专题2 原子结构与元素性质 检测题（含解析） 2022-2023学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

专题2《 原子结构与元素性质》检测题
一、单选题
1．X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的短周期元素，Z、W为同族元素，R的原子半径是同周期主族元素中最大的。其中，X、Y、Z、W形成的化合物可表示为 。下列说法正确的是
A．简单氢化物的沸点：W>Z
B．非金属性： Z>W>Y
C．Z、R、W三种元素形成的化合物的水溶液呈中性
D．Z与X、Y、R、W均可形成两种或两种以上化合物
2．一种离子化合物(如图所示)，可用作分析试剂、杀虫剂在纺织印染工业中用作树脂整理催化剂，其中X、Y、Z、W为短周期元素且原子序数依次增大。Y、Z可形成新型陶瓷，是一种超硬材料，硬度仅次于金刚石，X、W形成的化合物易溶于水，其水溶液显弱酸性。下列叙述正确的是
A．W的最高价氧化物的水化物的化学式为：HWO4
B．气态氢化合物的稳定性：Z>Y
C．该化合物中存在离子键、共价键、配位键，且1mol该化合物中有1mol配位键
D．Y的最高价氧化合物的水化物是二元弱酸
3．某物质的结构如图所示，W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素，元素Z的原子序数是X原子最外层电子数的2倍。如果不慎将碱沾到皮肤上，应立即用大量的水冲洗，然后涂上W的最高价含氧酸的稀溶液。下列说法一定正确的是
A．阴离子中所有原子均满足8电子结构
B．上述元素中M元素最高价氧化物水化物的酸性最强
C．上述5种元素中Z的简单气态氢化物最稳定
D．微粒半径：
4．下列关于第ⅣA族元素及其化合物的性质比较中，不正确的是
A．原子半径：CB．电负性：CC．热稳定性：
D．酸性：
5．下列说法正确的是
A．原子的半径越小，其原子序数越大
B．最外层电子数少的原子一定比最外层电子数多的原子易失电子
C．金属性、非金属性强弱从根本上取决于其原子核外电子的排布情况
D．元素的化合价越高，其金属性越强
6．化合物甲()是制药工业和电池制造业等的原料，其组成元素W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素：其中W、X、Y为短周期主族元素，W是元素周期表中原子半径最小的元素，X、Y同周期，且X原子和Y原子的最外层电子数之比为2∶3，的电子数比Z原子的电子数多20。化合物甲在加热分解过程中剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。
下列叙述正确的是
A．电负性：X>Y>W
B．若M点时所得产物化学式为，则n为2
C．M到N的过程中只有一种气体生成
D．可由与足量酸性溶液反应得到
7．下列关于原子结构与元素周期表的说法正确的是
A．电负性最大的元素位于周期表的左下角
B．某基态原子的价电子排布式为4s24p1，该元素位于周期表第四周期第ⅢA族
C．2s轨道在空间呈哑铃形
D．第四能层最多可容纳16个电子
8．下列叙述中不正确的是
A．在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析
B．宇宙中最丰富的元素是氢
C．电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述
D．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有两个未成对电子的原子对应为同一元素
9．在核电荷数为25的的价层电子排布中，处于基态的是
A． B．
C． D．
10．W、X、Y、Z 均为短周期元素，原子序数依次增加，W 原子的最外层电子数是次外层的3倍，X-、Y＋具有相同的电子层结构，Z 的阴离子不能发生水解反应。下列说法正确的是
A．原子半径：Y>Z>X>W
B．简单氢化物的沸点：W>X>Z
C．最高价氧化物对应的水化物的酸性：X>Z
D．W、X 可分别与 Y 形成化合物，其所含的化学键类型一定完全相同
11．如图所示是元素周期表前四周期的一部分，下列关于四种元素的叙述中正确的是
A．Z的基态原子最外层p轨道上有2个未成对电子
B．气态氢化物的热稳定性X>Y>W
C．原子半径W>Y>Z
D．Y单质在足量氧气中燃烧可得到
