高考化学答题技巧之选择题 题型01 元素位-构-性推断(解析版)Word（21页）

题型01 元素“位-构-性”推断 1．位、构、性关系的含义 所谓位、构、性是指元素在周期表的位置(周期、族)与原子结构(电子层、最外层电子数)以及元素的性 质(金属性、非金属性等)之间的相互关联，以及相互之间的推导。 (1)从元素的原子结构推测元素在周期表中的位置及有关性质。 (2)从元素在周期表中的位置推测元素的原子结构及相关性质。 (3)元素的一些主要性质能反映元素的原子结构和元素在周期表中的位置。 2．位、构、性关系的应用 (1)结构与位置互推问题是解题的基础 ①掌握四个关系式：电子层数=周期序数；质子数=原子序数；主族元素最外层电子数=主族序数；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(H 除外)。 ②熟练掌握周期表中的一些特殊规律： 如各周期元素种数；稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；同族上下相邻元素原子序数的关系等。 (2)性质与位置互推问题是解题的关键 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。 (3)结构和性质的互推问题是解题的要素 试题命制时主要是以原子(或离子)结构、核外电子排布、元素化合物的性质为突破口，进行元素的 推断，然后分项考查粒子半径大小的比较，金属性、非金属性强弱的比较，气态氢化物的稳定性强弱， 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱等元素周期律知识，有时还涉及化学键与物质类别关系的判断。解 题时抓住这些关键特性，首先确定其为何种元素，然后以此为突破口，推知其他未知元素。 ①最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性。 ②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。 ③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。 ④判断元素金属性和非金属性的方法规律，很多只适用于主族元素，而不适用于副族元素。 3．推断中常考元素 元素 排布特点(结构特征) 性质特征 H ①最外层只有一个电子 ②族序数等于周期数 ③无中子 ④半径最小 ①密度最小的单质 ②宇宙含量最多的元素 Li ①周期数是族序数2 倍的元素 ②最外层电子数是内层电子数的 一半 电极材料 C ①族序数等于周期数2 倍的元素 ②最高正价与最低负价代数和为 零的短周期元素 ①形成化合物种类最多的元素 ②单质是自然界中硬度最大的物质 ③元素的气态氢化物中氢的质量分数最高的元 素 N ①空气中含量最多的元素 ②气态氢化物的水溶液呈碱性的元素 ③元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应 的水化物能起化合反应 ④某一氢化物可做液态燃料 ⑤常见氢化物可做制冷剂 O ①族序数等于周期数3 倍的元素 ②最外层电子数是最内层电子数 的3 倍 ③最外层电子数是电子层数的3 倍 ④最高正化合价不等于族序数的 元素 ①地壳中含量最多的元素 ②氢化物在通常情况下呈液态的元素 ③某一单质可杀菌、消毒、漂白 Na ①周期数是族序数3 倍的元素 ②原子半径最大的短周期元素 ③L 层电子数为8，与H 同主族的 短周期元素 ①短周期中金属性最强的元素 ②元素的单质在常温下能与水反应放出气体的 短周期金属元素 ③两种最常见氧化物的水化物皆呈碱性的短周 期元素 Al 族序数等于周期数的元素 ①最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸 反应，又能与强碱反应的元素 ②氧化物可做耐火材料 ③地壳中含量最多的金属元素 Si ①最高正价与最低负价代数和为 零的短周期元素 ②最外层电子数是次外层电子数 的一半 ①单质是重要的半导体材料 ②氧化物可用作光导纤维 ③最高价非金属氧化物对应的水化物难溶于水 P 最外层电子数是内层电子数的一半 ①组成骨骼和牙齿的必要元素 ②某一单质和其氢化物都能自燃 S ①族序数等于周期数2 倍的元素 ②与氧同主族的短周期元素 ③最外层电子数是电子层数的2 倍 ①某一氧化物可做漂白剂和防腐剂 ②最高价氧化物对应的水化物是常见的干燥剂 ③元素的氢化物和它的最高价氧化物对应的水 化物可发生氧化还原反应 Cl 第三周期主族元素原子半径最小 ①最高价氧化物对应的水化物酸性最强 ②单质可用作自来水的杀菌消毒 ③与同周期半径最大的金属组成的化合物溶液 呈中性 说明：如果题干没有指明是短周期元素，所推断元素中可能会出现第四周期元素如K、Ca 等 4．解题模板 第一步：推断元素 (1)根据题目信息和原子结构推断元素在元素周期表中的位置及名称。 (2)根据元素及其化合物的性质判断出元素原子结构和在元素周期表中的位置。 第二步：联想“规律” 依据推出的元素在周期表中的位置，结合元素周期律对选项中元素的结构和元素性质的变化作出判断。 