第1章《原子结构与元素性质》强化基础题2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

第1章《 原子结构与元素性质》强化基础题
一、单选题
1．短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，其中A与E最外层电子数相同，B与F同主族，E与F电子层数相同。已知常温下单质A与E的状态不同，D的核电荷数是B的最外层电子数的2倍，化合物FB是第三代半导体材料的典型代表。则下列推断中正确的是推断中正确的是
A．由A、C、D三种元素组成的化合物一定是共价化合物
B．F与D形成的化合物性质很不活泼，不与任何酸反应
C．原子半径由大到小的顺序是：E>F>C>D
D．元素的非金属性由强到弱的顺序是：D>C>F>B
2．已知X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素。25℃时，各元素最高价氧化物对应水化物的溶液(浓度均为0.01mol·L-1)的pH和原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是
A．原子半径大小顺序：Z>Y>X
B．五种元素的氢化物均为共价化合物
C．最高价氧化物对应的水化物的酸性：M>N
D．Z的常见氧化物中阴、阳离子个数比均为1∶2
3．下列各图所示实验设计不能达到相应实验目的的是
A．用图①比较KMnO4、Cl2、S的氧化性
B．用图②所示实验可比较硫酸、碳酸、硅酸的强弱
C．用图③所示实验从碘水中萃取碘
D．用图④所示实验装置排空气法收集CO2气体
4．下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是(　　)
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子
B．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子
C．最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布为4s24p5的原子
D．2p能级有一个未成对电子的基态原子和价电子排布为2s22p5的原子
5．下列有关化学用语表示正确的是
A．基态F原子的轨道表示式：
B．OH-的电子式为：
C．As的电子排布式：[Ar]3d104s24p3
D．Cl-的结构示意图：
6．已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构．则下列叙述正确的是
A．原子半径 A＞B＞D＞C B．原子序数 d＞c＞b＞a
C．离子半径 B＋＞A2＋＞C3－＞D－ D．原子的最外层电子数 D＞C＞A＞B
7．玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动状态的描述，根据对它们的理解，判断下列叙述正确的是
A．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做圆周运动
B．3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子(基态)的能量不同
C．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同
D．原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的
8．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的基态原子中轨道电子总数是p轨道电子总数的两倍，Y的基态原子中未成对电子数是同周期最多的，Z是地壳中含量最多的金属元素，W和X位于同一主族。下列说法正确的是
A．原子半径：r(X)＜r(Y)＜r(Z)＜r(W)
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X＜Y
C．Y的简单气态氢化物的水溶液呈酸性
D．X、Y的简单气态氢化物的沸点高低：X＞Y
9．主族元素的原子可失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子也可得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是
A．Ca2+：1s22s22p63s23p6 B．F-：1s22s22p5
C．S：1s22s22p63s23p4 D．Ar：1s22s22p63s23p6
10．四种短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的位置如图所示，四种元素原子的最外层电子数之和为22。下列说法错误的是
W X
Y Z
A．简单离子半径：W>X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>W
C．第一电离能：W>X
D．W的气态氢化物可以和它的最高价氧化物的水化物反应
11．下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是
A．19K：1s22s22p63s23p7
B．24Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
