注重基礎(chǔ)、體現(xiàn)能力、開拓思維、融合創(chuàng)新

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期律是高中化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)起著關(guān)鍵性的指導(dǎo)作用，是物質(zhì)世界的重要規(guī)律．?普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（２０１７年版２０２０年修訂）?中明確了該內(nèi)容的學(xué)業(yè)要求：認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)與元素在元素周期表中位置的關(guān)系，結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)呈周期性變化的規(guī)律，建構(gòu)元素周期律，能利用元素在元素周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)，分析、預(yù)測、比較元素及其化合物的性質(zhì)．在新高考試題中，元素“位、構(gòu)、性”推斷題是必考題型，該類試題以物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)為背景，情境載體新穎，呈現(xiàn)形式多樣，具有一定的創(chuàng)新性，對(duì)于新高考考生具有一定的難度．本文以元素“位、構(gòu)、性”推斷類典型高考真題為例，闡述試題的考查方向及解題策略，以期對(duì)２０２５年高考備考有所幫助．

１ 近幾年元素“位、構(gòu)、性”推斷題情境載體的變化

不同類型推斷題情境載體的變化情況如表１所示．

元素“位、構(gòu)、性”推斷題通過合理創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置新穎的試題呈現(xiàn)方式和設(shè)問方式，促使學(xué)生主動(dòng)思考，綜合考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力．在歷年元素“位、構(gòu)、性”推斷題中，情境載體變化多樣．自新教材、新高考后，由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)為選擇性必修內(nèi)容，也是必考內(nèi)容，故將其融入元素“位、構(gòu)、性”推斷題中，試題的呈現(xiàn)形式也逐漸回歸到了文字?jǐn)⑹鲂?，但涉及知識(shí)面更廣，思維容量更大，也使試題難度有所提升．

２ 元素“位、構(gòu)、性”推斷題考點(diǎn)考向分析

２０２４年部分試卷元素“位、構(gòu)、性”推斷題考點(diǎn)考向分析如表２所示．

從２０２４年試題呈現(xiàn)形式看，多數(shù)試題都是文字?jǐn)⑹鲂?，僅有３道試題含有物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式，１道試題含有物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，呈現(xiàn)形式相對(duì)單一．全國甲卷是老教材老高考模式，試題中沒有滲透物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí);新課標(biāo)卷及新高考省份均滲透了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)，多數(shù)試題需要以原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行元素的推斷．從原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的角度看，第一電離能、元素金屬性與非金屬性知識(shí)考查的頻次較高;從分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)角度看，化學(xué)鍵類型（含鍵能、鍵角、鍵長）及物質(zhì)的性質(zhì)一直是高頻考點(diǎn)．

３ 典型試題分析

３．１ 熱重曲線圖像型

例１ （２０２２ 年全國乙卷）化合物（YW４X５Z８·４W２Z）可用于電訊器材、高級(jí)玻璃的制造．W、X、Y、Z為短周期元素，原子序數(shù)依次增加，且加和為２１．YZ２分子的總電子數(shù)為奇數(shù)，常溫下為氣體．該化合物的熱重曲線如圖１所示，在２００℃以下熱分解時(shí)無刺激性氣體逸出．下列敘述正確的是（ ）．

A．W、X、Y、Z的單質(zhì)常溫下均為氣體

B．最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：Y＜X

C．１００～２００℃階段熱分解失去４個(gè)W２Z

D．５００℃熱分解后生成固體化合物X２Z３

試題分析 對(duì)試題進(jìn)行整體分析如圖２所示．

綜合推斷 根據(jù)化合物的分子式及４種元素的原子序數(shù)之和為２１可知，４種元素的原子序數(shù)平均值約為５，即４種元素為第一周期與第二周期元素，根據(jù)氣體YZ２ 分子的總電子數(shù)為奇數(shù)可知Y 的原子序數(shù)一定為奇數(shù)，可推出Y為N元素，Z為O元素，W 與X元素的原子序數(shù)均小于７且加和為６，可能有２種情況（H 與B、He與Be），根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)式可知，只能是H與B，且與選項(xiàng)D固體化合物X２Z３（B２O３）相吻合．

