2018版高三化学一轮复习5年真题分类：专题10 物质结构（推断） Word版含答案

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专题10 物质结构（推断）

1．【2016年高考江苏卷】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子的最外层有6个电子，Y是迄今发现的非金属性最强的元素，在周期表中Z位于IA族，W与X属于同一主族。下列说法正确的是（ ）
A．元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构
B．由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物
C．W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D．原子半径：r（X）＜r（Y）＜r（Z）＜r（W）
【答案】B
【解析】依据题意推知，X、Y、Z、W分别为O、F、Na和S。O2－和S2－的电子层结构不同，A项错误； Y、Z两元素组成的化合物NaF为离子化合物，B项正确； F的非金属性比S强，所以氢化物的热稳定性HF>H2S，C项错误；原子半径：r(Na)>r(S)>r(O)>r(F)，D项错误。
【考点定位】本题主要是考查元素推断、元素周期律的应用等
【名师点晴】正确推断出元素是解答的关键，注意元素周期律的灵活应用。“位—构—性”推断的核心是“结构”，即根据结构首先判断其在元素周期表中的位置，然后根据元素性质的相似性和递变性预测其可能的性质；也可以根据其具有的性质确定其在周期表中的位置，进而推断出其结构。该题难度不大。
2．【2016年高考新课标Ⅰ卷】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WY
C．Y的氢化物常温常压下为液态
D．X的最高价氧化物的水化物为强酸
【答案】C
【解析】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，通常为黄绿色气体，则Z是氯元素，n是Cl2；0.01 mol·L–1 r溶液的pH为2，说明r是一元强酸，Cl2与两种元素组成的化合物反应会产生两种化合物，其中一种r是HCl，另一种物质q的水溶液具有漂白性，则说明W是H元素；m是H2O， q是HClO；两种元素组成的化合物p与Cl2光照反应产生HCl，同时产生s，s通常是难溶于水的混合物，根据转化关系图可知p是甲烷，则s可能是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的几种物质。因此X是碳元素，Y是氧元素。A．根据元素周期律的原子半径变化规律：同一周期的元素，原子序数越大原子半径越小，同一主族的元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大，则原子半径的大小WX，错误；C．Y元素的氢化物有H2O和H2O2，二者在常温常压下都为液态，正确；D．X的最高价氧化物的水化物是碳酸，该物质是二元弱酸，不是强酸，错误。
【考点定位】考查元素周期表、元素周期律的应用及和无机框图题推断的知识。
【名师点睛】元素周期表、元素周期律是学习化学的工具和基本规律。元素周期表反映了元素的原子结构、元素的性质及相互转化关系的规律，是根据元素周期律的具体表现形式，元素周期律是元素周期表排布的依据。元素的原子半径、元素的化合价、元素的金属性、非金属性、原子核外电子排布都随着原子序数的递增而呈周期性的变化。同一周期的元素原子核外电子层数相同，从左到右原子序数逐渐增大；同一主族的元素，原子最外层电子数相同，从上到下原子核外电子层数逐渐增大。原子核外电子排布的周期性变化是元素周期律变化的原因，掌握元素的单质及化合物的结构、反应条件、物质的物理性质、化学性质等是进行元素及化合物推断的关键。本题难度较大，常由于物质的某个性质未掌握好导致失误、失分。
3．【2016年高考新课标Ⅲ卷】四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是（ ）
A．简单离子半径：W< XY，Z＞W，B项错误；C．化合物Z2Y和ZWY3分别是Na2O、NaClO3，氯酸钠是含氧酸盐，既存在离子键，也存在共价键，C项错误；D．Y的单质臭氧，W的单质氯气，Y、W的化合物ClO2可作水的消毒剂，D项正确；答案选D。
【考点定位】考查元素的推断，元素周期律的综合应用等知识。
【名师点睛】掌握原子的电子层结构特征。最外层电子数是电子层数的2倍的有氦、碳、硫，最外层电子数是电子层数的3倍的有氧。最外层电子数是次外层电子数2倍的为碳，最外层电子数是次外层电子数3倍的为氧。最外层电子数是内层电子数一半的为磷和锂。同主族元素原子序数是2倍关系的为硫和氧。
5．【2015新课标Ⅰ卷理综化学】W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是（ ）
A．单质的沸点：W>X
B．阴离子的还原性：W>Z
