注重基礎、體現能力、開拓思維、融合創新

物質結構與元素周期律是高中化學學習的重點內容，對化學學習起著關鍵性的指導作用，是物質世界的重要規律．?普通高中化學課程標準（２０１７年版２０２０年修訂）?中明確了該內容的學業要求：認識原子結構、元素性質與元素在元素周期表中位置的關系，結合有關數據和實驗事實認識原子結構、元素性質呈周期性變化的規律，建構元素周期律，能利用元素在元素周期表中的位置和原子結構，分析、預測、比較元素及其化合物的性質．在新高考試題中，元素“位、構、性”推斷題是必考題型，該類試題以物質結構與性質為背景，情境載體新穎，呈現形式多樣，具有一定的創新性，對于新高考考生具有一定的難度．本文以元素“位、構、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２０２５年高考備考有所幫助．

１ 近幾年元素“位、構、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、性”推斷題通過合理創設情境，設置新穎的試題呈現方式和設問方式，促使學生主動思考，綜合考查學生運用所學知識分析問題、解決問題的能力．在歷年元素“位、構、性”推斷題中，情境載體變化多樣．自新教材、新高考后，由于物質結構與性質為選擇性必修內容，也是必考內容，故將其融入元素“位、構、性”推斷題中，試題的呈現形式也逐漸回歸到了文字敘述型，但涉及知識面更廣，思維容量更大，也使試題難度有所提升．

２ 元素“位、構、性”推斷題考點考向分析

２０２４年部分試卷元素“位、構、性”推斷題考點考向分析如表２所示．

從２０２４年試題呈現形式看，多數試題都是文字敘述型，僅有３道試題含有物質的結構式，１道試題含有物質的轉化關系，呈現形式相對單一．全國甲卷是老教材老高考模式，試題中沒有滲透物質結構的相關知識;新課標卷及新高考省份均滲透了物質結構的相關知識，多數試題需要以原子結構進行元素的推斷．從原子結構與性質的角度看，第一電離能、元素金屬性與非金屬性知識考查的頻次較高;從分子結構與性質角度看，化學鍵類型（含鍵能、鍵角、鍵長）及物質的性質一直是高頻考點．

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、高級玻璃的制造．W、X、Y、Z為短周期元素，原子序數依次增加，且加和為２１．YZ２分子的總電子數為奇數，常溫下為氣體．該化合物的熱重曲線如圖１所示，在２００℃以下熱分解時無刺激性氣體逸出．下列敘述正確的是（ ）．

A．W、X、Y、Z的單質常溫下均為氣體

B．最高價氧化物的水化物的酸性：Y＜X

C．１００～２００℃階段熱分解失去４個W２Z

D．５００℃熱分解后生成固體化合物X２Z３

試題分析 對試題進行整體分析如圖２所示．

綜合推斷 根據化合物的分子式及４種元素的原子序數之和為２１可知，４種元素的原子序數平均值約為５，即４種元素為第一周期與第二周期元素，根據氣體YZ２ 分子的總電子數為奇數可知Y 的原子序數一定為奇數，可推出Y為N元素，Z為O元素，W 與X元素的原子序數均小于７且加和為６，可能有２種情況（H 與B、He與Be），根據物質的化學式可知，只能是H與B，且與選項D固體化合物X２Z３（B２O３）相吻合．

選項分析 B元素的單質在常溫下為固體，選項A 錯誤．元素非金屬性越強，最高價氧化物的水化物的酸性越強：HNO３＞H３BO３，選項B錯誤．

數據處理 設有１molNH４B５O８.４H２O 受熱分解，起始質量為２７３g，當其失去４個結晶水，質量保留百分數應為２７３g－７２g／２７３g ×１００％≈７３.６％，選項C錯誤;若５００℃熱分解后生成固體化合物B２O３，根據B元素守恒，則有２.５ molB２O３ 生成，其質量為１７５g，質量保留百分數為１７５g／２７３g×１００％≈６４.１％，選項D正確．本題答案為D．

３.２ 物質結構與性質融合型

例２ （２０２４年新課標卷）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、Z４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，可以溶于NH４Cl溶液

