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专题讲座（三）“位-构-性”综合推断题的解题方法
【化学学科素养】
1.宏观辨识与微观探析：能从物质的宏观特征入手,对物质及其反应进行分类和表征。
2.证据推理与模型认知：能够通过对证据的分析,推出合理的结论;能解释证据与结论之间的关系。
3.科学态度与社会责任：具有理论联系实际的观念,能依据实际条件,结合所学的化学知识和方法,解
决生产、生活中简单的化学问题。
【必备知识解读】
一、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
1
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－、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。
二、依据元素原子结构推断元素
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～Ⅶ
A 族
第ⅠA 族、
第ⅡA 族、第Ⅷ
族、副族、0 族元
第二周期(Li、Be)
除外
2
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素氦
(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
(1)寻找“10 电子”微粒和“18 电子”微粒的方法
“10
①
电子”微粒
“18
②
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
“14
①
电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、C。
“16
②
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NH、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
3
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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
三、依据元素周期表结构推断元素
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)元素周期表中第一周期只有两种元素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。
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
四、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。
物质特性
推断元素
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
空气中含量最多的元素或氢化物的水溶液呈碱性的元素
N
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
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
4
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单质最易着火的非金属元素
P
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
单质密度最小的元素
H
单质密度最小的金属元素
Li
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
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
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
常见的一种元素存在几种单质的元素
C、P、O、S
【关键能力拓展】
一、 元素的金属性和非金属性强弱的判断
金
属
性
比
较
本质
原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)
判断
方法
①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强
③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
⑤若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y 比X 的金属性强
⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
非
金
属
性
比
较
本质
原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)
判断
方法
①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强
（1）通常根据最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素金属性或非金属性的强弱，而不是
根据其他化合物酸碱性的强弱来判断。
（2）非金属性强弱与单质的活泼性不完全一致；通常非金属性越强，其单质越活泼，但也有例外。
如非金属性：O>Cl，但Cl2比O2活泼，原因是O2中存在O=O 双键，比Cl—Cl 单键难断裂。
二、离子半径比较电子层结构相同的离子
(1)同周期——“序大径小”
①方法：同周期，从左到右，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小。
②实例：11～17 号元素
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r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
(2)同主族——“序大径大”
①方法：同主族，从上到下，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大。
②实例：
r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)， r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)。
(3)同元素
①同种元素的原子和离子半径比较规律——“阴大阳小”。
某原子与其离子半径比较，其阴离子半径大于该原子半径，阳离子半径小于该原子半径。
如r(Na＋)<r(Na)；r(Cl－)>r(Cl)。
②同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。
带电荷数越多，粒子半径越小。如r(Fe3＋)<r(Fe2＋)<r(Fe)。
(4)同结构——“序大径小”
①方法：电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。
②实例：r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。
三、物质结构和元素周期律综合题的解答方法
依据元素“位—构—性”关系，在具体解题过程中，必须具备以下三个方面的能力：
(1)结构与位置互推问题是解题的基础：
①掌握几个关系式：电子层数=周期序数；质子数=原子序数；最外层电子数=主族序数；主族元素的
最高正价=主族序数，最低负价=主族序数−8。
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：元素的金属性、非金属性；气态氢化物的稳定性；最高价氧化物对应水化物的酸碱性；单质的氧化
性、还原性。
(3)结构和性质的互推问题是解题的要素：
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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。
