圖解“位—構(gòu)—性”試題

江西

在近幾年的高考題中，元素推斷及“位-構(gòu)-性”試題每年必考，筆者以近三年全國卷為例，總結(jié)了解答該類試題的思維方式和方法技巧，并預(yù)測明年該類高考試題的考查方向，望對(duì)2020屆考生及一線教師有所幫助。

一、三年試題分析

年份卷別考查元素考查知識(shí)點(diǎn)2019Ⅰ卷Na Si P Cl化合物的水溶液酸堿性、元素非金屬性、最高價(jià)氧化物的水化物的酸性、8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)Ⅱ卷N Al Si P原子半徑、單質(zhì)的狀態(tài)、氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性、最高價(jià)氧化物的水化物的堿性Ⅲ卷C Mg Si氧化物熔點(diǎn)、氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性、離子化合物的形成、與濃硝酸是否反應(yīng)2018Ⅰ卷F Na Cl Ca單質(zhì)的狀態(tài)、氫化物的物質(zhì)類別、化合物的水溶液酸堿性、最高化合價(jià)Ⅱ卷N O Na Cl形成二元化合物的種數(shù)、化合物中的化學(xué)鍵、簡單離子的電子層結(jié)構(gòu)、氧化物的水化物的酸性Ⅲ卷O F Na Cl原子半徑、氫化物的酸性、化合物中的化學(xué)鍵、單質(zhì)的狀態(tài)2017Ⅰ卷N O Na S氫化物的熱穩(wěn)定性、簡單離子的電子層結(jié)構(gòu)、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原子半徑、元素金屬性、氧化物的水化物的堿性、單質(zhì)的氧化性Ⅲ卷N O Al Cl氫化物的沸點(diǎn)、氧化物的水化物的酸性、化合物的熔點(diǎn)、簡單離子的半徑

二、“位-構(gòu)-性”試題的“四層四翼”特點(diǎn)

三、兩年試題分析

【例1】(2019·全國卷Ⅰ·13)科學(xué)家合成出了一種新化合物(如圖所示)，其中W、X、Y、Z為同一短周期元素，Z核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半。下列敘述正確的是

( )

A.WZ的水溶液呈堿性

B.元素非金屬性的順序?yàn)閄>Y>Z

C.Y的最高價(jià)氧化物的水化物是中強(qiáng)酸

D.該新化合物中Y不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

【答案】C

【解析】

1.圖解

2.逐項(xiàng)分析

選項(xiàng)A，WZ為NaCl，為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，其水溶液顯中性，錯(cuò)誤；選項(xiàng)B，X、Y、Z三種元素分別為Si、P、Cl，均為第三周期元素，原子序數(shù)依次增大，非金屬性依次增強(qiáng)，錯(cuò)誤；選項(xiàng)C，Y為P元素，其最高價(jià)氧化物的水化物為H3PO4，在水溶液中電離不完全，定義為中強(qiáng)酸，正確；選項(xiàng)D，化合物中Y為P元素，和Si原子共用2對(duì)電子，陰離子得到Na原子失去的電子，所以P原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，錯(cuò)誤。

【試題點(diǎn)評(píng)】

本題體現(xiàn)了高考試題的創(chuàng)新性，試題素材來源新，呈現(xiàn)形式新，在歷年的高考試題中，元素推斷及“位-構(gòu)-性”試題均未以此種形式進(jìn)行考查。在解答本題過程中，特別需要注意，新化合物為離子化合物，存在陰陽離子，結(jié)合價(jià)鍵知識(shí)，可以順利地推出幾種元素從而正確作答。

【例2】(2019·全國卷Ⅱ·9)今年是門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年。如表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z為短周期主族元素，W與X的最高化合價(jià)之和為8。下列說法錯(cuò)誤的是

( )

A.原子半徑：W

B.常溫常壓下，Y單質(zhì)為固態(tài)

C.氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：Z

D.X的最高價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)堿

【答案】D

【解析】

1.圖解

2.逐項(xiàng)分析

選項(xiàng)A，W、X分別為N元素和Al元素，N原子有2個(gè)電子層，Al原子有3個(gè)電子層，電子層數(shù)越多，半徑越大，所以原子半徑：N

【試題點(diǎn)評(píng)】

本題體現(xiàn)了高考試題的基礎(chǔ)性和綜合性，以元素周期表的一部分為基礎(chǔ)，結(jié)合題意推斷出幾種元素，主要考查了元素周期律的相關(guān)知識(shí)。該題在解答的過程中，根據(jù)元素周期律知識(shí)也可直接判斷A、C選項(xiàng)的說法是正確的，再根據(jù)X、Y、Z為第三周期元素，第三周期主族元素的單質(zhì)中，常溫常壓下只有Cl2為氣態(tài)，其他均為固態(tài)，可知B選項(xiàng)說法也是正確的。所以，并不需要推斷出具體的元素也可正確得出本題答案。

