元素化合物推断题一直是高考化学中必考的一类题型，它是利用元素（单质）及其化合物的组成、结构、性质以及物质之间相互转化关系、反应特点等进行综合分析及推理判断的一类试题。这类试题考查的内容涉及面广、综合性强、难度也较大，主要用来考查学生对无机元素及其化合物的理解掌握情况。
一、以“位―构―性”三者关系为主要线索命题
例1.（2010年安徽理综）X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：
元素 相关信息
X X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等
Y 常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积
Z Z和Y同周期，Z的电负性大于Y
W W的一种核素的质量数为63，中子数为34
（1）Y位于元素周期表第 周期第 族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是 （写化学式）。
（2）XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在 个σ键。在H―Y、H―Z两种共价键中，键的极性较强的是 ，键长较长的是 。
（3）W的基态原子核外电子排布式是 。W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是 。
（4）处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。
已知：XO(g)+12O2(g)XO2(g) ΔH=-283.0kJ・mol-1
Y(g)+O2(g)YO2(g) ΔH=
-296.0kJ・mol-1
此反应的热化学方程式是
。
分析：由表中X、W的结构信息，可知X为C、W为Cu；由表中Y、Z的性质特点及位置关系，推得它们分别为S和Cl。
答案：(1)3 ⅥA HClO4 (2)2 H―Z H―Y (3)\[Ar\]3d104s1 2Cu2S+3O2煅烧2Cu2O+2SO2 (4)2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) ΔH=-270kJ・mol-1
例2.（2011年江苏化学）短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如右图所示。下列说法正确的是（ ）
A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B.原子半径的大小顺序为rX＞rY＞rZ＞rW＞rQ
C.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同
D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
分析：由图示元素在周期表中的位置，不难推出各元素：X―N、Y―O、Z―Al、W―S、Q―Cl。各元素最高正化合价一般等于其主族数，N为+5价，Al为+3价，A正确。同周期元素其原子半径从左到右依次减小，同主族元素原子半径从上到下依次增大，显然rZ应最大，B错误。离子Y2-和Z3+都为10电子微粒，核外电子数和电子层数都相同，C错误。元素最高价氧化物对应水化物的酸性与元素非金属性一致，因此酸性应是Q的强，D错误。
答案：A
点评：以上两例题都以“周期表中元素的推断”为载体，考查学生对元素周期表的熟悉程度，对表中各元素性质和相应原子（离子）结构特点的认识，以及对元素性质周期性递变规律的理解和掌握程度。同时，也特别注意考查学生对物质结构与性质关系的认识，以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
以上这类试题解题的思维模式一般为：
启示：注意并能熟练运用以下知识，对顺利解决此类问题将大有帮助。
（1）牢记元素周期表的结构(能区分长短周期、主副族、每周期的元素数目等)是求解的基础，即一定要做到“心中有表”。
（2）稀有气体元素原子的电子层结构，与同周期非金属元素原子形成的阴离子及下一周期金属元素原子形成的阳离子的电子层结构相同。如与Ne原子电子层结构相同的离子有F-、O2-、Na+、Mg2+、Al3+，与Ar原子电子层结构相同的离子有Cl-、S2-、K+、Ca2+。
