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第25講　元素的綜合推斷分類突破(能力課)
1．“位—構—性”的相互關系及應用。
2．根據價鍵結構進行元素推斷及應用。
3．根據物質性質及轉化反應進行元素推斷及應用。
　“位—構—性”的相互關系
“位—構—性”的相互關系
(1)“位—構—性”的三個數量關系式
①電子層數＝周期序數＝能層數。
②質子數＝原子序數＝核外電子數＝核電荷數。
③最外層電子數＝主族序數＝主族最高正價＝8－|最低負價|(氧、氟除外)。
(2)位置原子結構和元素性質
(3)在短周期主族元素中，元素的原子序數與其主要化合價的數值在奇偶性上一般一致，即“價奇序奇，價偶序偶”。
元素推斷題解題的一般步驟
(1)尋找突破口——元素推斷的關鍵。綜合把握題中關鍵信息，確定突破口。
(2)推斷元素——正確解題的基礎。根據關鍵信息，結合突破口找出關鍵元素，然后根據題中描述或結構片段推出所有元素，充分利用元素周期律結合選項作答。
(3)解題——明確要求，規范作答。
1．(2025年1月·河南高考適應性考試)某化合物分子式為YWZX2，W、X、Y、Z是原子序數依次增大的短周期元素，X與Z同主族，W與X質子數之和等于Z的質子數，Y最外層電子數是其內層電子總數的一半。下列說法正確的是(　　)
A．電負性：WB．WX2的空間結構為直線形
C．最簡單氫化物的沸點：XD．Y的第一電離能高于同周期相鄰元素
D　[W、X、Y、Z是原子序數依次增大的短周期元素，Y最外層電子數是其內層電子總數的一半，且之前還有兩個元素，則Y為P；X與Z同主族，且W與X質子數之和等于Z的質子數，則X與Z分別是F與Cl，則W是O，W、X、Y、Z依次是O、F、P、Cl，由此解答。一般來說，同周期主族元素從左到右，電負性逐漸增大，同主族元素從上到下，電負性逐漸減小，P電負性小于N，N電負性小于O，故電負性：W>Y，A錯誤；WX2為OF2，OF2的中心原子O的價層電子對數＝2＋＝4，孤電子對數為2，所以OF2分子的空間結構為V形，B錯誤；HF氣體之間可以形成氫鍵，而HCl無氫鍵，則最簡單氫化物的沸點X > Z，C錯誤；第ⅤA 族元素的第一電離能比同周期相鄰元素高，Y的第一電離能高于同周期相鄰元素，D正確。]
2．(2025·淄博模擬)已知A、B、C、D、E為原子序數依次增大的前四周期元素。A是宇宙中含量最高的元素，B元素的一種核素可對文物進行年代測定，C元素核外電子有17種運動狀態，D元素的焰色試驗呈磚紅色，基態E＋的軌道全部充滿。下列說法不正確的是(　　)
A．電負性大小：C>B>A>D
B．C的單質可用于自來水消毒
C．B形成的簡單氫化物空間結構是正四面體形
D．工業上常用電解C和E的化合物來制備其單質
D　[A是宇宙中含量最高的元素，故A為H元素；B元素的一種核素可對文物進行年代測定，故B為C元素；C元素核外電子有17種運動狀態，運動狀態種類數等于核外電子數，則C的原子序數為17，故C為Cl元素；D元素的焰色試驗呈磚紅色，故D為Ca元素；基態E＋的軌道全部充滿，故E為Cu元素。一般來說，同周期主族元素從左往右電負性逐漸增大，同主族元素從上往下電負性逐漸減小，非金屬的電負性大于金屬的電負性，因此電負性大小：Cl>C>H>Ca，故A正確；C為Cl，氯氣單質具有強氧化性，可用于自來水消毒，故B正確；B形成的簡單氫化物為CH4，CH4的中心原子碳的價層電子對數為4，無孤電子對，因此空間結構是正四面體形，故C正確；工業制備氯氣可以采用電解飽和食鹽水的方法，但工業上制備Cu，常用火法煉銅或者濕法煉銅，精煉銅時采用電解法，故D錯誤。]
3．(2024·淮北一模)X、Y、Z、W為原子序數依次增大的四種短周期主族元素。X、Y相鄰且Y原子最外層電子數是內層電子數的3倍，Z原子半徑在短周期中最大，W元素氣態氫化物的水溶液呈堿性。下列說法正確的是(　　)
A．X、W基態原子最外層電子數相同
B．X的簡單氫化物分子為正四面體形
C．非金屬性：X＞Y
D．Z單質在空氣中加熱生成白色固體
A　[X、Y、Z、W為原子序數依次增大的四種短周期主族元素。X、Y相鄰且Y原子最外層電子數是內層電子數的3倍，則Y為O元素、X為N元素；Z原子半徑在短周期中最大，則Z為Na元素；W元素氣態氫化物的水溶液呈堿性，則W為P元素。]
　根據物質的價鍵結構進行元素推斷
1．依據原子成鍵特點推斷元素
(1)第ⅣA族元素常見成鍵形式：4個單鍵，1個三鍵與1個單鍵，2個雙鍵，2個單鍵與1個雙鍵。
(2)第ⅤA族元素常見成鍵形式：3個單鍵，1個單鍵與1個雙鍵，1個三鍵，2個單鍵再得1個電子形成離子鍵等。
(3)第ⅥA族元素常見成鍵形式：1個雙鍵，2個單鍵。
(4)氫元素和第ⅦA族元素常形成1個單鍵。
2．根據結構簡式模型推斷元素
Y為H或鹵素原子，或者是—OH、—CH3、—NH2等基團。
1．(2024·佛山二模)我國科學家發現，添加LiX2Y4ZW2能有效減緩鋰離子電池容量衰減，其結構式如圖所示。其中Z原子滿足8電子穩定結構，Z、Y、W、X是原子序數依次增大的短周期元素，X、Y原子核外均有2個未成對電子。下列說法正確的是(　　)
A．第一電離能：ZB．原子半徑：X>Y>Z
C．簡單氫化物穩定性：YD．X和Z的最高價含氧酸都為強酸
D　[陰離子結構整體帶一個單位負電荷，Z原子形成2個共價鍵，滿足8電子穩定結構，說明為第ⅤA族元素，結合原子序數大小關系：Z、Y、W、X是原子序數依次增大的短周期元素，推測Z為N元素；Y原子核外有2個未成對電子，且可形成2對共用電子對，則Y為O元素；W可形成1對共用電子對，推測W為F元素；X原子核外有2個未成對電子，且可形成6個共價鍵，推測X為S元素。]
