(新高考)高考化学一轮复习讲测练专题讲座（三）“位-构-性”综合推断题的解题方法（讲）(2份打包，解析版+原卷版，可预览)

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专题讲座（三）“位-构-性”综合推断题的解题方法
【知识点解读】
1．建立“位—构—性”关系模型

1．结构与位置互推是解题的核心
(1)掌握四个关系式：①电子层数＝周期数；②质子数＝原子序数；③最外层电子数＝主族序数；④主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，最低负价＝主族序数－8。
(2)熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律：①“凹”型结构的“三短三长一不全，七主七副八零完”；②各周期元素种类；③稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；④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：(1)元素的金属性、非金属性；(2)气态氢化物的稳定性；(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性；(4)金属与水或酸反应置换H2的难易程度。
3．结构和性质的互推是解题的要素
(1)电子层数和最外层电子数决定元素原子的金属性和非金属性；(2)同主族元素最外层电子数相同，化学性质相似；(3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点；(4)判断元素金属性和非金属性的强弱。
4．熟记常见题眼，是解题的“突破口”
(1)微粒的电子层结构特征
稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同：①与He原子电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋；②与Ne原子电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等；③与Ar原子电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。
(2)周期表中特殊位置的常见元素
①族序数等于周期数的元素：H、Be、Al、Ge等。
②族序数等于周期数2倍的元素：C、S。
③族序数等于周期数3倍的元素：O。
④周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca等。
⑤周期数是族序数3倍的元素：Na、Ba。
⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C等。
⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。
⑧除H外，原子半径最小的元素：F。
⑨短周期元素中离子半径最大的元素：P。
(3)常见元素及其化合物的特性
①形成化合物种类最多的元素：C；自然界中硬度最大的物质：金刚石；碳的气态氢化物中氢的质量分数最高的物质：CH4。
②空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。
③地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。
④单质最轻的元素：H；单质最轻的金属元素：Li。
⑤单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。
⑥最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al。
⑦元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物能起化合反应的元素：N；能起氧化还原反应的元素：S。
⑧元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。
【方法技巧】
1．元素推断的两种题型
(1)残缺元素周期表(或周期表片段)推断此类题常以元素周期表中的序差规律作为解题的突破点。常见的元素周期表的片段有：
①“”形元素原子序数之间的规律

②“”形元素原子序数之间的规律

③“”形元素原子序数之间的规律

(2)文字信息型综合推断
题干中常以文字叙述的方式给出核外电子排布、递变规律、元素及其单质、化合物的性质特点等信息，解题时要根据文字信息及相关知识，从最熟悉的环节入手逐一推断，再结合元素周期表进行判断，解题流程为：

2．元素推断的基本方法
(1)已知元素原子或离子的核外电子排布

(2)已知元素单质或化合物的性质(特性)

(3)已知元素在周期表中的位置

【典例剖析】
高频考点一　依据结构特点或周期表中的位置推断
例1.（2021·浙江卷）已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如下所示，其中Y的最高化合价为+3。下列说法不正确的是

A．还原性：
B．X能从中置换出Z
C．Y能与反应得到Fe
D．M最高价氧化物的水化物能与其最低价氢化物反应
【答案】A
【解析】根据短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置，以及Y的最高化合价为+3，可推知，X为：，Y为：，Z为：C，M为：N，Q为：S，R为：，据此分析答题。为：，为：，中硫的还原性强于中的氯元素，A错误；和发生下述反应：，B正确；和发生铝热反应如下：，C正确；
M为：N，N的最高价氧化物的水化物为：，最低价氢化物为：，二者发生如下反应：，D正确；答案为A。
【变式探究】(2019·课标全国Ⅱ，9)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。如表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是(　　)

