【备战2023高考】化学总复习——专题讲座（五）《“位-构-性”综合推断题的解题方法》讲义

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专题讲座（五） “位-构-性”综合推断题的解题方法
目录
第一部分：网络构建（总览全局）
第二部分：知识点精准记忆
第三部分：典型例题剖析
高频考点1 考查依据原子结构或物质结构的推断元素
高频考点2 考查依据元素周期表结构片段的推断元素
高频考点3 考查依据元素及其化合物性质的推断元素
高频考点4 考查结合化学计算的推断元素
正文
第一部分：网络构建（总览全局）







第二部分：知识点精准记忆
知识点一 元素推断的常用思路及常用步骤
1、元素推断的常用思路
根据原子结构、元素周期表的知识及已知条件,可推断原子序数,判断元素在周期表中的位置等,思路如下:

2.元素推断的常用步骤
(1)分析题目有效信息。
①图表信息——题中直接给出的元素周期表片段。
②文字信息——把题中给出的文字信息进行提炼。
③结构信息——题中给出的原子结构信息如微粒的质子数或电子数等。
(2)画出元素周期表片段,明确各元素的相对位置,推出元素。
(3)对照问题,结合元素周期律回答相应问题。
3.元素推断的方法
(1)对于简单的推断题只要应用有关知识点进行直接判断、比较或计算，即可找到答案。
(2)很多情况下只涉及短周期元素或前20号元素，可在草稿纸上画出一个只包含短周期或前20号元素的周期表，对照此表进行推断。
(3)可利用题目暗示的突破口，联系其他条件，顺藤摸瓜，各个击破，推出结论。
4.“两步”快速突破元素推断题

知识点二 元素推断题的分类及推断依据
一、依据原子结构或物质结构推断元素
利用原子结构、核外电子排布特征为元素推断的突破口，是元素推断题的重要类型之一，题目通常以文字叙述的形式给出元素原子的核外电子排布、位置关系等关键信息。解题时可结合短周期元素的原子结构及元素的特殊性质，对元素进行合理的推断。
1．根据核外电子的排布三大规律推断元素
(1)最外层电子规律
最外层电子数(N)
3≤N<8
N＝1或2
N＞次外层电子数
元素在周期
表中的位置
ⅢA族～ⅦA族
第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦
第二周期(Li、Be)除外
(2)“阴三、阳四”规律
某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相等，该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。如S2－、K＋最外层电子数与次外层电子数相等，则S位于第三周期，K位于第四周期。
(3)“阴上、阳下”规律
电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期。如O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋电子层结构相同，则Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。
2.依据“等电子”微粒推断元素
(1)寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒的方法
①“10电子”微粒

②“18电子”微粒

CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……
(2)记忆其他等电子微粒
①“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、C22-。
②“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO。
(3)质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系
①可以是两种原子，如同位素原子。
②可以是两种分子，如CH4、NH3等。
③可以是两种带电荷数相同的阳离子，如 NH4＋、H3O＋。
④可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。
3.根据元素在周期表中位置，确定其化合物的化学式
知道元素在周期表中的主族序数后，根据化合价规律就可以写出它的化合物的化学式，例如(用R代表元素)：
 