2．(2025·豫西北教研聯盟模擬)短周期主族元素W、X、Y、Z原子序數依次增大，X的最外層電子數是次外層電子數的3倍，X、Z同主族，Y元素在周期表中非金屬性最強，其原子的最外層電子數與W原子的核外電子總數相等。四種元素能組成如圖所示的化合物，下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：r(Z)>r(Y)>r(X)>r(W)
B．四種元素中，最高價含氧酸酸性最強的為Y
C．簡單氣態氫化物的沸點：X>Y>Z
D第一電離能：Y>X>W
C　[由題干信息可知，W、X、Y、Z為短周期主族元素且原子序數依次增大，X的最外層電子數是次外層電子數的3倍，X的核外電子排布式為1s22s22p4，X為O元素，X、Z同主族，Z為S元素，Y元素在周期表中非金屬性最強，Y為F元素，W原子的核外電子總數與F的最外層電子數相等，則W為N元素。同周期主族元素從左向右，原子半徑逐漸減小，同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，則原子半徑：r(S)>r(N)>r(O)>r(F)，A錯誤；Y為F元素，沒有最高價含氧酸，B錯誤；一般來說，同周期主族元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢，但N的2p軌道處于半充滿狀態，第一電離能大于O，則第一電離能：F>N>O，D錯誤。]
3．(2024·黃山二模)某離子液體結構如圖，其中Q、R、T、X、Y和Z是原子序數依次增大的短周期主族元素，基態T原子和Y原子最外層均有兩個單電子，Q、R、X和Z質子數均為奇數且和為22。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：Y>T
B．Q、X、Y組成的化合物的水溶液一定顯酸性
C．RZ3為非極性分子
D．該離子液體中含非極性鍵，不含配位鍵
C　[Z的原子序數最大，Z只形成1個共價鍵，Q、R、X和Z質子數為奇數，且奇數和為22，所以Z為F；基態T原子和Y原子最外層均有兩個單電子，所以T為C、Y為O、X為N；由結構逆推，Q為H；R的質子數為22－1－7－9＝5，則R為B。同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小，故原子半徑C>O，A錯誤；一水合氨的水溶液顯堿性，B錯誤；BF3的中心原子B的價層電子對數為3＋(3－3×1)＝3，空間結構為平面三角形，為非極性分子，C正確；B與F之間有配位鍵，故該離子液體中含極性鍵和配位鍵，D錯誤。]
特殊情況的價鍵結構
(1)ⅢA族中的B、Al一般形成三個鍵，若形成4個共價鍵，可能是其中有一配位鍵，如。
(2)ⅤA族中N、P一般形成三個鍵，若形成4個，可能其中有一配位鍵，如H3B—NH3。
(3)ⅥA、ⅦA中的S、Cl、Br等可以形成多個鍵。
　根據物質性質及轉化反應進行元素推斷
1．常見非金屬元素
(1)H：單質密度最小的非金屬元素。
(2)C：形成化合物種類最多的元素，對應單質是自然界中硬度最大的物質的元素。
(3)N：空氣中含量最多的元素，簡單氣態氫化物的水溶液呈堿性的元素，最高價含氧酸具有強氧化性。
(4)O：地殼中含量最多的元素，簡單氫化物在通常情況下呈液態的元素。
(5)F：最活潑的非金屬元素，無正化合價的元素，無含氧酸的非金屬元素，無氧酸可腐蝕玻璃的元素，氣態氫化物最穩定的元素，陰離子的還原性最弱的元素。與H2O發生置換反應。
(6)S：元素的氣態氫化物能和它的氧化物在常溫下反應生成該元素的單質的元素，最高價含氧酸的濃溶液具有強氧化性。
2．常見金屬元素
(1)Na：焰色試驗呈黃色的元素；K：焰色試驗呈紫色(透過藍色鈷玻璃觀察)的元素，Na、K單質均與冷水反應生成H2和強堿。
(2)Al：地殼中含量最多的金屬元素或最高價氧化物及其水化物既能與強酸反應，又能與強堿反應的元素。
(3)Fe：單質遇濃硝酸、濃硫酸“鈍化”，最高價氧化物為紅棕色，低價氫氧化物在空氣中易轉化為高價氫氧化物。
(4)Li：單質密度最小的金屬元素。
3．常見物質的轉化
(1)直線轉化
N2或NH3―→NO―→NO2―→HNO3；
S或H2S―→SO2―→SO3―→H2SO4；
C或CxHy―→CO―→CO2―→H2CO3；
Na―→Na2O―→Na2O2―→NaOH。
(2)其他轉化
、、、。
1．(2025·西安模擬)X、Y、Z、W是原子序數依次增大的四種短周期主族元素，X、Y、Z、W對應的單質依次為M、G、P、Q，甲、乙、丙、丁均為上述四種元素形成的二元化合物。其中，乙氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。W原子最外層電子數和最內層電子數相等，戊是一種難溶于水的白色固體，上述物質間存在如圖轉化關系。下列說法正確的是(　　)
A．離子半徑：W>Z>Y
B．沸點：乙>丁
C．甲中含有離子鍵和共價鍵
D．除④⑥外，其他反應都屬于氧化還原反應
