03素养提升练(七)证据推理-元素综合推断【答案】作业手册

素养提升练(七)证据推理——元素综合推断1.A[解析]W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,且能形成离子化合物W+[ZY6]-,则W为Li或Na;又由于W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数,若W为Na,X原子序数大于Na,则W和X原子序数之和大于18,不符合题意,因此W只能为Li元素;由于Y可形成Y-,故Y为第ⅦA族元素,且原子序数Z大于Y,故Y不可能为Cl元素,因此Y为F元素,X的原子序数为10-3=7,X为N元素;根据W、Y、Z形成的离子化合物W+[ZY6]-可用作电池材料,其中Z为+5价,原子序数大于Y的,可知Z为P元素;综上所述,W为Li元素,X为N元素,Y为F元素,Z为P元素。由分析可知,X为N元素,Z为P元素,X和Z属于同一主族,A项正确;X为N元素,Y为F元素,Z为P元素,非金属性:F>N>P,B项错误;Y为F元素,Z为P元素,非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,即气态氢化物的稳定性:HF>PH3,C项错误;W为Li元素,X为N元素,Y为F元素,同周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小,故原子半径:Li>N>F,D项错误。2.A[解析]X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素,且原子序数依次增大,X和Z的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子,分别为2p2、2p4,即X为C元素,Z为O元素,则Y为N元素;W与Z同族,则W为S元素;R的最外层电子数与最内层电子数相等,即最外层电子数为2,且原子序数大于16,则R为Ca元素,综上,X、Y、Z、W、R分别为C、N、O、S、Ca元素。N、O位于第二周期,但N原子的2p3结构属于半充满的稳定结构,失去1个电子所需能量大,则元素第一电离能:I1(N)>I1(O),A正确;S2-、Ca2+的核外电子数均为18,二者核外电子排布相同,但Ca2+的质子数多,对最外层电子的引力强,Ca2+的半径小于S2-,即离子半径:S2->Ca2+,B错误;非金属性:O>S,非金属性越强,其气态氢化物的热稳定性越强,则热稳定性:H2O>H2S,C错误;碳酸是弱酸,硫酸是强酸,即最高价氧化物对应水化物的酸性:H2SO4>H2CO3,D错误。3.D[解析]基态X原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,则X为O元素;基态W原子的电子总数是其最高能级电子数的4倍,则W为S元素;Y原子M层上有两个未成对电子,则Y为Si;短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,则Z为P元素。Z为P,W为S,Y为Si,P原子3p轨道电子为半充满稳定状态,故第一电离能:Z>W>Y,A正确;非金属性越强,单质氧化性越强,而相应简单阴离子的还原性越弱,则简单离子还原性:Z>W>X,B正确;同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐变小,Y和W为第三周期元素,X为第二周期元素,则原子半径:Y>W>X,C正确;Y为Si,简单氢化物为SiH4,W为S,简单氢化物为H2S,H2S的相对分子质量大于SiH4且H2S为极性分子,则简单氢化物的沸点:W>Y,D错误。4.C[解析]基态Z原子价层电子排布为nsnnp2n,则n=2,Z元素为O,X、W位于同主族但不相邻,WXYZ3是生活中常见的食品发泡剂,则WXYZ3为NaHCO3,即X元素为H,Y元素为C,W元素为Na。电负性:O>C>H,即Z>Y>X,A错误;第一电离能:O>C>Na,即W<Y<Z,B错误;Y元素为C,简单氢化物是CH4,键角是109°28',Z元素为O,简单氢化物是H2O,键角是105°,键角大小:Y>Z,C正确;WX是NaH,属于离子晶体,YZ2是CO2,属于分子晶体,故熔点:WX>YZ2,D错误。5.D[解析]短周期元素W的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能相互反应,则W为N;根据各元素在周期表中的相对位置可知,X为O,Y为S,Z为Cl。X为O,基态O原子的轨道表示式为,A正确;W为N,X为O,同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但是第ⅤA族元素的第一电离能高于第ⅥA族元素,故第一电离能:N>O,B正确;X为O,Y为S,同一主族,从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,元素的气态氢化物的稳定性逐渐减弱,故稳定性:H2O>H2S,C正确;Z为Cl元素,其氧化物对应的水化物不一定是强酸,如HClO是弱酸,D错误。6.D[解析]X、Y、Z、W为短周期元素,由图可知,X、Y为第二周期元素,Z、W为第三周期元素,Y元素的原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则Y为O元素,根据X、Y、Z、W、T在元素周期表中的相对位置关系可知,X为C元素,Z为S元素,W为Cl元素,T为Ge元素。Y的氢化物为H2O、H2O2,H2O、H2O2常温下都呈液态,X的氢化物为烃,烃分子中碳原子数不同,沸点差别很大,故Y的氢化物的沸点不一定比X氢化物的沸点高,A项错误;Z的氧化物对应的水化物可能是硫酸或亚硫酸,W的氧化物对应的水化物可能是次氯酸、氯酸或高氯酸等,因此Z的氧化物对应水化物的酸性不一定比W的弱,如HClO属于弱酸,H2SO4属于强酸,B项错误;SO2、CCl4所含化学键为极性共价键,而Na2S所含化学键为离子键,C项错误;Ge与C同族,根据元素周期律可知,存在GeS2和GeCl4,D项正确。7.B[解析]X、Y、Z、W、Q均为短周期元素,由图可知,X为第二周期元素,其余为第三周期元素,Q的最高价氧化物对应的水化物是一种二元酸,则Q为S元素,根据其相对位置可知,X为C元素、Y为Al元素、Z为Si元素、W为P元素。