C．氧化物的水化物的酸性：YW。错误；B、H元素的非金属性比Cl弱，所以简单阴离子的还原性W>Z。正确；C、未指明是最高价氧化物的水化物，故不能判断酸性（如：H3PO4>HClO，但H3PO4Si>O>F，故B错误；C、Al是金属，主要体现非金属性，故C错误；D、氢化物越稳定，其非金属性越强，非金属性F>O>Si，氢化物稳定性：HF>H2O>SiH4，故D错误。
【考点定位】考查元素周期表的结构、元素周期律及元素性质。
【名师点睛】设计元素周期律、元素周期表的结构，以元素及其化合物性质作铺垫，进行考查元素周期表和元素周期律，熟记元素及其化合物特殊的性质：氟是至今非金属性最强的元素，无正价，硅单质广泛用于半导体材料等等，掌握基础知识，对知识熟练运用。
9．【2015上海化学】短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和丁的原子核外均有两个未成对电子，乙、丙、丁最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应。下列说法错误的是（ ）[来源:XK]
A．元素丙的单质可用于冶炼金属 B．甲与丁形成的分子中由非极性分子
C．简单离子半径：丁 > 乙 > 丙 D．甲与乙形成的化合物均有氧化性
【答案】D
【解析】短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和丁的原子核外均有两个未成对电子，则甲的核外电子排布是1s22s22p2，甲是C元素，丁的核外电子排布可能是1s22s22p63s23p2，或1s22s22p63s23p4，由于乙、丙、丁最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应则丁是核外电子排布的1s22s22p63s23p4，是S元素，丙是Al元素，甲是Na元素。A．由于Al元素的金属活动性较强，一般的还原剂不能把其从化合物中置换出来，要用电解熔融的Al2O3的方法冶炼，正确。B．C与S元素形成的化合物CS2中的化学键是极性共价键，由于两个S原子在C原子的两侧，键角180°，所以形成的分子是非极性分子，正确。D．C形成的化合物CO有强的还原性，CO2有弱的氧化性； Na形成的化合物Na2O2有强的氧化性，而Na2O则氧化性很弱，错误。
【考点定位】考查元素周期表、元素周期律的应用的知识。
【名师点睛】元素周期表是学习化学的工具，元素周期律是化学学习的重要规律。利用元素周期表、元素周期律，结合元素的位、构、性三者的密切关系进行元素推断是化学重要的知识。元素原子的核外电子层数是元素在周期表的周期数，最外层电子数是元素原子所在的主族序数，同一周期随着元素原子序数的增大，原子半径逐渐减小，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同一主族的元素从上到下，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。电子层结构相同的离子核电荷数越大，原子序数越大，离子半径越小，电子层结构不同的离子，离子核外电子层数越多，离子半径就越大。金属的冶炼方法与金属活动性强弱有关，要掌握金属活动性及冶炼方法，结合物质的性质进行判断，确定其正确性。
10．【2015浙江理综化学】右下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是（ ）


X
Y
Z
W

T

A．X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次增大
B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次增强
C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力
D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性
【答案】D
【解析】短周期元素中，同主族元素核电荷数具有2倍倍数关系的是O和S，根据元素在周期表中的位置可知X为O，Y为Si，Z为P，W为S，T为As。原子半径P>S>O，氢化物的热稳定性PH3Y。错误；B、Na形成的金属晶体， S形成的是分子晶体，在室温下为固体， F单质F2形成的是分子晶体，在室温下是气态。晶体的熔点变化规律是：原子晶体>离子晶体>分子晶体。因此它们形成的单质的沸点关系是：Y>X> Z。错误。C、Na+、F-是电子层结构相同。对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子的半径越小，S2-比Na+、F-多一个电子层。对于电子层结构不同的离子来说，电子层数越多，离子半径就越大。因此离子半径X2-> Z- >Y+。错误；D、根据上述叙述可知：原子序数X>Y>Z。正确。
【考点地位】本题主要是考查因素推断、元素周期律的应用。
【名师点晴】元素周期表、元素周期律是化学学习的重要理论，也是化学学习的工具。元素的原子结构决定元素在周期表中的位置，原子结构决定元素的性质，元素在周期表中的位置体现了元素的原子结构。元素之间结构的相似与不同，使不同的元素之间既有相似性也有差异性。掌握物质间的这种关系及变化规律，可以使我们更好的认识世界，避免实践的盲目性，发挥拉拉队实践的指定作用。