D　[X、Y、Z、W是原子序數依次增大的四種短周期主族元素，X、Y、Z、W對應的單質依次為M、G、P、Q，甲、乙、丙、丁均為上述四種元素形成的二元化合物，乙氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍，則乙為NH3，NH3和NO2會發生氧化還原反應生成N2和H2O，G為N2，丁為H2O，甲和水反應能夠生成NH3和一種難溶于水的白色固體，說明甲是金屬氮化物，W原子最外層電子數和最內層電子數相等，W為Mg元素，則甲為Mg3N2，戊為受熱分解產生丙為MgO，所以X、Y、Z、W分別為H、N、O、Mg，M為H2、G為N2、P為O2、Q為Mg，甲為Mg3N2、乙為NH3、丙為MgO、丁為H2O。N3-、O2-、Mg2+的電子層結構相等，核電荷數越大，離子半徑越小，則離子半徑：N3-> O2-> Mg2+，即Y>Z>W，A錯誤；乙為NH3、丁為H2O，NH3和H2O都能形成分子間氫鍵，但每個H2O分子形成的氫鍵數目較多，沸點較大，則沸點：H2O>NH3，即丁>乙，B錯誤；甲為Mg3N2，屬于離子化合物，只含有離子鍵，不含共價鍵，C錯誤；④中Mg3N2水解生成Mg(OH)2和NH3，⑥中受熱分解生成MgO和H2O，沒有元素化合價發生變化，屬于非氧化還原反應，其他反應中均有元素化合價發生變化，屬于氧化還原反應，D正確。]
2．(2024·銀川模擬)短周期元素W、X、Y、Z原子序數依次增大，W與Z處于同主族，Y原子p能級上有一對成對電子。甲、乙、丙、丁、戊均由上述兩種或三種元素組成，乙和丁均為分子中含有10個電子的二元化合物，有關物質的轉化關系如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．甲中含有σ鍵和π鍵
B．X的最高價的含氧酸可能為弱酸
C．簡單離子的半徑：W＜Y＜Z
D．W、X組成化合物的沸點一定比X、Y組成化合物的沸點低
B　[Y原子p能級上有一對成對電子，則Y為O。乙和丁均為分子中含有10個電子的二元化合物，則丁為氨或甲烷，乙為水，戊為NO或二氧化碳，甲為過氧化鈉，丙為氫氧化鈉，則W為H、X為N或C、Z為Na。A．甲為過氧化鈉，含有σ鍵和離子鍵，錯誤；C．根據電子層數越多半徑越大，電子層數相同、核電荷數越多半徑越小，則簡單離子的半徑：W＜Z＜Y，錯誤；D．W、X組成化合物的沸點不一定比X、Y組成化合物的沸點低，比如固態烷烴比一氧化碳沸點高，錯誤。]
3．(2024·北京模擬)短周期元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大。用表中信息判斷下列說法正確的是(　　)
元素 X Y Z W
最高價氧化物的水化物 H3ZO4
0.1 mol·L-1溶液對應的pH(25 ℃) 1.00 13.00 1.57 0.70
A．元素電負性：ZB．簡單離子半徑：WC．元素第一電離能：ZD．簡單氫化物的沸點：XA　[四種短周期元素，均可以形成最高價氧化物對應的水化物。由H3ZO4可知，該酸為弱酸，則Z為P元素；0.1 mol·L-1 W的最高價氧化物對應的水化物的pH為0.70，說明該物質為多元強酸，為硫酸，則W為S元素；0.1 mol·L-1 Y的最高價氧化物對應的水化物的pH為13.00，說明該物質為一元強堿，為氫氧化鈉，則Y為Na元素；0.1 mol·L-1 X的最高價氧化物對應的水化物的pH為1.00，說明該物質為一元強酸，為硝酸，則X為N元素。]
1．(2024·新課標全國卷，T12)我國科學家最近研究的一種無機鹽Y3[Z(WX)6]2納米藥物，具有高效的細胞內亞鐵離子捕獲和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序數依次增加，且W、X、Y屬于不同族的短周期元素。W的外層電子數是其內層電子數的2倍，X和Y的第一電離能都比左右相鄰元素的高。Z的M層未成對電子數為4。下列敘述錯誤的是(　　)
A．W、X、Y、Z四種元素的單質中，Z的熔點最高
B．在X的簡單氫化物中，X原子軌道雜化類型為sp3
C．Y的氫氧化物難溶于NaCl溶液，可溶于NH4Cl溶液
D．Y3[Z(WX)6]2中，WX－提供電子對與Z3+形成配位鍵
A　[W、X、Y、Z的原子序數依次增加，且W、X、Y屬于不同族的短周期元素。W的外層電子數是其內層電子數的2倍，則W為C；每個周期的ⅡA族和ⅤA族的元素的第一電離能都比左右相鄰元素的高，由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界，Y可形成簡單陽離子，則Y屬于金屬元素，故X和Y分別為N和Mg；Z的M層未成對電子數為4，則其3d軌道上有4個不成對電子，其價電子排布式為3d64s2，Z為Fe元素為。A．W、X、Y、Z四種元素的單質中，N元素的單質形成分子晶體，Mg和Fe均形成金屬晶體，C元素既可以形成金剛石又可以形成石墨，石墨的熔點最高，A不正確；B．X的簡單氫化物是NH3，其中N原子軌道雜化類型為sp3，B正確；C．Y的氫氧化物是Mg(OH)2，其屬于中強堿，難溶于水，難溶于NaCl溶液，但是由于NH4Cl電離產生的可以破壞Mg(OH)2的沉淀溶解平衡，因此可以溶于NH4Cl溶液，C正確；中CN－提供孤電子對與Fe3+形成配位鍵，D正確。]
(1)X、Y、Z、W的電負性大小順序為__________________(用元素符號表示)。
(2)1 mol [Z(WX)6]3-中σ鍵數目為_______________________________________
(NA為阿伏加德羅常數的值)。
[答案]　(1)N>C>Fe>Mg　(2)12NA
2．(2024·廣東卷，T12)一種可為運動員補充能量的物質，其分子結構式如圖。已知R、W、Z、X、Y為原子序數依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，則(　　)
A．沸點：ZR3B．最高價氧化物的水化物的酸性：ZC．第一電離能：Z和空間結構均為平面三角形
