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主题七 物质结构与性质
第17 讲 选择题突破：元素性质与元素推断
1．元素的金属性和非金属性强弱的比较
金属性
比较
本质
原子越易失电子，金属性越强
判断依据
①在金属活动性顺序中位置越靠前，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单质还原性越强或简单阳离子氧化性越弱，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 的金属性比X 强
非金属
性比较
本质
原子越易得电子，非金属性越强
判断依据
①与H2化合越容易或气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱，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若An－＋B―→Bm－＋A，则B 的非金属性比A 强
2．元素的第一电离能和电负性变化规律
元素性质
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
第一电离能
增大(注意ⅡA、ⅤA 的特殊性)
依次减小
电负性
依次增大
依次减小
3．各区元素化学性质及价层电子的排布特点
分区
元素分布
价层电子排布
元素性质特点
s 区
ⅠA、ⅡA 族
ns1～2
除氢外都是活泼金
属元素；通常是最
外层电子参与反应
p 区
ⅢA 族～ⅦA 族、0
族
ns2np1～6(除He 外)
通常是最外层电子
参与反应(0 族除外)
d 区
ⅢB 族～ⅦB 族、
Ⅷ族(镧系、锕系外)
(n－1)d1～9ns1～2(除Pd 外)
d 轨道可以不同程度
地参与化学键的形
成
ds 区
ⅠB 族、ⅡB 族
(n－1)d10ns1～2
金属元素
f 区
镧系、锕系
(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
镧系元素的化学性
质非常相近，锕系
元素的化学性质也
非常相近
【高考失分点】
1．元素的非金属性越强，电负性就越大，元素周期表中非金属性最强的元素是
F，F 的电负性也是最大，化合物中元素的电负性强弱也可以通过化合价判断，
负价元素的电负性大于正价元素的电负性。
2．同周期中第一电离能最大的元素是0 族元素，第一电离能最大的主族元素是
ⅦA 族元素。
3．形成四个共价键的元素多是ⅣA 族元素，但B、Al 和N、P 有时也能形成四
个共价键，其中一个共价键为配位键，其中B、Al 提供空轨道，其他原子或离
子提供孤电子对，而N、P 提供孤电子对，其他原子或离子提供空轨道。(推断
题中的结构图注意)
4．元素的价电子数等于族序数(ⅠA～ⅦA 族、ⅠB～ⅦB 族)；第四周期中未
成对电子数最多(6 个)的元素是Cr；元素形成正价离子时，先失去最外层上的价
电子，如Fe 的价电子排布式为3d64s2，Fe2＋的价电子排布式为3d6。
5．形成化合物的电负性差越大，化合物中的离子百分数就越大，越接近离子晶
体，相反化合物中的离子百分数就越小，越接近分子(或共价)晶体。如NaCl 的
离子百分数大于NaI。
1．(2025·河北高考)W、X、Y、Z 为四种短周期非金属元素，W 原子中电子排
布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等，X 与W 同族，Y 与X 相邻且Y
原子比X 原子多一个未成对电子，Z 位于W 的对角线位置。下列说法错误的是(
)
A．第二电离能：X<Y
B．原子半径：Z<W
C．单质沸点：Y<Z