D．Y３[Z（WX）６]２ 中WX－ 提供電子對與Z３＋ 形成配位鍵

試題分析 對試題進行整體分析如圖３所示．

綜合推斷 根據W 的外層電子數是其內層電子數的２倍，可知W 為C元素;根據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，且原子序數應大于６，可知X為N 元素，Y 為Mg元素;Z的M 層未成對電子數為４，即M 層電子排布為３s２３p６３d６，其價電子排布式為３s２３p６３d６４s２，可知Z為Fe元素．

選項分析 ４種元素的單質中，單質Fe（金屬晶體）的熔點較高，C元素有多種同素異形體，其中金剛石（原子晶體）的熔點高于單質Fe，選項A 敘述錯誤．X的簡單氫化物為NH３，N 原子的雜化類型為sp３ 雜化，選項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C敘述正確．在化合物Mg３[Fe（CN）６]２ 中，CN－ 提供孤電子對，Fe３＋ 提供空軌道，形成配位鍵，選項D敘述正確，答案為A．

３．３ 給出物質的結構式型

突破該類題型的關鍵在于對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對共用電子對，且應注意一些特殊的成鍵形式，如B原子、S原子．對于不同的化合物，尤其是離子化合物，需要關注陰、陽離子所帶的電荷數，在計算成鍵情況時，需要相應地增加或減少電子．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）一種可為運動員補充能量的物質，其分子結構式如圖５所示．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：ZR３＜YR３

B．最高價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－ 空間結構均為平面三角形

綜合推斷 對試題進行綜合推斷如圖６所示．

選項分析 NH３ 分子間存在氫鍵，故其沸點高于PH３，選項A 錯誤．由圖６可知，Z為N 元素，W 為C元素，元素非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強，即HNO３＞H２CO３，選項B錯誤．N 原子的價層電子排布式為２s２２p３，為半充滿狀態，第一電離能高于O 元素，故第一電離能：N＞O＞C，選項C錯誤．NO３－ 和CO２３－ 中心原子的雜化類型均為sp２ 雜化，其空間結構為平面三角形，選項D正確．答案為D．

３．４ 核反應式型

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

A．WZ X的相對原子質量為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 對試題進行整體分析如圖７所示．

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

選項分析 由核反應中質量數守恒得W ＋４＝３０＋１，則W ＝２７，核素２１７３X的相對原子質量為２７，選項A 錯誤．Al 可形成AlCl３，P可形成PCl３，選項B正確．同周期元素原子半徑逐漸減小：r （Al）＞r（P），選項C 錯誤．Y 為P元素，含有多種含氧酸：H３PO４、H３PO３、H３PO２等，選項D錯誤．答案為B．

３．５ 物質轉化關系型

例５ （２０２４年遼、吉、黑卷）反應：QZY４ 溶液逐漸通入XW３ 至過量→QZX４Y４W１２ 溶液，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２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（ ）．

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

試題分析 對試題進行整體分析如圖８所示．

綜合推斷 由X 原子的核外電子有５種空間運動狀態可知，X為N 元素，則W 為H 元素;基態Y、Z有２個未成對電子，則Y 為O 元素，Z為S元素;Q 元素的焰色試驗呈綠色，則Q 為Cu元素;這些元素構成的化合物也能發生相應的轉化關系．

選項分析 S單質常溫下為固態，H２ 和O２ 為氣態，O２ 的沸點高于H２，選項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對孤電子對，H２O 分子中有２對孤電子對，鍵角更小，選項B說法正確．CuSO４ 溶液中通入NH３，先生成藍色沉淀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C 說法正確．Cu[（NH３）４]SO４是配合物，配位原子是N，選項D說法錯誤．答案為D．

４ 題型預測及備考策略

在新高考背景下，元素“位、構、性”推斷依然是必考題型，該題型可融合學科及不同模塊進行命題（如圖９），涉及知識點多，思維容量大，體現考生思維過程．結合數據推理，更能考查考生的邏輯推理、數據演繹能力．在備考過程中，必須掌握元素周期律及物質結構的相關知識，注重建構知識體系，尤其是選擇性必修２物質結構與性質的知識，如圖１０所示．

（完）