D　[Y可形成5個共價鍵，Z可形成3個共價鍵，Z和Y同族，Y原子序數比Z大，即Z為N元素，Y為P元素，W可形成4個共價鍵，原子序數比N小，即W為C元素，R可形成1個共價鍵，原子序數比C小，即R為H元素，X可形成2個共價鍵，原子序數在N和P之間，即X為O元素，綜上：R為H元素、W為C元素、Z為N元素、X為O元素、Y為P元素。由于NH3可形成分子間氫鍵，而PH3不能，因此沸點：NH3＞PH3，故A錯誤；W為C元素、Z為N元素，由于非金屬性：C＜N，因此最高價氧化物對應的水化物的酸性：H2CO3＜HNO3，故B錯誤；一般來說，同周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，第ⅡA族、ⅤA族原子第一電離能大于同周期相鄰元素，即第一電離能：C3．(2024·黑吉遼卷，T11)如下反應相關元素中，W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素，基態X原子的核外電子有5種空間運動狀態，基態Y、Z原子有兩個未成對電子，Q是ds區元素，焰色試驗呈綠色。下列說法錯誤的是(　　)
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A．單質沸點：Z>Y>W
B．簡單氫化物鍵角：X>Y
C．反應過程中有藍色沉淀產生
D．QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y
D　[Q是ds區元素，焰色試驗呈綠色，則Q為Cu；空間運動狀態數是指電子占據的軌道數，基態X原子的核外電子有5種空間運動狀態，則X為第2周期元素，滿足此條件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5)；X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素，基態Y、Z原子有兩個未成對電子，若Y、Z為第2周期元素，則滿足條件的可能為C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4)，C原子序數小于N，所以Y不可能為C，若Y、Z為第3周期元素，則滿足條件的可能為Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4)，Y、Z可與Cu形成CuZY4，而O、Si、S中只有O和S形成的才能形成CuZY4，所以Y、Z分別為O、S元素，則X只能為N元素；W能與X形成XW3，則W為ⅠA族或ⅦA 族元素，但W原子序數小于N，所以W為H元素，綜上所述，W、X、Y、Z、Q分別為H、N、O、S、Cu。W、Y、Z分別為H、O、S，S單質常溫下呈固態，其沸點高于氧氣和氫氣，O2和H2均為分子晶體，O2的相對分子質量大于H2，O2的范德華力大于H2，所以沸點：O2＞H2，即沸點：S＞O2＞H2，故A正確；Y、X的簡單氫化物分別為H2O和NH3，H2O的中心原子O原子的價層電子對數為2＋×(6－2×1)＝4、孤電子對數為2，空間結構為V形，鍵角為105°，NH3的中心原子N原子的價層電子對數為3＋×(5－3×1)＝4、孤電子對數為1，空間結構為三角錐形，鍵角為107°，所以鍵角：X>Y，故B正確；硫酸銅溶液中通入氨，氨不足時生成藍色沉淀氫氧化銅，氨過量時氫氧化銅溶解，生成Cu(NH3)4SO4，即反應過程中有藍色沉淀產生，故C正確；QZX4Y4W12為Cu(NH3)4SO4，其中銅離子提供空軌道、NH3的N原子提供孤電子對，兩者形成配位鍵，配位原子為N，故D錯誤。]
寫出題中涉及“轉化”過程的有關離子方程式：
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
[答案]　＋4NH3===[Cu(NH3)4]2+＋2OH－
4．(2024·河北卷)侯氏制堿法工藝流程中的主反應為QR＋YW3＋XZ2＋W2Z===QWXZ3＋YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R分別代表相關化學元素。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：WB．第一電離能：XC．單質沸點：ZD．電負性：WC　[由主反應方程式可知W、X、Y、Z、Q、R 6種元素分別為H、C、N、O、Na、Cl。一般原子的電子層數越多半徑越大，電子層數相同時，核電荷數越大，半徑越小，則原子半徑：HO>C，B錯誤；O2、Cl2為分子晶體，相對分子質量越大，沸點越高，二者在常溫下均為氣體，Na在常溫下為固體，則沸點：O2課時數智作業(二十五)　元素的綜合推斷分類突破
(建議用時：30分鐘　總分：36分)
(每小題只有一個選項正確，每小題3分，共36分)
1．(2023·湖北卷，T6)W、X、Y、Z為原子序數依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相鄰，W的核外電子數與X的價層電子數相等，Z2是氧化性最強的單質，4種元素可形成離子化合物(XY)＋(WZ4)－。下列說法正確的是(　　)
A．分子的極性：WZ3B．第一電離能：XC．氧化性：X2Y3D．鍵能：X2A　[根據題給信息“Z2是氧化性最強的單質”，可以推出Z是F；X、Y、Z位于同一周期且相鄰，則X是N，Y是O；W的核外電子數與X(N)的價層電子數相等，則W是B。BF3中的B為sp2雜化，空間結構為平面三角形，屬于非極性分子，NF3中的N為sp3雜化，空間結構為三角錐形，屬于極性分子，A正確；一般來說，同一周期主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，但第ⅤA族元素的原子結構為半充滿狀態，較穩定，因此第一電離能：N>O，B錯誤；N2O3有強氧化性，常溫下很不穩定，容易被還原，而B2O3比較穩定，難以被還原，本身的氧化性較弱，所以氧化性：N2O3>B2O3，C錯誤；N2中氮氮三鍵的鍵能>O2中氧氧雙鍵的鍵能>F2中氟氟單鍵的鍵能，D錯誤。]