（3）短周期元素原子结构的特殊性。①原子核中无中子的原子：H；②最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar；③最外层电子数分别是最内层电子数的2倍、3倍的原子：C、O；④电子层数与最外层电子数相等的原子：H、Be、Al；等等。
练习题1 （2011年浙江理综）X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15，X与Z可形成XZ2分子；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g/L；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的1/2。下列说法正确的是（ ）
A.原子半径：W＞Z＞Y＞X＞M
B.XZ2、X2M2、W2Z2均为直线型的共价化合物
C.由X元素形成的单质不一定是原子晶体
D.由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键
二、以物质的性质及其转化关系为主要线索命题
例3.（2010年全国理综新课标）物质A～G有下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）。其中A为某金属矿物的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。
请回答下列问题。
（1）写出下列物质的化学式：B 、E 、G 。
（2）利用电解可提纯C物质，在该电解反应中，阳极物质是 ，阴极物质是 ，电解质溶液是 。
（3）反应②的化学方程式是
。
（4）将0.23molB和0.11mol氧气放入容积为1L的密闭容器中，发生反应①，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12molD，则反应的平衡常数K= 。若温度不变，再加入0.50mol氧气后重新达到平衡，则B的平衡浓度 （填“增大”、“不变”或“减小”），氧气的转化率 （填“升高”、“不变”或“降低”），D的体积分数 （填“增大”、“不变”或“减小”）。
分析：由单质C可与E的浓溶液发生反应的性质，以及F+NaOH+葡萄糖反应生成G（为砖红色沉淀）这一特征反应，可知G为Cu2O，F为铜盐（硫酸铜或硝酸铜），C为Cu。逆推E则应为硫酸或硝酸，再由B→D的转化条件可知B、D、E应分别为SO2、SO3及H2SO4（而不是NO、NO2及HNO3，因NO→NO2不需高温及催化剂条件）。得出这些物质，（1）（2）（3）中的有关问题将迎刃而解。
答案：（1）SO2 H2SO4 Cu2O （2）粗铜 精铜 CuSO4溶液 （3）Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O （4）23.8mol・L-1 减小 降低 减小
点评：掌握常见元素及其化合物的性质（包括特性）以及物质间相互转化的关系，是解决问题的关键，这些知识的储备又在于平时的积累。
值得指出的是，此类试题有从侧重考查单一元素及其化合物性质转向考查多种元素及其化合物性质的趋势，即从“单一型”向“融合型”过渡。
例4.由单质A和化合物B两种粉末组成的混合物，在一定条件下可按下图所示关系转化。
请回答：
（1）A、B的化学式分别为： ， 。
（2）写出单质D的组成元素在周期表中的位置： 。
（3）写出反应①的化学方程式：
。
（4）写出反应②、③的离子方程式：
，
。
分析：本题通过铝热反应，将铁及其化合物间的氧化还原关系与铝的化合物的两性很好地联系在一起，既考查了铁、铝的单质及它们的化合物最重要、最典型的性质特点，又注意到了它们相互间的联系和结合（如通过铝热反应等）。（推断过程略）
答案：（1）Al Fe2O3 （2）第四周期Ⅷ族 （3）2Al+Fe2O3高温2Fe+Al2O3 （4）2Al+2OH-+2H2O2AlO-2+3H2↑ 2Fe3++Fe3Fe2+
点评：这类试题是进行学科内综合的一种极其重要的方式。它能较好地实现不同元素及其化合物知识间的串联和沟通，因而能有效地对知识体系和不同元素及其化合物间的相互联系和渗透进行考查。
以上这类试题的解题模式一般为：根据物质性质（包括特性）及转化的信息，大胆猜想，然后通过试探，验证猜想；试探受阻，重新调整思路，作出新的假设，进行验证。