D．电负性：W<X
【答案】 A
【解析】 W、X、Y、Z 为四种短周期非金属元素，W 原子中电子排布已充满
的能级数与最高能级中的电子数相等，则W 价电子排布式可能是：1s22s22p2或
1s22s22p63s23p4，若W 是C，X 与W 同族，则X 是Si，Y 与X 相邻且Y 原子比
X 原子多一个未成对电子，则Y 是P，Z 位于W 的对角线位置，则满足条件的
Z 是P，与Y 重复；故W 是S；X 与W 同族，则X 是O；Y 与X 相邻且Y 原子
比X 原子多一个未成对电子，则Y 是N；Z 位于W 的对角线位置，则Z 是F。
O 的第二电离能高于N，因为O＋的电子构型为2p3(半充满)，失去电子需更高能
量，而N＋的电子构型为2p2，失去电子相对容易，因此X(O)的第二电离能大于
Y(N)，A 错误；同主族从上到下，原子半径变大，同周期，从左到右原子半径
变小，F(Z)位于第二周期，S(W)位于第三周期，原子半径S＞O＞F，即：
Z<W，B 正确；N2与F2都是分子晶体，F2范德华力大，沸点高，C 正确；同主
族从上到下，电负性逐渐减小，O 的电负性大于S，D 正确。
2．(2025·河南高考)我国科研人员合成了一种深紫外双折射晶体材料，其由原子
序数依次增大的五种短周期元素Q、W、X、Y 和Z 组成。基态X 原子的s 轨道
中电子总数比p 轨道中电子数多1，X 所在族的族序数等于Q 的质子数，基态Y
和Z 原子的原子核外均只有1 个未成对电子，且二者核电荷数之和为Q 的4
倍。下列说法正确的是( )
A．QY3为极性分子
B．ZY 为共价晶体
C．原子半径：W>Z
D．1 个X2分子中有2 个π 键
【答案】 D
【解析】 Q、W、X、Y 和Z 为原子序数依次增大的短周期元素，基态X 原子
的s 轨道中电子总数比p 轨道中电子数多1，X 是N；X 所在族的族序数等于Q
的质子数，Q 是B，所以W 是C；基态Y 和Z 原子的原子核外均只有1 个未成
对电子，且二者核电荷数之和为Q 的4 倍，即质子数之和为20，所以Y 是F，
Z 是Na。BF3为平面正三角形结构，结构对称，属于非极性分子，A 错误；NaF
是离子晶体，B 错误；同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原
子半径逐渐增大，则原子半径C＜Li＜Na，C 错误；N2分子中含有三键，所以
含有2 个π 键，D 正确。
3．(2025·黑吉辽蒙高考)化学家用无机物甲(YW4ZXY)成功制备了有机物乙
[(YW2)2XZ]，开创了有机化学人工合成的新纪元。其中W、X、Y、Z 原子序数
依次增大，X、Y、Z 同周期，基态X、Z 原子均有2 个单电子。下列说法正确
的是( )
A．第一电离能：Z>Y>X
B．甲中不存在配位键
C．乙中σ 键和π 键的数目比为6∶1
D．甲和乙中X 杂化方式分别为sp 和sp2
【答案】 D
【解析】 (YW2)2XZ 为有机物，基态X、Z 原子均有2 个单电子，X、Z 分别为
ⅣA 族和ⅥA 族元素，X、Y、Z 同周期、原子序数依次增大，若X、Y、Z 为
第三周期元素，则X、Y、Z 分别为Si、P、S；若X、Y、Z 为第二周期元素，
则X、Y、Z 分别为C、N、O；又YW4ZXY 为无机物，(YW2)2XZ 为有机物，所
以X、Y、Z 分别为C、N、O，W、X、Y、Z 原子序数依次增大，能形成
YW4ZXY，则W 为H，综上所述，W、X、Y、Z 分别为H、C、N、O。C、
N、O 同周期，同一周期主族元素，从左到右第一电离能有逐渐增大的趋势，
第ⅤA 族的第一电离能大于同周期相邻的两种元素，则第一电离能N＞O＞C，
故A 错误；甲为NH4OCN，NH 中有N 原子提供孤对电子、H＋提供空轨道形成
