第一章 原子结构与性质 测试题（含解析） 2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一章《原子结构与性质》测试题
一、单选题（共12题）
1．下列说法正确的是
A．第四、五、六周期的副族元素均为10种
B．第三周期和第四周期的同主族元素的原子序数一定相差18
C．元素周期表的形成是由原子的结构决定的
D．元素周期表中第四周期第ⅤA族的元素与第三周期第ⅡA族的元素核电荷数相差13
2．某元素基态原子的价电子排布式为，该元素在周期表中的位置是
A．第三周期第ⅡB族，d区 B．第四周期第ⅡB族，ds区
C．第三周期第ⅦA族，d区 D．第四周期第ⅤB族，d区
3．下列原子的轨道表示式正确的是
A． B．
C． D．
4．以下有关原子结构、元素周期律及元素周期表的叙述正确的是
A．所有主族元素原子的最外层电子数都等于元素的最高正化合价
B．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较低
C．第ⅦA族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低
D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
5．四种短周期主族元素 W、X、Y、Z，W 元素的原子在短周期中原子半径 最大，X 元素原子的 L 电子层的p 能级上有一个空轨道，Y 元素原子 L 电子层的p能级上只有一对成对电子，Y 和 Z 在元素周期表中处于同一主族。下列有关叙述 不正确的是
A．原子半径：W>X>Y
B．XY2是由极性键构成
C．W、Y、Z 三种元素组成的化合物多于2种
D．化合物 W2Y2 中的阴、阳离子个数比为 1∶1
6．下列各项中所列举的物质与所属类别对应不正确的是
A．酸性氧化物：
B．非电解质：乙醇，四氯化碳，氯气，葡萄糖
C．同素异形体：活性炭，，石墨，金刚石
D．混合物：氢氧化铁胶体，纯净矿泉水，水玻璃，漂白粉
7．氟、氯、溴、碘四种元素，下列说法错误的是
A．可从NaCl溶液中置换出 B．单质的熔、沸点依次升高
C．是一种淡黄绿色的气体 D．单质的密度依次增大
8．某种净水剂由原子序数依次增大的R、W、X、Y、Z五种主族元素组成。五种元素分处三个短周期，X是地壳中含量最多的金属元素，W、Z位于同一主族，W的基态原子核外有2个未成对电子，五种元素原子的最外层电子数之和为20。下列说法正确的是
A．简单离子半径：Z＞X＞W
B．最简单氢化物的稳定性：W＞Y＞Z
C．R分别与W、Z形成的三原子分子均为V形分子
D．常见的单质形成的晶体的熔点：X＞Y＞W＞Z＞R
9．2020年11月6日，长征六号运载火箭成功将NewSat9－18卫星送入预定轨道，提供动力的化学反应为：C2H8N2+2N2O4=3N2+2CO2+4H2O。下列说法错误的是
A．N2的电子式： B．CO2的空间充填模型：
C．氧化性：N2O4＞CO2 D．电负性大小：O＞N
10．下列电子排布图中，所表示氮原子的能量状态最高的是
A． B．
C． D．
11．可以比较和元素金属性强弱的实验方法是
A．比较这两种元素的单质的硬度和熔点
B．在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液
C．将打磨过的镁带和铝片分别和冷水作用，并滴加酚酞试液
D．将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用
12．近期的天宫课堂、冬奥会和新冠疫情都是热点话题，下列有关说法错误的是
A．天宫材料中Ti简化的电子排布式：[Ar]3d24s2
B．冬奥会期间使用芳纶1313(聚间苯二甲酰间苯二胺)与芳纶1414(聚对苯二甲酰对苯二胺)互为同分异构体
C．航空材料中用到聚乙炔高分子材料能像金属一样具有导电性
D．有机含氯消毒剂二氯异氰尿酸(C3HCl2N3O3)属于烃的衍生物
二、非选择题（共10题）
