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2022年高考化学一轮复习 第5章 第28讲 微专题15 “位—构—性”综合推断题的解题方法

1、 15 “位位构构性性”综合推断题的解题方法综合推断题的解题方法 考情分析 元素周期表和元素周期律是高考考查的热点和重点,主要以选择题的形式考查 元素在周期表中的位置、结构与性质的关系。如 2020 年全国卷第 13 题,2019 年全国卷 第 13 题,卷第 9 题,2018 年全国卷第 12 题,卷第 10 题;2017 年全国卷第 12 题, 卷第 9 题等,都是结合原子结构、元素周期表、元素及其化合物知识的综合考查。 1同一元素的“位构性”关系 2元素推断类题目的基本特点 3推断题要点总结 (1)结构与位置互推是解题的核心 掌握四个关系式: a.电子层数周期数; b.质子数原子序数;

2、c.最外层电子数主族序数; d.主族元素的最高正价主族序数(O、F 除外),负价主族序数8。 熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律 a“凹”型结构的“三短四长,七主七副八零完”;b.各周期元素种类;c.稀有气体的原子 序数及在周期表中的位置;d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。 (2)性质与位置互推是解题的关键 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括:元素的金属性、非金 属性;气态氢化物的稳定性;最高价氧化物对应水化物的酸碱性;金属与水或酸反应 置换 H2的难易程度。 (3)结构和性质互推是解题的要素 电子层数和最外层电子数决定元素的金属性和非金属性; 同主族元素

3、最外层电子数相同, 化学性质相似;正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点;判断元素金属性和非 金属性的强弱。 题组一 结构特点与元素在周期表中的位置相结合推断 1短周期元素 m、n、p、q 在元素周期表中的排序如图所示,其中 m 的气态氢化物与其最 高价氧化物对应的水化物能反应。下列说法正确的是( ) m n p q A.非金属性:mn B氢化物稳定性:nq D最高价氧化物对应水化物酸性:pq 答案 C 解析 m 的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能反应,说明 m 为氮元素,则 n 为 氧元素, p 为硫元素, q 为氯元素。 同周期元素从左到右, 非金属性逐渐增强, 则氮和氧比较,

4、 氧的非金属性强,故 A 错误;同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,非金属性越强,其 气态氢化物越稳定, 则水的稳定性强于硫化氢, 故 B 错误; 硫离子和氯离子电子层结构相同, 核电荷数越大,半径越小,所以硫离子半径大,故 C 正确;元素的非金属性越强,其最高价 氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性 ClS,则高氯酸的酸性强于硫酸,故 D 错误。 2(2020 云南月考)W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期元素,X、Y、Z 原子的最外 层电子数之和为 15,X、Y、Z 三种元素在周期表中的相对位置如图所示。W 与 X 以原子个 数比为 21 形成的化合物常用作火箭燃料。下列说法正确的

5、是( ) X Y Z A.简单离子半径:YXW B热稳定性:W2YXW3 CZ 的最高价氧化物是酸性氧化物,不能与任何酸反应 DZY2的化学键类型与 MgCl2相同 答案 B 解析 设 Z 的最外层电子数为 a,由 X、Y、Z 原子的最外层电子数之和为 15 可得 a(a1) (a2)15,解得 a4,则 Z 为 Si 元素、X 为 N 元素、Y 为 O 元素,由 W 与 X 以原子个 数比为 21 形成的化合物常用作火箭燃料可知,W 为 H 元素。电子层结构相同的离子,核 电荷数越大,离子半径越小,则氮离子的离子半径大于氧离子,故 A 错误;元素的非金属性 越强,氢化物的热稳定性越强,氧元素

6、的非金属性强于氮元素,则水的稳定性强于氨气,故 B 正确;硅元素的最高价氧化物为二氧化硅,能与氢氟酸反应,故 C 错误;二氧化硅为共价 化合物,化合物中含有共价键,氯化镁为离子化合物,化合物中含有离子键,化学键类型不 相同,故 D 错误。 题组二 结构特点与物质特性或用途相结合推断 3(2019 河北衡水中学高三第一次联合考试)X、Y、Z、R、W 是原子序数依次递增的五种短 周期主族元素,它们所在周期数之和为 11,其中 Y 元素最高与最低化合价的代数和为 2,Y 和 Z 的单质生成的化合物是一种传递神经信息的“信使分子”,R 的原子半径是五种元素中 最大的,Y 和 W 是同族元素。下列说法错