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
氢化物
RH4
RH3
H2R
HR
最高价氧化物
RO2
R2O5
RO3
R2O7
最高价含氧酸
H4RO4或H2RO3
H3RO4或HRO3
H2RO4
HRO4
4．依据物质结构推断元素
突破口是元素的价态。
(1)常见非金属元素。H、Cl、F：一价，形成一个共价键；O、S：二价，形成两个共价键；N、P：三价，形成三个共价键；C、Si：四价，形成四个共价键。
(2)常见金属元素。K、Na、Li：形成＋1价阳离子；Ca、Mg：形成＋2价阳离子。
二、依据元素周期表结构片段推断元素
残缺元素周期表型推断题一般给出两种信息：一是给出局部的元素周期表，展示出几种不同元素的相对位置；二是给出某种元素的位置特征、原子结构特征或由该元素形成的单质或化合物的特殊性质。解答此类题目时，要先根据给出的某种元素的特殊结构或性质，确定该元素在周期表中的位置，然后以此为“坐标原点”，根据其他元素与该元素的位置关系，进而确定其他未知的元素。
1.元素周期表中短周期特殊结构的应用
(1)元素周期表中第1周期只有两种元素H和He，H元素所在的第ⅠA族为元素周期表的左侧边界，第ⅠA族左侧无元素分布。
(2)He为0族元素，0族元素为元素周期表的右侧边界，0族元素右侧没有元素分布。
利用这个关系可以确定元素所在的周期和族。
2.熟悉主族元素在周期表中的特殊位置
族序数等于周期数的元素
H、Be、Al
族序数等于周期数2倍的元素
C、S
族序数等于周期数3倍的元素
O
周期数是族序数2倍的元素
Li、Ca
周期数是族序数3倍的元素
Na、Ba
最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素
H、C、Si
最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素
S
除H外，原子半径最小的元素
F
3．元素的位置关系和原子序数关系的应用
(1)同一周期中元素的原子序数比左边相邻元素原子序数大1，比右边相邻元素的原子序数小1。
(2)同主族上下周期元素的原子序数关系
①若在ⅠA族或ⅡA族，原子序数之差为上周期所包含的元素种数。
②若在ⅢA～ⅦA族，原子序数之差为下周期所包含的元素种数。如第三和第四周期的同族相邻元素，若在ⅠA或ⅡA族，原子序数之差为8，若在ⅢA～ⅦA族，原子序数之差为18。
三、依据元素及其化合物性质推断元素
利用元素及其化合物特殊组成与特殊性质推断题，是近几年高考的热点题型，题目一般通过文字叙述提供某些元素及其化合物的相关性质(如能腐蚀玻璃、黄绿色气体等)，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．元素的特性
(1)形成化合物种类最多的元素或单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C
(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)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物起化合反应的元素:N。
(4)地壳中含量最多的元素或氢化物的沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O
(5)最活泼的非金属元素、无正价的元素、无含氧酸的非金属元素、无氧酸(气态氢化物)可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素:F。
(6)最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素或阳离子的氧化性最弱的元素：Cs
(7)单质最易着火的非金属元素：P
(8)焰色反应呈黄色的元素：Na
(9)焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃)的元素：K
(10)单质密度最小的元素：H
(11)单质密度最小的金属元素：Li
(12)常温下单质呈液态的非金属元素：Br
(13)常温下单质呈液态的金属元素：Hg
(14)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：Be、Al
(15)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生氧化还原反应的元素：S
(16)常见的一种元素存在几种单质的元素：C、P、O、S
(17)元素的单质在常温下能与水较快反应放出气体的短周期元素:Li、Na、F。
2．化合物的特性
(1)Al2O3、Al(OH)3的两性：既能与强酸反应又能与强碱反应。
(2)SO2、HClO、Na2O2、H2O2的漂白性。
(3)HClO4为酸性最强的无机含氧酸。
(4)HF是HX中唯一的弱酸，唯一能与SiO2反应的酸。
(5)NH3是中学阶段唯一的碱性气体。
(6)H2SiO3是无机酸中唯一的难溶酸。
(7)H2O、H2O2是两种常见的无色液体。
第三部分：典型例题剖析
高频考点1 考查依据原子结构或物质结构的推断元素
例1.（2022·河北·模拟预测）化合物M(结构如图所示)是常用的还原剂之一，其中X、Y、Z是原子序数递减的不同周期短周期元素，X与W、Z与W均能形成原子个数比为1∶1和2∶1的化合物，W的最外层电子数是电子层数的3倍。下列叙述正确的是