14．【2013年高考江苏卷第10题】短周期元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为13。X 的原子半径比Y 的小，X 与W 同主族，Z 是地壳中含量最高的元素。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径的大小顺序: r(Y)>r(Z)>r(W)
B．元素Z、W 的简单离子的电子层结构不同
C．元素Y 的简单气态氢化物的热稳定性比Z 的强
D．只含X、Y、Z 三种元素的化合物，可能是离子化合物，也可能是共价化合物
【答案】D
【解析】由题推知：X为H（氢），Y为N（氮），Z为O（氧），W为Na（钠）。D项只含X、Y、Z三种元素的化合物可以是共价化合物如：HNO3，也可以是离子化合物如：NH4NO3 ，D项正确。A项原子半径大小应该是：r(W)>r(Y)>r(Z)，错误。B项元素Z、W 的简单离子分别为O2-和Na+，电子层结构相同。C项，Y、Z的气态氢化物分别是NH3和H2O，稳定性H2O大于NH3 ，错误。
【考点定位】本题考查元素周期表和元素周期律及其应用。中档题。
【名师点睛】本题的知识点是元素周期表和元素周期律的应用，推断元素是解题的关键，短周期元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，Z 是地壳中含量最高的元素，Z为氧元素，X 的原子半径比Y 的小，则X不可能与Y处于同一周期，Y的原子序数小于氧元素，Y处于第二周期，X处于第一周期，则X为氢元素，X与W同主族，W为Na元素，四原子最外层电子数之和为13，则Y原子的最外层电子数为13-1-1-6=5，Y为氮元素，注意利用同周期原子半径大小关系确定X为氢元素，难度中等。
15．【2013年高考上海卷第13题】X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质；Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等；Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同；W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是（ ）
A．X元素的氢化物的水溶液显碱性
B．Z元素的离子半径大于W元素的离子半径
C．Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D．Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点
【答案】C
【解析】通过液化空气法可分离得到N2或O2，则X可能为N或O，O的氢化物H2O呈中性，A错误。Y元素原子最外层上s、p电子数相等，则最外层电子排布为ns2np2，可能为C或Si，C的氧化物CO、CO2熔点和沸点都很低，D错误。Z元素的＋2价阳离子核外电子排布与z氖原子相同，因此Z为Mg；W元素M层有一个未成对的p电子，则其最外层电子排布可能为3s23p1或3s23p5，因此W可能为Al或Cl。Mg、Al、Cl均为第三周期元素，离子半径Mg2＋＞Al3＋，Cl－＞Mg2＋，B错误。Mg在一定条件下可与O2或N2反应，C正确。
【考点定位】本题考查物质结构和元素周期律。
【名师点睛】本题考查的知识点是物质结构和元素周期律，侧重于考查结构性质位置关系、元素化合物性质、半径比较、晶体结构与性质，难度中等，推断元素是解答本题的关键，解答过程中还应注意W元素的不确定性，注意掌握核外电子排布规律。
16．【2013年高考四川卷第4题】同周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外电子层电子数之比为4︰3，Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是（ ）
A．W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>W
B．W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C．Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体
D．WY2分子中 σ 键与 π 键的数目之比是2:1
【答案】C
【解析】根据W、X的最外层电子数比为3：2，而且是原子序数递增的主族元素可知W是C，X是Al，则Z是Cl。根据电负性的周期性变化：Cl>C>Si或Cl>S>C等，A项错误；根据原子半径的周期性变化可知一定有Al>C，即B项错误；若Y是Si，则C正确；若Y是S则CS2中σ键与π键的比为1：1，D项错误。
【考点定位】本题考查物质结构和元素周期律。
【名师点睛】本题考查的知识点是元素的推断，元素电负性的大小比较，分子的空间构型和共价键类型等知识，原子结构和元素周期律，为高频考点，元素的推断是解答本题的关系，注意短周期，不考虑稀有气体时电子层为2或3即可解答，题目难度不大。
17．【2016年高考海南卷】（8分）短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，元素X的一种高硬度单质是宝石，Y2+电子层结构与氖相同，Z的质子数为偶数，室温下M单质为淡黄色固体，回答下列问题：