7、误的是( ) A简单离子的还原性:YZ BR 的单质可能是金属或非金属 C由 X、Z 和 W 构成的酸一定是三元酸 D标准状况下,1 mol YZ 与 0.5 mol Z2混合后所得气体的体积一定小于 22.4 L 答案 C 解析 Y 为 N 元素,W 为 P 元素,“信使分子”为 NO,则 Z 为 O 元素;R 的原子半径是五 种元素中最大的,所以应为第三周期的 Na、Mg、Al 或 Si,则 X 为 H 元素。A 项,还原性: N3 O2,正确;B 项,R 可能为 Na、Mg、Al 或 Si,是金属或非金属,正确;C 项,H、O、 P 也可能构成一元酸 HPO3等,错误;D 项,由于存在

8、2NO2N2O4,所以 1 mol NO 与 0.5 mol O2混合后所得气体的物质的量小于 1 mol,其体积在标准状况下一定小于 22.4 L,正确。 4蒙脱石散是一种温和的止泻剂,适合儿童使用。其主要成分是由 A、B、D、E 四种原子 序数依次增大的短周期元素组成的物质 D4E4B10(BA)8,其中 D 元素是地壳中含量最高的金 属元素,E 元素的单质常用来制造太阳能电池,A3B 和 BA含有相同的电子数。下列说法错 误的是( ) A原子半径:DEBA B简单氢化物的稳定性:EB CA、B 组成的一种化合物是绿色氧化剂 D含 E 的一种盐溶液常作木材防火剂 答案 B 解析 根据分析可

9、知:A 为 H,B 为 O,D 为 Al,E 为 Si。同周期元素,从左到右原子半径 依次减小,原子半径:AlSiOH,故 A 正确;非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强, 非金属性:OSi,则简单氢化物的稳定性:H2OSiH4,故 B 错误;H2O2是绿色氧化剂,故 C 正确;Na2SiO3的水溶液常作木材防火剂,故 D 正确。 题组三 结构特点与物质的微观结构相结合推断 5 (2021 哈尔滨市第六中学月考)科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素 W、 X、 Y、 Z“组合”成一种超分子,该超分子具有高效的催化性能,其分子结构示意图如图。W、X、 Z 分别位于不同周期,Z 的原子半径在

10、同周期元素中最大。(注:实线代表共价键,其他重复 单元的 W、X 未标注)下列说法不正确的是( ) AY 单质的氧化性在同主族中最强 B离子半径:ZY CZ 与 Y 可组成多种离子化合物 D氢化物的热稳定性:YX 答案 B 解析 根据图示可知 W 形成 1 个共价键,说明 W 原子核外只有 1 个电子,又是四种元素中 原子序数最小的元素,X 形成四个共价键且 W、X、Z 分别位于不同周期,则 W 是 H 元素, X 是 C 元素,Z 是 Na 元素,Y 形成 2 个共价键,原子序数比 C 大,比 Na 小,说明 Y 原子 核外有 2 个电子层,最外层有 6 个电子,则 Y 是 O 元素。同一主

11、族的元素,原子序数越大, 元素的原子半径越大,原子获得电子的能力就越弱,单质的氧化性就越弱。由于 O 是同一主 族中原子序数最小的元素,故 O2的氧化性在同主族中最强,A 正确;Y 是 O 元素,Z 是 Na 元素,O2 、Na核外电子排布都是 2、8,电子排布相同,核电荷数越大,离子半径就越小, 所以离子半径:ZY,B 错误;O、Na 两种元素可形成两种离子化合物:Na2O、Na2O2,C 正确;元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性就越强,X 是 C 元素,Y 是 O 元素,由 于元素的非金属性:CO,所以氢化物的热稳定性:CH4H2O,D 正确。 6(2020 洛阳期中)X、Y、Z、W

12、 是同周期原子序数依次增大的主族元素,且原子序数总和 为 28,四种元素与锂组成的盐是一种新型锂离子电池的电解质,结构如图,下列说法错误的 是( ) A该化合物中,X、Y、Z、W 之间均为共价键 B在该物质中 X 原子满足 8 电子稳定结构 CW 的氢化物易溶于水,且水溶液是强酸 DZ 与 Y 形成的化合物不一定与碱反应 答案 C 解析 X、Y、Z、W 是同周期原子序数依次增大的主族元素,由四种元素与锂组成的盐是一 种新型的锂离子电池的电解质,Y 可形成 4 个共价键,Z 可形成 2 个共价键,X 可形成 3 个 共价键和 1 个配位键,则 Y 为 C、Z 为 O、X 为 B,W 可提供电子对

