专题2 原子结构与元素性质 同步练习题 （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》同步练习题
一、单选题
1．现有四种元素的基态原子的核外电子排布式如下：①；②；③；④。下列说法错误的是
A．电负性：②>①>④>③
B．原子半径：③>④>①>②
C．简单气态氢化物的稳定性：①>②>③>④
D．第一电离能：①>②>④>③
2．NaCl是厨房中常见的调味剂。配制1mol·L-1溶液时，固体溶解过程如图所示。下列说法正确的是
A．a离子为Cl- B．NaCl 灼烧时火焰呈现浅紫色
C．溶液中含有6.02×1023个Na+ D．NaCl 溶于水时只能部分电离
3．根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述中正确的是
A．L 电子层电子数为奇数的所有元素都是非金属元素
B．某种元素的相对原子质量取整数值，就是其原子序数
C．只有第ⅡA 族元素的原子最外层有 2 个电子
D．由左至右第 8、9、10 三列元素中没有非金属元素
4．某多孔储氢材料前驱结构如图所示，由M、W、X、Y、Z五种短周期元素组成，原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充3个能级，且有2个未成对电子。下列说法正确的是
A．第一电离能： Y>Z> X> W
B．W位于元素周期表IVA族
C．最高价氧化物对应水化物的酸性： X> Y
D．Y元素基态原子有5种不同运动状态的电子
5．中学化学很多“规律”都有使用范围，下列根据“规律”推出的结论合理的是
A．F、Cl、Br、I非金属性依次减弱；HF、HCl、HBr、HI的酸性也依次减弱
B．通入CO2可增强漂白粉溶液漂白性；通入SO2也可增强漂白粉溶液漂白性
C．Na在空气中燃烧会生成Na2O2；Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
D．Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解；Fe(OH)3受热也易分解
6．硫的下列4种微粒，若失去一个电子所需要能量最多的是
A．[Ne] B．[Ne] C．[Ne] D．[Ne]
7．下列关于原子结构、原子轨道的说法正确的是
A．N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，共16个轨道，可容纳32种运动状态的电子
B．在K能层中，有自旋相反的两条轨道
C．s电子绕核运动，其轨道为球面，而p电子在哑铃形曲面上运动
D．114号元素是位于p区的金属元素，价电子排布式为7s27p4
8．已知下表中元素的原子半径，根据表中数据推测磷原子的半径可能是
原子 N S O Si
半径r/10-10m 0.75 1.02 0.74 1.17
A．0.70×10-10m B．0.80×10-10m C．1.10×10-10m D．1.20×10-10m
9．下列有关认识正确的是
A．各能层含有的能级数为n 1
B．各能层含有的电子数为2n2
C．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
D．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7
10．科学家预言，存在稳定的超重元素，如：Z=114，N=184的原子，它位于元素周期表的第7周期，第ⅣA族，下列说法正确的是
A．第七周期有50种元素 B．该原子的质量数为184
C．该元素的相对原子质量为298g D．该原子核外有114个电子
11．某种离子液体的结构如图所示，X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，Y、Z、M为同周期相邻元素，Z的原子序数等于X、Y原子序数之和，Q为非金属性最强的元素。下列说法正确的是
A．基态原子未成对电子数：YB．简单气态氢化物的稳定性：M>Q
C．上述结构中，所有原子均满足8电子稳定结构
D．基态原子第一电离能由大到小的顺序为：Q>M>Z>Y
12．下列说法中不正确的是
A．处于最低能量的原子叫做基态原子 B．表示3p能级有两个电子
C．的电子排布式为 D．同一原子中，2p，3p，4p能级的轨道数依次增多
13．一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，可用于制备各种高性能防腐蚀材料。其中W、X、Y、Z的原子序数依次增大且占据三个不同周期。下列说法不正确的是
A．简单离子半径：Z＞X＞Y
B．工业上电解熔融态X与Y组成的化合物制备单质Y
C．Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D．该化合物中Z不满足8电子稳定结构
14．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是
A．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大
B．对于同一元素而言，原子的电离能I1C．外围电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大
D．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠
二、填空题
15．光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳能材料，只有半导体材料具有这种功能。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、、、、、、等。
(1)指出31号元素镓在元素周期表中的位置：第___________周期第___________族。
(2)、、电负性从大到小的顺序为___________。
(3)元素的第一电离能___________(填“大于”“小于”或“等于”)元素的第一电离能，原因是___________。
(4)写出原子序数最小的第Ⅷ族元素原子的核外电子排布式：___________。
(5)写出轨道上只有2个未成对电子的元素的符号：___________、___________；二者电负性：___________＞___________。
(6)太阳能电池材料的很多金属或金属化合物在灼烧时会产生特殊的火焰颜色，请用原子结构的知识阐述产生此现象的原因：___________。
16．原子核外未成对电子数的判断。
(1)[2020·全国卷Ⅰ，35(1)]基态与离子中未成对的电子数之比为_______。
(2)[2017·全国卷Ⅲ，35(1)节选]元素与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是_______。
(3)[2016·全国卷Ⅰ，37(1)]基态原子有_______个未成对电子。
(4)[2016·全国卷Ⅱ，37(1)镍元素基态原子的能级上的未成对电子数为_______。
17．(1)中，电负性最高的元素是______。
(2)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为______。
(3)光催化还原制备反应中，带状纳米是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______。