的N→H 配位键，故B 错误；乙为
，其中有4 个N—H、2 个C—
N、碳氧原子之间1 个σ 键，则一个
中有7 个σ 键、1 个π 键，σ 键
与π 键的数目比为7∶1，故C 错误；甲为NH4OCN，其中的阴离子为OCN－，
中心原子碳原子的价电子对对数为2，C 原子采取sp 杂化，乙为
，
其中的C 原子形成3 个σ 键，即σ 键电子对数为3，无孤对电子，C 原子采取
sp2杂化，故D 正确。
【解题攻略】 元素推断题型解题方法突破
(1)熟知“位—构—性”关系
(2)元素推断思路：第一步：结合题目信息，找出元素的确定突破口即找出题
眼；第二步：结合信息，综合分析确定每种元素；第三步：结合确定的每种元
素的性质对四个选项做出正误判断。
1．(2025·河北衡水中学三模)物质W 常用作漂白剂和氧化剂，其构成元素均为
短周期主族元素，各元素原子半径与原子序数的关系如图所示，实验室中常用
CS2洗涤残留在试管壁上的N 单质。下列说法正确的是( )
A．X、Z 形成的化合物与M、N 形成的化合物之间的反应一定是氧化还原反应
B．实验室洗涤残留在试管壁上的N 单质常常用CS2，利用了N 单质的还原性
C．Z 的氢化物的沸点一定大于Y 的氢化物的沸点
D．化合物W 常用作氧化剂，不宜在高温下使用
【答案】 D
【解析】 物质W 常用作漂白剂和氧化剂，其构成元素均为短周期主族元素，
各元素原子半径与原子序数的关系如题图所示，X 位于第一周期，为H 元素，
Y、Z 位于第二周期，M、N 位于第三周期；实验室中常用CS2洗涤残留在试管
壁上的N 单质，则N 为S 元素；Y 形成4 个共价键，Z 形成2 个共价键，M 形
成＋1 价的阳离子，则Y 为C 元素，Z 为O 元素，M 为Na 元素。X、Z 形成的
化合物为水和过氧化氢，M、N 形成的化合物为硫化钠，水与硫化钠的反应为
非氧化还原反应，A 错误；N 的单质为硫，硫单质为非极性分子，CS2为非极性
溶剂，根据“相似相溶”原理，硫单质易溶于CS2，与S 单质的还原性无关，B
错误；Y 的氢化物为烃，Z 的氢化物为水、过氧化氢，碳原子数较多的烃常温
下为固态，其沸点大于水和过氧化氢，C 错误；W 分子中含有H—O—O—H 结
构，结合过氧化氢的性质可知，化合物W 具有强氧化性，可用作氧化剂，但过
氧化氢不稳定，故该物质不宜在高温下使用，D 正确。
2．(2025·江西九江三模)W、X、Y、Z、Q 为原子序数依次增大的短周期主族元
素，Z 的基态原子s 能级电子数和p 能级电子数相等，5 种元素组成的化合物M
结构如图所示。下列说法正确的是( )
A．电负性：X>Y>Z
B．化合物YW3和Y2W4中Y 原子均为sp3杂化
C．Q 的价电子所在能层有4 个轨道
D．简单离子半径：Y<Z<Q
【答案】 B
【解析】 W、X、Y、Z、Q 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 的基
态原子s 能级电子数和p 能级电子数相等，Z 为O 元素，X 形成四个键，X 为C
元素，Y 形成三个键，Y 为N 元素，W 形成一个键且序数最小，W 为H 元素，
Q 有＋1 价的阳离子，Q 为Na 元素。元素的非金属性越强电负性越大，电负
性：O>N>C，A 错误；化合物YW3为NH3，Y2W4为N2H4，N 原子的价层电子
对均为4 对，N 原子均为sp3杂化，B 正确；Q 为Na 元素，价电子所在能层为
M 层，3s 有1 个轨道，3p 有3 个轨道，3d 有5 个轨道，共有9 个轨道，C 错
误；电子层结构相同的离子，核电荷数越大半径越小，简单离子半径：Na＋<O2
－<N3－，D 错误。
选择题热点专项分级训练 元素性质与推断
【强基练】