C．20Ca：1s22s22p63s23p63d2
D．35Br：[Ar]3d104s24p5
12．研究表明26Al可以衰变为26Mg。能比较这两种元素失电子能力强弱的方法是
A．比较这两种元素的单质的硬度及熔点
B．在氯化铝和氯化镁溶液中分别滴加过量的氨水
C．将打磨过的镁条和铝条分别和热水作用，并滴入酚酞溶液
D．将镁条和铝条插入氢氧化钠溶液中，用导线连接，构成原电池
13．下列说法正确的是
A．镧系元素在周期表中占据同一格，它们互为同位素
B．原子序数相差8的两种短周期元素一定是同主族元素
C．价电子排布为的元素位于第五周期VIA族，是p区元素
D．某基态原子的能级上电子排布为，仅违反了泡利不相容原理
14．下列性质的比较中，不正确的是
A．电负性： B．微粒半径：
C．第一电离能： D．酸性：
二、填空题
15．按要求回答问题：
(1)某元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半，请写出该元素的价电子轨道表示式_______。该元素氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______。
(2)1～36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的是_______(填元素符号)元素，其基态原子的核外电子排布式_______。
(3)Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色，Y元素在周期表中的位置是 _______ 。
16．Na2O2、KO2(超氧化钾)均为淡黄色固体，都可用作呼吸面具供氧剂。
(1)Na2O2中含有的化学键类型有___________。
(2)呼吸面具中Na2O2发生反应的化学方程式为___________。
(3)加热条件下，碱金属和氧气反应的产物不尽相同，例如金属钠与氧气反应可生成Na2O2、金属钾与氧气反应可生成K2O2和KO2，且钾与氧气反应更为剧烈。从原子结构角度解释钾比钠金属性强的原因：K和Na位于元素周期表第ⅠA族，最外层电子数相同，___________，所以钾比钠金属性强。
(4)铯(Cs)的原子结构示意图如图。
①铯在元素周期表中的位置是___________。
②预测加热条件下铯与氧气反应的产物可能有___________。
a．Cs2O b．Cs2O2 c．CsO2
17．清洁能源的研发是世界能源研发的热点。以汽车行业为例，电动汽车、燃料电池汽车等逐步进入人们的生活。钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂电池是目前主流的锂离子电池。
(1)①写出Mn原子的价层电子的轨道表示式___________。
②比较第四电离能大小I4(Co) ___________ I4(Fe) (填“<、>、=”)。
③Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为___________。
(2)2020年比亚迪推出新能源车“汉”，配置了由多个扁平状的“刀片”电芯捆扎成的模组电池。电池放电时，总反应为：Li1-xFePO4 + LixC6 =LiFePO4+ C6，如图所示。
写出该电池放电时的正极反应：___________。
(3)吉利公司研发的甲醇汽车，基于甲醇(CH3OH)—空气燃料电池，其工作原理如图：
①图中左侧电极的电极反应式为：___________。
②通入11.2L (折算为标准状况下)甲醇蒸汽，测得电路中转移1.8 mol电子，则甲醇的利用率为___________。
18．Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为___________。
(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)＞ I1(Na)，原因是___________。I1(Be)＞ I1(B)＞ I1(Li)，原因是___________。
19．下图是元素周期表的简略框架图。
(1)请在上图所示的元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线__。元素周期表的5个区中，不全是金属元素的区为__。
(2)根据氢元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等，你认为还可把氢元素放在元素周期表中的_____族；有人建议将氢元素排在元素周期表的ⅦA族，请你写出支持这一观点的1个化学事实：____。
(3)上图中元素①②的原子价电子排布式分别为___、____。比较元素①与元素②的下列性质(填“>”或“<”)。原子半径：①_____②；电负性：①____②；金属性：①_____②；第一电离能：①_____②。
(4)某短周期元素最高正化合价为+7，其电子排布式为 ____
判断正误：
20．任何原子或离子的组成中都含有质子_________
21．元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的_________
22．元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数_________