第三步：通盘“验证” 将判断的结果代入原题中进行检验，完全符合题设条件的才是正确选项。 5．元素推断与物质推断融合题的解答思路 (1)审：审清题意，题干→问题→框图，迅速浏览一遍，尽量在框图中把相关信息表示出来，明确求解 要求。 (2)找：找“题眼”，即找到解题的突破口。 (3)析(推)：从“题眼”出发，联系新信息及所学知识，大胆猜测，应用正、逆向思维、发散收敛思维、 横向纵向思维等，进行综合分析、推理，初步得出结论。 (4)验：验证确认，将结果放入原题检验，完全符合条件才算正确。 6．文字叙述型元素推断试题的解题策略 7．片断元素周期表推断试题的解题策略 8．物质结构式元素推断中陌生物质中的信息突破 (1)化学键信息：如能形成1 个共价键的元素为H、F、Cl，能形成4 个共价键的元素为C、Si，能形成 2 个共价键的元素为O、S。、 (2)根据形成的简单阴、阳离子可确定原子的最外层电子数，如X2+和Y2-，即X、Y 原子最外层电子数 分别为2 和6。 (3)化合价信息：化合物中各元素化合价代数和为0，结合某些常见元素的化合价或化学键，可确定未 知元素的化合价，间接确定最外层电子数目。 1．(2023•全国乙卷，10)一种矿物由短周期元素W、X、Y 组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。 W、X、Y 原子序数依次增大。简单离子 与 具有相同的电子结构。下列叙述正确的是( ) A．X 的常见化合价有 、 B．原子半径大小为 C．YX 的水合物具有两性 D．W 单质只有4 种同素异形体 【答案】A 【解析】W、X、Y 为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构，则 它们均为10 电子微粒， X 为O，Y 为Mg，W、X、Y 组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生， 则W 为C，产生的气体为二氧化碳。A 项，X 为O，氧的常见价态有-1 价和-2 价，如H2O2和H2O，A 正确； B 项，W 为C，X 为O，Y 为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越 小，原子半径越大，所以原子半径大小为：Y＞W＞X，B 错误；C 项，Y 为Mg，X 为O，他们可形成 MgO，水合物为Mg(OH)2，Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX 的水合物没有两 性，C 错误；D 项，W 为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不 止四种，D 错误；故选A。 2．(2023•全国甲卷，11)W、X、Y、Z 为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为 19。Y 的最外层电子数与其K 层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是( ) A．原子半径：X＞W B．简单氢化物的沸点：X＜Z C． 与 可形成离子化合物 D． 的最高价含氧酸是弱酸 【答案】C 【解析】W、X、Y、Z 为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原 子序数的规律，则W 为N，X 为O，Y 的最外层电子数与其K 层电子数相等，又因为Y 的原子序数大于氧 的，则Y 电子层为3 层，最外层电子数为2，所以Y 为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z 的最 外层电子数为6，Z 为S。A 项，X 为O，W 为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大小为 W＞X，A 错误；B 项，X 为O，Z 为S，X 的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z 的简单氢化物为 H2S，没有氢键，所以简单氢化物的沸点为X＞Z，B 错误；C 项，Y 为Mg，X 为O，他们可形成MgO， 为离子化合物，C 正确；D 项，Z 为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D 错误；故选C。 3．(2023•湖南卷，6)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z 和W 为原子序数依次增大的前20 号元素，W 为金属元素。基态X 原子s 轨道上的电子数和p 轨道上的电子数相 等，基态X、Y、Z 原子的未成对电子数之比为2：1：3。下列说法正确的是( ) A．电负性：X>Y>Z>W B．原子半径：X<Y<Z<W C．Y 和W 的单质都能与水反应生成气体 D．