A.原子半径：W＜X
B.常温常压下，Y单质为固态
C.气态氢化物热稳定性：Z＜W
D.X的最高价氧化物的水化物是强碱
【答案】D
【解析】由题中信息和图示可知W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期，结合W与X的最高化合价之和为8，且族序数相差2，可知X为Al，W和Z分别为N和P，Y为Si。原子半径：N 【变式探究】短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．元素X的氢化物与Q的氢化物化合的产物中既含共价键也含离子键
B．元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Q的强
C．X、Z、W、Q四种元素的最高价氧化物对应水化物均能与强碱反应
D．离子半径的大小顺序为r(W2－)＞r(Q－)＞r(Y2－)＞r(Z3＋)
【答案】B
【解析】根据元素在元素周期表中的位置可知，X为N元素，Y为O元素，Z为Al元素，W为S元素，Q为Cl元素。元素X与Q的氢化物化合的产物为NH4Cl，含有离子键、共价键，A正确；非金属性Q＞W，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，B错误；X、Z、W、Q四种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为硝酸、氢氧化铝、硫酸、高氯酸，均能与氢氧化钠反应，C正确，电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径：r(S2－)＞r(Cl－)＞r(O2－)＞r(Al3＋)，D正确。
【变式探究】四种短周期主族元素在周期表中的位置如图，则下列说法错误的是(　　)

A.若Y的最简单氢化物的沸点比M的低，则X单质可与强碱溶液反应
B.简单阴离子半径：M＞Z＞Y
C.若Y的氢化物的水溶液呈碱性，则X的氧化物不与任何酸反应
D.最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞M
【答案】C
【解析】若Y的最简单氢化物的沸点比M的低，则Y为C，从而推知X为Al，Al能与强碱溶液反应，A项正确；M、Z的简单阴离子电子层结构相同，则核电荷数越小，半径越大，所以简单阴离子半径：M＞Z，M、Z的简单阴离子比Y的多一个电子层，故简单阴离子半径：M＞Z＞Y，B项正确；若Y的氢化物的水溶液呈碱性，则Y为N，从而推知X为Si，SiO2能与氢氟酸反应，C项错误；非金属性：Z＞M，故最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞M，D项正确。
【举一反三】W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，且四种元素的最外层电子数之和为24。下列说法错误的是(　　)

A.单核阴离子的还原性Y强于X
B.W的气态氢化物与其最高价含氧酸反应生成离子化合物
C.X、Y、Z最简单氢化物中稳定性最弱的是Y
D.在元素周期表中118号元素与Z位于同一主族
【答案】D
【解析】结合位置可知，W、X为第2周期元素，Y、Z为第3周期，设X的最外层电子数为x，则W的最外层电子数为x－1，Y的最外层电子数为x，Z的最外层电子数为x＋1，则x＋x－1＋x＋x＋1＝24，解得x＝6，则W为N，X为O，Y为S，Z为Cl。B项，N元素的气态氢化物与其最高价含氧酸盐反应生成离子化合物NH4NO3，正确；C项，X、Y、Z最简单氢化物是H2O、H2S、HCl，稳定性最弱的是H2S，正确；D项，118号元素位于0族，Z(Cl)位于第ⅦA族，错误。
高频考点二　依据元素结构特点及物质特性或用途推断
例2. （2021·浙江卷）现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q，原子序数依次增大，其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表：
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的一半
Y
最高化合价和最低化合价之和为零
Z
单质为淡黃色固体，常存在于火山喷口附近
Q
同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是
A．常温时，X单质能与水发生剧烈反应
B．Y与Q元素组成的YQ4分子，空间构型为正四面体
C．Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D．第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
【答案】B
【解析】X原子的最外层电子数是核外电子总数的一半，由于最外层电子数不超过8个，因此X只能是第二周期的Be；Y元素的最高化合价和最低化合价之和为零，位于第ⅣA族，Y是C或Si；Z单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近，因此Z是S；Q是同周期元素中原子半径最小，且Z和Q位于同一周期，因此Q是Cl。根据以上分析可知X是Be，Y是C或Si，Z是S，Q是Cl。Be的金属性弱于Mg，常温时镁和冷水不反应，因此Be单质不能与水发生剧烈反应，A错误；Y与Q元素组成的CCl4或SiCl4分子，空间构型均为正四面体，B正确；Y、Z、Q三种元素的非金属性逐渐增强，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，则最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，C错误；第五周期且与Cl同主族元素的单质是碘，在常温常压下呈固态，D错误；故选B。
【变式探究】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X、W同主族，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，Z是地壳中含量最多的金属元素，四种元素原子的最外层电子数总和为16。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径：r(X) B.简单氢化物的热稳定性：X C.Y、Z、W的最高价氧化物的水化物两两之间均能反应
D.X分别与Y、W形成的化合物中所含化学键类型相同
【答案】C
【解析】已知Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则Y是Na元素，Z是地壳中含量最多的金属元素，则Z为Al元素，X、W同主族，即最外层电子数相同，由四种元素原子的最外层电子数总和为16，可得X、W分别是O、S元素。A项，O、Al和S的原子半径为r(O) 【变式探究】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W、X、Y简单离子的电子层结构相同，X元素在短周期主族元素中原子半径最大；W的简单氢化物常温下呈液态，Y的氧化物和氯化物熔融时都能导电，X、Y和Z原子的最外层电子数之和为10。下列说法正确的是(　　)
A．W、Z形成的化合物可做消毒剂
B．原子半径：W C．工业上采用电解Y的氧化物冶炼单质Y
D．W、X、Z三种元素组成的化合物水溶液一定显碱性
【答案】A
【解析】X元素在短周期主族元素中原子半径最大，则X为Na，W的简单氢化物常温下呈液态，该氢化物是H2O，即W为O，Y的氧化物和氯化物熔融状态下都能够导电，说明它们都是离子化合物，W、X、Y简单离子的电子层结构相同，且原子序数依次增大，则Y为Mg，X、Y、Z原子最外层电子数之和为10，推出Z的最外层有7个电子，四种元素原子序数依次增大，即Z为Cl，W和Z形成的化合物可以是ClO2，ClO2具有强氧化性，能作消毒剂，故A正确；O、Mg、Cl原子半径大小是Mg>Cl>O，故B错误；工业上冶炼金属镁，常电解熔融状态的氯化镁，因为氯化镁的熔点低于氧化镁，故C错误；O、Na、Cl可以形成多种化合物，NaClO水溶液显碱性，NaClO4水溶液显中性，故D错误。
高频考点三　物质的转化关系与元素周期律的综合
例3. 短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。甲、乙、丙、丁、戊均由上述二种或三种元素组成，甲为淡黄色固体，乙和丁均为分子中含有10个电子的二元化合物，有关物质的转化关系如下图所示。下列说法错误的是(　　)