启示：平时教师应帮助学生将元素化合物知识形成体系或网络，使学生对这些知识能进行抽象和概括，并进行有序的储存，将所学知识纳入结构化整体的范畴，当他们使用这些知识时便能快捷地提取。同时，对不同元素化合物的重要性质应善于联系和沟通。
（1）特征网络
AO2BO2CH2OD(酸或碱)
①NH3（N2）O2NOO2NO2H2OHNO3
②H2S（S）O2SO2O2SO3H2OH2SO4
③CH4（C）O2COO2CO2H2OH2CO3
④NaO2Na2OO2Na2O2H2ONaOH
（2）三角转化
（3）无机框图题中常涉及的使用催化剂的反应
2H2O2MnO22H2O+O2↑
2SO2+O2催化剂△2SO3
4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O
N2+3H2高温、高压催化剂2NH3
（4）既能与酸反应，又能与碱反应的物质
①单质：Al；②化合物：Al2O3、Al(OH)3、弱酸弱碱盐（如CH3COONH4）、弱酸的酸式盐（如NH4HCO3）等。
（5）寻找不同元素及其化合物间的联系
如例4中铁和铝（通过铝热反应等）、钠和铝（通过NaOH与铝的化合物反应等）、氯和铁（通过Cl2与Fe或Fe2+的反应等）、氮和碳（通过NH4HCO3的分解等）、硫和氮（通过一些氧化还原反应等）等。
练习题2 （2009年四川理综）已知A~O分别代表一种物质，它们之间的转化关系如下图所示（反应条件略去）。A、B、H分别是由短周期元素组成的单质。B与冷水缓慢反应，与沸水迅速反应，放出氢气。D是一种离子化合物，其阴阳离子的个数比为2∶3，且能与水反应得到两种碱。C为淡黄色固体化合物，O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀。
请回答下列问题。
（1）组成B单质的元素位于周期表第 周期第 族，化合物C的电子式为
。
（2）J的沸点比硒化氢（H2Se）的沸点高，其原因是 。
（3）写出I与H在点燃条件下反应生成A和J的化学方程式： 。
（4）写出D与足量的N反应生成E和F的化学方程式： 。
（5）上图中，在同一反应里一种物质既作氧化剂又作还原剂，这样的反应共有 个。
三、以无机反应规律为主要线索命题
例5.(2011年全国Ⅱ卷)下图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。
已知：①反应C+G高温B+H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；②I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2E+I点燃2F+D，F中的E元素的质量分数为60%。
回答问题：
(1）①中反应的化学方程式为
。
(2）化合物I的电子式为 ，它的空间构型是 。
(3）1.6gG溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量。（写出离子方程式和计算过程）
(4）C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为 ，反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为 。
(5)E在I中燃烧观察到的现象是
。
分析：由题中对物质的描述及有关反应的信息，可知A与B、C、D、E的反应均为化合反应，由①中描述知C与G的反应属于铝热反应，故C是单质铝，B是单质铁，H是氧化铝，A是氧气；②中I应是二氧化碳，经猜想和验算得F是氧化镁，所以D、E应分别是单质碳和单质镁。
答案：（1）2Al+Fe2O3高温2Fe+Al2O3 （2）C・・・・∶∶O∶∶C・・・・ 直线型 （3）Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O 2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ m(Cu)=0.64g（计算过程略） （4）2Al+2OH-+2H2O2AlO-2+3H2↑ AlO-2+CO2+2H2OHCO-3+Al(OH)3↓ (5)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附有黑色的固体颗粒
例6.A、B、C是在中学化学中常见的三种化合物，它们各由两种元素组成，甲、乙是两种单质。这些化合物和单质之间存在如下的关系：