Z 元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性 【答案】C 【解析】根据题中所给的信息，基态X 原子s 轨道上的电子式与p 轨道上的电子式相同，可以推测X 为O 元素或Mg 元素，由荧光粉的结构可知，X 主要形成的是酸根，因此X 为O 元素；基态X 原子中未成 键电子数为2，因此Y 的未成键电子数为1，又因X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，故Y 可能为F 元素、 Na 元素、Al 元素、Cl 元素，因题目中给出W 为金属元素且荧光粉的结构中Y 与W 化合，故Y 为F 元素 或Cl 元素；Z 原子的未成键电子数为3，又因其原子序大于Y，故Y 应为F 元素、Z 其应为P 元素；从荧 光粉的结构式可以看出W 为某+2 价元素，故其为Ca 元素；综上所述，X、Y、Z、W 四种元素分别为O、 F、P、Ca。A 项，电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，根据其规律，同一周期从左 到右依次增大，同一主族从上到下依次减小，故四种原子的电负性大小为：Y>X>Z>W，A 错误；B 项， 同一周期原子半径从左到右依次减小，同一主族原子半径从上到下依次增大，故四种原子的原子半径大小 为：Y<X<Z<W，B 错误；C 项，F2与水反应生成HF 气体和O2，Ca 与水反应生成氢氧化钙和氢气，二者 均可以生成气体，C 正确；D 项，Z 元素的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4，几乎没有氧化性，D 错误； 故选C。 4．(2022•广东选择性考试)甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高 价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是( ) A．原子半径：丁＞戊＞乙 B．非金属性：戊＞丁＞丙 C．甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生 D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应 【答案】C 【解析】甲～戊是短周期元素，戊中的最高价氧化物对应水化物为强酸，则可能是硫酸或高氯酸，若 是高氯酸，则戊为Cl，甲为N、乙为F、丙为P、丁为S，若是硫酸，则戊为S，甲为C、乙为O、丙为 Si、丁为P。A 项，根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，则原子半径：丁＞戊＞乙，故A 正确；B 项，根据同周期从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性：戊＞丁＞丙，故B 正确；C 项，甲的氢化物可 能为氨气，可能为甲烷、乙烷等，若是氨气，则遇氯化氢一定有白烟产生；若是甲烷、乙烷等，则遇氯化 氢不反应，没有白烟生成，故C 错误；D 项，丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸， 都一定能与强碱反应，故D 正确。故选C。 5．(2023•辽宁省选择性考试，9)某种镁盐具有良好的电化学性能，其阴离子结构如下图所示。W、 X、Y、Z、Q 是核电荷数依次增大的短周期元素，W、Y 原子序数之和等于Z，Y 原子价电子数是Q 原子 价电子数的2 倍。下列说法错误的是( ) A．W 与Y 的化合物为极性分子 B．第一电离能 C．Q 的氧化物是两性氧化物 D．该阴离子中含有配位键 【答案】B 【解析】W、X、Y、Z、Q 是核电荷数依次增大的短周期元素，W 形成1 条单键且核电荷数最小，W 为H，X 形成4 条键，核电荷数大于H，且小于其他三种元素，X 为C，Y 形成2 条单键，核电荷数大于 C，Y 为O，W、Y 原子序数之和等于Z，Z 为F，Y 原子价电子数为Q 原子价电子数的2 倍，Q 为Al。A 项，W 与Y 的化合物为H2O 或H2O2，均为极性分子，A 正确；B 项，同周期元素从左到右第一电离能呈增 大趋势，则第一电离能F>O>C，B 错误；C 项，Q 为Al，Al2O3为两性氧化物，C 正确；D 项，该阴离子中 L 与Q 之间形成配位键，D 正确；故选B。 6．(2022•湖南选择性考试)科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示)，X、Y、Z、W 为原子序 数依次增大的短周期元素，W 的原子序数等于X 与Y 的原子序数之和。下列说法错误的是( ) A．原子半径：X＞Y＞Z B．非金属性：Y＞X＞W C．Z 的单质具有较强的还原性 D．原子序数为82 的元素与W 位于同一主族 【答案】C 【解析】由共价化合物的结构可知，X、W 形成4 个共价键，Y 形成2 个共价键，Z 形成1 个共价键， X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期元素，W 的原子序数等于X 与Y 的原子序数之和，则X 为C 元素、Y 为O 元素、Z 为F 元素、W 为Si 元素。