【例3】(2019·全國卷Ⅲ·9)X、Y、Z均為短周期主族元素，它們?cè)拥淖钔鈱与娮訑?shù)之和為10，X與Z同族，Y最外層電子數(shù)等于X次外層電子數(shù)，且Y原子半徑大于Z。下列敘述正確的是

( )

A.熔點(diǎn)：X的氧化物比Y的氧化物高

B.熱穩(wěn)定性：X的氫化物大于Z的氫化物

C.X與Z可形成離子化合物ZX

D.Y的單質(zhì)與Z的單質(zhì)均能溶于濃硝酸

【答案】B

【解析】

1.圖解

2.逐項(xiàng)分析

選項(xiàng)A，X常見的氧化物有CO、CO2，在常溫常壓下均為氣態(tài)，熔點(diǎn)較低，Mg的氧化物為MgO，在常溫常壓下為固態(tài)，熔點(diǎn)較高，錯(cuò)誤；選項(xiàng)B，X、Z的氣態(tài)氫化物分別為CH4和SiH4，同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱，C的非金屬性強(qiáng)于Si，故氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：CH4>SiH4，正確；選項(xiàng)C，C和Si可形成化合物SiC，為共價(jià)化合物，錯(cuò)誤；選項(xiàng)D，Mg可溶于濃硝酸，但Si不溶于強(qiáng)酸強(qiáng)堿，只溶于HF，錯(cuò)誤。

【試題點(diǎn)評(píng)】

本題體現(xiàn)了高考試題的基礎(chǔ)性和綜合性，解答本題時(shí)要有清晰的思維，對(duì)最外層電子數(shù)之和以及X和Z同主族要有清楚的認(rèn)識(shí)，突破了這個(gè)難點(diǎn)，問題就迎刃而解了。

【例4】(2018·全國卷Ⅰ·12)主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外層電子數(shù)之和為10；W與Y同族；W與Z形成的化合物可與濃硫酸反應(yīng)，其生成物可腐蝕玻璃。下列說法正確的是

( )

A.常溫常壓下X的單質(zhì)為氣態(tài)

B.Z的氫化物為離子化合物

C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈堿性

D.W與Y具有相同的最高化合價(jià)

【答案】B

【解析】

1.圖解

2.逐項(xiàng)分析

選項(xiàng)A，Na在常溫常壓下為固態(tài)，錯(cuò)誤；選項(xiàng)B，Z的氫化物為CaH2，屬于金屬氫化物，為離子化合物，其電子式為[H∶]-Ca2+[∶H]-，正確；選項(xiàng)C，Y和Z形成的化合物為CaCl2，為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，水溶液顯中性，錯(cuò)誤；選項(xiàng)D，W為F元素，一般無正價(jià)，Y為Cl元素，其最高正價(jià)為+7價(jià)，錯(cuò)誤。

【試題點(diǎn)評(píng)】

本題體現(xiàn)了高考試題的基礎(chǔ)性和綜合性，試題中的四種主族元素的原子序數(shù)均不大于20，說明其中原子序數(shù)最大的元素可能為Ca，聯(lián)想到螢石(主要成分CaF2)和濃硫酸反應(yīng)可生成HF，即可快速確定W和Z元素。

【例5】(2018·全國卷Ⅱ·10)W、X、Y和Z為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。W與X可生成一種紅棕色有刺激性氣味的氣體；Y的周期數(shù)是族序數(shù)的3倍；Z原子最外層的電子數(shù)與W的電子總數(shù)相同，下列敘述正確的是

( )

A.X與其他三種元素均可形成兩種或兩種以上的二元化合物

B.Y與其他三種元素分別形成的化合物中只含有離子鍵

C.四種元素的簡單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)