A．Y的最高价氧化物对应的水化物是一种弱酸
B．Z位于第三周期第ⅦA族
C．X和Z形成的化合物的水溶液呈酸性
D．化合物M不能与反应
【解析】W的最外层电子数是电子层数的3倍，W为O；X可形成+1价离子，且X与W、Z与W均能形成原子个数比为1∶1和2∶1的化合物，该化合物为Na2O2、Na2O、H2O2、H2O，X、Y、Z是原子序数递减，故X为Na；Z为H；根据化合物M结构可知，阴离子带1个单位负电荷，阴离子中心原子Y周围形成四条共价键，故Y为B；A．Y的最高价氧化物对应的水化物是H3BO3，是一种弱酸，A项正确；B．H位于第一周期第IA族，B项错误；C．X和Z形成的化合物为NaH，其溶于水后发生反应：NaH+H2O=H2↑+NaOH，故水溶液呈碱性，C项错误；D．化合物M为NaBH4，有较强还原性，能与氧化剂H2O2发生氧化还原反应，D项错误；答案选A。
【答案】A
【名师归纳】(1)掌握元素原子的4个关系式:①质子数=原子序数;②电子层数=周期序数;③最外层电子数=主族序数;④最低负价=主族序数-8。
(2)熟练掌握元素周期表中的一些特殊规律:①各周期所能容纳元素种数;②稀有气体元素的原子序数及在周期表中的位置;③同族上下相邻元素原子序数的关系。
【变式训练】（2022·四川攀枝花·模拟预测）由原子序数依次增大的X、Y、Z、W、M、Q六种短周期元素形成的某种液态离子化合物的结构式如图。X离子与氦原子具有相同的电子层结构；W原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，Q与W属同一主族。下列说法错误的是

A．六种元素中原子半径最大的是Q
B．化合物ZW2、YW2、QW2均能与NaOH溶液反应
C．Y、Z、W 、M、Q五种元素中，M的非金属性最强
D．在图示结构的阴离子中，各原子最外层都满足8电子结构
【解析】由原子序数依次增大的X、Y、Z、W、M、Q六种短周期元素形成的某种液态离子化合物的结构式如图，Y能形成四价，Y为C。X离子与氦原子具有相同的电子层结构，X为Li；W原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，W为O元素，Q与W属同一主族，Q为S元素，Z介于C和O之间，Z为N元素，M形成1个共价键，M为F元素。A． 周期表中同主族从上到下，同周期从右到左，原子半径增大，六种元素中原子半径最大的是S，故A正确；B． 化合物NO2、CO2、SO2均能与NaOH溶液反应生成NaNO3和NaNO2、Na2CO3、Na2SO3，故B正确；C． 周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强，Y、Z、W 、M、Q五种元素中，M为F，M的非金属性最强，故C正确；D． 在图示结构的阴离子中，S为+6价，最外层有12个电子，S原子最外层不满足8电子结构，故D错误；故选D。
【答案】D
高频考点2 考查依据元素周期表结构片段的推断元素
例2．（2022·四川·三模）前四周期主族元素X、Y、Z、W在周期表中的相对位置如图所示，其中W的原子序数是Z的2倍。下列说法正确的是



X

Y



Z



W

A．熔点：Y>Y2X3
B．最高价含氧酸酸性：W>Z
C．Z能与X形成多种化合物
D．Y的最高价氧化物的水化物是强碱
【解析】前四周期主族元素X、Y、Z、W在周期表中的相对位置如图所示，其中W的原子序数是Z的2倍，设Z的原子序数是a，则W的原子序数是a+17，2a=a+17，a=17，所以Z是Cl元素、W是Se元素、X是O元素、Y是Al元素。A．Al的熔点低于Al2O3的熔点，故A错误；B．非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，最高价含氧酸酸性：HClO4>H2SeO4，故B错误；C．Cl能与O形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多种化合物，故C正确；D．Al(OH)3是两性氢氧化物，故D错误；选C。
【答案】C
【方法归纳】直接相邻的“┳”型、“┻”型、“╋”型原子序数关系
(1)
(2)
(3)
(4)
【变式训练】（2021·浙江台州·一模）已知前4周期的主族元素在周期表中的相对位置如图所示，其中X元素的单质在常温下为液体。下列说法不正确的是

