图解“位—构—性”试题

江西

在近几年的高考题中，元素推断及“位-构-性”试题每年必考，笔者以近三年全国卷为例，总结了解答该类试题的思维方式和方法技巧，并预测明年该类高考试题的考查方向，望对2020届考生及一线教师有所帮助。

一、三年试题分析

年份卷别考查元素考查知识点2019Ⅰ卷Na Si P Cl化合物的水溶液酸碱性、元素非金属性、最高价氧化物的水化物的酸性、8电子稳定结构Ⅱ卷N Al Si P原子半径、单质的状态、气态氢化物热稳定性、最高价氧化物的水化物的碱性Ⅲ卷C Mg Si氧化物熔点、气态氢化物热稳定性、离子化合物的形成、与浓硝酸是否反应2018Ⅰ卷F Na Cl Ca单质的状态、氢化物的物质类别、化合物的水溶液酸碱性、最高化合价Ⅱ卷N O Na Cl形成二元化合物的种数、化合物中的化学键、简单离子的电子层结构、氧化物的水化物的酸性Ⅲ卷O F Na Cl原子半径、氢化物的酸性、化合物中的化学键、单质的状态2017Ⅰ卷N O Na S氢化物的热稳定性、简单离子的电子层结构、化合物的水溶液的酸性、元素周期表中的位置Ⅱ卷O Na(Mg) Al S原子半径、元素金属性、氧化物的水化物的碱性、单质的氧化性Ⅲ卷N O Al Cl氢化物的沸点、氧化物的水化物的酸性、化合物的熔点、简单离子的半径

二、“位-构-性”试题的“四层四翼”特点

三、两年试题分析

【例1】(2019·全国卷Ⅰ·13)科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是

( )

A.WZ的水溶液呈碱性

B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z

C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸

D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构

【答案】C

【解析】

1.图解

2.逐项分析

选项A，WZ为NaCl，为强酸强碱盐，其水溶液显中性，错误；选项B，X、Y、Z三种元素分别为Si、P、Cl，均为第三周期元素，原子序数依次增大，非金属性依次增强，错误；选项C，Y为P元素，其最高价氧化物的水化物为H3PO4，在水溶液中电离不完全，定义为中强酸，正确；选项D，化合物中Y为P元素，和Si原子共用2对电子，阴离子得到Na原子失去的电子，所以P原子满足8电子稳定结构，错误。

【试题点评】

本题体现了高考试题的创新性，试题素材来源新，呈现形式新，在历年的高考试题中，元素推断及“位-构-性”试题均未以此种形式进行考查。在解答本题过程中，特别需要注意，新化合物为离子化合物，存在阴阳离子，结合价键知识，可以顺利地推出几种元素从而正确作答。

【例2】(2019·全国卷Ⅱ·9)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。如表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是

( )

A.原子半径：W

B.常温常压下，Y单质为固态

C.气态氢化物热稳定性：Z

D.X的最高价氧化物的水化物是强碱

【答案】D

【解析】

1.图解

2.逐项分析

选项A，W、X分别为N元素和Al元素，N原子有2个电子层，Al原子有3个电子层，电子层数越多，半径越大，所以原子半径：N

【试题点评】

本题体现了高考试题的基础性和综合性，以元素周期表的一部分为基础，结合题意推断出几种元素，主要考查了元素周期律的相关知识。该题在解答的过程中，根据元素周期律知识也可直接判断A、C选项的说法是正确的，再根据X、Y、Z为第三周期元素，第三周期主族元素的单质中，常温常压下只有Cl2为气态，其他均为固态，可知B选项说法也是正确的。所以，并不需要推断出具体的元素也可正确得出本题答案。

【例3】(2019·全国卷Ⅲ·9)X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和为10，X与Z同族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是

( )

A.熔点：X的氧化物比Y的氧化物高

B.热稳定性：X的氢化物大于Z的氢化物

C.X与Z可形成离子化合物ZX

D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸

【答案】B

【解析】

1.图解

2.逐项分析

选项A，X常见的氧化物有CO、CO2，在常温常压下均为气态，熔点较低，Mg的氧化物为MgO，在常温常压下为固态，熔点较高，错误；选项B，X、Z的气态氢化物分别为CH4和SiH4，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，C的非金属性强于Si，故气态氢化物的热稳定性：CH4>SiH4，正确；选项C，C和Si可形成化合物SiC，为共价化合物，错误；选项D，Mg可溶于浓硝酸，但Si不溶于强酸强碱，只溶于HF，错误。

【试题点评】

本题体现了高考试题的基础性和综合性，解答本题时要有清晰的思维，对最外层电子数之和以及X和Z同主族要有清楚的认识，突破了这个难点，问题就迎刃而解了。

【例4】(2018·全国卷Ⅰ·12)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是

( )