23．U和U是同位素，核反应属于化学变化_________
24．2H＋核外电子数为2_________
25．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同_________
26．一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子_________
27．核聚变如H＋H→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化_________
28．Cl与Cl得电子能力几乎相同_________
29．一种核素只有一种质量数_________
30．最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子_________
31．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同_________
32．40K和40Ca原子中的质子数和中子数都相等_________
33．某元素的原子最外层只有一个电子，则它一定是金属元素_________
34．同位素的不同核素的物理、化学性质完全相同_________
35．当原子形成简单离子后，其最外层上的电子数可超过8个_________
36．原子最外层上的电子数少于4个时，电子数越多，还原性越强_________
37．原子核外电子中，最外层上的电子能量最高_________
38．当最外层上的电子数变为4个时即达稳定结构_________
39．若两种不同的核素具有相同的中子数，则二者一定不属于同种元素___________
40．根据信息回答下列问题：不同元素的原子在分子内吸引键合电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为：如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：
元素符号 Li Be B C O F Na Al Si P S Cl
电负性值 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0
(1)通过分析电负性值的变化规律，确定Mg元素的电负性值的最小范围：___________。
(2)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系是___________。
(3)推测AlF3、AlCl3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物：AlF3___________，AlCl3___________， AlBr3___________。
41．根据元素周期表中第1~6周期元素的性质，在下列空格中填上适当的元素符号。
(1)在第3周期中，第一电离能最小的元素是__，第一电离能最大的元素是__。
(2)在元素周期表中，电负性最大的元素是__，电负性最小的元素是__。
(3)最活泼的金属元素是___。
(4)最活泼的非金属元素是__。
(5)第2、3、4周期，原子最外电子层中p能级半充满的元素是__。
(6)已知某原子的逐级电离能如下：I1=577kJ mol-1，I2=1817kJ mol-1，I3=2745kJ mol-1，I4=11578kJ mol-1。则该元素在化合物中表现的化合价为___(填序号)。
A．+1 B．+2 C．+3 D．+4
42．不同元素的原子电负性不同，若用x值来表示，x值越大，其原子的电负性就越大，吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方，下面是某些短周期元素的电负性的值：
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ
第二周期 Li Be B C N O F
电负性值 0.98 1.57 2.04 2.55 3.44 3.98
第三周期 Na Mg Al Si P S Cl
电负性值 0.93 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16
(1)通过分析x值的变化规律，确定N、Mg的x值的范围：
_________(2)推测x值与原子半径的关系是________________________。根据短周期元素x值变化特点，体现了元素性质的______变化规律。
(3)某有机物结构简式如图，其中C-N中，你认为共用电子对偏向______ 原子(填原子名称)。
(4)经验规律告诉我们，当成键的两原子的x差值，即Δx＞1.7时，一般为离子键，当Δx＜1.7时，一般为共价键。试推断AlBr3中化学键的类型为______________________
(5)预测元素周期表中x值最小的元素是_____(填元素符号，放射性元素除外)。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】“氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、金刚石为第三代半导体材料的典型代表”，则B与F分别为同主族碳和硅；D的核电荷数是碳的最外层电子数的2倍，D的原子序数为8，即为氧；原子序数依次增大，则C为氮，A和E最外层电子数相同则属于同主族，且状态不同，A为氢，E为钠。
