高中化学专题讲座(三)“位-构-性”综合推断题的解题方法(讲) 解析版

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：24ZQ <ZRB ．X 能从2ZO 中置换出ZC ．Y 能与23Fe O 反应得到FeD ．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：Mg ，Y 为：Al ，Z 为：C ，M 为：N ，Q 为：S ，R 为：Cl ，据此分析答题。

2ZQ 为：2CS ，4ZR 为：4CCl ，2CS 中硫的还原性强于4CCl 中的氯元素，A 错误；Mg 和2CO 发生下述反应：22Mg+CO =2MgO+C 点燃，B 正确；Al 和23Fe O 发生铝热反应如下：23232Al+Fe O =Al O +2Fe 高温，C 正确； M 为：N ，N 的最高价氧化物的水化物为：3HNO ，最低价氢化物为：3NH ，二者发生如下反应：3343HNO NH NH NO +=，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 ＜XB.常温常压下，Y 单质为固态C.气态氢化物热稳定性：Z ＜WD.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<Al ，A 项正确；常温常压下，单质硅呈固态，B 项正确；由非金属性：P<N ，可知气态氢化物热稳定性：PH 3<NH 3，C 项正确；Al 的最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，并非强碱，D 项错误。

【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＞YC.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XB.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YD.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：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ⅡA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)<r(Z)<r(W)B.简单氢化物的热稳定性：X<WC.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。