（1）M元素位于周期表中的第______周期、_______族。
（2）Z元素是____，其在自然界中常见的二元化合物是____。
（3）X与M的单质在高温下反应的化学方程式为______，产物分子为直线形，其化学键属__________共价键（填“极性”或“非极性”）。
（4）四种元素中的____可用于航空航天合金材料的制备，其单质与稀盐酸反应的化学方程式为_________。
【答案】（1）三 ⅥA （2）Si SiO2 （3）C+2SCS2 极性 （4）Mg Mg+2HCl==MgCl2+H2↑
【解析】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，元素X的一种高硬度单质是宝石，则X是C元素；Y2+电子层结构与氖相同，则Y是Mg元素；Z的质子数为偶数，室温下M单质为淡黄色固体，则Z是Si元素；M是S元素。（1）M元素是S，核外电子排布是2、8、6，所以位于周期表中的第三周期、VIA族；（2）Z元素是Si元素，其在自然界中常见的二元化合物是SiO2；（3）X与M的单质在高温下反应产生CS2，该反应的化学方程式为C+2SCS2，产物分子为直线形，结构与CO2类似，由于是不同元素的原子形成的共价键，所以其化学键属极性共价键；（4）四种元素中的只有Mg是金属元素，密度比较小，制成的合金硬度大，所以可用于航空航天合金材料的制备，该金属是比较活泼的金属，可以与盐酸发生置换反应产生氢气，其单质与稀盐酸反应的化学方程式为Mg+2HCl==MgCl2+H2↑。
考点：考查元素及化合物的推断、元素的位置、物质化学键类型的判断、化学式、化学方程式的书写等。
【名师点睛】高考要求学生熟练掌握同一周期、同一主族的原子结构和元素性质的递变规律，了解元素原子结构、元素在周期表中的位置、性质及其它们之间的关系。高考命题中常将将元素周期表、元素周期律、与元素性质结合进行考查，有时还会结合相应物质的性质和制备进行考查，该种题型是高考经典和必考题型。通过元素周期表考查元素性质（主要包含元素主要化合价、元素金属性非金属性、原子或离子半径等），充分体现了化学周期表中位置反映结构、结构决定性质这一基本原理，更突显了化学学科规律的特色。本题基础性强，难度不大。主要是元素“位、构、性”三者关系的综合考查，比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。
18．【2016年高考天津卷】(14分)下表为元素周期表的一部分。
碳
氮
Y

X

硫
Z
回答下列问题
（1）Z元素在周期表中的位置为 。
（2）表中元素原子半径最大的是(谢元素符号)__________。
（3）下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的是__________；
a．Y单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊
b．在氧化还原反应中，1mol Y单质比1mol S得电子多
c．Y和S两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高
（4）X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物，恢复至室温，放热687kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃，写出该反应的热化学方程式 。
（5）碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应，生成2molMg(OH)2和1mol烃，该烃分子中碳氢质量比为9:1，烃的电子式为__________。Q与水反应的化学方程式为__________。
（6）铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应，生成的盐只有硫酸铜，同时生成的两种气体均由表中两种气体组成，气体的相对分子质量都小于50。为防止污染，将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐，消耗1L2.2mol/LNaOH溶液和1molO2，则两种气体的分子式及物质的量分别为__________，生成硫酸铜物质的量为__________。
【答案】
（1）第三周期，ⅦA族 （2）Si （3）ac （4）Si(s)+2Cl2(g)==SiCl4(l) △H=-687kJ/mol
（5）；Mg2C3+4H2O===2 Mg(OH)2+C3H4↑
（6）NO 0.9mol；NO2 1.3mol；2mol
【解析】根据元素周期表的结构，可知X为Si元素，Y为O元素；Z为Cl元素；
（1）Cl元素在周期表中位于第三周期，ⅦA族，故答案为：第三周期，ⅦA族；