13．随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化：同周期元素从左到右，第一电离能有逐渐_______的趋势，稀有气体的第一电离能最_______，氢和碱金属的第一电离能最_______。同族元素从上到下，第一电离能逐渐_______。
14．“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回，它的成功发射标志着我国航天技术向前迈出了一大步，其制造材料中包含了Cu、Ti、Cr、Ni、Si、N、O等多种元素。回答下列问题：
(1)基态的价电子排布式为_______，溶于氨水的化学方程式为_______。
(2)Cu催化烯烃硝化反应过程中会产生。、中氨原子的杂化方式分别为_______，键角：_______(填“<”或“>”)。
(3)三价铬离子能形成多种配位化合物。中，提供电子对形成配位键的元素是_______，中心离子的配位数为_______。
15．同学们为探究元素的非金属性：N＞C＞Si，设计如图实验装置进行实验。
(1)装置A中加入的试剂是________，B中加入碳酸钙、C中加_______溶液。
(2)在C中观察到_________的现象，则证明非金属性：N＞C＞Si。
(3)小李同学认为该装置有缺陷，应怎样改进：________________________________。
16．某同学设计实验以探究元素性质的递变规律。
实验I：根据元素最高价含氧酸的酸性强弱探究元素非金属性递变规律。利用下图装置一次性完成Cl、C、Si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究
(1)实验中选用的物质名称为： A_______。
(2)C处刚出现现象时发生反应的离子方程式为_______。
(3)根据实验现象推知，可得出碳、硅、氯三种元素非金属性的强弱顺序是_________。
实验II：已知常温下高锰酸钾与浓盐酸混合可产生氯气和Mn2+，利用下图装置探究卤族元素性质的递变规律，A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。
(4)写出圆底烧瓶中发生反应的离子方程式：_______。
(5)B处的实验现象为_____。
(6)根据A、B两处的实验现象能否推出非金属性Cl>Br>I，______ (填“能”或“否”， 原因是_______。
17．某学生在做同一主族元素性质的递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。现在请你帮助该学生整理并完成实验报告。
（1）实验目的：探究同一主族元素性质的递变规律。
（2）实验用品
仪器：试管、胶头滴管。
药品：新制的氯水、新制的溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳。
（3）实验内容（在表中横线处填写相关内容）：
序号 实验方案 实验现象
① 向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制的氯水，振荡，再加入少量四氯化碳，振荡后静置 液体分为两层，下层呈__________色
② 向盛有少量碘化钠溶液的试管中滴加少量新制的溴水，振荡，再加入少量四氯化碳，振荡后静置 液体分为两层，下层呈__________色
（4）实验结论：___________。
（5）问题和讨论：
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为___________、__________。
②请用本章所学内容简单说明得出上述结论的原因_____________。
18．已知一个12C原子的质量为1.993×10-23 g。填表：(保留三位小数)
35Cl 37Cl
原子质量(×10-23 g) 5.807 6.139
相对原子质量 ①________ ②________
原子百分率(丰度) 74.82% 25.18%
元素的相对原子质量 ③________
