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热点强化13 元素推断与元素性质
元素推断与元素性质主要以元素周期表为工具考查“位—构—性”三者的关系，命题既可对
原子结构、元素周期表、元素周期律进行单独考查，也可结合元素及其化合物的性质进行综
合考查。原子结构知识主要考查核素、同位素、核外电子排布(电子排布式、轨道表示式和
未成对电子数)、原子轨道的能量和形状等；元素周期律主要考查金属性、非金属性、气态
氢化物稳定性和最高价含氧酸的酸性、原(离)子半径、电离能、电负性的比较等。元素周期
表一般给出片段，结合原子结构和元素周期律进行考查。在复习过程中，应针对以下几点进
行：
(1)原子结构——构造原理(1～36 号元素核外电子排布)、原子内粒子数量之间的关系；
(2)元素性质——原子半径、主要化合价、金属性、非金属性、第一电离能、电负性的周期
性变化规律；
(3)“位—构—性”——用好元素周期表这一工具，实现分析与推理能力、宏观辨识与微观
探析的学科核心素养的提升。
题组一 文字叙述型
1．(2022·江苏模拟)前四周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。X 与Z 同主族，
且基态X 原子中p 能级和s 能级上的电子数相同。Y、Z 同周期，Y 位于第ⅢA 族，W 最外
层有2 个电子。下列说法正确的是( )
A．原子半径：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
B．最高价氧化物对应水化物的碱性：W<Y
C．第一电离能：I1(Z)<I1(X)
D．基态W 原子内层原子轨道均已充满电子
答案 C
解析 前四周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，W 的原子序数最大且W 最外
层有2 个电子，基态X 原子中p 能级和s 能级上的电子数相同，则X 的电子排布式可能为
1s22s22p4或1s22s22p63s2，Y、Z 同周期，Y 位于第ⅢA 族，X 与Z 同主族，则X 的电子排布
式为1s22s22p4，X 为O，Z 为S，Y 为Al，W 为Ca。电子层数越多，原子半径越大，电子层
数相同，核电荷数越小，半径越大，则原子半径：r(O)<r(S)<r(Al)<r(Ca) ，即
r(X)<r(Z)<r(Y)<r(W)，A 错误；W 为Ca，Y 为Al，金属性：Al<Ca，则最高价氧化物对应
水化物的碱性：Y<W，B 错误；X 为O，Z 为S，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，
则第一电离能：I1(Z)<I1(X)，C 正确；W 为Ca，其电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,3d 轨道未
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充满电子，D 错误。
2．(2022·湖南湘潭一中模拟)X、Y、Z、W、R 为原子序数依次增大的短周期主族元素。
X、Z 原子中分别有1 个、7 个运动状态完全不同的电子，Y 原子中各能级电子数相等，W
原子最外层电子数是内层的3 倍，R 的原子半径是该周期主族元素中最大的。下列说法正确
的是( )
A．气态氢化物热稳定性：Y>Z>W
B．简单离子半径：r(W)>r(R)
C．第一电离能：I1(W)>I1(Z)>I1(Y)
D．X、Z、W 形成的化合物一定不含离子键
答案 B
解析 X、Y、Z、W、R 为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Z 原子中分别有1 个、
7 个运动状态完全不同的电子，则X、Z 原子序数分别为1、7，则X 是H 元素、Z 是N 元素；
Y 原子中各能级电子数相等，则其电子排布为1s22s22p2，Y 为C 元素；W 的基态原子的最外
层电子数是内层电子数的3 倍，W 只能含有2 个电子层，最外层含有6 个电子，W 为O 元
素；R 在同周期中原子半径最大，则R 是Na 元素。元素非金属性越强，其气态氢化物越稳
定，非金属性：C<N<O，气态氢化物热稳定性：Y<Z<W，A 错误；O2－和Na＋的电子层数
相同，核电荷数越大，离子半径越小，则r(Na＋)<r(O2－)，B 正确；同一周期主族元素从左
向右第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA 族第一电离能大于第ⅥA 族，则第一电离能：
N>O>C，C 错误；X、Z、W 形成的化合物NH4NO3含离子键，D 错误。
3．已知元素X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中X 与W 同主族，
且W 的最外层电子数是其内层电子总数的一半，X 和Y 的原子序数之和等于W 的原子序数，
用He 粒子轰击Z 核会产生W 核和中子(即n)，可表示为He＋Z→W＋n。下列说法正确的是
( )
A.Z 与W 互为同位素
B．第一电离能：X＜W
C．Y 和W 形成的化合物不止一种
D．W 的最高价氧化物对应的水化物是强酸
答案 C
解析 由题给信息分析可知，X 为N、Y 为O、Z 为Al、W 为P。Z、W 的质子数不同，不
互为同位素，故A 错误；同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，则第一电离能：X＞
W，故B 错误；Y 和W 形成的化合物有三氧化二磷、五氧化二磷等，故C 正确；W 的最高
价氧化物对应的水化物为磷酸，不属于强酸，故D 错误。
题组二 结构推断型
4．(2022·福建省惠安第一中学模拟)某团簇分子由原子序数依次增大的M、N、P、Q 四种短