12．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的2p轨道上，有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反。Y原子M层上有两个未成对电子，基态W原子的电子总数是其最高能级电子数的4倍。下列说法错误的是
A．第一电离能： B．简单离子还原性：
C．原子半径： D．简单氢化物的沸点：
二、填空题
13．荧光材料硫化锌(ZnS)的研究至今已有150多年的历史，可用于制白色颜料、发光粉、发光油漆等，其久置于湿空气中易被氧化为ZnSO4.请回答下列问题：基态Zn原子的电子排布式为___________，核外电子占据最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。
14．对于呋喃(和吡咯)所含的元素中，电负性最大的是___________，最小的是___________；第一电离能最大的是___________。
15．铁及其化合物在生产、生活中存在广泛用途。
(1)基态铁原子电子排布式为___，自然界中存在的54Fe和56Fe，它们互称为__。
(2)将铁片放入冷浓硫酸中，片刻后将铁片移入硫酸铜溶液中，发现铁片表面无明显变化，原因是___。通常证明某溶液中含Fe3+的实验步骤是__。
(3)SO2有强还原性，写出其与FeCl3溶液反应的离子方程式___。若有0.4molFeCl3发生反应，则需要标准状况下的SO2__升。
(4)发黄的深井水通常含Fe3+，若向水中加入Na2CO3溶液，则产生红褐色沉淀和无色无味的气体。写出相应的离子方程式___。
16．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：
(1)基态o原子的价层电子排布图为_______；基态的最外层电子排布式为_______。
(2)n的原子结构示意图为_______；基态j原子的核外电子填充时最高能级符号为_______。
(3)将以上周期表中g、h、i、j四种元素的电负性由大到小排序为_______(用元素符号表示)，第一电离能由大到小排序为_______(用元素符号表示)。
17．(1)K层有___个能级，用符号表示为____；L层有___个能级，用符号分别表示为___；M层有__个能级，用符号分别表示为___。由此可推知，n电子层最多可能有___个能级，能量最低的两个能级的符号分别表示为___、___，它们的电子云轮廓图形状分别为___、___。
(2)比较下列多电子的原子轨道的能量高低(填“>”“<”或“=”)。
①2s___3s
②2s___3d
③2px___2py
④4f___6f
18．回答下列问题：
(1)①元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为___________nm(填标号)。
A．404.4　B．553.5　C．589.2　D．670.8　E．766.5
②基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。
(2)①氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为___________。
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________；氮元素的E1呈现异常的原因是___________
(3)①Fe3＋基态核外电子排布式为___________
②C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为___________。
19．(1)前四周期元素中基态E原子的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，基态E原子的价层电子轨道表示式为______。
(2)基态Se原子核外M层的电子排布式为______。
(3)基态硫原子的价层电子排布式为______。
20．某些化学反应可用表示(未配平)：A+B→C+D+H2O；请回答下列问题：
(1)若A、C、D均含有氯元素，且A中氯元素的化合价介于C与D之间，写出该反应的离子方程式： _______________________。