選項(xiàng)分析 B元素的單質(zhì)在常溫下為固體，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤．元素非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)：HNO３＞H３BO３，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．

數(shù)據(jù)處理 設(shè)有１molNH４B５O８.４H２O 受熱分解，起始質(zhì)量為２７３g，當(dāng)其失去４個(gè)結(jié)晶水，質(zhì)量保留百分?jǐn)?shù)應(yīng)為２７３g－７２g／２７３g ×１００％≈７３.６％，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若５００℃熱分解后生成固體化合物B２O３，根據(jù)B元素守恒，則有２.５ molB２O３ 生成，其質(zhì)量為１７５g，質(zhì)量保留百分?jǐn)?shù)為１７５g／２７３g×１００％≈６４.１％，選項(xiàng)D正確．本題答案為D．

３.２ 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)融合型

例２ （２０２４年新課標(biāo)卷）我國科學(xué)家最近研究的一種無機(jī)鹽Y３[Z（WX）６]２ 納米藥物，具有高效的細(xì)胞內(nèi)亞鐵離子捕獲和抗氧化能力．W、X、Y、Z的原子序數(shù)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(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)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(duì)電子數(shù)為４．下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）．

A．W、X、Y、Z４種元素的單質(zhì)中，Z的熔點(diǎn)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，可以溶于NH４Cl溶液

D．Y３[Z（WX）６]２ 中WX－ 提供電子對(duì)與Z３＋ 形成配位鍵

試題分析 對(duì)試題進(jìn)行整體分析如圖３所示．

綜合推斷 根據(jù)W 的外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的２倍，可知W 為C元素;根據(jù)X 和Y（位于不同主族）的第一電離能都比左右相鄰元素的高，且原子序數(shù)應(yīng)大于６，可知X為N 元素，Y 為Mg元素;Z的M 層未成對(duì)電子數(shù)為４，即M 層電子排布為３s２３p６３d６，其價(jià)電子排布式為３s２３p６３d６４s２，可知Z為Fe元素．

選項(xiàng)分析 ４種元素的單質(zhì)中，單質(zhì)Fe（金屬晶體）的熔點(diǎn)較高，C元素有多種同素異形體，其中金剛石（原子晶體）的熔點(diǎn)高于單質(zhì)Fe，選項(xiàng)A 敘述錯(cuò)誤．X的簡單氫化物為NH３，N 原子的雜化類型為sp３ 雜化，選項(xiàng)B 敘述正確．Mg（OH）２ 難溶于NaCl溶液，NH４Cl溶液顯酸性，能溶解Mg（OH）２ 固體，選項(xiàng)C敘述正確．在化合物Mg３[Fe（CN）６]２ 中，CN－ 提供孤電子對(duì)，F(xiàn)e３＋ 提供空軌道，形成配位鍵，選項(xiàng)D敘述正確，答案為A．

３．３ 給出物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式型

突破該類題型的關(guān)鍵在于對(duì)各種元素的成鍵情況了如指掌．一般來說，H 原子與鹵素原子只能形成１對(duì)共用電子對(duì)，且應(yīng)注意一些特殊的成鍵形式，如B原子、S原子．對(duì)于不同的化合物，尤其是離子化合物，需要關(guān)注陰、陽離子所帶的電荷數(shù)，在計(jì)算成鍵情況時(shí)，需要相應(yīng)地增加或減少電子．在某些化合物中，還需要考慮配位鍵存在的情況．解決該類試題的模型如圖４所示．

例３ （２０２４年廣東卷）一種可為運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充能量的物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)式如圖５所示．已知R、W、Z、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，則（ ）．

A．沸點(diǎn)：ZR３＜YR３

B．最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：Z＜W

C．第一電離能：Z＜X＜W

D．ZX３－ 和 WX２３－ 空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形

綜合推斷 對(duì)試題進(jìn)行綜合推斷如圖６所示．

選項(xiàng)分析 NH３ 分子間存在氫鍵，故其沸點(diǎn)高于PH３，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤．由圖６可知，Z為N 元素，W 為C元素，元素非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，即HNO３＞H２CO３，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．N 原子的價(jià)層電子排布式為２s２２p３，為半充滿狀態(tài)，第一電離能高于O 元素，故第一電離能：N＞O＞C，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．NO３－ 和CO２３－ 中心原子的雜化類型均為sp２ 雜化，其空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，選項(xiàng)D正確．答案為D．