A 项，同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则C、 O、F 的原子半径大小顺序为C＞O＞F，故A 正确；B 项，同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增 强，同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，则C、O、Si 的非金属性强弱顺序为O＞C＞Si，故 B 正确；C 项，位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强，单质具有很强的氧化性，故C 错误；D 项，原子序数为82 的元素为铅元素，与硅元素都位于元素周期表ⅣA 族，故D 正确；故选C。 7．(2021•河北选择性考试)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。A 项， X 和Z 分别是F、Cl，F 无正价，A 错误；B 项，HX 和HZ 分别是HF 和HCl，HF 在水中不是强酸，B 错 误；C 项，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；D 项，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。 8．(2021•辽宁选择性考试)某多孔储氢材料前驱体结构如图，M、W、X、Y、Z 五种元素原子序数依 次增大，基态Z 原子的电子填充了3 个能级，其中有2 个未成对电子。下列说法正确的是( ) A．氢化物沸点： B．原子半径： C．第一电离能： D．阴、阳离子中均有配位键 【答案】D 【解析】由题干信息可知，基态Z 原子的电子填充了3 个能级，其中有2 个未成对电子，故Z 为C 或 者O，根据多孔储氢材料前驱体结构图可知Y 周围形成了4 个单键，再结合信息M、W、X、Y、Z 五种元 素原子序数依次增大，故Y 为N，故Z 为O，M 只形成一个单键，M 为H，X 为C，则W 为B。A 项，由 分析可知，X、Y 的氢化物分别为：CH4和NH3，由于NH3存在分子间氢键，故氢化物沸点：X＜Y，A 错 误；B 项，根据同一周期从左往右主族元素的原子半径依次减小，同一主族从上往下依次增大，故原子半 径：M＜Z＜Y＜X，B 错误；C 项，根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，IIA 与IIIA， VA 与VIA 反常，故第一电离能：W＜X＜Z＜Y，C 错误；D 项，由于阳离子中的Y 原子是N 原子，形成 了类似于铵根离子的阳离子，故存在配位键，阴离子中的W 为B，最外层上只有3 个电子，能形成3 个共 价键，现在形成了4 个共价键，故还有一个配位键，D 正确；故选D。 1．W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的前三周期主族元素，W 与其他元素不在同一周期，X、Y、Z 处于同一周期。X 的价电子排布为nsnnpn，Z 的第一电离能都小于同周期相邻元素。下列说法不正确的是( ) A．Z 的氢化物的沸点不一定大于X 的氢化物的沸点 B．Z 元素对应的单质一定是非极性分子 C．W、X、Y、Z 原子半径大小：X>Y>Z>W D．X、Z 两种元素形成化合物时，Z 总显负价，说明非金属性：Z＞X 【答案】B 【解析】X 的价电子排布为nsnnpn即可推知n=2，即X 为C 元素；Z 的第一电离能都小于同周期相邻 元素，又Z 处于第二周期，可推知Z 为O 元素，则Y 为N 元素；W 与其他元素不在同一周期，即W 只能 为第一周期，为H 元素。A 项，Z 和X 的简单氢化物分别为H2O 和CH4，由于水分子间有氢键，即水的沸 点一定大于甲烷，但中没有说明Z 的简单氢化物，可能液态或固态的烃，A 正确；B 项，Z 为O，氧气是 非极性分子，但臭氧是极性分子，B 错误；C 项，W、X、Y、Z 原子半径大小：C>N>O>H，C 正确；D 项， X 为C、Z 为O，二者都是非金属元素，原子之间通过共价键结合形成化合物。元素非金属性越强，在形 成化合物时，共用电子对就偏向吸引电子能力强的O 元素，该元素化合价就显负价，吸引电子能力弱的形 成化合物时元素显正价，因此可根据X、Z 两种元素形成化合物时，Z 总显负价，判断元素的非金属性：Z ＞X，D 正确；故选B。 2．短周期的元素X、Y、Z、Q 的原子序数依次增大，基态X 原子的半径是所有原子中最小的，Y 与 X 可形成室温下X2Y、X2Y2两种无色液体，基态Z 原子的M 电子层上p 轨道为半充满状态，Y、Q 同主族。 下列说法不正确的是( ) A．电负性：Z＜Q＜Y B．简单离子半径：Z＞Q＞Y＞Z C．化合物QY2和QY3中Z 杂化相同 D．同周期中第一电离能比Q 大的元素有2 种 【答案】C 【解析】短周期的元素X、Y、Z、Q 的原