1．(2025·广东高考)元素a～i 为短周期元素，其第一电离能与原子序数的关系如
图。下列说法正确的是( )
A．a 和g 同主族
B．金属性：g>h>i
C．原子半径：e>d>c
D．最简单氢化物沸点：b>c
【答案】 B
【解析】 同周期中第一电离能中第IIA 族和第VA 族比相邻元素的第一电离能
大，0 族元素的第一电离能在同周期中最大，可以推断a～i 分别是B、C、N、
O、F、Ne、Na、Mg、Al。a 是B，g 是Na，二者不同主族，A 错误；Na、
Mg、Al 属于同周期，从左到右金属性依次减弱，B 正确；c、d、e 分别是N、
O、F，属于同周期元素，同周期从左到右原子半径依次减小，原子半径
c>d>e，C 错误；b 为C ，c 为N，NH3 分子间存在氢键，沸点高，沸点
NH3>CH4，D 错误。
2．(2025·安徽高考)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z 是原子序数依次
增大的短周期元素，其中X、Z 位于同一主族。下列说法错误的是( )
A．元素电负性：X>Z>Y
B．该物质中Y 和Z 均采取sp3杂化
C．基态原子未成对电子数：W<X<Y
D．基态原子的第一电离能：X>Z>Y
【答案】 D
【解析】 W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期元素，其中X、Z 位于
同一主族，且X、Z 均形成2 个共价键，则X 为O，Z 为S；Y 形成5 个共价键
且原子序数位于O、S 之间，则Y 为P；W 形成1 个共价键，原子序数最小，则
W 为H；同周期从左向右电负性逐渐增大，同主族从上向下电负性逐渐减小，
故元素电负性O>S>P，即X>Z>Y，A 项正确；该物质中，P 原子的价层电子对
数为4＋＝4，为sp3杂化，S 原子的价层电子对数为2＋＝4，为sp3杂化，B 项
正确；基态H 原子未成对电子数为1，基态O 原子的价电子排布式为2s22p4，未
成对电子数为2，基态P 原子的价电子排布式为3s23p3，未成对电子数为3，则
基态原子未成对电子数H<O<P，即W<X<Y，C 项正确；基态原子的第一电离
能同周期从左向右逐渐增大，由于ⅤA 族原子的p 轨道处于半充满状态，第一
电离能大于同周期相邻主族元素，即P>S，D 项错误。
3．(2025·甘肃高考)X、Y、Z、W、Q 分别为原子序数依次增大的短周期主族元
素。Y、Q 基态原子的价电子数相同，均为其K 层电子数的3 倍，X 与Z 同族，
W 为金属元素，其原子序数等于X 与Z 的原子序数之和。下列说法错误的是(
)
A．X 与Q 组成的化合物具有还原性
B．Y 与Q 组成的化合物水溶液显碱性
C．Z、W 的单质均可在空气中燃烧
D．Z 与Y 按原子数1∶1 组成的化合物具有氧化性
【答案】 B
【解析】 X、Y、Z、W、Q 分别为原子序数依次增大的短周期主族元素。
Y、Q 基态原子的价电子数相同，说明Y、Q 为同主族元素，均为其K 层电子数
的3 倍，说明价电子数为6，为氧元素和硫元素；X 与Z 同族，W 为金属元
素，其原子序数等于X 与Z 的原子序数之和，所以只能推出W 为镁，则Z 为
Na，X 为H，据此解答。X 与Q 组成的化合物如H 与S 形成的H2S，这些化合
物中S 处于最低价，具有还原性，A 正确；Y 与Q 形成的化合物为SO2或SO3，
溶于水生成亚硫酸或硫酸，溶液显酸性，B 错误；Z 为Na，W 为Mg，都可以
在空气中燃烧生成过氧化钠和氧化镁，C 正确；Z 与Y 按1∶1 组成的化合物为
过氧化钠，其中O 为－1 价，有氧化性，D 正确。
4．(2025·山西陕西青海宁夏高考)一种高聚物(XYZ)n被称为“无机橡胶”，可
