精品资源·备战高考
专题08 “位—构—性”之间的关系及推断
——以宏观与微观相结合的视角解决问题
元素推断题是高考的热点题型,命题的落点是借助元素周期表的片段（某一部分）,推断元素,然后利用“位—构—性”关系综合考查元素及化合物性质和化学反应原理相关内容。能力要求是能从不同层次认识物质的多样性,并对物质进行分类；能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念；能从宏观和微观相结合的视角分析和解决实际问题。
1．【2019新课标Ⅰ卷】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】本题属于肯定式单选题,要求推断元素、判断元素化合物性质、结构的正确叙述。根据图中“W+” 推断W位于第IA族,由同一短周期元素推断它们不可能位于第一周期,假设位于第三周期,作为W是钠 （Na）；由Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知,X只能是原子序数为12、14的镁（Mg）、硅 （Si）,Z可能是具有286、287电子层结构的硫（S）、氯（Cl ）[X不能是16号元素硫（S）,否则Z就是 具有288电子层结构的氩（Ar）,但稀有气体元素一般难以形成化合物]；再根据化合价代数和为零可知,如 果W、X、Z是钠、镁、硫,则Y是具有287电子层结构的氯（Cl）,且应呈+7价,与图中Y与X之间的 连接方式矛盾；如果W、X、Z是钠、硅、氯,则Y是具有285电子层结构的磷（P）,且应呈－3价,与图 中Y与X之间的连接方式相符；因此,W、X、Y、Z分别为钠、硅、磷、氯。A项错误,WZ即氯化钠, 属于强酸强碱盐,不水解,其水溶液呈中性；B项错误,非金属性：Si 提升突破·战胜高考 精品资源·备战高考 个磷原子与2个硅原子各共用一对电子,并得到1个电子,使其最外层电子数变为5+2+1=8,满足8电子 稳定结构。 【素养解读】本题以科学家合成的一种新化合物（字母型）结构为载体,考查元素推断、元素周期表、元 素周期律、元素化合物的性质、电子层结构等知识,属于传统题型的创新,难度较2018年第12题大。重 点考查了信息的接受、吸收、整合能力以及分析问题和解决问题能力的考查,同时也体现了化学学科核心 素养中微观探析、变化观念、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识等的水平1、水平2、水平3、水 平4的考查。 2．【2019新课标Ⅲ卷】X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和我10,X与Z同族, Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是 A．熔点：X的氧化物比Y的氧化物高 B．热稳定性：X的氢化物大于Z的氢化物 C．X与Z可形成离子化合物ZX D．Y的单质与Z的单质均能溶于浓硫酸 【答案】B 【解析】本题属于肯定式单选题,要求推断元素、判断元素以及化合物的性质、结构的正确叙述。因为三 种元素为短周期主族元素,依据Y最外层电子数等于X次外层电子数,得出Y的最外层电子数为2,即X 为第二周期元素,X和Z属于同主族,令X的最外层电子数为x,则有2＋x＋x=10,即x=4,Y的原子半 径大于Z,Y、Z为第三周期元素X为C,Y为Mg,Z为Si,A、X的氧化物是CO2或CO,Y的氧化物是 MgO,前者为分子晶体,后者为离子晶体,X的氧化物熔点低于MgO,故A错误；B、同主族从上到下, 非金属性增强,其气态氢化物的稳定性增强,C的非金属性强于Si,即C的氢化物稳定性强于Si的氢化物, 故B正确；C、C和Si形成的化合物是SiC,属于原子晶体,故C错误；D、Mg能溶于浓硝酸,Si的性质 不活泼,除能与HF酸反应外,不与盐酸、硫酸、硝酸发生反应,Si不溶于浓硝酸,故D错误。 【素养解读】本题主要考查学生对元素周期表中原子结构和元素性质周期性变化规律的理解,需要学生熟 练掌握短周期元素的基本性质和性质的变化规律,并将元素周期表、原子结构、核电荷数、核外电子排布 等进行综合运用,要求正确得出相关元素的名称,并熟悉元素单质及其化合物的化学键的形成,化学键的 性质,原子的电子层结构,氧化物及其水合物的酸性碱性等知识。 提升突破·战胜高考 精品资源·备战高考 1、同一元素“位—构—性”之间的关系 2、元素推断类题目的基本特点 实际考查中只呈现元素周期表的某一片段,根据呈现的片段结构中提供的信息推断元素,推出元素在周期表中的位置,就可以快速确定元素的名称、原子结构及相关性质。 3、解题基本思路 提升突破·战胜高考 精品资源·备战高考 4、命题角度 （1）与元素周期表的具体结构相结合考查 考查的角度通常有：由位置推断结构性质；由结构确定位置,推断性质；由性质、用途推断位置和结构。这类题型属于高考高频考点,体现了对“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养的考查。 【典例1】【2019新课标Ⅱ卷】今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下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 【解析】本题属于否定式单选题,要求选出错误说法。首先要根据元素在周期表的位置结合W与X的最高 化合价之和为8来确定元素,假设X最高化合价为+a价,则W最高化合价为+(a+2)价,a+(a+2)=8,则a=3, 所以X是Al,Y是Si,Z是P,W是N。A选项正确,原子核外电子层数越多,原子半径越大,X在W的 下一周期,原子核外电子层数X>W,所以原子半径W 【素养解读】本题考查了元素的位、构、性的关系及应用。根据元素在周期表的相对位置及X、W化合价 提升突破·战胜高考 精品资源·备战高考 的关系推断元素是解题关键,体现了物质结构决定性质、性质决定用途,用途体现性质的作用,将物质结 构与物质的存在形式及性质有机结合在一起进行考查。 （2）微型框图推断 2016年全国卷Ⅰ在考查元素周期表与元素周期律以及“位一构一性”时,引入了多年前的框图式推断。该类试题能够较好地将元素化合物知识结合来,更好地考查考生的逻辑推理能力。 【典例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W 【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W 提升突破·战胜高考 精品资源·备战高考 【素养解读】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。 1．W、X、Y、Z四种短周期元素,它们在周期表中位置如图所示。下列说法中不正确的是( ) A．Z、Y、X的原子半径依次减小,非金属性依次降低 B．Z、Y、W的最高价氧化物的水化物的酸性依次降低 C．WH4与Z元素的单质在一定条件下可发生化学反应 D．W的位置是第二周期,第ⅣA族 2．X、Y、Z、M、R为五种短周期元素,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法不正 确的是( ) 提升突破·战胜高考 精品资源·备战高考 A．R的氧化物都含有离子键 B．M的氢化物常温常压下为气体 C．最高价含氧酸的酸性：Z＜Y D．Y形成的化合物种类最多 3．【2018·高考全国卷Ⅲ】W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW 与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列说法正确的 是( ) A．原子半径大小为W＜X＜Y＜Z B．X的氢化物水溶液酸性强于Z的 C．Y2W2与ZW2均含有非极性共价键 D．标准状况下W的单质状态与X的相同 4．【四川省成都市2019届高三下学期第三次诊断性检测】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。X分别与Y、Z、W结合形成质子数相同的甲、乙、丙三种分子。丁为无色气体,遇空气变红棕色；丙的水溶液可刻蚀玻璃。 上述物质有如图转化关系： 下列说法错误的是 提升突破·战胜高考 精品资源·备战高考 A．四种元素形成的单质中W的氧化性最强 B．甲、乙、丙中沸点最高的是丙 C．甲常用作致冷剂 D．甲、乙分子均只含极性共价键 5． 【福州市2019届高三毕业班第三次质量检测】一种新兴宝玉石主要成分的化学式为X2Y10Z12W30,X、Y、Z、W均为短周期主族元素且Y、W、X、Z的原子序数依次增大,X与Y位于同一主族,Y与W位于同 一周期。X、Y、Z的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等,W是地壳中含量最多的元素。下列说 法错误的是 A．原子半径：X>Y>W B．最高价氧化物对应水化物的碱性：X>Y C．Z、W组成的化合物能与强碱反应 D．X的单质在氧气中燃烧所得的产物中阴、阳离子个数比为1:1 1．选A。W、X、Y、Z是四种短周期元素,它们在周期表中位置如图所示,则W是C,X是O,Y是S,Z是Cl。 同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族自上而下原子半径逐渐增大,原子半径Y＞X,Y＞Z,非金属性 提升突破·战胜高考 精品资源·备战高考 X＞Z＞Y,A项错误；非金属性：Z>Y>W,Z、Y、W的最高氧化物的水化物的酸性依次降低,B项正确；CH4与Cl2在一定条件下可发生取代反应,C项正确；碳元素的位置是第二周期,第ⅣA族,D项正确。 2．选C。根据题图可推知,X为H,Y为C,Z为N,M为S,R为Na。Na的氧化物为Na2O、Na2O2,二者均为离 子化合物,A项正确；S的氢化物为H2S,常温常压下为气体,B项正确；非金属性：N＞C,故最高价含氧酸的酸性：HNO3＞H2CO3,C项错误；含碳化合物种类最多,D项正确。 3．选D。根据题目给出的原子序数大小关系、元素在周期表中的位置关系、物质的颜色以及转化关系,首先 推出黄绿色气体为Cl2,联想氯及其化合物的转化关系：NaClO＋2HCl(浓)===Cl2↑＋NaCl＋H2O,对照盐YZW的组成以及Cl2与NaOH溶液反应等信息得出W为O,X为F,Y为Na,Z为Cl。根据元素周期律,可知原子半径：Na＞Cl＞O＞F,A项错误；HF是弱酸,HCl为强酸,酸性：HF＜HCl,B项错误；Na2O2中O原子与O原子之间以非极性键结合,ClO2的结构式为O—Cl—O,无非极性键,C项错误；标准状况下,F2、O2均为气态,D项正确。 4．选B。 丁为无色气体,遇空气变红棕色,则丁为NO,单质Z与化合物甲反应生成NO,则单质Z为O2,化合 物甲为NH3,乙为H2O,能与H2O反应生成氧气的单质为F2,丙为HF,故元素X、Y、Z、W分别为H、N、O、F。据此解答。A．根据以上分析,H、N、O、F四种元素形成的单质中F2的氧化性最强,故A正确；B．常温下NH3和HF为气态,H2O在常温下为液态,所以沸点最高的是H2O,故B错误；C．化合物甲为NH3,氨气易液化,液氨气化时吸收大量的热,故常用作致冷剂,故C正确；D．化合物甲为NH3,乙为H2O,NH3和H2O分子均只含极性共价键,故D正确。故 5．选D。分析可知：Y为Li元素、W为O元素、X为Na元素、Z为Si元素；A．Li、O同周期,核电荷 数大,原子半径小,Li的原子半径大于O,Li、Na同主族,核电荷数大,原子半径大,Na的原子半径大于Li,则原子半径是X＞Y＞W,故A正确；B．Na的金属性比Li强,NaOH的碱性比LiOH强,则最高价氧化物对应水化物的碱性：X>Y,故B正确；C．Z、W组成的化合物SiO2是酸性氧化物,能与强碱反应,故C正确；D．X的单质是Na,在氧气中燃烧生成Na2O2,存在Na+和O22-,则阴阳离子之比为1:2,故D错误；故答案为D。 提升突破·战胜高考
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