19．一定质量的某金属X和足量的稀H2SO4反应共有0.3mol电子发生转移，生成6.02×1022个 Xn+ ，这些阳离子共有1.3×6.02×1023个质子、1.4×6.02×1023个中子。
(1)求Z、n和A的值。(写过程)
(2)写出该金属与NaOH溶液反应的化学方程式。
20．电解普通水和重水（H2O）的混合物，通电一段时间后，两极共生成气体18.5g，体积为33.6L（标况下）。求所生成的气体中氕和氘的原子个数比是多少。
21．X、Y、Z、W为元素周期表前四周期元素，原子序数依次增大，X核外有6种不同运动状态的电子；Y原子基态时2p原子轨道上有3个未成对电子；Z有多种氧化物，其中一种红棕色氧化物可作颜料；W位于第四周期，其原子最外层只有一个电子，且内层都处于全满状态。
回答下列问题：
(1)X在元素周期表中的位置___________ ；
(2)元素X的第一电离能与氢元素比较X___________H(氢)(填“大于”或“小于”下同)，元素的电负性X___________Y。最简单气态氢化物的沸点X___________Y；
(3)Z的基态原子核外有___________种不同空间运动状态的电子？Z有两种常见的离子，较稳定的是___________？检验溶液中存在该离子的实验方法___________。与Z元素处于同周期同族且原子序数比Z大2的元素Q，写出Q元素+3价阳离子的核外电子排布式___________。
(4)W位于元素周期表的___________区？W的一种重要化合物可用来检验糖尿病病人尿液中的含糖量，写出该反应的化学方程式___________。
22．有A、B、C、D、E五种元素，其中A、B、C属于同一周期，A原子最外层p轨道的电子数等于次外层的电子总数，B元素可分别与A、C、D、E生成RB2型化合物，并知在DB2和EB2中，D与B的质量比为7∶8，E与B的质量比为1∶1。根据以上条件，回答下列问题：
（1）画出C的原子结构示意图：________。
（2）写出D原子的外围电子排布式：________。
（3）写出A元素单质在B中完全燃烧的化学方程式：______________。
（4）指出E元素在元素周期表中的位置：____________。
（5）比较A、B、C三种元素的第一电离能的大小顺序：________________(按由大到小的顺序排列，用元素符号表示)。
（6）比较元素D和E的电负性的相对大小：__________。
参考答案：
1．C
A．第六周期含镧系元素，故该周期的副族元素超过了10种，A项错误；
B．第三周期和第四周期的同主族元素位于周期表过渡元素左侧时原子序数相差8，如Na、K的原子序数相差8，B项错误；
C．元素周期表的形成是元素原子核外电子排布呈周期性变化的结果，而核外电子排布是由原子的结构决定的，C项正确；
D．第四周期第ⅤA族的元素为As，原子序数为33，第三周期第ⅡA族的元素为Mg，原子序数为12，则二者核电荷数相差21，D项错误；
故选：C。
2．D
某价电子排布为3d34s2的基态原子，原子核外有4个电子层，价电子数目为5，为V元素，该元素位于周期表中第四周期第ⅤB族，属于d区，故选：D。
3．C
A．2p轨道应各排布一个电子且自旋平行，A错误；
B．2s轨道中两个电子的自旋状态应相反，B错误；
C．所写轨道排布式正确；
D．2s轨道中应排满两个电子后再排2p轨道，D错误；
故答案选C。
4．B
A．并不是所有主族元素原子的最外层电子数都等于元素的最高正化合价，如O无最高正价，F无正价，故A错误；
B．多电子原子中，电子是分层排布的，能量低的电子总是优先进入离核较近的区域内运动，故离核较近的区域内运动的电子能量较低，故B正确；
C．第ⅦA族元素从上到下，单质的熔点逐渐升高，故C错误；
D．位于金属和非金属分界线附近的元素，表现一定的金属性和非金属性，而过渡元素包含副族元素与第VIII族元素，故D错误；
答案选B。
5．D
W元素的原子在短周期中原子半径最大，W是Na元素；X元素原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，X是C元素；Y元素原子L电子层的P能级上只有一对成对电子，Y是O元素；Y和Z在周期表中处于同一主族，Z是S元素。