由如图所示的环状三聚体制备。X、Y 和Z 都是短周期元素，X、Y 价电子数相
等，X、Z 电子层数相同，基态Y 的2p 轨道半充满，Z 的最外层只有1 个未成
对电子，下列说法正确的是( )
A．X、Z 的第一电离能：X>Z
B．X、Y 的简单氢化物的键角：X>Y
C．最高价含氧酸的酸性：Z>X>Y
D．X、Y、Z 均能形成多种氧化物
【答案】 D
【解析】 X、Y 价电子数相等，X、Y 属于同一主族，且X 形成5 个键，Y 形
成3 个键，基态Y 的2p 轨道半充满，则X 为P 元素，Y 为N 元素，X、Z 电子
层数相同，Z 的最外层只有1 个未成对电子，Z 形成1 个键，Z 为Cl 元素，以此
分析。第一电离能同周期从左到右有增大趋势，第一电离能：Cl>P，A 错误；
X、Y 的简单氢化物分别为：PH3和NH3，电负性：N>P，共用电子对距N 近，
成键电子对斥力N—H 大于P—H，键角：NH3>PH3，B 错误；元素的非金属性
越强，其最高价含氧酸酸性越强，非金属性：Cl>N>P ，酸性：
HClO4>HNO3>H3PO4，C 错误；P、N、Cl 均能形成多种氧化物，D 正确。
5．(2025·河北石家庄三模)已知短周期主族元素X，Y，Z，M，Q 的原子序数依
次增大，且M 比Z 原子序数大1。常温下，0.1 mol·L－1上述元素的最高价氧化
物对应水化物的pH 如下表所示。下列说法错误的是( )
最高价氧化物对应水化物
(用元素符号表示)
X
Y
Z
M
Q
pH
1
13
1.56
0.699
1
A．简单氢化物的沸点：Z>M>X
B．电负性：X>Z>Y
C．第一电离能：Q>Z>M
D．原子半径：Y>Z>X
【答案】 A
【解析】 短周期主族元素X，Y，Z，M，Q 的原子序数依次增大。常温下，
0.1 mol·L－1 X、Q 元素的最高价氧化物对应水化物的pH＝1，说明X、Q 元素
的最高价氧化物对应水化物是一元强酸，X 是N 元素、Q 是Cl 元素；0.1 mol·L
－1 Y 元素的最高价氧化物对应水化物的pH＝13，说明Y 元素的最高价氧化物
对应水化物是一元强碱，Y 是Na；0.1 mol·L－1 Z 元素的最高价氧化物对应水化
物的pH＝1.56，Z 是弱酸，0.1 mol·L－1 M 元素的最高价氧化物对应水化物的
pH＝0.699，M 是二元强酸，M 比Z 原子序数大1，Z 是P 元素、M 是S 元素。
NH3分子能形成分子间氢键，所以NH3沸点最高，故A 错误；元素非金属性越
强，电负性越大，电负性：N>P>Na，故B 正确；同周期元素从左到右，第一
电离能有增大趋势，P 原子3p 能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期
相邻元素，第一电离能：Cl>P>S，故C 正确；电子层数越多半径越大，电子层
数相同，质子数越多半径越小，原子半径：Na>P>N，故D 正确。
【培优练】
6．(2025·湖北高考)某化合物的分子式为XY2Z。X、Y、Z 三种元素位于同一短
周期且原子序数依次增大，三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和
相等，Z 是周期表中电负性最大的元素。下列说法正确的是( )
A．三者中Z 的原子半径最大
B．三者中Y 的第一电离能最小
C．X 的最高化合价为＋3
D．XZ3与NH3键角相等
【答案】 B
【解析】 Z 是周期表中电负性最大的元素，Z 为F，电子层数为2，未成对电
子数为1；X、Y、Z 三种元素位于同短周期且原子序数依次增大，三者的原子
核外电子层数之和与未成对电子数之和相等，则X 和Y 未成对电子数之和为