(2)若A为紫红色金属，D为无色刺激性气体，请写出符合上式的化学方程式： ___________________________。
(3)若C、D均为气体(其中C有颜色)且分子具有相同的原子个数比，则符合上式化学方程式是： __________________________。
21．电子云轮廓图
①含义：绘制电子云轮廓图的目的是表示___________轮廓的形状，对核外电子的空间状态有一个形象化的简便描述。如1s电子云轮廓图的绘制：
s能级的电子云轮廓是___________，只有一种空间伸展方向。能层序数越大，原子轨道的半径越___________。p能级的电子云轮廓是___________，有三种空间伸展方向。能层序数越大，原子轨道的半径越___________。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【分析】R的原子半径是同周期主族元素中最大的，则R为第IA族元素，根据题意可知R元素之前至少还有3种短周期元素，所以R为Na元素；Y和X可以形成阳离子[YX4]+，可推测X为H元素，Y为N元素，[XWZ4]-为酸式盐的阴离子，Z、W为同族元素，可推出Z为O元素，W为S元素，综上所述X为H、Y为N、Z为O、R为Na、W为S。
【详解】A．W和Z的简单氢化物分别为H2S、H2O，水分子间存在氢键，所以沸点H2SB．同周期元素从左到右非金属性依次增强，故非金属性O>N，N的电负性为3.0，S的电负性为2.5，非金属性越强，电负性越强，故非金属性N>S，因此电负性O>N>S，B错误；
C．O、Na、S可以形成化合物Na2SO3，其水溶液显碱性，C错误；
D．O与H可以形成H2O和H2O2，与N可以形成NO、NO2等，与Na可以形Na2O和Na2O2，与S可以形成SO2和SO3，D正确；
故选D。
2．B
【分析】由图可知，Z和Y周围都连接了4根化学键，结合离子所带电荷，及Y、Z可形成新型陶瓷，是一种超硬材料，硬度仅次于金刚石，可以推知Y为B、Z为N；X和W都连一根键且X、W形成的化合物易溶于水，其水溶液显弱酸性，可以推测X为H元素，W为F元素，以此解答。
【详解】A．W为F元素，没有正价，不存在最高价氧化物的水化物，故A错误；
B．非金属性：N>B，则气态氢化合物的稳定性：Z>Y，故B正确；
C．该化合物是离子化合物存在离子键、共价键、配位键，1mol该化合物中有2mol配位键，故C错误；
D．Y为B，最高价氧化合物的水化物H3BO3是一元弱酸，故D错误；
故选B。
3．A
【分析】由题干信息可知，W为B。由结构图知，X形成4个共价键，X为C或Si，Z形成2个共价键，Z为O或S，因为Z的原子序数是X原子最外层电子数的2倍，则X为C，Y为N，Z为O。M只形成一个共价键，则M为F或Cl。
【详解】A．由结构图知，阴离子中所有原子均满足8电子结构，A正确；
B．若M元素为F时，无含氧酸，而上述元素中最高价氧化物水化物的酸性最强是，B错误；
C．若M元素为Cl时，上述元素中简单气态氢化物最稳定才是，C错误；
D．微粒半径：，D错误；
故选A。
4．B
【详解】A．原子半径同主族从上往下依次增大，则原子半径CB．第ⅣA族元素中C的电负性最大，B项错误；
C．非金属性越强，简单氢化物稳定性越强，非金属性C＞Si＞Ge，则热稳定性CH4>SiH4>GeH4，C项正确；
D．酸性 CH3COOH>H2CO3>H2SiO3，D项正确。
答案选B。
5．C
【详解】A．对于同周期元素，原子序数越大，原子半径越小，A错误；
B．最外层电子数少的原子不一定比最外层电子数多的原子易失电子，比如He和Al，He最外层2个电子，Al最外层3个电子，但是He更不易失去电子，B错误；
C．金属性、非金属性强弱从根本上取决于其原子核外电子的排布情况，C正确；
D．元素的化合价越高，金属性不一定越强，D错误；
故答案C。
6．B
【分析】W是元素周期表中原子半径最小的元素，则W为H元素；X、Y同周期元素，且X原子和Y原子的最外层电子数之比为2∶3，设X最外层电子数为2x，则Y的最外层电子数为3x，W2X2Y4的电子数比Z原子的电子数多20，若X、Y为第二周期元素，1×2+(2x+2)×2+(3x+2)×4-Z原子的电子数=20，当x=1时，Z的原子电子数=10，为Ne元素，不符合题意，当x=2时，Z的原子电子数=26，为Fe元素，符合题意；若X、Y为第三周期元素，1×2+(2x+2+8)×2+(3x+2+8)×4-Z的原子电子数=20，不符合题意，故W为H，X为C，Y为O，Z为Fe。化合物甲为FeC2O4 nH2O。