【详解】A．由分析可知A为H、C为N、D为O，三种元素可以组成离子化合物NH4NO3或共价化合物HNO3，故A错误；
B．由分析可知F为Si、D为O，形成的化合物SiO2可以和HF反应生成四氟化硅气体和水，故B错误；
C．由分析可知C为N、D为O、E为Na、F为Si，电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，原子半径随着原子序数的递增而减小，因此原子半径大小是：Na>Si>N>O，即E>F>C>D，故C正确；
D．由分析可知D为O、C为N、F为Si、B为C(碳)，同一周期，从左到右元素非金属性递增，同一主族，自上而下元素非金属性递减，故O>N>C>Si即D>C>B>F，故D错误；
综上所述答案为C。
2．D
【分析】浓度均为时，为一元强酸，为一元强碱，为多元强酸，为弱酸；X、Y、Z、M、N原子序数依次增大，故X、Y、Z、M、N依次为、N、Na、S、Cl。
【详解】A．原子半径大小顺序：，A错误；
B．五种元素的氢化物中NaH为离子化合物，B错误；
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：，C错误；
D．Z的常见氧化物为和，中和的个数比为1∶2，中和的个数比为1∶2，D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．KMnO4与浓盐酸反应生成氯气，说明KMnO4的氧化性比Cl2强，Cl2与Na2S反应说明Cl2的氧化性比S强，A可以达到目的，不选；
B．稀硫酸与Na2CO3溶液反应生成CO2，说明硫酸的酸性比H2CO3强，CO2与Na2SiO3溶液反应生成H2SiO3，溶液变浑浊，说明碳酸的酸性比硅酸强，B可达到目的；
C．酒精和水能互溶，不能做萃取剂，C不能达到使用目的；
D．CO2密度比空气大，用向上排空气法收集，D能达到使用目的。
答案选C。
4．B
【详解】A.3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子都是指Si原子，故不选A；
B. M层全充满而N层为4s2的原子是Zn原子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子是Fe原子，故选B；
C. 最外层电子数是核外电子总数的的原子是Br，Br原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，价电子排布式为4s24p5，属于同种元素原子，故不选C；
D. 2p能级有一个未成对电子的基态原子可能是B或F，价电子排布为2s22p5的原子是F，故不选D；
故答案选B。
5．C
【详解】Ａ．基态氟原子的电子排布式为1s22s22p5，少写了1s轨道的电子排布图，A错误；
Ｂ．氢氧根的电子式需要加方括号括起来，B错误；
Ｃ．As为第四周期，ⅤA族元素，所以As的电子排布式为：[Ar]3d104s24p3，C正确；
Ｄ．氯离子得到了一个电子，最外层电子为8个，D错误；
故选C。
6．D
【分析】已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则a－2＝b－1＝c+3＝d+1，其中A和B是金属，位于同一周期，A在B的右侧；C和D是非金属性，位于A和B的上一周期，D在C的右侧。
【详解】A. 同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，原子半径 B＞A＞C＞D，A错误；
B. 原子序数 a＞b＞d＞c，B错误；
C. 核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，则离子半径 C3－＞D－＞B＋＞A2＋，C错误；
D. 原子的最外层电子数D＞C＞A＞B，D正确。
答案选D。
7．D
【详解】A．s轨道是球形的，这是电子云图的形状，表示电子在核外空间某处单位体积内出现的概率大小，而不是电子在做圆周运动，A错误；
B．p能级有3个原子轨道，相同电子层上的p轨道能量相同，则，B错误；
C．同一能级上的同一轨道上最多排2个电子，两个电子的自旋状态不同，则其运动状态肯定不同，C错误；
D．原子轨道和电子云都可用来形象地描述电子运动状态，D正确；
故选D。
8．B
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的基态原子中s轨道电子总数是p轨道电子总数的两倍，X为C元素；Y的基态原子中未成对电子数是同周期最多的，则Y是N元素；Z是地壳中含量最多的金属元素，则Z为元素；W与X属于同一主族，则W为元素，据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知：X为C、Y为N且是同周期元素，Z为、W为且是同周期元素，从左到右原子半径依次减小，所以，；原子核外电子层数越多，原子半径越大，所以，A错误；
B．非金属性，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，B正确；
C．根据上述分析可知：Y的简单气态氢化物的分子式为，其水溶液呈碱性，C错误；
D．根据上述分析可知：X的简单气态氢化物的分子式为，Y的简单气态氢化物的分子式为，其中分子间存在氢键，导致的沸点高于，D错误；