A.常温常压下X的单质为气态

B.Z的氢化物为离子化合物

C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性

D.W与Y具有相同的最高化合价

【答案】B

【解析】

1.图解

2.逐项分析

选项A，Na在常温常压下为固态，错误；选项B，Z的氢化物为CaH2，属于金属氢化物，为离子化合物，其电子式为[H∶]-Ca2+[∶H]-，正确；选项C，Y和Z形成的化合物为CaCl2，为强酸强碱盐，水溶液显中性，错误；选项D，W为F元素，一般无正价，Y为Cl元素，其最高正价为+7价，错误。

【试题点评】

本题体现了高考试题的基础性和综合性，试题中的四种主族元素的原子序数均不大于20，说明其中原子序数最大的元素可能为Ca，联想到萤石(主要成分CaF2)和浓硫酸反应可生成HF，即可快速确定W和Z元素。

【例5】(2018·全国卷Ⅱ·10)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体；Y的周期数是族序数的3倍；Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同，下列叙述正确的是

( )

A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物

B.Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键

C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构

D.W的氧化物对应的水化物均为强酸

【答案】A

【解析】

1.图解

2.逐项分析

选项A，O与其他三种元素可形成两种或两种以上二元化合物，可与N元素形成N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等多种化合物，可与Na元素形成Na2O、Na2O2两种化合物，可与Cl元素形成ClO2、Cl2O、Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7等多种化合物，正确；选项B，Na与O形成的化合物Na2O2中既有离子键又有共价键，错误；选项C，N3-、O2-、Na+核外都是两个电子层，具有相同的电子层结构，Cl-有三个电子层，电子层结构不相同，错误；N的氧化物对应的水化物有HNO2、HNO3等，HNO3是强酸，HNO2是弱酸，错误。

【试题点评】

本题体现了高考试题的基础性和综合性，着重考查了二元化合物问题，需要学生具有发散的思维。在解答的过程中，红棕色气体是突破口，但优生或许会在此陷入困境，N2和O2在放电条件下只能生成NO，并不能得到红棕色气体NO2，此题巧妙之处在于，红棕色气体并非一步得到，在反应的过程中，NO可以和O2反应得到NO2。

【例6】(2018·全国卷Ⅲ·13)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是

( )

A.原子半径大小为W

B.X的氢化物水溶液酸性强于Z的

C.Y2W2与ZW2均含有非极性共价键

D.标准状况下W的单质状态与X的相同

【答案】D

【解析】

1.图解

2.逐项分析

选项A，W、X、Y、Z四种元素的原子半径大小依次为Na>Cl>O>F，错误；选项B，X和Z的氢化物分别为HF、HCl，其中HF是弱酸，HCl是强酸，错误；选项C，Na2O2中既有离子键又有非极性共价键，ClO2中不存在非极性共价键，错误；标准状况下，O2和F2均为气态，状态相同，正确。

【试题点评】

本题体现了高考试题的基础性和应用性，从黄绿色气体可知为Cl2，Cl2再与NaOH溶液反应又得到了NaClO，涉及了氧化还原反应中的两类典型反应：歧化反应和归中反应。

四、新题型预测

【练习1】X、Y、Z、W、Q是元素周期表前20号主族元素，原子序数依次增大。X、Z同主族，由X、Y、Z、Q四种元素组成的化合物M的结晶水合物是常见的净水剂，含Y元素的化合物LiYH4是一种金属储氢材料。下列说法正确的是

( )

A.X所在主族中，X的简单氢化物分子间存在氢键，故其氢化物稳定性最强

B.Z的简单氢化物的酸性弱于W的简单氢化物，故元素非金属性Z小于W

C.单质的沸点：W>Z>Y>X

【练习2】某高分子化合物可用于化妆品中，其链节如图所示，其中W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，X和Z同主族，下列说法正确的是

( )

A.W、Y两种元素形成的化合物中只存在极性键

B.W、X、Y三种元素形成的酸性化合物只有一种

C.X、Y、Z的简单氢化物的热稳定性：Y>X>Z

D.XW4与ZW4的空间结构不相同

【练习3】“九宫格”是一种深受大众喜爱的数学游戏。若在一格中填充了5种元素，如图所示，X、Y、Z、W、Q为相同短周期元素且最外层电子数依次增加，横行和纵行所含元素最外层电子数之和均为10。下列说法错误的是

( )

A.若为第二周期元素，X常用作电池电极材料

B.若为第二周期元素，W和Q可形成多种二元化合物

C.若为第三周期元素，单质Z既能与酸也能与碱反应，均有H2产生

D.若为第三周期元素，通常用电解熔融氧化物的方法来冶炼X、Y、Z的单质

【答案】1.D 2.C 3.D