2．(2023·廣東卷，T14)化合物XYZ4ME4可作肥料，所含的5種元素位于主族，在每個短周期均有分布，僅有Y和M同族。Y的基態原子價層p軌道半充滿，X的基態原子價層電子排布式為nsn-1，X與M同周期，E在地殼中含量最多。下列說法正確的是 (　　)
A．元素電負性：E>Y>Z
B．氫化物沸點：M>Y>E
C．第一電離能：X>E>Y
D．YZ3和的空間結構均為三角錐形
A　[E在地殼中含量最多，為氧元素，X的基態原子價層電子排布式為nsn-1，則X為鎂或鋰，Y的基態原子價層p軌道半充滿，則Y為氮或磷，Y和M同族，則M為氮或磷，根據X與M同周期、化合物XYZ4ME4中各元素正、負化合價代數和為零，可確定Z為氫元素、M為磷元素、X為鎂元素、E為氧元素、Y為氮元素。]
3．(2025·長沙模擬)某含銅催化劑的陰離子的結構如圖所示，W、X、Y、Z是原子序數依次增大的短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期，基態X原子的價層電子排布為nsnn pn，Z在周期表中的非金屬性最強，下列說法錯誤的是(　　)
A．電負性：Z>Y>X>W
B．X、Y、Z均位于元素周期表的p區
C．該陰離子中銅的價層電子排布為3d9
D．鍵能：Y2>Z2
C　[基態X原子的價層電子排布為nsnnpn，則X為C元素；由陰離子結構可知，W、X、Y、Z形成共價鍵的數目分別為1、4、3、1，W、X、Y、Z是原子序數依次增大的短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期，Z在周期表中的非金屬性最強，則W為H元素、Y為N元素、Z為F元素。元素的非金屬性越強，電負性越大，元素的非金屬性強弱順序為F>N>C>H，則電負性大小順序為F>N>C>H，故A正確；C元素、N元素、F元素均位于元素周期表的p區，故B正確；由圖可知，陰離子的化學式為，其中銅元素的化合價為＋3價，則陰離子中銅的價層電子排布為3d8，故C錯誤；氮氣分子中氮氮三鍵的鍵能大于氟氣分子中氟氟單鍵的鍵能，故D正確。]
4．(2024·貴州卷，T9)某化合物由原子序數依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q組成(結構如圖)。X的最外層電子數等于內層電子數，Y是有機物分子骨架元素，Q和W能形成兩種室溫下常見的液態化合物。下列說法錯誤的是(　　)
A．第一電離能：YB．該化合物中Q和W之間可形成氫鍵
C．X與Al元素有相似的性質
D．W、Z、Q三種元素可形成離子化合物
A　[X的最外層電子數等于內層電子數，則X的核外電子排布式為1s22s2，X為Be元素，W只能形成一個共價鍵，結合W的位置可知W為H元素，Y是有機物分子骨架元素，則Y為C元素，Q和W能形成兩種室溫下常見的液態化合物，則Q為O元素，則Z為N元素，據此解答。A．一般來說，同一周期，從左到右，主族元素的第一電離能呈增大的趨勢，基態N原子中2p能級上電子為半滿結構，較為穩定，第一電離能大于同周期與之相鄰的元素，則第一電離能：C5．(2025·九江聯考)W、X、Y、Z原子序數依次增大，X、Y、Z為同一短周期相鄰元素，W、X、Y組成的EMIM＋結構如圖，其環上所有原子共平面。下列說法錯誤的是(　　)
A．電負性：XB．鍵角大小：
C．簡單氫化物沸點：XD．EMIM＋中大π鍵應表示為
A　[W、X、Y、Z原子序數依次增大，X、Y、Z為同一短周期相鄰元素，根據W、X、Y組成的EMIM＋結構圖，W形成1個共價鍵，X形成4個共價鍵，Y形成3個共價鍵，可知W是H元素、X是C元素、Y是N元素，Z是O元素。]
6．(2025·廣州模擬)某離子液體的陰離子結構如圖所示，其中W、X、Y、Z、M為原子序數依次增大的短周期非金屬元素，W是有機分子的骨架元素。下列說法正確的是(　　)
A．簡單離子半徑：YB．X的含氧酸是強酸
C．該陰離子中X不滿足8電子穩定結構
D．簡單氫化物的沸點：Y>M
D　[W為有機物骨架元素，故W為C元素；由圖可知，Y形成1個雙鍵，則其最外層有6個電子，結合原子序數關系知，Y為O元素，則X為N元素；Z形成1個單鍵；則Z為F元素；M的成鍵總數為6，則M為S元素。]
7．(2024·廈門模擬)我國某有機所研究團隊合成一種鹽，其陰離子結構如圖所示。短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序數依次增大，X、Y、Z的原子序數之和為23，下列有關敘述不正確的是(　　)
A．電負性：Z>Y>R
B．簡單氫化物的穩定性：Z>Y>X
C．RZ4的鍵角和XZ4的鍵角相等
D．X的單質可能是共價晶體
C　[根據形成共價鍵的數目Z為1，X為4，R為6，Y為2，且X、Y、Z的原子序數之和為23，可推得元素X、Y、Z、R分別為C、O、F、S。SF4存在1對孤電子對，CF4沒有孤電子對，孤電子對數目越多，排斥力越大，鍵角越小，所以兩者鍵角不相等，C錯誤。]
8．(2025·山東實驗中學第一次診斷考試)下圖為一種結構有趣的“糖葫蘆”分子，其中W、X、Y、Z四種元素位于同一主族的相鄰周期。X的電負性大于Z，工業上利用沸點差異從空氣中分離出Y的單質。E是短周期元素。E與Y的價電子數之和與Mg的質子數相同，W3-與E－的電子層結構相同。下列說法錯誤的是(　　)