A．与Q同族的元素，从上到下最高价氧化物的水化物在水中溶解度依次增大
B．Y元素可能存在、及不稳定等多种氧化物
C．在Z、R、Y的最高价氧化物的水化物中，R的最高价氧化物的水化物酸性最弱
D．位于第6周期与X同族的元素，原子序数为85，属于金属元素
【解析】X元素的单质在常温下为液体，X是Br元素；根据在元素周期表中的相对位置，可知Y是S元素、Z是C元素、R是Si元素、Q是Mg元素。A．Mg是ⅡA族元素，ⅡA族元素从上到下最高价氧化物的水化物在水中溶解度依次增大，故A正确；B．根据化合价规律，S元素可能存在、及不稳定等多种氧化物，故B正确；C．非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，非金属性S>C>Si，所以最高价氧化物的水化物中，H2SiO3的酸性最弱，故C正确；D．位于第6周期与Br同族的元素是At，原子序数为85，属于非金属元素，故D错误；选D。
【答案】D
高频考点3 考查依据元素及其化合物性质的推断元素
例3．（2022·湖南·模拟预测）原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z，W与X形成的某些化合物能形成酸雨，Y是金属且能与水剧烈反应，Z可与Y形成化合物Y2Z。下列说法正确的是
A．简单离子半径：Z>W> X> Y
B．简单氢化物稳定性：W>X> Z
C．Y与Z形成的化合物中只含离子键
D．简单氢化物沸点：W> Y> Z
【解析】原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z；Y是金属且能与水剧烈反应，则Y为Na；Z可与Y形成化合物Y2Z，且Z的原子序数大于Y，则Z为S；W与X形成的某些化合物能形成酸雨，则W为N，X为O；综上所述，W为N，X为O，Y为Na，Z为S。A．由分析可知，W为N，X为O，Y为Na，Z为S，它们对应的简单离子分别为N3-、O2-、Na+和S2-；S2-核外有三层电子，其离子半径最大，N3-、O2-、Na+核外电子排布相同，均有两层电子，且原子序数依次增大，则离子半径依次减小；综上所述，离子半径：S2-＞N3-＞O2-＞Na+，A正确；B．由分析可知，W为N，X为O，Z为S，其简单氢化物依次为NH3、H2O和H2S；元素非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，非金属性：O＞N＞S，故稳定性：H2O＞NH3＞H2S，B错误；C．由分析可知，Y为Na，Z为S，二者形成的化合物Na2S2，既含有离子键，又含有共价键，C错误；D．由分析可知，W为N，Y为Na，Z为S，其简单氢化物依次为NH3、NaH和H2S；三者的晶体类型依次为分子晶体、离子晶体和分子晶体，故NaH的沸点最高；NH3分子间存在氢键，故其沸点高于H2S；综上所述，简单氢化物沸点：NaH＞NH3＞H2S，D错误；故选A。
【答案】A
【归纳总结】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、某一种单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素:C。
(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或简单氢化物在常温下呈液态的元素:O。
(4)具有漂白性的物质:氯水、二氧化硫、过氧化钠、双氧水(H2O2)。
(5)最活泼的非金属元素、无正价的元素、无含氧酸的非金属元素、无氧酸(气态氢化物)可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素:F。
(6)单质密度最小的非金属元素:H;单质密度最小的金属元素:Li。
(7)常温下单质呈液态的非金属元素:Br;常温下单质呈液态的金属元素:Hg。
(8)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。
(9)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物起化合反应的元素:N。
(10)元素的单质在常温下能与水较快反应放出气体的短周期元素:Li、Na、F。
【变式训练】（2022·吉林吉林·模拟预测）我国“祝融号”火星车首次在火星上探测到含水矿物，通过分析发现矿物含有a、b、c、d四种原子序数依次增大的短周期主族元素，岩石中含有cdb3，其中b也是地球地壳中含量最高的元素，c为金属元素，其单质与热水反应后的溶液能使酚酞试液变为浅红色，a、d为同一主族元素。下列判断错误的是
A．原子半径：c＞d＞a＞b
B．b分别和a、c、d形成的化合物化学键类型相同
C．a的氢化物的沸点可能高于b的氢化物的沸点
D．从海水中提取c的过程中，工业生产常选用Ca(OH)2作为沉淀剂
【解析】b也是地球地壳中含量最高的元素，则b为O；c为金属元素，其单质与热水反应后的溶液能使酚酞试液变为浅红色，则c为Mg；a、d为同一主族元素，岩石中含有cdb3，令d的化合价为n，根据化合价代数和为0，则与+2+n+(-2)×3=0，解得n=+4，、d为同一主族元素且d的原子序数比a大，故d为Si，a则a为C；由分析可知，a为C元素、b为O元素、c为Mg元素、d为Si元素；A．同周期主族元素自左而右原子半径减小，一般电子层越多原子半径越大，故原子半径：c(Mg)＞d(Si)＞a(C)＞b(O)，故A正确；B．b为O，与C形成化合物如CO的化学键是共价键，与Mg形成化合物如MgO是离子键，化学键类型不同，故B错误；C．a为C元素、b为O元素，O的氢化物一般有水和H2O2常温下为液态，而C的氢化物CxHy属于烃类，当C原子个数较大时为固体，因此C的氢化物的沸点可能高于O的氢化物的沸点，故C正确；D．c为Mg元素，Ca(OH)2和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，Ca(OH)2廉价且原料来源广泛，工业生产常选用Ca(OH)2作为沉淀剂，故D正确；故选：B。
【答案】B
高频考点4 考查结合化学计算的推断元素
例4．（2022·河南·模拟预测）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。已知X与Y形成的某一化合物易生成二聚体(常温下为无色气体)，Z的简单离子半径在其所在周期中最小，W原子的最外层电子数是其他三种元素原子最外层电子数之和的。下列说法正确的是
A．X与Y形成的化合物均易溶解于水中
B．四种元素的最简单氢化物均含有共价键
C．W的氢化物在其同族元素中的沸点最高
D．元素Y与W形成的化合物超过3种
【解析】短周期主族元素中X、Y可形成一种易形成二聚体分子的化合物，可推断X为氮，Y为氧，X与Y形成的NO2可形成二聚体无色的N2O4气体，Z的简单离子半径在其所在周期最小，可推断为铝，则W的最外层电子数=(5+6+3)/2=7，W为氯元素，据此可分析解答。A．N与O形成的NO难溶于水，A选项错误；B．H元素与Al元素形成离子化合物，不含共价键，B选项错误；C．Cl(W)所在主族中的F元素的氢化物HF分子间有氢键，沸点高于其它同主族元素的氢化物，C选项错误；D．O与Cl形成的化合物有Cl2O、Cl2O3、ClO2、Cl2O5、Cl2O7等，D选项正确；答案选D。
【答案】D
【变式训练】（2022·重庆市育才中学模拟预测）化合物甲是一种具有强还原性的无机物，其结构式如图所示(图中的“—”可表示单键或双键)，其中W、X、Y、Z为元素周期表中原子序数且核电荷数依次增大的主族元素，W和Z为同主族元素，这四种元素原子的最外层电子数之和为13,下列叙述错误的是