A．电子层数越多，半径越大，同周期元素从左到右半径减小，原子半径：Na＞C＞O，故A正确；
B．CO2为直线型分子，正负电荷中心重合，CO2是极性键构成的非极性分子，故B正确；
C．W、Y、Z三种元素组成的化合物有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3等，故C正确；
D．化合物Na2O2由钠离子和过氧离子构成，阴阳离子个数比为1﹕2，故D错误；
答案选D。
6．B
A.CO2、SO2、SiO2、Cl2O7都能与碱反应生成盐和水，为酸性氧化物，A项正确；
B.非电解质属于化合物，氯气为单质，不属于非电解质，B项错误；
C.活性炭，，石墨，金刚石，都是由碳元素形成的不同单质，为同素异形体，C项正确；
D.氢氧化铁胶体，纯净矿泉水（含有多种矿物质），水玻璃(硅酸钠的水溶液），漂白粉（主要成分为氯化钙和次氯酸钙）都含有多种成分，为混合物，D项正确；
故选B。
7．A
A．F2与水剧烈反应生成氧气，不能从NaCl溶液中置换出Cl2，故A错误。
B．单质都为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高，故B正确；
C．是一种淡黄绿色的气体，故C正确；
D．氟、氯、溴、碘四种元素位于同主族，同主族从上到下其单质的密度依次增大，故D正确；
故选A。
8．C
5种元素分处三个周期，所以R为H，X在地壳中含量最多的金属元素，所以X为Al，W的基态原子核外有2个未成对电子，所以W为C或者O，Z与W同主族，所以Z为Si或S，5种原子的最外层电子数之和为20，若W为C，则Z为Si，Y的最外层电子数为20-13-4-4=8，不符合要求，所以W为O，Z为S，则Y最外层4个电子，Y为Si，综上：R为H，W为O，X为Al，Y为Si，Z为S。
A．简单离子电子层数越多，半径越大，当电子层结构相同时，质子数越小半径越大，所以离子半径的大小应该为Z>W>X，A错误；
B．非金属性越强则最简单氢化物越稳定，非金属性O>S>Si，B错误；
C．H分别与S和O形成分子H2S和H2O，均为V形分子，C正确；
D．五种元素形成的分子分别为H2，O2，Al，Si和S，Si为共价晶体，熔化时破坏共价键，所以熔点最高，其次为金属晶体Al，三者为分子晶体，S为固体，相对分子质量越大，熔点越高，所以熔点H2Al>S>O2>H2，D错误；
故答案选C。
9．B
A．N2的结构式为NN，每个原子均满足8电子的稳定结构，其电子式为：，故A正确；
B．二氧化碳的分子式为CO2，由模型可知小球为碳原子，2个大球为氧原子，氧原子半径大，但实际碳原子半径大于氧原子半径，故B错误；
C．反应C2H8N2+2N2O4=3N2+2CO2+4H2O中N2O4为氧化剂，生成的CO2是氧化产物，氧化性：N2O4＞CO2故C正确；
D．元素的非金属性越强，电负性越大，非金属性：O＞N，则电负性：O＞N，故D正确；
故选B。
10．A
中2s轨道的一个电子跃迁到2p轨道，为激发态氮原子的电子排布图，中2p轨道上的3个电子的自旋方向不同，不符合洪特规则，不是氮原子的排布图，是基态氮原子的电子排布图，激发态能量比基态能量高，所以表示氮原子的能量状态最高的是，故选A。
11．C
A．金属的金属性强弱与其单质的硬度、熔点无关，只与失电子难易程度有关，A错误；
B．与过量的氢氧化钠溶液反应体现出氢氧化铝的酸性，不能比较氢氧化铝、氢氧化镁碱性强弱，所以不能比较金属性强弱， B错误；
C．将打磨过的镁带和铝片分别和冷水作用，并滴入酚酞溶液，加入镁条的溶液变红色、加入铝片的溶液不变色，说明镁和冷水反应而铝和冷水不反应，则金属性镁大于铝， C正确；
D．两种金属都是亲氧元素，在空气中放置已久的这两种单质其表面都含有金属氧化物，都不易和热水反应，无法比较金属性强弱，D错误；
故选C。
12．B
A．钛元素的原子序数为22，简化的电子排布式为[Ar]3d24s2，故A正确；