３．４ 核反應(yīng)式型

例４ （２０２０年全國Ⅰ卷）１９３４年約里奧·居里夫婦在核反應(yīng)中用α粒子（即氦核４２He）轟擊金屬原子WZX，得到核素Z ＋３２０Y，開創(chuàng)了人造放射性核素的先河：WZX＋４ ２He→ ３０ Z＋２Y＋１０n，其中元素X、Y 的最外層電子數(shù)之和為８．下列敘述正確的是（ ）．

A．WZ X的相對(duì)原子質(zhì)量為２６

B．X、Y均可形成三氯化物

C．X的原子半徑小于Y的

D．Y僅有一種含氧酸

試題分析 對(duì)試題進(jìn)行整體分析如圖７所示．

綜合推斷 X為金屬元素，X、Y 的最外層電子數(shù)之和為８，最外層電子數(shù)（質(zhì)子數(shù)）之差為２，可得X為Al元素，Y為P元素．

選項(xiàng)分析 由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒得W ＋４＝３０＋１，則W ＝２７，核素２１７３X的相對(duì)原子質(zhì)量為２７，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤．Al 可形成AlCl３，P可形成PCl３，選項(xiàng)B正確．同周期元素原子半徑逐漸減?。簉 （Al）＞r（P），選項(xiàng)C 錯(cuò)誤．Y 為P元素，含有多種含氧酸：H３PO４、H３PO３、H３PO２等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案為B．

３．５ 物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系型

例５ （２０２４年遼、吉、黑卷）反應(yīng)：QZY４ 溶液逐漸通入XW３ 至過量→QZX４Y４W１２ 溶液，相關(guān)元素中，W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，基態(tài)X原子的核外電子有５種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，基態(tài)Y、Z原子有２個(gè)未成對(duì)電子;Q 是ds區(qū)元素，焰色試驗(yàn)呈綠色．下列說法錯(cuò)誤的是（ ）．

A．單質(zhì)沸點(diǎn)：Z＞Y＞W(wǎng)

B．簡單氫化物鍵角：X＞Y

C．反應(yīng)過程中有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生

D．QZX４Y４W１２是配合物，配位原子是Y

試題分析 對(duì)試題進(jìn)行整體分析如圖８所示．

綜合推斷 由X 原子的核外電子有５種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可知，X為N 元素，則W 為H 元素;基態(tài)Y、Z有２個(gè)未成對(duì)電子，則Y 為O 元素，Z為S元素;Q 元素的焰色試驗(yàn)呈綠色，則Q 為Cu元素;這些元素構(gòu)成的化合物也能發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)化關(guān)系．

選項(xiàng)分析 S單質(zhì)常溫下為固態(tài)，H２ 和O２ 為氣態(tài)，O２ 的沸點(diǎn)高于H２，選項(xiàng)A 說法正確．NH３ 與H２O 中心原子的雜化類型均為sp３ 雜化，NH３ 分子中有１對(duì)孤電子對(duì)，H２O 分子中有２對(duì)孤電子對(duì)，鍵角更小，選項(xiàng)B說法正確．CuSO４ 溶液中通入NH３，先生成藍(lán)色沉淀Cu（OH）２，隨著NH３ 的通入，沉淀逐漸溶解，生成Cu[（NH３）４]SO４ 溶液， 選項(xiàng)C 說法正確．Cu[（NH３）４]SO４是配合物，配位原子是N，選項(xiàng)D說法錯(cuò)誤．答案為D．

４ 題型預(yù)測及備考策略

在新高考背景下，元素“位、構(gòu)、性”推斷依然是必考題型，該題型可融合學(xué)科及不同模塊進(jìn)行命題（如圖９），涉及知識(shí)點(diǎn)多，思維容量大，體現(xiàn)考生思維過程．結(jié)合數(shù)據(jù)推理，更能考查考生的邏輯推理、數(shù)據(jù)演繹能力．在備考過程中，必須掌握元素周期律及物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)，注重建構(gòu)知識(shí)體系，尤其是選擇性必修２物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的知識(shí)，如圖１０所示．

（完）