A．原子半径：
B．非金属性：
C．Y、Z两种元素对应的单质均能保存在煤油中
D．W、Y、Z与X形成的常见化合物熔点：
【解析】由结构图可知，Z形成一阳离子，为IA族元素。W和Z为同主族元素，且W的核电荷数最小，形成单键，则W为H元素；这四种元素原子的最外层电子数之和为13，则X、Y元素原子最外层电子数之和为13-1-1=11，图中的“—”可表示单键或双键，则X形成单键或双键，则X最外层电子水为7或6，且Y原子最外层电子数为4或5，故X为第二周期、Y为第三周期元素；Z为第四周期IA族K元素，结合化合物甲的结构图，可知甲的化学式，故四种元素依次为：H、O、P、K；据此分析可得：A．四种元素原子半径：K＞P＞O＞H，故A正确；B．非金属性：O＞P＞H，故B正确；C．Y、Z分别为P、K，磷单质由白磷和红磷，白磷保存在水中；红磷放在广口瓶中（原理火种、人员，；储存于阴凉、通风的库存）。故C错；D．W、Y、Z与X形成化合物依次为离子化合物、分子化合物、分子化合物（或）。离子化合物熔点最高，分子化合物常温下为固体，分子化合物（或）常温下为液体，熔点最低，则W、Y、Z与X形成的常见化合物熔点：，故D正确；答案选C。
【答案】C