【核心题型例解】
高频考点一 依据结构特点推断
例1.W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，W 和Y 同族，X 和Z 同族，X 的简单离子
和Y 的简单离子具有相同的电子层结构，W 和X、Z 均能形成共价化合物，W 和X、Y 分别形成的化合物
溶于水均呈碱性。下列说法错误的是
A．4 种元素中Y 的金属性最强
B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：Z>X
C．简单阳离子氧化性：W>Y
D．W 和Y 形成的化合物与水反应能生成一种还原性气体
【变式探究】短周期原子序数依次增大的主族元素R、T、Q、W、Y 具有如下信息：① R、Y 原子的
最外层电子数与电子层数相同；② Q 是地壳中含量最高的元素，R 与T 的核电荷数之和等于Q 的核电荷
数；③ W 与R 同主族。下列说法正确的是
A．元素Q 与W 形成的两种常见化合物中含有相同比例的阴、阳离子
B．元素T、Q、W、Y 的原子半径大小为：T<Q<Y<W
C．Q 与Y 组成的常见物质是一种两性物质，结构中含有共价键
D．由Y 和T 组成的物质YT，在电子和陶瓷工业上有广泛应用，可以直接由单质Y 和T 在低温下合
成
【变式探究】W、X、Y、Z、M 为原子序数依次增大的5 种短周期主族元素，其中只有两种是金属元
素。三种非金属元素的原子序数之和为15，两种金属元素的原子序数之和比三种非金属元素的原子序数之
和大10。由这5 种元素组成的某化合物Z5M(YW)3(XY3)5·10W2Y 常用作塑料阻燃剂，下列说法正确的是
A．W、X、Y 的单质均存在同素异形体
B．最高价氧化物对应水化物的酸性： X> M
C．这5 种元素均可以和氯元素形成共价化合物
D．Z5M(YW)3(XY3)5·10W2Y 在空气中加热，最终残留的固体为Z2Y2和M2Y3
高频考点二 依据周期表中的位置推断
例2．Y、Z、W、X、M 为原子序数依次增大的五种短周期元素，其在元素周期表中的位置如表所
示，Z 或M 元素的气态氢化物和其气态氧化物可反应生成该元素的单质和水，W 元素是生物体中含量最多
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的元素。下列说法错误的是
Y
Z
W
X
M
A．简单离子半径：M>Z>W
B．含有气态
的体系为无色
C．通过电解熔融的X 的常见氧化物可制备X 单质
D．最高价氧化物对应的水化物的酸性：M>Y
【变式探究】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，W 的气态氢化物可
与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此可知
W
X
Y
Z
A．X、Y、Z 形成的最简单氢化物中稳定性最强的是Y
B．Z 元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C．X 元素形成的简单阴离子还原性大于Y
D．Z 和X 形成的化合物ZX2能用于自来水的消毒
高频考点三 依据元素结构特点及物质特性或用途推断
例3. 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：
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的一半
Y
最高化合价和最低化合价之和为零
Z
单质为淡黃色固体，常存在于火山喷口附近
Q
同周期元素中原子半径最小
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
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【变式探究】W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，相关信息如表，下列说法错误的
是
元
素
相关信息
W
宇宙中含量最多的元素
X
最高化合价和最低化合价代数和为零
Y
W 与Y 可形成原子个数比为1 1∶的
分子Q
Z
周期数是族序数的3 倍
A．X 和Y 的简单氢化物的沸点：X>Y
B．Z 的单质既能与水反应，又能与乙醇反应
C．Q 分子中含有极性共价键和非极性共价键D．四种元素中，W 原子半径最小，Z 原子半径最大
高频考点四 依据物质特性或用途推断
例4.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表：
元素代号
X
Y
Z
W
M
原子半径
1.86
1.43
0.99
1.60
0.75
主要化合价
最高正
价
最低负
价
-
-
-
下列说法不正确的是
A．M 和Z 简单氢化物的沸点：M＞Z
B．X、Y、Z 的最高价氧化物对应的水化物可相互反应
C．离子半径：
D．W 的单质与M 的单质可反应生成离子化合物
【变式探究】元素X、Y、Z、Q、R 的原子序数依次增大且小于20，其原子半径和最外层电子数之间
的关系如图所示。下列判断正确的是
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A．X 氢化物的沸点一定比Z 的小
B．单质R 可以保存在乙醇中
C．Q 的氢化物的水溶液能刻蚀玻璃
D．Y 与Z 构成的化合物能促进水的电离
高频考点五 物质的转化关系与元素周期律的综合
例5. 短周期元素W、X、Y、Z 原子序数依次增大。甲、乙、丙、丁、戊均由上述二种或三种元素组
成，甲为淡黄色固体，乙和丁均为分子中含有10 个电子的二元化合物，有关物质的转化关系如下图所示。
下列说法错误的是( )
A.W 与Z 形成的化合物为离子化合物
B.戊一定为有毒气体
C.离子半径大小：Y＞Z＞W
D.相同条件下，乙的沸点高于丁
【变式探究】W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期主族元素，W 与X 的原子序数之和是Y 的
一半，m、n、p 均是这些元素组成的常见二元气体化合物，其中常温下，0.01mol·L-1p 溶液的pH 为2；X、
Y、Z 的单质分别为甲、乙、丙，其中乙能存在于火山喷口附近，它们之间的转化关系如图所示。下列说
法正确的是
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A．沸点：甲>乙
B．X、Y、Z 在自然界均以游离态存在
C．Q 中既含离子键又含共价键
D．m、n、p 的水溶液均显酸性
高频考点六 结构特点与物质的微观结构相结合推断
例6．一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，
的原子核只有1 个质子；元素
、
、
原子
序数依次增大，且均位于
的下一周期；元素
的原子比
原子多8 个电子。下列说法不正确的是
A．
是一种强酸
B．非金属性：
C．原子半径：
D．
中，
的化合价为+2 价
【变式探究】一种化合物的结构如图所示，Q、X、Y、Z、W 为相邻两个短周期主族元素，原子序数
依次增大，W 元素的最外层电子数等于其电子总数的三分之一。下列说法正确的是
A．通常所用的农药中含有Z、W 等元素
B．氢化物的沸点一定是Y>Z>X
C．由Q、Y、W 形成的正盐只有一种
D．Q 的单质在空气中燃烧的产物具有强氧化性
【变式探究】某电池材料结构如图所示。X、Y、Z、M、W 为同周期主族元素。X 原子的最外层电子
数是W 原子次外层电子数的3 倍，下列说法正确的是
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A．实验室保存M 的单质，需使用到Z 的多种氢化物形成的混合物
B．该电池材料中存在离子键、极性键、非极性键、配位键、氢键
C．最简单氢化物的沸点为X<Y
D．原子半径为Y<X<W<Z<M
【变式探究】一种合成离子液体材料中间体的结构如图所示，其中W、X、Y、Z 是原子序数依次增大
的同一短周期主族元素，W、X、Y 原子的最外层电子数之和等于Z 的核内质子数。下列说法正确的是
A．简单离子半径：W>Z
B．W 与Z 组成的化合物的水溶液呈碱性
C．常见的Y 的同素异形体均能导电
D．Y 的氢化物的沸点一定低于Z 的氢化物的沸点
12