B．聚间苯二甲酰间苯二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺都是合成高分子化合物，聚合度n值不确定，两者分子式不同，不可能互为同分异构体，故B错误；
C．聚乙炔高分子材料能像金属一样能传递电子，具有导电性，故C正确；
D．有机含氯消毒剂二氯异氰尿酸分子中含有氯元素、氮元素和氧元素，属于烃的衍生物，故D正确；
故选B。
13． 增大 大 小 减小
一般的同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大；
由图可知，一般的，同周期元素从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，氢和碱金属的第一电离能最小。同族元素从上到下，第一电离能逐渐减小。
14．(1)
(2) sp、sp2 >
(3) N、O、Cl 6
【解析】（1）
基态的价电子排布式为，溶于氨水生成氢氧化四氨合铜，故化学方程式为。
（2）
中N原子的价层电子对数为2，N原子为杂化，键角为180°，的价层电子对数为3，N原子为杂化，键角约为120°，故键角：。
（3）
配位化合物的中心离子是，其提供空轨道，配体中的N原子和中的O原子提供电子对形成配位键，该配合物中也是配体，推断也提供了电子对参与形成配位键；、、均是配体，则中心离子的配位数为6。
15． 稀HNO3 Na2SiO3(含的可溶性盐均可) 溶液中产生白色(胶状)沉淀 在B、D之间连接一个装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
要验证三者的非金属性N＞C＞Si，则A中应该放N的最高价氧化物对应的水化物，B放碳酸钙，C中放可溶性硅酸盐，通过复分解反应的现象即可验证非金属性，依此解答。
（1）装置A中加入的试剂是稀HNO3；B中加入碳酸钙、C中加Na2SiO3(含的可溶性盐)溶液；
（2）C中可观察到有硅酸生成即可，故溶液中产生白色(胶状)沉淀；
（3）由于硝酸具有挥发性，故二氧化碳中混有硝酸，硝酸也能与硅酸钠溶液产生白色沉淀，影响实验结论，故应在B、D之间连接一个装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，除去左侧二氧化碳中的其他杂质气体。
16． 高氯酸 +CO2+H2O=H2SiO3↓+ Cl> C> Si 2+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 试纸变蓝 否 因Cl2也能将B处的KI氧化
实验Ⅰ：元素最高价含氧酸的酸性强弱判断元素非金属性强弱，酸性越强，非金属性越强，AB中反应是碳酸盐和高氯酸反应生成二氧化碳，证明氯非金属性大于碳；C中为Na2SiO3溶液，二氧化碳通入反应生成硅酸沉淀，证明碳的非金属性大于硅。
（1）A中反应是碳酸钙和高氯酸反应生成二氧化碳，证明氯非金属性大于碳，A为高氯酸，B为碳酸盐；
（2）C中为Na2SiO3溶液，二氧化碳通入反应生成硅酸沉淀，证明碳的非金属性大于硅；
（3）根据实验现象和元素最高价含氧酸的酸性强弱判断元素非金属性强弱，酸性越强，非金属性越强，推知Cl、N、Si三种元素非金属性的强弱；
实验Ⅱ：探究氯、溴、碘的非金属性强弱的递变规律，根据实验装置图可知，实验原理为圆底烧瓶中：浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气，氯气通入A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸试管，溴化钠，溶液出现红色，有溴单质生成，说明氯的非金属性强于溴，湿润的淀粉KI试纸试纸变蓝，湿润红纸褪色；
（4）圆底烧瓶中浓盐酸和高锰酸钾发生氧化还原反应生成氯化锰、氯化钾和氯气，据此书写离子方程式；
（5）溴单质、氯气和碘化钾发生置换反应生成碘单质，碘单质和淀粉显示蓝色；
（6）氯的非金属性强于碘，溴的非金属性强于碘，碘化钾处，2I-+Cl2 I2+2Cl-，2I-+Br2 I2+2Br-，不能说明Br>I。
实验Ⅰ：(1) A中反应是碳酸钙和高氯酸反应生成二氧化碳，证明氯非金属性大于碳，A为高氯酸，B为碳酸盐；