故选B。
9．B
【详解】A．根据构造原理可知基态Ca原子的电子排布式：Ca 1s22s22p63s23p64s2，Ca原子失去最外层2个电子形成Ca2+，则基态Ca2+的电子排布式：Ca 1s22s22p63s23p64s2，A正确；
B．F是9号元素，根据构造原理，可知基态F原子核外电子排布式是：1s22s22p5，F-是原子获得1个电子后形成的，F-的电子排布式是1s22s22p6，B错误；
C．S是16号元素，根据构造原理可知基态S原子核外电子排布式是：1s22s22p63s23p4，C正确；
D．Ar是18号元素，根据构造原理可知基态Ar原子核外电子排布式是：1s22s22p63s23p6，D正确；
故合理选项是B。
10．B
【分析】设W的原子最外层电子数为a，由元素周期表构造知，a+a-1+a+1+a+2=22，则a=5，则W为N，X为O，Y为Si，Z为Cl，据此回答；
【详解】A．具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小，W为N，X为O，简单离子均为10电子构型，则离子半径： ，A正确；
B．非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，非金属性 ，最高价氧化物对应水化物的酸性：，B错误；
C． 同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，N的2p能级处于半充满稳定状态，则第一电离能 ，C正确；
D． W为N，其气态氢化物可以和它的最高价氧化物的水化物反应，即氨气和硝酸反应生成硝酸铵，D正确；
答案选B。
11．D
【详解】A．由泡利不相容原理可知，基态钾原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，故A错误；
B．由洪特规则特例可知，基态铬原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故B错误；
C．由能量最低原理可知，基态钙原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，故C错误；
D．由核外电子排布规律可知，基态溴原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5，故D正确；
故选D。
12．C
【详解】A．硬度和熔点属于物理性质，不能用于比较金属失电子能力，故A错误；
B．在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氨水，二者都生成沉淀，不能比较失电子能力强弱，故B错误；
C．将打磨过的镁条和铝条分别和热水作用，并滴入酚酞溶液，插入镁条的溶液变红，插入铝条的溶液不变红，说明镁能与热水反应而铝不能，镁失电子能力强，故C正确；
D．构成原电池比较金属失电子能力强弱要将金属插入稀非氧化性酸中，而不是碱溶液中，故D错误。
故选C。
13．C
【详解】A．镧系元素在周期表中占据同一格，它们是不同的元素，不是同位素，A错误；
B．原子序数相差8的两种短周期元素不一定是同主族元素，例如氢、氟，B错误；
C．价电子排布为的元素位于第五周期VIA族，是p区元素，C正确；
D．洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子；某基态原子的能级上电子排布为，违反了洪特规则、泡利不相容原理，D错误；
故选C。
14．C
【详解】A．同主族元素从上到下电负性逐渐减弱，电负性：，A正确；
B．具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小，则微粒半径：，B正确；
C．同周期自左至右第一电离能呈增大趋势，但Mg原子3s能级轨道全满，更稳定，第一电离能高于Al， C不正确；
D．同主族从上到下元素非金属性递减，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则酸性：，D正确；
答案选C。
15．(1) SiO2+2OH-=SiO+H2O
(2) Cr [Ar]3d54s1或1s22s22p63s23p63d54s1
(3)第三周期ⅥA族
【详解】（1）元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半，则推知该元素原子核外有3个电子层，每个电子层电子数分别为2，8，4，所以该元素原子的价电子排布式为3s23p2，轨道表示式为；该元素氧化物为二氧化硅，属于酸性氧化物，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO+H2O；
（2）1～36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素核外价电子排布式为3d54s1，有6个未成对电子，该元素原子为Cr，其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1或1s22s22p63s23p63d54s1；
（3）Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色，则该产物为二氧化硫，Y为S原子，W2为O2，S元素原子序数为16，在周期表中的位置是第三周期ⅥA族。