周期元素组成，其空间结构如图，M、N、Q 位于不同周期，其中N 是地壳中含量最高的元
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素，Q 的最高价氧化物对应的水化物和强酸、强碱均能反应。下列说法错误的是( )
A．通常情况下M2N 比M2N2更稳定
B．M、N、P 组成的化合物中含离子键和共价键
C．P 和Q 能形成密度小、强度大的合金材料
D．元素的第一电离能：P<Q
答案 D
解析 M、N、Q 位于不同周期，其中N 是地壳中含量最高的元素，则N 为O，Q 的最高价
氧化物对应的水化物和强酸、强碱均能反应，Q 为Al，M 为H，根据某由原子序数依次增
大的M、N、P、Q 四种短周期元素组成的团簇分子的空间结构，可知P 的原子半径大于
Al，原子序数介于O 和Al 之间，则P 为Na 或Mg，因团簇分子的化学式为H2Ar2P2O6，则P
的化合价为＋2 价，即P 只能为Mg，据此分析解题。M 为H，N 为O，通常情况下
M2N(H2O)比M2N2(H2O2)更稳定，A 正确；M、N、P 分别为H、O、Mg，组成的化合物
Mg(OH)2中含离子键和共价键，B 正确；P 和Q 分别是Mg 和Al，合金一般比成分金属具有
更小的密度和更大的机械强度，即P 和Q 能形成密度小、强度大的合金材料，C 正确；P 为
Mg，Q 为Al，根据同周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势，第ⅡA 族、ⅤA 族元素的
第一电离能大于相邻元素的第一电离能，元素的第一电离能：Mg＞Al(P＞Q)，D 错误。
5.X、Y、Z、W、M 为原子序数依次增大的短周期主族元素；由5 种元素组成的某化合物是
电池工业中的重要原料，该化合物的结构式如图所示。下列说法正确的是( )
A．原子半径：Y＜Z＜W
B．最高价含氧酸酸性：Z＞M
C．电负性：X＜Y＜Z
D．该化合物中既含极性键又含非极性键
答案 D
解析 由题给信息推知X 为H、Y 为B、Z 为C、W 为F、M 为S。同周期主族元素自左至
右原子半径依次减小，所以原子半径：F＜C＜B，即W＜Z＜Y，A 错误；非金属性：S＞
C，所以最高价含氧酸的酸性：H2SO4＞H2CO3，即Z＜M，B 错误；C 原子和C 原子形成的
共价键为非极性键，其余共价键均为极性键，D 正确。
6．(2022·福建龙岩模拟)某种锂盐的结构如图所示，其阴离子由W、X、Y、Z 四种同周期主
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族元素构成，X 原子的最外层电子数是W 原子的次外层电子数的3 倍，化合物中除Li＋外其
他原子均满足8 电子稳定结构。下列说法正确的是( )
A．W 位于第二周期第ⅣA 族
B．原子半径：Z>X>Y
C．元素电负性：Y>Z>X
D．最高化合价：Y>Z>W
答案 B
解析 阴离子结构中，W 形成3 个共价键和1 个配位键，X 形成2 个共价键，Y 形成1 个共
价键，Z 形成4 个共价键，W、X、Y、Z 为四种同周期主族元素，X 原子的最外层电子数是
W 原子的次外层电子数的3 倍，化合物中除Li＋外其他原子均满足8 电子稳定结构，则W 为
B 元素、X 为O 元素、Y 为F 元素、Z 为C 元素。硼元素位于元素周期表第二周期第ⅢA 族，
故A 错误；同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则原子半径的大小顺序为C>O>F，
故B 正确；同周期元素，从左到右非金属性依次增强，电负性依次增大，则电负性的大小
顺序为F>O>C，故C 错误；氟元素的非金属性最强，无正化合价，故D 错误。
7．(2023·济南模拟)消毒剂在抗击新冠感染的过程中起到了非常重要的作用。一种新型消毒
剂由W、X、Y、Z 四种元素组成，其结构如图所示，其中W 形成的单质是自然界中最硬的
物质；X 的最高价氧化物对应的水化物与其简单氢化物可以发生反应生成一种常见的盐；Z
的最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的含氧酸；Y 分别与W、X、Z 可以形成多种二元
化合物。下列叙述错误的是( )
A．元素的第一电离能：X＞Y＞W
B．该消毒剂中Y 显－2 价
C．最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：Z＞W＞X
D．该消毒剂中W、X 原子最外层均满足8 电子稳定结构
答案 C
解析 W 为C、Y 为O、X 为N、Z 为Cl，据此分析解答。同周期从左到右，元素的第一电
离能呈增大趋势，其中第ⅡA 族和第ⅤA 族元素的第一电离能均高于其相邻元素，故元素
的第一电离能：N＞O＞C，即X＞Y＞W，A 正确；O 和C 在该化合物中形成碳氧双键，则
O 显－2 价，B 正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金
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属性：Cl＞N＞C，则酸性：HClO4＞HNO3＞H2CO3，即Z＞X＞W，C 错误；由结构图可知，
C 周围有1 个双键和2 个单键，N 周围有3 个单键，且N 含有孤电子对，故C、N 最外层均
满足8 电子稳定结构，D 正确。
分子(离子)结构与元素推断的关键
——成键情况与化合价信息
(1)化学键信息：如能形成4 个共价键的元素为C、Si 等，能形成2 个共价键的元素为O、S
等，能形成1 个共价键的元素为H 或卤族元素。
(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等，
可确定未知元素的化合价，间接确定最外层电子数目。
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