【详解】A．X为C，Y为O，W为H，同周期从左往右电负性增强，同主族从上往下电负性减弱，故电负性O>C>H，A错误；
B．若M点时所得产物化学式为，则FeC2O4的质量为4.32g，物质的量为0.03mol，固体受热，由5.40g减少到4.32g，减少的水的物质的量为：(5.40g-4.32g)÷18g/mol=0.06mol，中n=2，B正确；
C．200℃~300℃结晶水已经全部失去，M点为FeC2O4，M到N的过程是FeC2O4分解的过程，固体质量减少为：4.32g-2.32g=2g，减少的元素为碳元素和氧元素，根据元素守恒碳元素的物质的量为0.06mol，减少的的氧元素的物质的量为：(2g-0.06mol×12)÷16g/mol=0.08mol，碳氧原子个数比为：3：4，故生成的含氧化合物为CO2和CO，C错误；
D．分子式为C2H6O2，同分异构体有多种，可能为乙二醇，也可能为其他有机物，若为乙二醇，在酸性高锰酸钾作用下，可生成乙二酸即草酸(H2C2O4)，若为其他有机物，则无法在酸性高锰酸钾作用下生成乙二酸，D错误；
故选B。
7．B
【详解】A．同一周期元素，原子序数越大，元素的非金属性越强，其电负性就越大；同一主族元素，原子序数越大，元素的非金属性就越弱，其电负性就越小，所以电负性最大的元素位于周期表的由上角的氟元素，A错误；
B．原子核外最外层电子数等于元素的主族序号，某基态原子的价电子排布式为4s24p1，该元素位于周期表第四周期第ⅢA族，B正确；
C．2s轨道在空间呈球形，C错误；
D．每个电子层最多能容纳2n2个电子，所以当能层序数n=4时，该能层原子轨道最多可容纳32个电子，D错误；
故合理选项是B。
8．D
【详解】A．不同元素的原子吸收光谱和发射光谱不同，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析，A正确；
B．宇宙中最丰富的元素是氢，其次为氦，B正确；
C．决定电子运动状态有四个量：主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数，所以电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述，C正确；
D．3p能级上只有一个空轨道的原子是Si，3p能级上有两个未成对电子的原子是Si或S，D错误；
故选D。
9．D
【详解】锰为25号元素，基态锰原子核外电子排布式为1s2 2s22p63s23p63d54s2，则价电子轨道3d54s2，根据泡利原理和洪特规则，3d能级上5个电子分占不同的3d轨道，且自旋平行，4s能级上2个电子占据同一轨道，自旋相反，D符合题意；
故选 D。
10．B
【分析】W、X、Y、Z 均为短周期元素，原子序数依次增加，W 原子的最外层电子数是次外层的3倍，W是O元素；Z 的阴离子不能发生水解反应，Z是Cl元素，X-、Y＋具有相同的电子层结构，X是F元素、Y是Na元素。
【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，原子半径：Na>Cl>O>F，故A错误；
B．H2O、HF分子间能形成氢键，水分子间氢键多，HCl不能形成氢键，简单氢化物的沸点：H2O>HF>HCl，故B正确；
C．F元素没有正价，F不能形成含氧酸，故C错误；
D．O与Na能形成化合物Na2O2、Na2O，Na2O2含的化学键为离子键、共价键；Na2O含的化学键为离子键；F与Na能形成化合物NaF，所含的化学键为离子键；所以含的化学键类型不一定完全相同，故D错误；
选B。
11．B
【分析】根据元素周期表可知，X为F元素，W为P元素，Y为S元素，Z为Br元素，以此解题。
【详解】A．Br的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层p轨道上有1个未成对电子，A项错误；
B．非金属性越强，气态氢化物稳定性越强，非金属性：F＞S＞P，则气态氢化物的稳定性：X＞Y＞W，B项正确；
C．同一周期从左到右，原子半径逐渐减小，同一主族从上到下，原子半径逐渐增大，则原子半径：Z＞W＞Y，C项错误；
D．由分析可知，Y为S元素，S在足量氧气中燃烧只能得到，D项错误；
故选B。
12．D