据此判断：
(1)在A、B、C这三种化合物中，必定含有乙元素的是
(用A、B、C字母填写)。
(2)单质乙必定是 (填“金属”或“非金属”)，其理由是
。
(3)单质乙的化学式可能是 ，则化合物B的化学式是 。
分析：本题不仅考查学生对非金属元素的单质及其化合物反应规律及性质的综合认识水平，同时也是对学生思维能力特别是推理能力的综合检验。题目中的三问，由易到难，考查层次由低到高，着重考查学生的分析、推理、正向思维与逆向思维、从抽象思维到具体运用等能力。第(3)问又在前两问的基础上，考查了学生将元素及其化合物知识进行归纳整理的能力。
(1)根据框图所示，单质甲+单质乙化合物A，所以A中一定含乙元素；甲+BA+C，由于甲、乙为两不同种元素的单质，所以A中含有的乙元素一定来自于B。
(2)由于A、B中都含有乙元素，A+B乙+C，乙为单质。说明A、B中所含的乙元素发生氧化还原反应之后生成0价（即发生归中反应）乙元素。据同种元素不同价态间氧化还原反应的价态归中原理，可知乙元素在A、B两化合物中的价态介于0价两端，即为正价和负价。而只有非金属元素才可能同时表现正价和负价，所以乙为非金属元素。
(3)在中学化学中，显正、负价的非金属元素常有Cl、S、N、C、H等，在此范围中依题进行筛选，S和N2均合适。由题中图示可列出下列关系：
答案：(1)A、B (2)非金属 A+B乙+C，且乙为单质，可知乙元素在A、B中分别呈正价、负价，所以乙是非金属 (3)S H2S(或N2 NH3)
点评：以上试题以无机反应\[如化合反应、氧化还原反应（包括归中反应及歧化反应等）、置换反应等\]规律为载体，考查学生对有关物质性质与反应规律间的关系的理解和认识。
这类试题的解题模式一般为：题中信息抽象出反应特点利用反应规律将反应中物质具体化验证得出正确结论。
启示：平时对各类反应规律的理解、归纳和整理，是解决此类问题的关键所在。
（1）置换反应
①金属→金属，如铝热反应等。
②金属→非金属
活泼金属（Na、Mg、Fe等）H+或H2OH2↑
2Mg+CO2点燃2MgO+C
③非金属→非金属
2F2+2H2O4HF+O2
2C+SiO2高温Si+2CO↑
C+H2O高温CO+H2
Cl2（Br2、I2）+H2SS+2HCl(HBr、HI)
④非金属→金属
H2+金属氧化物高温金属+H2O
C+金属氧化物高温金属+CO2↑
（2）常见的归中反应
2H2S+SO23S+2H2O 4NH3+6NO催化剂△5N2+6H2O
（3）一些特殊的反应类型
如化合物+化合物化合物+单质。例如，NH3+NO、H2S+SO2、Na2O2+H2O、NaH+H2O、Na2O2+CO2、CO+H2O等。
练习题3 （2006年全国Ⅱ卷）以下一些氧化物和单质之间可以发生如下图所示的反应：
其中，氧化物Ⅰ是红棕色固体，氧化物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ在反应条件下都是气体。
（1）氧化物Ⅰ的化学式（分子式）是 ，氧化物Ⅱ的化学式（分子式）是 。
（2）反应①的化学方程式是 ，反应②的化学方程式是 ，反应③的化学方程式是 。
四、以重要化工生产过程为主要线索命题
例7.（2006年江苏）下图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图（有关反应的条件及生成的H2O已略去）。已知：(a)A、B、C、D是非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体。(b)反应①②是化工生产中的重要反应。(c)化合物E是形成酸雨的污染物之一，化合物K是常用的氮肥。(d)化合物L具有漂白性，可由Cl2与NaOH溶液反应而制得。(e)化合物J由两种元素组成，其相对分子质量为32。
请按要求填空：
（1）反应③的化学方程式为 。
（2）C的结构式为 ，H的化学式为 。
（3）L的溶液与化合物E反应的离子方程式为 。
（4）化合物J的化学式为
。
分析：该题的起点为化工生产中的重要反应（反应①②）。由(c)可知E为SO2，而C+DF应是合成氨的反应，则F为NH3，再由后续反应得到H、K分别是(NH4)2SO3(或NH4HSO3)、(NH4)2SO4。由(d)知L为NaClO，因NaClO有强氧化性，而NH3有强还原性，则J可能为NH3的氧化产物，由(e)尝试推得J为N2H4\[且J被B（O2）氧化得到的C为N2\](注意前后呼应)。