A．W、Y形成的最高價氧化物的水化物的分子式不同
B．第一電離能：E>W>X
C．已知電負性有Y>Cl>W，則WCl3水解生成H3WO3和HCl，YCl3水解生成HYO2和HCl
D．簡單離子半徑：W>E>Y
C　[X、Y、Z、W為同一族的元素，圖中它們一個原子均形成了三個共價鍵，根據分子的成鍵特征可知，四者均為ⅤA族元素，工業上利用沸點差異能從空氣中分離出Y的單質，則Y為N；W能與苯環碳相連，則W為P；E與Y的價電子數之和與Mg的質子數相同，E形成1個共價鍵，則E最外層有7個電子，再結合W3-與E－的電子層結構相同知E為Cl；X的電負性大于Z，則推測X為 As、Z為Sb，綜上，X、Y、Z、W、E依次為As、N、Sb、P、Cl。W為P，Y為N，對應的最高價氧化物的水化物的分子式分別為H3PO4、HNO3，A項正確；同一主族，從上往下，元素的第一電離能逐漸減小，同周期從左往右，主族元素的第一電離能整體呈增大的趨勢(但第ⅡA、ⅤA族元素的第一電離能大于其同周期相鄰元素)，所以第一電離能：Cl>P >As，即E>W >X，B項正確；電負性：N>Cl>P，則水解后P顯正價，N顯負價，PCl3水解生成H3PO3和HCl，NCl3水解生成NH3和HClO，C項錯誤；W、E、Y對應的簡單離子分別為P3-、Cl－、N3-，P3-與N3-最外層電子數相同，P3-的電子層比N3-多一層，則離子半徑：P3->N3-；P3-和Cl－電子層數相同，前者的核電荷數小于后者，則離子半徑：P3->Cl－；所以簡單離子半徑：P3->Cl－>N3-，D項正確。]
9．(2024·滄州一模)某化學卷發水、燙發劑主要成分的結構如圖所示
已知W、X、Y、Z、M均為短周期主族元素，且原子序數依次增大。下列說法正確的是(　　)
A．簡單氫化物的沸點：Z>M>Y
B．由W、X、Y、M四種元素組成的某種鹽可與Fe3+發生顯色反應
C．X最高價氧化物對應的水化物能夠促進水的電離
D．XZ2和MZ2可用澄清石灰水鑒別
B　[W、X、Y、Z、M均為短周期主族元素，且原子序數依次增大，W連接1個共價鍵，W為H元素，X連接4個共價鍵，X為C元素，Y連接4個共價鍵且帶一個正電荷，Y為N元素，Z連接2個共價鍵，Z為O元素，M也連接2個共價鍵，M為S元素。]
10．(2025·邵陽模擬)金屬M在潮濕的空氣中會形成一層致密穩定的MZX3·3M(XY)2薄膜。X、Y、Z為短周期主族元素，X的原子序數是Y的8倍，X和Z同周期且X和Z基態原子的未成對電子數相同，M是人體必需的微量元素之一。1 mol MZX3含有60 mol質子。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：X＞Z＞Y
B．基態M原子的價層電子排布式為4s2
C．X、Y、Z三種元素的電負性：X＞Z＞Y
D．同周期元素中第一電離能比X大的有兩種
C　[X、Y、Z為短周期主族元素，X的原子序數是Y的8倍，推出Y為H元素，X為O元素；X和Z同周期且X和Z基態原子的未成對電子數相同，則Z為C元素；金屬M在潮濕的空氣中會形成一層致密穩定的MZX3·3M(XY)2薄膜，1 mol MZX3含有60 mol質子，M是人體必需的微量元素之一，則M為Zn元素；綜上，X為O元素、Y為H元素、Z為C元素、M為Zn元素。]
11．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數依次增加，K、L、M均是由這些元素組成的氧化物，甲、乙分別是元素Y、W的單質，甲是常見的固體，乙是常見的氣體。K是紅棕色氣體，丙的濃溶液具有強氧化性，上述物質的轉化關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．Y、Z、W三種元素電負性：W>Y>Z
B．Y、Z、W三種元素第一電離能：W>Z>Y
C．L的沸點一定比X、Y組成的化合物的沸點高
D．由X、Y、Z、W組成的化合物中可能只含有共價鍵
D　[因為K是氧化物，且為紅棕色氣體，故K為NO2；丙的濃溶液具有強氧化性，可知丙為HNO3；則乙為O2，L為H2O，甲是常見的固體單質，與濃硝酸反應生成NO2、H2O和M，結合四種元素原子序數大小順序及元素守恒可推出M為CO2，則X為H元素，Y為C元素，Z為N元素，W為O元素。C、N、O三種元素的電負性：O>N>C，A項錯誤；N原子的2p軌道處于半充滿狀態，不易失去電子，第一電離能大于O，故第一電離能：N>O>C，B項錯誤；X、Y組成的化合物可以是烴，其沸點可能高于H2O，C項錯誤；由X、Y、Z、W組成的化合物可以是氨基酸，氨基酸分子中只含有共價鍵，D項正確。]
12．已知X、Y、Z是三種原子序數依次增大的短周期元素。甲、乙、丙分別是三種元素形成的單質，A、B、C、D分別是由三種元素中的兩種形成的化合物，且A與C中均含有10個電子。它們之間轉化關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：Z>Y>X
B．X與Y形成的化合物只含極性鍵
C．Y有多種同素異形體，且均具有高熔點、高沸點、硬度大的性質