5，X 为C 和Y 为N 或X 为N 和Y 为O；化合物分子式为XY2Z，则X 和2 个Y
总化合价为＋1 价，NO2F 符合，故X 为N，Y 为O，Z 为F。X 为N，Y 为O，
Z 为F，N、O、F 位于同周期，F 在最右边，F 的原子半径最小，A 错误；X 为
N，Y 为O，Z 为F，同周期从左往右，第一电离能呈增大趋势，N 的2p 轨道半
充满，第一电离能大于O，故三者中O 的第一电离能最小，B 正确；X 为N，N
的最高正化合价为＋5，C 错误；X 为N，Z 为F，NF3和NH3的中心原子均为
sp3杂化，孤电子对数均为1，前者成键电子对离中心N 较远，成键电子对之间
的斥力较小，键角较小，D 错误。
7．(2025·湖南邵阳二模)某种电解质的组成如图所示，已知该化合物的五元环上
的5 个原子共平面，且X、Y、Z、Q、W 为原子序数依次增大的短周期元素，
下列说法错误的是( )
A．电负性：X<Y
B．Y 的氢化物熔沸点一定低于Z 的氢化物熔沸点
C．同周期元素中，第一电离能比Q 小的有1 种
D．Q 与W 形成的化合物QW3是一种共价化合物
【答案】 B
【解析】 X、Y、Z、Q、W 为原子序数依次增大的短周期元素，结合图和原
子序数大小可知，Q 与4 个W 形成带一个负电荷的阴离子，W 形成1 个键，推
知W 为Cl，Q 为Al，其中一个键是配位键，X 形成1 个键，Y 形成4 个键，Z
形成3 个键或4 个键，结合原子序数可知，X 为H，Y 为C，Z 为N。X 为H，
Y 为C，电负性：X<Y，A 正确；Y 的氢化物有很多种，故Y 的氢化物熔沸点
不一定低于Z 的氢化物熔沸点，B 错误；同周期元素中，第一电离能比Al 小的
只有Na 一种，C 正确；Q 与W 形成的化合物AlCl3，是一种共价化合物，D 正
确。
8．(2025·湖南益阳三模)嫦娥五号带回的月壤中发现一种由短周期元素组成的矿
物晶体YX4MQ3·6X2Z。已知X、Y、Z、M、Q 分布在不同的三个周期且原子序
数依次增大；X 和Y 的质子数之和等于Z 的质子数；基态Z、M 原子中，s 轨道
和p 轨道中的电子数相等。下列有关说法不正确的是( )
A．该晶体溶于水后溶液呈中性
B．第一电离能：Y>Z>M
C．键角：YX>X2Z
D．Q2的水溶液具有漂白性
【答案】 A
【解析】 根据条件，Z 和M 的基态原子中s 和p 轨道电子数相等。分析得出Z
为O(1s22s22p4，s 轨道和p 轨道中的电子数均为4)，M 为Mg(1s22s22p63s2，s 轨
道和p 轨道中的电子数均为6)。X 和Y 的质子数之和等于Z 的质子数，即X＋
Y＝8。结合原子序数递增及周期分布，X 为H(1)，Y 为N(7)，Z 为O(8)，Q 的
原子序数大于Mg(12)，YX4MQ3·6X2Z 各元素化合价代数为0，推测其中Q 化合
价为－1 价，Q 为Cl(17) 。矿物晶体为NH4MgCl3·6H2O 。矿物晶体为
NH4MgCl3·6H2O，NH 和Mg2＋水解使溶液呈酸性，而非中性，A 错误；第一电
离能是衡量元素的气态基态原子失去一个电子的难易程度的，N(1s22s22p3)半充
满结构，第一电离能大于O，Mg 为金属易失去电子，故第一电能顺序为
N>O>Mg，即Y>Z>M，B 正确；NH 中N 的价层电子对数为4＋＝4，sp3 杂
化，正四面体结构，无孤对电子，键角为109°28′，H2O 中O 的价层电子对数
为2＋＝4，sp3杂化，有2 对孤对电子，为Ⅴ形，由于孤电子对对成键电子对的
排斥力大于成键电子对间的排斥力，导致键角小于109°28′，键角约104.5°，
故键角YX>X2Z，C 正确；Cl2＋H2OHCl＋HClO，Cl2的水溶液有HClO，具
有漂白性，D 正确。
