键,且可以形成氢键,则X为H,X、Y、Z和W为原子序数依次增大的元素,原子序数之和为51,则Y、Z原子序数之和为51-26-1=24,Y和Z同主族,且Y可以形成氢键,则Y为O、Z为S。A.Y为O、Z为S,O的非金属性强于S,简单氢化物的稳定性:Y>Z,A正确;B.该物质中Fe为+2价,易被氧化,需密封保存,B正确;C.W为Fe,Y为O,可以形成多种化合物FeO、Fe2O3、Fe3O4等多种化合物,C正确;D.X2Y为H2O,Z,硫酸根离子中,一个O形成4个相同的S—O,键与键之间斥力相同,键角均相同;水中形成两个H—O,含两个孤对电子,孤对电子对H—O的斥力更大,所以导致两个H—O之间的夹角小于S,D错误。]
10.D　[元素X、Y、Z、W的核电荷数依次增大,且位于不同周期,W原子序数最大,带1个单位正电荷,则为钾;X形成1个共价键且原子序数最小为氢;Y形成2个共价键,为氧;Z形成5个共价键,为磷。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;原子半径:W>Z>Y>X,A错误;B.水分子间能形成氢键导致其沸点升高,故最简单氢化物的沸点:Z11.B　[X有4个价键,Y有三个价键,Z有2个价键,X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素,W的原子半径大于Z的原子半径,说明Z在W的上一周期,则X、Y、Z、W分别是C、N、O、Cl。A.根据同电子层结构核多径小,则半径:O2-C,则稳定性:HCl>CH4,故C错误;D.HClO的酸性弱于H2CO3的酸性,故D错误。]
12.B　[X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数是Y的二倍,化合物结构中Y能形成2个共价键、W能形成6个共价键,W原子核外有6个电子,则Y为O元素、W为S元素;X能形成3个共价键且原子序数小于Y,则X为N元素;Z和W能形成1个共价键,Z的原子序数大于Y(氧)而小于W(硫),则Z为F元素。A.非金属性F>O,稳定性HF大于H2O,A正确;B.W的含氧酸可能是亚硫酸,酸性比硝酸弱,B错误;C.N与O能形成N2O、NO、NO2、N2O4、N2O5等多种氧化物,C正确;D.S元素周围有12个电子,其他元素均满足8电子稳定结构,D正确。]
13.A　[R、X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y和W位于同族,W形成6个共价键且原子序数最大,则W为硫、Y为氧;R形成1个共价键,原子序数最小,为氢;X形成4个共价键,为碳;Z形成1个共价键,为氟。A.电子层数越多,简单离子的半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,简单离子的半径越小;简单离子半径:W>Y>Z,A正确;B.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,最简单氢化物的稳定性:Z>Y>W,B错误;C.M中含有极性键,不含有非极性键,C错误;D.R、X、Y能形成多种有机化合物,不是只能组成一种三元化合物,D错误。]
14.A　[从结构简式可知:X得2个电子达到稳定结构,X为第ⅥA族元素;Y为正一价阳离子,Y为锂或钠;Z为正5价,可能为氮或磷,结合X、Y、Z属于原子序数逐渐增大的短周期主族元素,推出X为氧元素、Y为钠元素、Z为磷元素。A.Na元素不存在同素异形体,A项错误; B.电子层越多半径越大,当电子层相同时核电荷数越大半径越小。简单离子半径P3->O2->Na+,B项正确; C.同周期从左到右元素金属性减弱,金属单质还原性减弱,Na的还原性最强,C项正确;D.在同周期元素中,第一电离能的趋势是上升的,P>Si,但P原子最外层3p能级电子为半充满,较稳定,第一电离能大于S的第一电离,D项正确。]

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