13、,且易得到 1 个电子, 则 W 为 F, 均为第二周期元素, 且原子序数总和为 28, 以此来解答。 由图可知, 该化合物中, X、Y、Z、W 之间均为共价键,故 A 正确;X 形成 3 个共价键和 1 个配位键,X 原子满足 8 电子稳定结构,故 B 正确;W 的氢化物是 HF,易溶于水,但水溶液是弱酸,故 C 错误;Z 与 Y 形成的化合物可以是 CO 或者是 CO2,CO 与碱不反应,CO2与碱反应,故 D 正确。 题组四 结构特点与物质转化相结合推断 7.短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加。m、p、r 是由这些元素组成的二元化合物, n 是元素 Z 的单质,通常为黄绿色气

14、体,q 的水溶液具有漂白性,0.01 mol L 1 r 溶液的 pH 为 2,s 通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( ) A原子半径的大小:WXXY CY 的氢化物常温常压下为液态 DX 的最高价氧化物的水化物为强酸 答案 C 解析 由 n 是元素 Z 的单质,通常为黄绿色气体,可知 Z 元素为 Cl,n 为 Cl2,再根据 q 的 水溶液具有漂白性, 可知 q 为 HClO, 由 0.01 mol L 1 r 溶液的 pH 为 2, 可判断 r 为一元强酸, 则 r 为 HCl,然后根据 n 和 p 的反应条件,以及 s 通常是难溶于水的混合物,可知 p

15、 为烷烃, s 为烷烃的氯代物;根据题意,W、X、Y、Z 是短周期原子序数依次增加的四种元素,可进 一步推知 W、X、Y、Z 分别为 H、C、O、Cl。A 项,根据原子半径的变化规律,可知原子 半径:HOC,错误;B 项,根据同周期元素非金属性的变化规律,可知非金属性:OC, 再由 CCl4、ClO2中化合价的正负,可知非金属性:OClC,错误;C 项,氧的氢化物可 能为 H2O 或 H2O2, 常温常压下二者均为液态, 正确; D 项, 碳的最高价氧化物的水化物 H2CO3 为弱酸,错误。 8(2020 淄博市高三月考)短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加,K、L、M 均 是由

16、这些元素组成的二元化合物,甲、乙分别是元素 X、Y 的单质,甲是常见的固体,乙是 常见的气体。K 是无色气体,是主要的大气污染物之一,0.05 mol L 1 丙溶液的 pH 为 1,上 述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( ) A原子半径:WXYX C化合物 XZ2中所有原子均满足 8 电子稳定结构 DX、Z 的单质分别直接与 Y 的单质反应,都能生成两种氧化物 答案 C 解析 0.05 mol L 1 丙溶液的 pH 为 1,可知丙为二元强酸,应为 H2SO4,K 是无色气体,是 主要的大气污染物之一,且可生成 H2SO4,则应为 SO2,可知乙为 O2,L 为 H2O,甲是常见

17、的固体,可知甲为 C,M 为 CO2,则 W 为 H 元素,X 为 C 元素,Y 为 O 元素,Z 为 S 元素, 以此解答该题。同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,原子电子层越多半径越大,则原子 半径为 COH,即 WYX,故 A 错误;同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,且碳 酸的酸性小于硫酸,可知非金属性为 OSC,即 YZX,故 B 错误;X 为 C 元素,Z 为 S 元素,化合物 XZ2为 CS2,电子式为,其中所有原子均满足 8 电子稳 定结构,故 C 正确;X 为 C 元素,Z 为 S 元素,Y 为 O 元素,C 与氧气反应可生成 CO 和 CO2,S 与氧气反应只能生成 SO2

18、,故 D 错误。 9(2020 安徽马鞍山高三调研)短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大,X 的简 单气态氢化物常温下为无色液体,Y 的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,Y、Z、W 形成的单质及化合物在溶液中有如图转化关系。下列说法不正确的是( ) A简单离子半径大小:ZWXY B简单氢化物的稳定性:XZ CZ 的氧化物对应水化物为强酸 DX、W 形成的某化合物可用作自来水消毒剂 答案 C 解析 根据分析,X 为 O 元素,Y 为 Na 元素,W 为 Cl 元素,Z 为 S 元素。X、Y、Z、W 形成的简单离子分别为 O2 、Na、S2、Cl,电子层数越多,半径越大,核外电子排布相同 的微粒,核电荷数越大,半径越小,则简单离子半径大小:S2 ClO2Na,即 ZW XY,故 A 正确;X 为 O 元素,Z 为 S 元素,非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强, 非金属性:OS,则简单氢化物的稳定性:XZ,故 B 正确;Z 为 S 元素,S 的氧化物对 应水化物为硫酸和亚硫酸,硫酸为强酸,亚硫酸为弱酸,故 C 错误;X 为 O 元素,W 为 Cl 元素,二者形成的某化合物 ClO2具有强氧化性,可用作自来水消毒剂,故 D 正确。