D．簡單氣態氫化物的穩定性：AD　[由題意分析可知X為H元素，Y為C元素，Z為O元素，A為CH4，丙為O2，B為CO2，C為H2O，乙為C，D為CO，甲為H2。A項，X為H元素，Y為C元素，Z為O元素，同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小，不同周期的主族元素，原子核外電子層數越多，原子半徑越大，所以原子半徑：Y>Z>X，錯誤；B項，X為H元素，Y為C元素，二者形成的化合物，如CH4只含極性鍵，C2H6、C2H4等既含有極性鍵，也含有非極性鍵，錯誤；C項，Y為C元素，C元素有多種同素異形體，其中金剛石具有高熔點、高沸點、硬度大的性質，而石墨質地軟，錯誤；D項，A是CH4，C是H2O，元素的非金屬性：O>C，元素的非金屬性越強，其簡單氣態氫化物的穩定性就越強，所以簡單氣態氫化物的穩定性：A20/20第25講　元素的綜合推斷分類突破(能力課)
　1．“位—構—性”的相互關系及應用。　2．根據價鍵結構進行元素推斷及應用。　3．根據物質性質及轉化反應進行元素推斷及應用。
　“位—構—性”的相互關系
“位—構—性”的相互關系
(1)“位—構—性”的三個數量關系式
①電子層數＝周期序數＝能層數。
②質子數＝原子序數＝核外電子數＝核電荷數。
③最外層電子數＝主族序數＝主族最高正價＝8-|最低負價|(氧、氟除外)。
(2)位置原子結構和元素性質
(3)在短周期主族元素中，元素的原子序數與其主要化合價的數值在奇偶性上一般一致，即“價奇序奇，價偶序偶”。
元素推斷題解題的一般步驟
(1)尋找突破口——元素推斷的關鍵。綜合把握題中關鍵信息，確定突破口。
(2)推斷元素——正確解題的基礎。根據關鍵信息，結合突破口找出關鍵元素，然后根據題中描述或結構片段推出所有元素，充分利用元素周期律結合選項作答。
(3)解題——明確要求，規范作答。
1．(2025年1月·河南高考適應性考試)某化合物分子式為YWZX2，W、X、Y、Z是原子序數依次增大的短周期元素，X與Z同主族，W與X質子數之和等于Z的質子數，Y最外層電子數是其內層電子總數的一半。下列說法正確的是(　　)
A．電負性：WB．WX2的空間結構為直線形
C．最簡單氫化物的沸點：XD．Y的第一電離能高于同周期相鄰元素
2．(2025·淄博模擬)已知A、B、C、D、E為原子序數依次增大的前四周期元素。A是宇宙中含量最高的元素，B元素的一種核素可對文物進行年代測定，C元素核外電子有17種運動狀態，D元素的焰色試驗呈磚紅色，基態E+的軌道全部充滿。下列說法不正確的是(　　)
A．電負性大小：C>B>A>D
B．C的單質可用于自來水消毒
C．B形成的簡單氫化物空間結構是正四面體形
D．工業上常用電解C和E的化合物來制備其單質
3．(2024·淮北一模)X、Y、Z、W為原子序數依次增大的四種短周期主族元素。X、Y相鄰且Y原子最外層電子數是內層電子數的3倍，Z原子半徑在短周期中最大，W元素氣態氫化物的水溶液呈堿性。下列說法正確的是(　　)
A．X、W基態原子最外層電子數相同
B．X的簡單氫化物分子為正四面體形
C．非金屬性：X>Y
D．Z單質在空氣中加熱生成白色固體
　根據物質的價鍵結構進行元素推斷
1．依據原子成鍵特點推斷元素
(1)第ⅣA族元素常見成鍵形式：4個單鍵，1個三鍵與1個單鍵，2個雙鍵，2個單鍵與1個雙鍵。
(2)第ⅤA族元素常見成鍵形式：3個單鍵，1個單鍵與1個雙鍵，1個三鍵，2個單鍵再得1個電子形成離子鍵等。
(3)第ⅥA族元素常見成鍵形式：1個雙鍵，2個單鍵。
(4)氫元素和第ⅦA族元素常形成1個單鍵。
2．根據結構簡式模型推斷元素
(1)　　
(2) 　　
(3)Y—X—　[Y—X—Y
Y為H或鹵素原子，或者是—OH、—CH3、—NH2等基團。
(4)　
1．(2024·佛山二模)我國科學家發現，添加LiX2Y4ZW2能有效減緩鋰離子電池容量衰減，其結構式如圖所示。其中Z原子滿足8電子穩定結構，Z、Y、W、X是原子序數依次增大的短周期元素，X、Y原子核外均有2個未成對電子。下列說法正確的是(　　)
Li+
A．第一電離能：ZB．原子半徑：X>Y>Z
C．簡單氫化物穩定性：YD．X和Z的最高價含氧酸都為強酸
2．(2025·豫西北教研聯盟模擬)短周期主族元素W、X、Y、Z原子序數依次增大，X的最外層電子數是次外層電子數的3倍，X、Z同主族，Y元素在周期表中非金屬性最強，其原子的最外層電子數與W原子的核外電子總數相等。四種元素能組成如圖所示的化合物，下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：r(Z)>r(Y)>r(X)>r(W)
B．四種元素中，最高價含氧酸酸性最強的為Y
C．簡單氣態氫化物的沸點：X>Y>Z
D第一電離能：Y>X>W
3．(2024·黃山二模)某離子液體結構如圖，其中Q、R、T、X、Y和Z是原子序數依次增大的短周期主族元素，基態T原子和Y原子最外層均有兩個單電子，Q、R、X和Z質子數均為奇數且和為22。下列說法正確的是(　　)
[]+[]-
A．原子半徑：Y>T
B．Q、X、Y組成的化合物的水溶液一定顯酸性
C．RZ3為非極性分子
D．該離子液體中含非極性鍵，不含配位鍵
特殊情況的價鍵結構
(1)ⅢA族中的B、Al一般形成三個鍵，若形成4個共價鍵，可能是其中有一配位鍵，如[Al(OH)4]-。
(2)ⅤA族中N、P一般形成三個鍵，若形成4個，可能其中有一配位鍵，如H3B—NH3。
(3)ⅥA、ⅦA中的S、Cl、Br等可以形成多個鍵。
　根據物質性質及轉化反應進行元素推斷
1．常見非金屬元素
(1)H：單質密度最小的非金屬元素。
(2)C：形成化合物種類最多的元素，對應單質是自然界中硬度最大的物質的元素。
(3)N：空氣中含量最多的元素，簡單氣態氫化物的水溶液呈堿性的元素，最高價含氧酸具有強氧化性。
(4)O：地殼中含量最多的元素，簡單氫化物在通常情況下呈液態的元素。