答案：（1）2NH3+H2SO4(NH4)2SO4 （2） NN (NH4)2SO3或NH4HSO3 （3）ClO-+SO2+2OH-Cl-+SO2-4+H2O （4）N2H4
点评：该题以化工生产原理（合成氨、工业制硫酸、工业制漂白液等）为主要线索，以硫、氧、氮、氢等非金属单质为基点和始点命题，要求书写有关物质的结构式、化学式及化学（离子）方程式。题中涉及单质、氧化物、气态氢化物、酸、碱、盐等近二十种常见的重要无机物，其中贯穿了九个重要的化学反应，联系了常用的氮肥、形成酸雨的污染物、漂白性物质等联系生活及生产实际的常见化学问题。既考查了重要无机物所形成的知识体系及常见化工生产原理，又考查了学生综合运用元素周期表知识、酸碱反应及氧化还原反应的原理和规律等进行分析判断和推理的能力，充分体现了科学方法在化学知识应用过程中的重要性。
启示：平时应引导学生熟悉课本中学到的常见物质的工业制法原理（特别是相关反应方程式及生产条件等）。如硫酸工业（三步完成）、合成氨工业（条件：高温、高压、催化剂）、硝酸工业（三步完成）、氯碱工业（条件：电解）、铝的冶炼（条件：电解熔融氧化铝）、工业制漂白粉及漂白液和煅烧石灰石制生石灰（条件：高温）、玻璃工业等。
练习题4 (2004年江苏)下图中，A是一种无色液体，G是极易溶于水的碱性气体，Y是胃酸的主要成分，K是不溶于稀硝酸的白色沉淀，反应⑤是工业制X的主要反应之一。
请按要求填空：
（1）写出下列物质的化学式：A ，E ，F ，Y 。
（2）反应⑤的化学方程式为
。
（3）1molB通过反应②得到1molF，B中F的质量分数为72%，则B的化学式为
。
五、以物质性质与理论的结合为主要线索命题
例8.下图每一方框中的字母代表一种反应物或生成物：
C D I
起始组成/mol 6 4 0
某时刻组成/mol 3 3 2
物质A跟B反应生成物质E、F和G；物质C跟D反应生成物质I，某温度下该反应起始和某时刻的反应混合物组成如上表格所示。
请填写下列空白。
（1）物质H的分子式是
。
（2）反应①的化学方程式是
。
（3）反应②的化学方程式是 （需注明反应条件）。
分析：本题可从“题眼”饱和食盐水的电解开始顺向推理，即得A为NaOH、B为Cl2、C是H2。对于反应②的确定，必须对未知物D作出判断。通过对表中数据的分析，即C与D反应生成I时，Δn(C)∶Δn(D)∶Δn(I)=（6-3）∶（4-3）∶（2-0）=3∶1∶2，再联想到工业合成氨反应，综合推断D为N2。本题综合考查了电解饱和食盐水的反应、氯气的性质、氨气的合成等三方面的内容，在传统框图题的基础上渗入了化学平衡的问题，考查了学生利用数据进行分析判断的能力。这种定性判断和定量计算相结合的无机框图推断题，将可能成为今后高考命题的一个重要方向。
答案：（1）HCl （2）Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O （3）N2+3H2高温、高压催化剂2NH3
点评：本题考查了学生对元素化合物知识的掌握程度，又考查了学生利用图表数据进行分析推理的能力。此题向我们展示了独特新颖的命题视角，如将化学平衡原理渗透融合其中，使知识考查和能力考查融为一体，体现了化学学科内综合的魅力。
启示：化学是一门应用性很强的学科，化学科学的研究成果已广泛应用于生活、生产的各个方面。让学生了解身边的化学、学习生活中的化学，能够激发学生学习化学的兴趣，提高学生现在及未来生活的质量。同时，在学习化学的过程中，也要强调化学学科的规律、原理和方法在分析和解决实际问题中的作用，使学生学到理性的化学、有品位的化学。
以上两类（即四和五）推断题的解题模式类似第二类，不再赘述。
练习题参考答案：1.C 2.（1）三 ⅡA Na+\[∶O・・・・∶O・・・・∶\]2-Na+（或K+\[∶O・・・・∶O・・・・∶\]2-K+) （2）水分子之间存在氢键且比硒化氢的分子间作用力强 （3）4NH3+3O2点燃2N2+6H2O （4）Mg3N2+8HNO33Mg（NO3）2+2NH4NO3 （5）2 3.（1）Fe2O3 CO （2）Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2 CO+H2O高温CO2+H2 C+H2O高温CO+H2(如写可逆号也可) 4.(1)H2O N2 Ag HCl (2)4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O (3)AgN3