16．(1)离子键、共价键
(2)、
(3)钾原子半径大于钠原子半径
(4) 第六周期第ⅠA族 c
【解析】(1)
Na2O2是由钠离子和过氧根离子构成的，含有离子键；过氧根离子中含有氧氧共价键，故含有的化学键类型有离子键、共价键。
(2)
呼吸面具中Na2O2可以和呼出气体中水反应生成氢氧化钠和氧气、和呼出气体中二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，故反应为、。
(3)
K和Na位于元素周期表第ⅠA族，最外层电子数相同，但钾原子半径大于钠原子半径，原子半径越大，元素失电子能力增强，金属性增强，所以钾比钠金属性强。
(4)
①铯原子核外电子层数为6、最外层电子数为1，故在元素周期表中的位置是第六周期第ⅠA族。
②同周期元素，由上而下，随着核电荷数增加，元素的金属性增强，与氧气反应越来越复杂，例如金属钠与氧气反应可生成Na2O2、金属钾与氧气反应可生成K2O2和KO2，且钾与氧气反应更为剧烈；
故加热条件下铯与氧气反应的产物可能有c．CsO2。
17．(1) < 4：5
(2)
(3) 60%
【解析】(1)
Mn是25号元素，位于第四周期VIIB族，价电子层电子排布式是3d54s2，其价层电子的轨道表示式为；
②Fe是26号元素，价电子层电子排布式是3d64s2，失去三个电子后价电子层3d能级半充满、4s能级全空，处于离子能量最低状态，故第四电离能较大；Co是27号元素，价电子层电子排布式是3d74s2，失去三个电子之后价电子层处于3d6状态，4s全空，但3d能级并未处于全充满、全空或半充满状态，故离子能量相对较高，再失去一个电子后3d能级能形成半充满状态，离子能量会降低，所以Co的第四电离能相对较小，故答案为：＜；
③Fe2+价电子层电子排布式为3d6，3d能级上有一个原子轨道中是成对电子，四个原子轨道中是未成对电子，Fe3+价电子层电子排布式为3d5，3d能级上五个原子轨道中均是未成对电子，故答案为4：5；
(2)
放电时的总反应为：Li1-xFePO4 + LixC6 =LiFePO4+ C6，故放电时Li1-xFePO4在正极得到电子转化为LiFePO4，故电极反应式为：；
(3)
①原电池中，电解质中的阳离子移向正极，故此甲电极是负极，在负极CH3OH失电子后生成CO2和H+，电极反应式为：；
②按照电极反应式，1molCH3OH完全反应会转移6mol电子，标况下11.2L甲醇蒸气物质的量是0.5mol，完全反应会转移3mol电子，故甲醇利用率为。
18． 4：5 Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离能更小 Li，Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的
【详解】(1)基态铁原子的价电子排布式为，失去外层电子转化为Fe2+和Fe3+，这两种基态离子的价电子排布式分别为3d6和3d5，根据Hund规则可知，基态Fe2+有4个未成对电子，基态Fe3+有5个未成对电子，所以未成对电子个数比为4：5；
(2)同主族元素，从上至下，原子半径增大，第一电离能逐渐减小，所以；同周期元素，从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于ⅡA元素基态原子s能级轨道处于全充满的状态，能量更低更稳定，所以其第一电离能大于同一周期的ⅢA元素，因此。
19． s区和p区 ⅣA H原子得到1个电子实现最外电子层稳定结构 3s2 3s23p1 > < > > [Ne]3s23p5
【详解】（1）按元素原子的外围电子排布的特征把周期表划分为5个区，即s区、p区、d区、ds区和f区，其中s区中的氢和氦以及p区大部分元素不是金属元素；
（2）第ⅣA族的最高正价与最低负价绝对值相等，故H可放在第ⅣA族；氢原子得到1个电子达到稳定结构，这一特点与ⅦA族元素相同；
（3）由①和②在周期表中的位置可确定①、②分别为Mg和Al，其价电子排布式分别为3s2和3s23p1；利用同周期元素性质的递变规律可知：同周期元素原子半径从左到右依次减小，故Mg>Al；金属性依次减弱，故Mg>Al；电负性依次增强，故Al>Mg；第IIA族最外层的s轨道全满，第一电离能大于第IIIA族，故Mg>Al；
（4）因短周期元素最高正价为+7的元素应为ⅦA族元素，氟元素无正价，所以该元素为氯元素，电子排布式为[Ne]3s23p5；
20．正确 21．正确 22．正确 23．错误 24．错误 25．错误 26．正确 27．错误 28．正确 29．正确 30．错误 31．错误 32．错误 33．错误 34．错误 35．错误 36．错误 37．正确 38．错误 39．正确
【解析】20．任何原子或离子的组成中都含有质子，正确；
21．元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的，正确；
22．元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数，最外层电子数就决定了得失电子的能力，正确；
23．U和U是同位素，核反应属于不是化学变化，错误；
24．2H＋核外电子数为0，错误；
25．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质不一定相同，如钠离子和阳离子，错误；