A.W与Z形成的化合物为离子化合物
B.戊一定为有毒气体
C.离子半径大小：Y＞Z＞W
D.相同条件下，乙的沸点高于丁
【答案】B
【解析】短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。甲、乙、丙、丁、戊均由上述二种或三种元素组成，甲为淡黄色固体，则甲为过氧化钠，乙和丁均为分子中含有10个电子的二元化合物，根据转化关系可知乙为水，Y的单质为氧气，丙为氢氧化钠，若丁为氨气，则戊为一氧化氮；若丁为甲烷，则戊为二氧化碳，故W、X、Y、Z分别为H、C(或N)、O、Na，据此分析。A.W与Z形成的化合物NaH为离子化合物，选项A正确；B.戊为一氧化氮或二氧化碳，不一定为有毒气体，选项B错误；C.W离子比其他二者少一个电子层，半径最小，Y、Z离子具有相同电子层结构，核电荷数越大半径越小，故离子半径大小：Y＞Z＞W，选项C正确；D.相同条件下，乙为水常温下为液态，其沸点高于丁(氨气或甲烷)，选项D正确。
【举一反三】短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，其中Y元素的原子半径在短周期中最大。已知A、B、C分别是X、Y、Z三种元素的单质，A和C常温下为气体。在适宜的条件下，A、B、C可以发生如图所示的反应。下列说法正确的是(　　)

A．化合物YX中含离子键
B．Z的含氧酸均为强酸
C．非金属性：X>Z
D．离子半径：Y>Z
【答案】A
【解析】根据图示，A是H2、B是Na，C是Cl2，X、Y、Z分别是H、Na、Cl；化合物NaH中含离子键，故A正确；HClO是弱酸，故B错误；非金属性：Cl>H，故C错误；离子半径：Cl－>Na＋，故D错误。
【变式探究】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。在如图所示的物质转化关系中，p、q、m、n分别是元素W、X、Y、Z的气体单质，p和s均为有色气体，v的水溶液呈碱性。常温下，0.1 mol·L－1 t溶液与0.1 mol·L－1 u溶液的pH 均为1。下列说法不正确的是(　　)