【分析】基态X原子的2p轨道上，有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，所以X为O元素；Y原子M层上有两个未成对电子，所以Y为Si；基态W原子的电子总数是其最高能级电子数的4倍，所以W为S；又短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，所以Z为P元素；据此分析解题。
【详解】A．Z为P，W为S，Y为Si，P元素最外层电子为半满，所以第一电离能，，故A正确；
B．非金属性越强，单质氧化性越强，而相应简单阴离子的还原性越弱；所以简单离子还原性：；故B正确；
C．同一周期元素从左到右原子的半径渐渐变小，Y和W为第三周期元素，X为第二周期元素，所以原子半径：；故C正确；
D．Y为Si，简单氢化物为SiH4，W为S，简单氢化物为H2S，H2S相对分子质量大于SiH4，所以简单氢化物的沸点：；故D错误；
故答案选D。
13． 1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 N 球形
【详解】Zn为30号元素，其核外有30个电子，则核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，核外电子占据最高能层为N层，占据该能层的轨道为4s轨道，电子云轮廓图形状为球形。
14． O H N
【详解】呋喃(和吡咯)所含的元素是碳、氢、氧、氮；同周期原子序数越大电负性越强，所以碳、氮、氧中氧的电负性最大，碳的电负性大于氢，所以电负性最大的是氧，最小的是氢，短周期主族元素中第一电离能排前三的是氟、氮、氧，所以这四种元素中第一电离能最大的是氮，答案为：O，H，N。
15． 1s22s22p63s23p63d64s2 同位素 钝化 取样滴加KSCN溶液，出现血红色，证明含Fe3+ SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO+4H+ 4.48 2Fe3++3CO+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
【详解】(1)铁元素为26号元素，所以基态铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；54Fe和56Fe为铁元素的不同核素，互为同位素；
(2)铁单质在冷的浓硫酸中发生钝化，形成致密氧化膜，阻止了铁与铜离子的反应；Fe3+可以和KSCN溶液反应显红色，检验Fe3+可取样滴加KSCN溶液，出现血红色，证明含Fe3+；
(3)Fe3+具有较强氧化性，SO2具有强还原性，所以铁离子可以将SO2氧化成SO，根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO+4H+；根据离子方程式可知当0.4mol FeCl3发生反应时需要0.2molSO2，标况下体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L；
(4) Fe3+水解使溶液显酸性，CO水解使溶液显碱性，产生红褐色沉淀和无色无味的气体说明Fe3+和CO发生双水解，离子方程式为2Fe3++3CO+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑。
【点睛】弱酸根离子和弱碱离子同时存在于溶液中能相互促进对方水解，使水解程度显著增大(甚至进行到底)，即双水解反应。
16．(1)
(2) 3p
(3) Si>Al>Mg>Na Si>Mg>Al>Na
【分析】根据元素周期表知，a~p分别为H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Mn、Fe。
【详解】（1）基态o原子电子排布式为，价层电子排布图为；p为，基态的最外层电子排布式为。
（2）n为K，核电荷数为19，原子结构示意图为；j为Si，基态Si原子核外电子排布式为，核外电子填充时最高能级符号为3p。
（3）g、h、i、j四种元素分别为Na、Mg、Al、Si，同一周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，因此电负性由大到小的顺序为Si>Al>Mg>Na；同一周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但是第ⅡA族元素、第ⅤA族元素的第一电离能大于邻近元素的第一电离能，因此第一电离能由大到小的顺序为Si>Mg>Al>Na。