同一周期随着原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,P的3p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能:P>S>Si,A错误;乙炔(C2H2)属于直线形分子,B正确;C元素形成的单质可能是共价晶体如金刚石,也可能是混合型晶体如石墨,还可能是分子晶体如C60,C错误;SO2和SO3中硫原子均为sp2杂化,但是二氧化硫分子的中心S原子存在一个孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,故两者的键角不相等,D错误。8.D[解析]M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,X是有机分子的骨架元素,能形成4个化学键,X为C;M形成1个共价键且原子序数最小,M为H;Y形成3个共价键,Y为N;Z形成4个共价键且带1个单位正电荷,Z为P;W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子,W为Cu。一般电子层数越多原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小,原子半径:Z>X>Y,A错误;同一周期随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,第一电离能:Y>X,B错误;由图可知,该配合物中与铜离子配位的右侧碳原子不满足8电子稳定结构,C错误;N、P同主族,简单氢化物NH3存在分子间氢键,故沸点:Y>Z,D正确。9.B[解析]基态N原子核外电子有5种空间运动状态,并有1个单电子,结合物质的结构图推测N元素为F元素,M只能形成一个共价键且原子半径比F小,推测M为H,Z形成2个共价键且半径比F大,推测Z为O元素,Y形成3个共价键且半径比O大,推测Y为N元素,X形成4个共价键且半径比N大,推测X为C元素,T与F形成TF4-,结合T的原子半径比C大且位于第二周期,推测T为B元素。Y是氮元素,与氮元素同周期且比氮元素第一电离能大的元素有F、Ne两种元素,A错误;该化合物中有阴、阳离子,存在离子键,阳离子内部原子之间以共价键相连,阴离子BF4-内部存在配位键,B正确;氟元素的非金属性最强,但是F没有含氧酸,O没有最高正价,故六种元素中,N的最高价含氧酸的酸性最强,C错误;M与X形成的化合物种类有很多,如苯的沸点比M与Y形成的NH310.C[解析]由题干信息可知,Z是地壳中含量最多的元素,故Z为O元素;M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的五种短周期主族非金属元素,根据多孔材料前驱体结构,M只形成一个单键,因此M为H元素,Y周围形成了4个化学键且阳离子带一个单位正电荷,因此Y为N元素,X可形成4个共价键,因此X为C元素,W形成4个化学键且阴离子带一个单位负电荷,W为B元素。综上所述,M为H元素、W为B元素、X为C元素、Y为N元素、Z为O元素。W、X、Y、Z均为同一周期元素,其第一电离能从左向右呈增大趋势,但由于Y为N元素,其电子结构中存在半满状态,导致其第一电离能要比相邻两族的元素高,因此W、X、Y、Z的第一电离能大小为Y>Z>X>W,A错误;B、C、N、O元素的基态原子价层电子排布分别为2s22p1、2s22p2、2s22p3、2s22p4,未成对电子数分别为1、2、3、2,未成对电子数:W<X=Z<Y,B错误;阴、阳离子中各含1个配位键,1mol该化合物含有2mol配位键,C正确;B为5号元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p1,共占据3个原子轨道,其基态原子的电子的空间运动状态有3种,D错误。11.B[解析]由结构式可知,化合物中Y、Z、Q、W形成共价键的数目分别为4、3、2、1,Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态W原子核外能量不同的电子有3种,则Y为C元素、Z为N元素、Q为O元素、W为F元素。同周期主族元素,从左到右非金属性依次增强,电负性依次增大,则电负性大小顺序为F>O>N,A错误;基态氮原子、氧原子、氟原子的未成对电子数分别为3、2、1,则未成对电子数大小顺序为N>O>F,B正确;同周期主族元素,从左到右原子半径依次减小,则原子半径的大小顺序为C>N>O>F,C错误;由结构式可知,化合物中氢原子、磷原子的最外层不满足8电子稳定结构,D错误。12.D[解析]由离子液体的结构可看出,X、W均连一个价键,则X为H,W为卤素;Z连氢原子,且为有四个价键的第二周期元素,说明Z为C;阳离子中,Q失去一个电子,连四个价键,说明Q的价电子数为5,其与Z同周期,则Q为N;阴离子中Y得一个电子,连四个价键,说明Y的价电子数为3,其与Z同周期,则Y为B;因Y、Z、Q、W的价电子总数为19,则W的价电子数为7,即W为F。碳的氢化物为烃,有固态、液态、气态,其沸点可能高于氮的氢化物,A错误;N的未成对电子数为3,而F的未成对电子数为1,则未成对电子数:Q>W,B错误;H3BO3的酸性弱于H2CO3,C错误;电负性:Z(C)>X(H),D正确。13.A[解析]W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,阴离子结构中X形成4条共价键、Y形成2条共价键、Q形成1条共价键,可知X的价电子数为4、Y的价电子数为6,Q的原子序数不是最小,则Q原子价电子数为7,Y原子价电子数是Z原子价电子数的2倍,则Z原子价电子数为3,满足X、Z最外层电子数之和等于Q的最外层电子数,结合原子序数相对大小可知,X为C元素、Y为O元素、Z为Al元素、Q为Cl元素,W的原子序数小于碳且形成1条共价键,则W为H元素。选项中没有指明是最高价氧化物对应的水化物,不能比较酸性强弱,如酸性:H2CO3>HClO,H2CO3<HClO4,A错误;电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,一般电子层越多离子半径越大,则离子半径:Cl->O2->Al3+,B正确;Z和Q形成的化合物是AlCl3,属于共价化合物,C正确;元素的非金属性越强,其电负性越大,则电负性:O>C>H,D正确。14.C[解析]A、B、