A.Y、W的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
B.元素的非金属性：Z＞Y＞X，原子半径：X＜Z＜Y
C.s溶于水的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D.v的电子式可表示为
【答案】D
【解析】根据流程图可知m、n放电条件下反应生成r，r与n反应生成有色气体s，结合题意知m为氮气，n为氧气，r为一氧化氮，s为二氧化氮，t为硝酸；另一有色气体单质p是氯气，q是氢气，v为氨气，u为氯化氢。则X、Y、Z、W分别为氢、氮、氧、氯。A项，Y、W的最高价氧化物对应的水化物HNO3、HClO4均为强酸，正确；B项，元素的非金属性：O＞N＞H，即Z＞Y＞X，原子半径：H＜O＜N，即X＜Z＜Y，正确；C项，s溶于水的反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，正确；D项，v为氨气，其电子式可表示为，错误。
高频考点四　结构特点与物质的微观结构相结合推断
例4．（2021·广东卷）一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，的原子核只有1个质子；元素、、原子序数依次增大，且均位于的下一周期；元素的原子比原子多8个电子。下列说法不正确的是

A．是一种强酸
B．非金属性：
C．原子半径：
D．中，的化合价为+2价
【答案】C
【解析】题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键、Y形成4个共价键、Z形成2个共价键。X的原子核只有1个质子，则X为H元素；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，即第二周期元素，则Y为C元素，Z为O元素，W为F元素；元素E的原子比W原子多8个电子，则E为Cl元素，综合以上分析可知，X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl元素。据此分析解答。氯元素非金属性较强，其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸，故A正确；同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强，所以非金属性：F>O>C，故B正确； 同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，电子层越多半径越大，所以原子半径：Cl>C>F，故C错误； OF2中，F为-1价，则O的化合价为+2价，故D正确；答案选C。
【举一反三】（2021·河北卷）如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X和Z同主族，Y原子序数为W原子价电子数的3倍。下列说法正确的是

A．X和Z的最高化合价均为+7价
B．HX和HZ在水中均为强酸，电子式可表示为与
C．四种元素中，Y原子半径最大，X原子半径最小
D．Z、W和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
【答案】CD
【解析】结合图中所示结构可知图中两种化合物均为共价化合物，已知X和Z同主族，可得X和Z同为第ⅦA族，Y为第ⅤA族元素，W为第ⅢA族或第ⅤA族元素，再结合W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素， Y原子序数为W原子价电子数的3倍推知W、X、Y、Z分别为N、F、P、Cl，据此答题。X和Z分别是F、Cl，F无正价，A错误；HX和HZ分别是HF和HCl，HF在水中不是强酸，B错误；四种元素W（N）、X（F）、Y（P）、Z（Cl）中，W（N）、X（F）有两个电子层，Y（P）、Z（Cl）有三个电子层，半径大于W（N）和X（F），Y（P）原子序数小于Z（Cl），故Y原子半径在这四种元素中最大；X（F）原子序数大于W（N），故X原子半径在这四种元素中最小，C正确；Z（Cl）、W（N）和氢三种元素可形成氯化铵，属于同时含有离子键和共价键的化合物，D正确；故选CD。
【变式探究】(2019·课标全国Ⅰ，13)科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是(　　)

A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X＞Y＞Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
【答案】C
【解析】该化合物由阴、阳离子组成，说明它是离子化合物。从该化合物的结构式看出，W为金属元素；1个Z原子形成1个共价键，说明Z原子最外层有1个或7个电子；1个X原子形成4个共价键，说明X原子最外层有4个电子；Y原子形成2个共价键，阴离子得1个电子，说明Y原子最外层有5个电子；根据“Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半”知，W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl。氯化钠是强酸强碱盐，其水溶液呈中性，A项错误；元素非金属性顺序为Z(Cl)>Y(P)>X(Si)，B项错误；磷的最高价氧化物是P2O5，其对应的水化物为H3PO4，是中强酸，C项正确；2个硅原子和1个P原子形成2个共价键，阴离子得到1个电子，所以该化合物中磷原子最外层达到8电子稳定结构，D项错误。
【变式探究】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(　　)

A．Y单质的氧化性在同主族中最强
B．离子半径：Z>Y
C．Z与Y可组成多种离子化合物
D．氢化物的热稳定性：Y>X
【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：Z