(2)C中为Na2SiO3溶液，二氧化碳通入反应生成硅酸沉淀，证明碳酸的酸性强于硅酸，少量二氧化碳和硅酸盐反应生成硅酸和碳酸钠，离子反应为：+CO2+H2O=H2SiO3↓+；
(3)A中反应是碳酸盐和高氯酸反应生成二氧化碳，证明高氯酸的酸性强于碳酸，C中为Na2SiO3溶液，二氧化碳通入反应生成硅酸沉淀，证明碳酸的酸性强于硅酸，所以碳酸、高氯酸、硅酸的酸性强弱顺序是高氯酸、碳酸、硅酸，根据实验现象和元素最高价含氧酸的酸性强弱判断元素非金属性强弱，酸性越强，非金属性越强，推知Cl、C. Si三种元素非金属性的强弱为Cl>C>Si；
实验Ⅱ：(4)圆底烧瓶中浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，离子反应为：2+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
(5)氯的非金属性强于碘，溴的非金属性强于碘，碘化钾处，2I +Cl2=I2+2Cl ，2I +Br2=I2+2Br 碘单质和淀粉显示蓝色，所以B处的实验现象为试纸变蓝；
(6)装置中氯气也能和碘化钾发应，不一定为生成的溴和碘化钾的反应，不能说明Br>I，所以根据A. B两处的实验现象不能推出非金属性Cl>Br>I，
故答案为：否。
17． 橙 紫 同一主族元素从上到下元素原子的得电子能力逐渐减弱 同一主族元素，各元素原子的最外层电子数相同，从上到下，电子层数依次增多，原子半径依次增大，原子得电子能力逐渐减弱
向NaBr溶液中加入新制的氯水，发生反应，证明氧化性；
再加入后，振荡静置，溶液分层，上层近无色，下层呈橙色。
向NaI溶液中加入新制的溴水，发生反应，证明氧化性；
再加入后，振荡静置，溶液分层，上层近无色，下层呈紫色。
两个实验说明：同一主族元素从上到下元素原子的得电子能力逐渐减弱。
(3)氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，溴单质更易溶于四氯化碳中，在有机层显示橙红色；溴单质能将碘离子氧化为碘单质，碘单质单质更易溶于四氯化碳中，在有机层中显示紫红色；
(4)氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，所以氧化性是氯气强于溴单质，溴单质能将碘离子氧化为碘单质，所以氧化性是溴单质强于碘单质，氧化性越强，元素的非金属性越强，即非金属性：Cl＞Br＞I，得出同主族元素性质的递变规律：同主族元素性质相似，且从上到下，元素的非金属性逐渐减弱；
(5) ①氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，2Br-+Cl2=2Cl-+Br2，溴单质能将碘离子氧化为碘单质2I-+Br2=2Br-+I2；
②同一主族元素，各元素原子的最外层电子数相同，从上到下，电子层数依次增多，原子半径依次增大，原子得电子能力逐渐减弱。
18． 34.964 36.963 35.467
计算35Cl和37Cl两种原子的相对原子质量时，可利用相对原子质量的定义进行求解；计算元素的相对原子质量时，利用公式：“元素的相对原子质量=各种能稳定存在的核素的相对原子质量与其丰度的乘积之和”进行计算。
①M(35Cl)== 34.964；
②M(37Cl)== 36.963；
③M(Cl)= 34.964×74.82%+36.963×25.18%=35.467。
答案为：34.964；36.963；35.467。
19．(1)Z、n、A的值分别为13、3、27
(2)
（1）离子的物质的量为0.1mol，质子的物质的量为1.3mol，中子的物质的量为1.4mol，所以每个离子中的质子数为1.3/0.1=13，每个离子中的中子数为1.4/0.1=14，所以质子数Z为13，质量数A为13+14=27，离子的电荷数为0.3/0.1=3，所以n为3；
（2）该金属为铝，铝和氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠和氢气，。
20．3:1