(5)F：最活潑的非金屬元素，無正化合價的元素，無含氧酸的非金屬元素，無氧酸可腐蝕玻璃的元素，氣態氫化物最穩定的元素，陰離子的還原性最弱的元素。與H2O發生置換反應。
(6)S：元素的氣態氫化物能和它的氧化物在常溫下反應生成該元素的單質的元素，最高價含氧酸的濃溶液具有強氧化性。
2．常見金屬元素
(1)Na：焰色試驗呈黃色的元素；K：焰色試驗呈紫色(透過藍色鈷玻璃觀察)的元素，Na、K單質均與冷水反應生成H2和強堿。
(2)Al：地殼中含量最多的金屬元素或最高價氧化物及其水化物既能與強酸反應，又能與強堿反應的元素。
(3)Fe：單質遇濃硝酸、濃硫酸“鈍化”，最高價氧化物為紅棕色，低價氫氧化物在空氣中易轉化為高價氫氧化物。
(4)Li：單質密度最小的金屬元素。
3．常見物質的轉化
(1)直線轉化
N2或NH3―→NO―→NO2―→HNO3；
S或H2S―→SO2―→SO3―→H2SO4；
C或CxHy―→CO―→CO2―→H2CO3；
Na―→Na2O―→Na2O2―→NaOH。
(2)其他轉化
、、、。
1．(2025·西安模擬)X、Y、Z、W是原子序數依次增大的四種短周期主族元素，X、Y、Z、W對應的單質依次為M、G、P、Q，甲、乙、丙、丁均為上述四種元素形成的二元化合物。其中，乙氣體能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。W原子最外層電子數和最內層電子數相等，戊是一種難溶于水的白色固體，上述物質間存在如圖轉化關系。下列說法正確的是(　　)
A．離子半徑：W>Z>Y
B．沸點：乙>丁
C．甲中含有離子鍵和共價鍵
D．除④⑥外，其他反應都屬于氧化還原反應
2．(2024·銀川模擬)短周期元素W、X、Y、Z原子序數依次增大，W與Z處于同主族，Y原子p能級上有一對成對電子。甲、乙、丙、丁、戊均由上述兩種或三種元素組成，乙和丁均為分子中含有10個電子的二元化合物，有關物質的轉化關系如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．甲中含有σ鍵和π鍵
B．X的最高價的含氧酸可能為弱酸
C．簡單離子的半徑：WD．W、X組成化合物的沸點一定比X、Y組成化合物的沸點低
3．(2024·北京模擬)短周期元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大。用表中信息判斷下列說法正確的是(　　)
元素 X Y Z W
最高價氧化物的水化物 H3ZO4
0.1 mol·L-1溶液對應的pH(25 ℃) 1.00 13.00 1.57 0.70
A．元素電負性：ZB．簡單離子半徑：WC．元素第一電離能：ZD．簡單氫化物的沸點：X1．(2024·新課標全國卷，T12)我國科學家最近研究的一種無機鹽Y3[Z(WX)6]2納米藥物，具有高效的細胞內亞鐵離子捕獲和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序數依次增加，且W、X、Y屬于不同族的短周期元素。W的外層電子數是其內層電子數的2倍，X和Y的第一電離能都比左右相鄰元素的高。Z的M層未成對電子數為4。下列敘述錯誤的是(　　)
A．W、X、Y、Z四種元素的單質中，Z的熔點最高
B．在X的簡單氫化物中，X原子軌道雜化類型為sp3
C．Y的氫氧化物難溶于NaCl溶液，可溶于NH4Cl溶液
D．Y3[Z(WX)6]2中，WX-提供電子對與Z3+形成配位鍵
(1)X、Y、Z、W的電負性大小順序為__________________(用元素符號表示)。
(2)1 mol [Z(WX)6]3-中σ鍵數目為__________________________________(NA為阿伏加德羅常數的值)。
2．(2024·廣東卷，T12)一種可為運動員補充能量的物質，其分子結構式如圖。已知R、W、Z、X、Y為原子序數依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，則(　　)
A．沸點：ZR3B．最高價氧化物的水化物的酸性：ZC．第一電離能：ZD．Z空間結構均為平面三角形
3．(2024·黑吉遼卷，T11)如下反應相關元素中，W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素，基態X原子的核外電子有5種空間運動狀態，基態Y、Z原子有兩個未成對電子，Q是ds區元素，焰色試驗呈綠色。下列說法錯誤的是(　　)
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A．單質沸點：Z>Y>W
B．簡單氫化物鍵角：X>Y
C．反應過程中有藍色沉淀產生
D．QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y
寫出題中涉及“轉化”過程的有關離子方程式：
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
4．(2024·河北卷)侯氏制堿法工藝流程中的主反應為QR＋YW3＋XZ2＋W2ZQWXZ3＋YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R分別代表相關化學元素。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：WB．第一電離能：XC．單質沸點：ZD．電負性：W1/1

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