26．一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子，正确；
27．化学变化的最小微粒是原子，错误；
28．Cl与Cl的核外电子结构相同，得电子能力几乎相同，正确；
29．一种核素只有一种质量数，正确；
30．最外层电子数为8的粒子不一定是稀有气体元素原子，如Na+，错误；
31．核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同，如Na+和O2-，错误；
32．40K和40Ca原子中的质子数分别为19、20，错误；
33．某元素的原子最外层只有一个电子，则它不一定是金属元素，如H，错误；
34．同位素的不同核素的物理性质不完全相同，错误；
35．当原子形成简单离子后，其最外层上的电子数不能超过8个，错误；
36．原子最外层上的电子数少于4个时，电子数越多，还原性不一定越强，如Na的还原性强于Mg，错误；
37．原子核外电子中，最外层上的电子能量最高，正确；
38．当最外层上的电子数变为2或8个时即达稳定结构，错误；
39．若两种不同的核素具有相同的中子数，则二者一定不属于同种元素，正确。
40．(1)0.9～1.5
(2)非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小
(3) 离子化合物 共价化合物 共价化合物
【详解】（1）根据电负性的递变规律：同周期从左至右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，可知在同周期中电负性Na＜Mg＜Al，同主族Be＞Mg＞Ca，结合表中数据Be、Na、Al的电负性分别为0.9、1.5、1.5，则Mg的电负性范围为0.9~1.5，故答案为：0.9~1.5；
（2）由表中数据可知，F的电负性最强，其非金属性也最强；Na的电负性最弱，但其金属性最强，因此可得到非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小，故答案为：非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小；
（3）AlF3中Al、F的电负性分别为1.5、4.0，则其电负性差值为：4.0-1.5=2.5＞1.7，则形成离子键，所以AlF3为离子化合物；AlCl3中Al、Cl的电负性分别为1.5、3.0，则其电负性差值为：3.0-1.5=1.5＜1.7，则形成共价键，所以AlCl3为共价化合物；Br的非金属性比Cl弱，则Br的电负性比Cl小，所以Al和Br的电负性差值比Al和Cl的电负性差值小，小于1.7，所以形成共价键，所以AlBr3为共价化合物。
41． Na Ar F Cs Cs F N、P、As C
【分析】根据元素周期律答题：同周期从左到右，元素的第一电离能(除ⅡA族、ⅤA族反常外)逐渐增大，同周期中ⅠA族元素的第一电离能最小，稀有气体第一电离能最大；电负性的递变规律：同周期从去到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小；元素化合价与元素原子的核外电子排布，尤其是与价电子排布有密切关系。
【详解】(1)同周期从左到右，元素的第一电离能(除ⅡA族、ⅤA族反常外)逐渐增大，同周期中ⅠA族元素的第一电离能最小，稀有气体第一电离能最大，故第3周期中第一电离能最小的为，最大的为。故答案为：；；
(2)电负性的递变规律：同周期从去到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小，故元素周期表中第1~6周期元素，电负性最大的元素是F(稀有气体元素除外)，电负性最小的元素为(放射性元素除外)。故答案为：F；Cs；
(3)最活泼的金属元素是Cs，故答案为：Cs；
(4)最活泼的非金属元素是F，故答案为：F；
(5)第2、3、4周期，原子最外电子层中p能级半充满的元素是N、P、As，故答案为：N、P、As；
(6)元素化合价与元素原子的核外电子排布，尤其是与价电子排布有密切关系。有多个价电子的元素原子，失去价电子的各级电离能相差不大。由题目数据可知，第四电离能突增，说明失去第四个电子困难得多，失去的第四个电子不属于价电子，因此该元素的价电子数为3，在化合物中表现的化合价为+3。故答案为：C。
42． 0.93 1.57 2.55 3.44 x值越大，其原子半径越小 周期性 氮 共价键 Cs
【分析】元素电负性同周期从左至右逐渐增强，同主族从上至下逐渐减小，原子半径同周期从左至右逐渐减小，同主族从上至下逐渐增大，共用电子对偏向电负性大的原子，据此作答。
【详解】(1)根据电负性在周期表中的递变规律：同一周期从左向右电负性增大，同一主族从上到下电负性减小，可知0.93＜x (Mg)＜1.57，2.55＜x (N)＜3.44；
(2)根据上述分析，x值与原子半径的关系是x值越大，其原子半径越小；根据短周期元素x值变化特点，体现了元素性质的周期性的变化规律。
(3)C—N中，N的电负性大，N原子吸引电子的能力强，共用电子对偏向N原子；
(4由图中数据可知AlCl3的Δx＜1.7，由电负性的递变规律知x (Br)＜x (Cl)，所以可推断AlBr3中Δx＜1.7，化学键的类型为共价键；
(5)元素周期表中x值最小的元素是周期表的左下角Cs。
答案第1页，共2页
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