5 突破全国卷热点题型5 元素“位—构—性”综合推断题的解题策略

突破全国卷热点题型5元素“位—构—性”综合推断题的解题策略
[热点精讲]
1．建立“位—构—性”关系模型
2．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＝周期序数；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“三短四长七刚满，七主七副八零完”；②各周期元素种数；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。

3．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。

4．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。

5．元素推断题中常用到的推断依据
(1)气态氢化物的水溶液呈碱性或气态氢化物能与其最高价氧化物对应的水化物发生化合反应的元素：N。

(2)最活泼的非金属元素或无正化合价的主族元素或无氧酸可腐蚀玻璃的元素或简单气态氢化物最稳定的元素或简单阴离子的还原性最弱的元素：F。

(3)焰色反应呈黄色的元素：Na；焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)的元素：K。

(4)地壳中含量最多的金属元素：Al。

(5)元素的简单氢化物和其最高价氧化物对应的水化物能发生氧化还原反应，或元素的简单氢化物能和其氧化物在常温下反应生成该元素对应的单质，该元素是S。

(6)单质为黄绿色气体的元素：Cl。

(7)可组成红棕色有刺激性气味气体的两种元素：O、N。

[热点精练]
精练一依据结构特点或在元素周期表中的位置推断
1．(2020·武汉调研)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。

常温常压下，Y的单质和氧化物均能与X的氢化物的水溶液反应生成一种相同的气体，且该气体分子与CH4具有相同的空间结构。

Z原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍。

下列叙述错误的是()
A．元素X的简单氢化物比其他三种元素的简单氢化物稳定
B．元素Y在自然界中只以化合态形式存在
C．元素Z的含氧酸只有两种
D．元素W、Y位于元素周期表中金属元素与非金属元素分界线附近
解析：选C。

CH4是正四面体结构，短周期主族元素中还能形成具有正四面体结构的气体的是Si和H或Si和F，Si的单质与氧化物均能与HF的水溶液反应生成SiF4，故Y为Si，X为F；Z原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍，则Z为S，W为B。

F的非金属性最强，其简单氢化物比其他三种元素的简单氢化物稳定，A正确；在自然界中硅主要以二氧化硅、硅酸盐的形式存在，B正确；S的含氧酸有亚硫酸、硫酸、硫代硫酸、连二硫酸等，C错误；B位于第二周期第ⅢA族，Si位于第三周期第ⅣA族，B和Si均位于元素周期表中金属元素与非金属元素分界线附近，D正确。

2.四种短周期主族元素在周期表中的位置如图所示，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的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
解析：选C。

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的简单阴离子多一个电子层，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。

精练二依据结构特点及物质的特性或用途推断
3．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，Y 是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的
单质广泛用作半导体材料。

下列叙述正确的是()
A．原子最外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、Z
B．原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、X
C．元素非金属性由强到弱的顺序：Y、Z、W、X
D．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W
解析：选A。

由于Y是非金属性最强的元素，则Y为氟元素；X原子最外层有6个电子，属于第ⅥA族元素，且原子序数小于9，则X为氧元素；由于Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，且其原子序数大于9，则Z为铝元素；由于W的单质广泛用作半导体材料，则W为硅元素。

A项，Y、X、W、Z的原子最外层电子数分别为7、6、4、3，正确；B项，原子半径由大到小的顺序为Al、Si、O、F，错误；C项，非金属性由强到弱的顺序为F、O、Si、Al，错误；D项，简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为F、O、Si，错误。

4．短周期主族元素X、Y、Z、W、N的原子序数依次增大，X的原子在元素周期表中原子半径最小，Y的次外层电子数是其电子总数的1/4，离子化合物ZX2是一种储氢材料，W与Y属于同一主族，NY2是医学上常用的水消毒剂、漂白剂。

下列叙述正确的是() A．Y和W分别与X形成的简单化合物的热稳定性：X2Y>X2W
B．离子半径由小到大的顺序为Y2－<Z2＋<N－<W2－
C．ZX2和NY2中化学键一致，且微粒个数之比均为1∶2
D．H x N的水溶液加入Na y W中生成有臭鸡蛋气味的气体，可证明非金属性：N>W 解析：选A。

短周期主族元素X、Y、Z、W、N的原子序数依次增大，X的原子在元素周期表中原子半径最小，则X为氢元素；Y的次外层电子数是其电子总数的1/4，则Y为氧元素；离子化合物ZX2是一种储氢材料，根据化合价可知Z为镁元素；W与Y属于同一主族，则W为硫元素；NY2是医学上常用的水消毒剂、漂白剂，则NY2为ClO2，N为氯元素。

精练三依据物质的转化关系推断
5.(2020·山东省实验中学模拟)已知A、B、C、D为原子序数依次
增大的短周期元素，X、Y、M、N分别是由这四种元素中的两种组成
的常见化合物，甲、乙为其中两种元素对应的单质。

若X与Y、甲与乙摩尔质量相同，Y 与乙均为淡黄色固体，上述物质之间的转化关系如图所示(部分反应物或生成物省略)。

下列说法中不正确的是()
A．沸点：N＞M
B．A、C、D的常见氧化物相互之间一定能发生反应
C．简单离子半径：D2－＞B2－＞C＋＞A＋
D．C与其他元素均能形成离子化合物
解析：选B。

甲、乙为其中两种元素对应的单质，Y与乙均为淡黄色固体，则乙为S，Y为Na2O2；X与Y、甲与乙摩尔质量相同，则甲为O2，X为Na2S；由转化关系图可知，M为H2S，N为H2O。

综上所述，A为H，B为O，C为Na，D为S，X为Na2S，Y为Na2O2，M为H2S，N为H2O。

N为H2O，其分子间能形成氢键，M为H2S，所以沸点H2O＞H2S，A正确。

A为H，C为Na，D为S，其常见氧化物分别为H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3，H2O2和Na2O、Na2O2不反应，B错误。

具有相同电子层结构的离子，核电荷数越小，半径越大，所以离子半径O2－>Na＋，又因为电子层数越多，半径越大，所以离子半径S2－>O2－>Na＋>H＋，C正确。

C为Na，Na是活泼金属容易失电子，所以与其他元素均能形成离子化合物，D正确。

6.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，
0.1mol·L－1t溶液与0.1mol·L－1u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
解析：选D。

根据流程图可知，m、n在放电条件下反应生成r，r与n反应生成有色气体s，结合题意可知，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，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，其电子式可表示为，，错误。