（2）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，表中元素原子半径最大的是Si，故答案为：Si；（3）下列事实能说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强的是；a.Y单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊，说明氧气的氧化性比硫强，从而说明Y元素的非金属性比S元素的非金属性强，周期；b.氧化性的强弱与得电子的多少无关，错误；c.元素的非金属性越强，氢化物越稳定，正确；故选ac；（4）根据书写热化学方程式的方法，该反应的热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(l)△H=-687kJ/mol，故答案为：Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH=-687kJ/mol；
（5）该烃分子中碳氢质量比为9:1，物质的量之比为=，结合碳与镁形成的1mol化合物Q与水反应，生成2molMg(OH)2和1mol烃，Q的化学式为Mg2C3，烃的化学式为C3H4，电子式为，Q与水反应的化学方程式为Mg2C3+4H2O===2 Mg(OH)2+C3H4↑，故答案为：；Mg2C3+4H2O=2 Mg(OH)2+C3H4↑；（6）铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应可能生成一氧化氮和二氧化氮，相对分子质量都小于50，符合题意，1molO2参与反应转移电子的物质的量为4mol。假设二氧化氮的物质的量为x，一氧化氮的物质的量为y，则x+y=2.2，x+3y=4，解得x=1.3mol，y=0.9mol。参与反应的铜的物质的量为mol=2mol，因此生成硫酸铜物质的量为2mol，故答案为：NO 0.9mol；NO2 1.3mol；2mol。
【考点定位】考查元素周期表和元素周期律、元素及其化合物的性质、氧化还原反应。
【名师点晴】本题考查了元素周期表的结构以及元素化合物的性质和元素周期律的知识。能结合题中条件快速确定元素的名称是解答的前提和基础。本题的易错点是元素金属性和非金属性的比较，要注意归纳常见的比较方法：如元素非金属性强弱的判断依据：①同周期中，从左到右，随核电荷数的增加，非金属性增强；同主族中，由上到下，随核电荷数的增加，非金属性减弱；②依据最高价氧化物的水化物酸性的强弱：酸性愈强，其元素的非金属性也愈强；③依据其气态氢化物的稳定性：稳定性愈强，非金属性愈强；④与氢气化合的条件；⑤与盐溶液之间的置换反应；6、其他，例：2Cu＋SCu2S   Cu＋Cl2CuCl2 所以，Cl的非金属性强于S。本题的难点是（5）和（6），要掌握和理解质量守恒定律，氧化还原反应计算的一般方法。
19．【2015安徽理综化学】（14分）C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
（1）Si位于元素周期表第____周期第_____族。[来源:学。科。网]
（2）N的基态原子核外电子排布式为_____；Cu的基态原子最外层有___个电子。
（3）用“>”或“，， H2CO3>Al(OH)3. 酸性最强的是HNO3。氢氧化铝是两性氢氧化物，既有酸性，也有碱性，因此碱性最强的是Al(OH)3。（3）气体分子(CN)2是共价化合物，两个C原子间共用一对电子对，C原子与N原子间共用三对电子对。它的电子式为。(CN)2是拟卤素，拟卤素性质与卤素类似。根据氯气与氢氧化钠反应的规律，可得(CN)2与NaOH反应的方程式是：(CN)2+2NaOH=== NaCN+ NaCNO+H2O。
【考点定位】本题通过元素的推断考查了考生对元素周期表、元素周期律的掌握情况。通过Mg单质 的工业制法来考查考生对金属的冶炼方法的掌握情况，通过比较物质的酸碱性、电子式、化学方程式的书写来考查考生对元素周期律、微粒的结构化学用语的掌握情况。综合考查了考生的知识与能力。
【命题意图】元素周期表、元素周期律是化学学习的重要工具和理论。金属的冶炼方法的掌握和灵活应用也是学生必须掌握的重要知识。本题是元素及化合物推断试题。首先要了解短周期元素是那些元素；掌握元素的位置、结构、性质的关系。最后根据各元素的相对位置确定元素，再利用元素周期律一一解答。
22．【2014年高考安徽卷第25题】(14分)Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。
（1）Na位于元素周期表第 周期第 族；S的基态原子核外有 个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为 。
（2）用“＞”或“＜”填空：
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si S
O2－ Na＋
NaCl Si
H2SO4 HClO4
（3）CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101KPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl2(s)，放热44.4KJ，该反应的热化学方程式是 。
（4）ClO2是常用于水的净化，工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取ClO2。写出该反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目 。