电解水的方程式为2H2O2H2↑+O2↑，由方程式知，氢气和氧气的体积之比为2:1，33.6L混合气体气体的物质的量是n=33.6L÷22.4L/mol=1.5mol，其中氢气的体积为22.4L，氢气的物质的量为1mol；氧气的体积为11.2L，氧气的物质的量是0.5mol，氧气的质量m(O2)=（11.2L÷22.4L/mol）×32g/mol=16g；氢气的质量为2.5g，所以氢气的平均摩尔质量=2.5g÷1mol=2.5g/mol，普通氢和重氢的物质的量之比为：(4-2.5):(2.5-2)=1.5：0.5=3:1，普通氢和重氢都是双原子分子，所以普通氢和重氢的原子个数之比为3:1。
21．(1)第二周期IVA族
(2) 小于 小于 小于
(3) 15种 Fe3+ 取少量待测液于洁净的试管中，滴加硫氰化钾，若溶液变血红色，则存在Fe3+ 1s22s22p63s23p63d7
(4) ds 区 CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O
周期表前四周期的元素X、Y、Z、W，原子序数依次增大，原子核外有6种不同运动状态的电子，X为C元素；Y原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，Y为N元素；Z有多种氧化物，其中一种红棕色氧化物可作涂料，该物质为Fe2O3，Z为Fe元素；W位于第四周期，其原子最外层只有1个电子，且内层都处于全充满状态1s22s2p63s23p63d104s1，即为Cu元素；所以前四周期的元素X、Y、Z、W分别为：C、N、Fe、Cu。
(1)
根据分析，X为C，位于第二周期IVA族；
(2)
H的电子排布式为1s1，1s轨道半满，比较稳定，因此第一电离能C＜H；同周期元素从左到右电负性依次增强，因此电负性C＜N；NH3分子间有氢键，熔沸点较高，因此沸点CH4＜NH3；
(3)
Z为Fe元素，核外电子排布式为1s22s2p63s23p63d64s2，s、p、d空间运动状态分别为1、3、5，因此共有15种不同空间运动状态的电子；Fe2+的核外电子排布式为1s22s2p63s23p63d6，Fe3+的核外电子排布式为1s22s2p63s23p63d5，Fe3+的3d轨道半满，因此Fe3+较稳定；Fe3+遇SCN-生成血红色的Fe(SCN)3，可用SCN-检验，取少量待测液于洁净的试管中，滴加KSCN，若溶液变血红色，则存在Fe3+；与Z元素处于同周期同族且原子序数比Z大2的元素为Ni，Ni3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7；
(4)
Cu位于元素周期表的ds区；Cu(OH)2可用来检验糖尿病病人尿液中的含糖量，方程式为CH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH2OH(CHOH)4COONa＋Cu2O↓＋3H2O
22． 3s23p2 C＋O2CO2 第三周期第ⅥA族 N>O>C S>Si
考查元素周期表和元素周期律的应用，A原子最外层p轨道的电子数等于次外层的电子总数，p能级上最多容纳6个电子，应为第二周期元素，电子排布式为1s22s22p2，即A为C，B与A形成AB2型化合物，且A、B、C属于同一周期，则B为O，C为N，DB2中D与B质量比为7：8，则有，解得M(D)=28g·mol－1，即D为Si，同理推出E为S，（1）N的原子结构示意图为；（2）Si属于主族元素，Si的外围电子指的是最外层电子，即外围电子排布式为3s23p2 ；（3）C在氧气中完全燃烧，反应方程式为C＋O2CO2 ；（4）S位于第三周期VIA族；（5）同周期从左向右第一电离能增大，但IIIA>IIA、VA>VIA，因此三种元素的第一电离能的顺序是N>O>C；（6）S和Si属于同周期，从左向右电负性增大，即S>Si。
【点睛】本题的易错点是第一电离能大小的比较，学生记住了同周期从左向右第一电离能增大，但忽略了洪特规则中半满、全满、全空，能量最低，因此有同周期中IIA>IIIA、VA>VIA