D.W的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸

【答案】A

【解析】

1.圖解

2.逐項(xiàng)分析

選項(xiàng)A，O與其他三種元素可形成兩種或兩種以上二元化合物，可與N元素形成N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等多種化合物，可與Na元素形成Na2O、Na2O2兩種化合物，可與Cl元素形成ClO2、Cl2O、Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7等多種化合物，正確；選項(xiàng)B，Na與O形成的化合物Na2O2中既有離子鍵又有共價(jià)鍵，錯(cuò)誤；選項(xiàng)C，N3-、O2-、Na+核外都是兩個(gè)電子層，具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，Cl-有三個(gè)電子層，電子層結(jié)構(gòu)不相同，錯(cuò)誤；N的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物有HNO2、HNO3等，HNO3是強(qiáng)酸，HNO2是弱酸，錯(cuò)誤。

【試題點(diǎn)評(píng)】

本題體現(xiàn)了高考試題的基礎(chǔ)性和綜合性，著重考查了二元化合物問題，需要學(xué)生具有發(fā)散的思維。在解答的過程中，紅棕色氣體是突破口，但優(yōu)生或許會(huì)在此陷入困境，N2和O2在放電條件下只能生成NO，并不能得到紅棕色氣體NO2，此題巧妙之處在于，紅棕色氣體并非一步得到，在反應(yīng)的過程中，NO可以和O2反應(yīng)得到NO2。

【例6】(2018·全國卷Ⅲ·13)W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大，元素X和Z同族。鹽YZW與濃鹽酸反應(yīng)，有黃綠色氣體產(chǎn)生，此氣體同冷燒堿溶液作用，可得到含YZW的溶液。下列說法正確的是

( )

A.原子半徑大小為W

B.X的氫化物水溶液酸性強(qiáng)于Z的

C.Y2W2與ZW2均含有非極性共價(jià)鍵

D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下W的單質(zhì)狀態(tài)與X的相同

【答案】D

【解析】

1.圖解

2.逐項(xiàng)分析

選項(xiàng)A，W、X、Y、Z四種元素的原子半徑大小依次為Na>Cl>O>F，錯(cuò)誤；選項(xiàng)B，X和Z的氫化物分別為HF、HCl，其中HF是弱酸，HCl是強(qiáng)酸，錯(cuò)誤；選項(xiàng)C，Na2O2中既有離子鍵又有非極性共價(jià)鍵，ClO2中不存在非極性共價(jià)鍵，錯(cuò)誤；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，O2和F2均為氣態(tài)，狀態(tài)相同，正確。

【試題點(diǎn)評(píng)】

本題體現(xiàn)了高考試題的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性，從黃綠色氣體可知為Cl2，Cl2再與NaOH溶液反應(yīng)又得到了NaClO，涉及了氧化還原反應(yīng)中的兩類典型反應(yīng)：歧化反應(yīng)和歸中反應(yīng)。

四、新題型預(yù)測

【練習(xí)1】X、Y、Z、W、Q是元素周期表前20號(hào)主族元素，原子序數(shù)依次增大。X、Z同主族，由X、Y、Z、Q四種元素組成的化合物M的結(jié)晶水合物是常見的凈水劑，含Y元素的化合物L(fēng)iYH4是一種金屬儲(chǔ)氫材料。下列說法正確的是

( )

A.X所在主族中，X的簡單氫化物分子間存在氫鍵，故其氫化物穩(wěn)定性最強(qiáng)

B.Z的簡單氫化物的酸性弱于W的簡單氫化物，故元素非金屬性Z小于W

C.單質(zhì)的沸點(diǎn)：W>Z>Y>X

【練習(xí)2】某高分子化合物可用于化妝品中，其鏈節(jié)如圖所示，其中W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大，X和Z同主族，下列說法正確的是

( )

A.W、Y兩種元素形成的化合物中只存在極性鍵

B.W、X、Y三種元素形成的酸性化合物只有一種

C.X、Y、Z的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性：Y>X>Z

D.XW4與ZW4的空間結(jié)構(gòu)不相同

【練習(xí)3】“九宮格”是一種深受大眾喜愛的數(shù)學(xué)游戲。若在一格中填充了5種元素，如圖所示，X、Y、Z、W、Q為相同短周期元素且最外層電子數(shù)依次增加，橫行和縱行所含元素最外層電子數(shù)之和均為10。下列說法錯(cuò)誤的是

( )

A.若為第二周期元素，X常用作電池電極材料

B.若為第二周期元素，W和Q可形成多種二元化合物

C.若為第三周期元素，單質(zhì)Z既能與酸也能與堿反應(yīng)，均有H2產(chǎn)生

D.若為第三周期元素，通常用電解熔融氧化物的方法來冶煉X、Y、Z的單質(zhì)

【答案】1.D 2.C 3.D