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。