17． 1 s 2 2s、2p 3 3s、3p、3d n ns np 球形 纺锤(哑铃)形 < < = <
【详解】(1)第n电子层有n个能级，核外电子的能量高低取决于该电子所处的电子层和能级，则K层有1个能级，用符号表示为1s；L层有2个能级，用符号分别表示为2s、2p；M层有3个能级，用符号分别表示为3s、3p、3d；n电子层中能量最低的两个能级的符号分别为ns、np；s轨道和p轨道电子云轮廓图的形状分别为球形、纺锤(哑铃)形；
(2)相同电子层上原子轨道能量高低顺序是ns＜np＜nd＜nf；相同形状的原子轨道能量随n值增大而升高，如1s＜2s＜3s…，同一电子层上形状相同的原子轨道具有相同的能量，如npx=npy=npz，则①2s＜3s；②2s＜3d；③2px=2py；④4f＜6f。
18．(1) A N 球形
(2) 同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N原子的2p轨道为半充满状态，具有稳定性，故不易结合一个电子
(3) [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 H＜C＜O
【解析】(1)
①紫色光对应的辐射波长范围是400～430 nm，选A；
②基态K原子中，核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，核外电子占据最高能层的符号是N，占据该能层的电子处于4s能级，电子云轮廓图形状为球形；
(2)
①氮原子核外电子排布式是1s22s22p3，价层电子排布式是2s22p3，轨道表达式(电子排布图)为；
②同周期元素，从左到右非金属性依次增大，原子核对电子的束缚能力增大，除氮原子外，其他原子得电子能力依次增大，得电子后形成的阴离子稳定性逐渐增大，所以根据第一电子亲和能的定义可知同周期元素的第一电子亲和能自左向右依次增大；N的2p能级上有3个电子，处于半满状态，属于较稳定状态，得电子能力相对较弱，因此第一电子亲和能较同周期相邻元素要低；
(3)
①Fe为26号，价层电子数为26-18=8，价层电子排布式为3d64s2，失去电子时，先失去4s上的2个电子，再失去3d上的一个电子，即为[Ar]3d5；
②元素的非金属性越强电负性越大，非金属性O＞C＞H，所以电负性：O＞C＞H。
19．
【详解】(1)E为Cu元素，其基态原子的价层电子排布式为，价层电子轨道表示式为：。
(2)基态Se原子的M层上有18个电子，M层的电子排布式为：。
(3)基态硫原子的M层上的电子为其价层电子有6个，电子排布式为：。
20． Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
【分析】(1)若A、C、D均含有氯元素，且A中氯元素的化合价介于C与D之间，应是Cl元素的歧化反应，氯气与强碱的反应符合转化关系；
(2)A为紫红色金属，A是Cu，生成D为无色刺激性气体，应是Cu与浓H2SO4反应生成硫酸铜、二氧化硫与水；
(3)若C、D均为气体(其中C有颜色)且分子具有相同的原子个数比，应是C与浓HNO3反应生成二氧化碳、二氧化氮与水.
【详解】(1)若A、C、D均含有氯元素，且A中氯元素的化合价介于C与D之间，应是歧化反应，氯气与强碱的反应符合转化关系，反应离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
(2)A为紫红色金属，A是Cu，生成D为无色刺激性气体，应是Cu与浓H2SO4反应生成CuSO4、SO2与H2O，反应方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；
(3)若C、D均为气体(其中C有颜色)且分子具有相同的原子个数比，应是碳与浓HNO3反应生成CO2、NO2与H2O，反应方程式为：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
【点睛】本题考查无机物的推断，熟练掌握常见的元素的单质及化合物的物理性质和化学性质是进行推断关键。在书写化学方程式和离子方程式时要注意遵循原子守恒和电子守恒，离子反应则还需同时遵循电荷守恒，在平时多注意对基础知识的学习和掌握。
21． 电子云 球形 大 哑铃状 大
【解析】略