现有短周期主族元素 X 、 Y 、 Z 、 R 、 T 。 R 原子最外层电子数是电子层数的 2 倍; Y 与 Z 能形成 Z 2 Y 、 Z 2 Y 2 型离子化合物, Z 与 T 形成的 Z 2 T 化合物的水溶液呈碱性。五种元素的原子半径与原子序数的关系如图。下列说法正确的是
A . 原子半径和离子半径均满足: Y<Z
B . 简单的气态氢化物的沸点和稳定性排序均为: Y>T
C . 最高价氧化物对应的水化物的酸性: T<R
D . 由 X 、 R 、 Y 三种元素组成的化合物水溶液一定显酸性
B
【分析】
短周期元素,每一周期原子半径均是由 I A 族到 VII A 族依次减小 (0 族原子半径测量方案不同于普通原子,不考虑 ) ,但随着周期数增加,元素原子外电子层数也随之增加,故原子半径会出现同族元素随周期数上升而增大。由题图可看出, X 元素占一周期, R 、 Y 占一周期, Z 、 T 占一周期。再有 R 元素最外层电子数是电子层数的 2 倍,可以推得 R 是碳元素;故 X 是第一周期主族元素氢; Z 是第三周期半径最大元素,故是钠元素; Z 与 Y 能形成 Z 2 Y 、 Z 2 Y 2 型离子化合物,故 Y 是氧元素;最后, Z 与 T 形成 Z 2 T 化合物,所以 T 是与 Z 同周期且能形成 T 2- 离子的元素,硫元素, Na 2 S 强碱弱酸盐,溶于水溶液显碱性。
【详解】
A .原子半径 Y<Z ,但离子半径,核外电子排布相同的阴阳离子,核电荷数越小,离子半径越大, Y 2- 与 Z + 核外电子排布均是 K 层 2 、 L 层 8 ,排布相同,所以 Y 2- >Z + ,描述错误,不符题意;
B . Y 为氧元素、 T 为硫元素,其气态氢化物分别是 H 2 O 和 H 2 S ,水分子间因可以形成氢键,所以 H 2 O 沸点大于 H 2 S ;作为同族元素,氧元素非金属性强于硫元素,故 H 2 O 热稳定性大于 H 2 S ,描述正确,符合题意;
C . T 是硫元素、 R 是碳元素,其最高价氧化物对应水化物分别是 H 2 SO 4 和 H 2 CO 3 ,酸性是 H 2 SO 4 >H 2 CO 3 ,描述错误,不符题意;
D . X 为氢元素、 R 为碳元素、 Y 为氧元素,其组成的化合物可以是 H 2 CO 3 ,也可以是有机物乙醇 (C 2 H 5 OH) 、甲醇、乙醛等,这些化合物的水溶液不一定都显酸性,描述错误,不符题意;
综上,本题选 B 。
元素性质推断知识点归纳:
(1)质量最轻的元素是氢(H),其单质可以填充气球;质量最轻的金属是锂(Li);熔点最高的非金属单质是石墨;熔点最高的金属单质是钨(W);熔点最低的金属单质是汞(Hg)。
(2)地壳中含量最多是氧(O),其次是Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti。
(3)既难得电子,又难失电子且为单原子分子的气体是稀有气体。
(4)最高正价与最低负价绝对值之差为4的是硫(S);最高正价与最低负价绝对值之差为零的是碳(C)和硅(Si)。
(5)碳(C)是形成化合物最多的元素,是构成有机物的骨架元素,可形成多种同素异形体,其中硬度最大的是金刚石,而C60是分子晶体,熔点较低。
(6)常温下能与水反应放出氧气,单质是氟(F2),化合物是过氧化钠(Na2O2)。
(7)硅(Si)是构成地壳岩石骨架的主要元素,单质硅可被强碱溶液腐蚀且能放出氢气,还能被弱酸氢氟酸所溶解。
(8)能在空气中自然的非金属单质是白磷(P4),白磷有毒,能溶于CS2,和红磷互为同素异形体,红磷不能自然,不溶于CS2,白磷与红磷在一定的条件下可以相互转化。
(9)既能在二氧化碳中燃烧,又能在氮气中燃烧的金属是Mg,既能与酸溶液又能与碱溶液作用且均放出氢气的金属是铝(Al)。
(10)同一元素的气态氢化物和最高价氧化物的水化物化合生成盐的元素一定是氮(N)。
(11)同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应生成该元素得单质和水,该元素可能是氮(N)或硫(S)。
(12)光照时可以释放电子的是铷(Rb)和铯(Cs);常温下呈液态的金属是汞(Hg),非金属单质是溴(Br2)。
解元素推断题必备知识归纳
(1)与元素的原子结构相关知识归纳
①最外层电子数等于次外层电子数的元素是Be、Ar;最外层电子数是次外层电子数2倍的元素有C;最外层电子数是次外层电子数3倍的元素有O;最外层电子数是次外层电子数4倍的元素有Ne。
②次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有Li、Si;次外层电子数是最外层电子数4倍的元素有Mg。
③内层电子数是最外层电子数2倍的元素有Li、P;电子总数是最外层电子数2倍的元素有Be。原子核内无中子的元素是11H。
④常见等电子微粒:
电子数 |
分子 |
阳离子 |
阴离子 |
2 |
H2、He |
Li+、Be2+ |
H- |
10 |
Ne、HF、H2O、NH3、CH4 |
Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH4+ | O2-、F-、OH-、NH2- |
18 |
Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH |
K+、Ca2+ |
S2-、HS-、Cl- |
电子数 |
分子 |
阳离子 |
阴离子 |
2 |
H2、He |
Li+、Be2+ |
H- |
10 |
Ne、HF、H2O、NH3、CH4 |
Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH4+ | O2-、F-、OH-、NH2- |
18 |
Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH |
K+、Ca2+ |
S2-、HS-、Cl- |
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某元素的最高价氧化物的分子式RO2,其中含R 27.27% 。对此元素的叙述不正确的是( )
A.该元素为碳
B.该元素的气态氢化物含H 25%
C.RO2为极性分子
D.RO2与水反应能生成酸