(4)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，和具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。四种元素中电负性最大的是______(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为______。
18．周期表前四周期的元素X、Y、Z、W。请填空：
(1)X元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_______。
(2)Y元素的-1价离子和Z元素的+1价离子的电子层结构都与氩相同，Y的元素符号为_______，Z的元素符号为_______，Y元素最高价氧化物对应水化物和Z元素最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式：_______。
(3)W的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，W的元素符号为_______，其基态原子的电子排布简式为_______。
19．回答下列问题
(1)C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
①C的基态原子核外电子排布式为___________；
②Cu的基态原子最外层有___________个电子。
(2)①N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：
电离能 I1 I2 I3 I4 ……
In/(kJ·mol-1) 578 1817 2745 11578 ……
则该元素是___________(填写元素符号)。
②基态锗(Ge)原子的电子排布式是___________。Ge的最高价氯化物的分子式是___________。
③Ge元素可能的性质或应用有___________。
A．其是一种活泼的金属元素 B．其电负性大于硫
C．其单质可作为半导体材料 D．其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点
20．填空。
(1)Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性小的元素是_______；26号元素价层电子排布式为_______；L原子核外电子占有9个轨道，而且有一个未成对电子，L是_______元素。
(2)硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物。
①基态硒原子的价层电子排布式为_______。
②锗、砷、硒三种元素的第一电离能大小排序为_______。
③下列说法正确的是_______(填字母)。
A．第一电离能：As>Ga　　　B．电负性：As>Ga　　　C．原子半径：As>Ga
④锗(Ge)是用途很广的半导体材料，基态锗原子的价层电子排布式为_______。在第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有_______种。
⑤硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。Ga与B同主族，Ga的基态原子的核外电子排布式为_______，B、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_______。
(3)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。
①X元素基态原子的电子排布式为_______，该元素的化学符号是_______。
②Y元素原子的价层电子排布图为_______，该元素的名称是_______。
③已知化合物X2Y3在稀硫酸中可被金属锌还原为XZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是_______。
21．(1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。
A．[Ne] B．[Ne] C．[Ne] D．[Ne]
(2)Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。
(3)Cu2＋基态核外电子排布式为__________________。
(4)Mn位于元素周期表中第四周期________族，基态Mn原子核外未成对电子有________个。
(5)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_____、_____(填标号)。
A． B．
C． D．
22．下图是元素周期表的一部分，所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：
a
b c d e f
g h i j k l m
n o p
(1)基态n原子中，核外电子占据最高能层的符号是_______，占据该能层的电子云轮廓图形状为_______。
(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，从原子结构角度解释是涉及电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量，以下现象与该原理一样的是_______。
A．燃放焰火 B．棱镜分出的光 C．霓虹灯射出五颜六色的光
(3)o、p(序号)两元素的部分电离能数据列于下表：
元素 o p
电离能 717 759
1509 1561
3248 2957
①o元素价电子的轨道表示式为_______。
②比较两元素的、可知，气态再失去一个电子比气态再失去一个电子难。对此，你认为原因可能是_______。
(4)元素的基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，c、d、e三元素中，电子亲和能从大到小的顺序为_______(填元素符号)。
(5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图所示，写出该元素的最高价氧化物对应的水化物与g的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式_______。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【分析】根据电子排布式，推出元素①-④分别为N、O、Si、P；
【详解】A．同主族从上到下，电负性逐渐减小，同周期从左向右电负性逐渐增大(稀有气体除外)，因此电负性大小顺序是②＞①＞④＞③，故A正确；
B．同周期从左向右原子半径依次减小，同主族从上到下原子半径增大，原子半径大小顺序是③＞④＞①＞②，故B正确；
C．非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，非金属性强弱顺序是O＞N＞P＞Si，简单气态氢化物的稳定性：②>①>④>③，故C错误；
D．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，N、P的p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：①>②>④>③，故D正确；
故选C。
2．A
【详解】A．Cl-有三层电子，Na+有两层电子，所以Cl-半径要比Na+大，所以a为Cl-，A正确；
B．NaCl中含有Na元素，灼烧时火焰呈现黄色，B错误；
C．溶液体积未知，无法确定所含微粒的个数，C错误；
D．NaCl为强电解质，溶于水时完全电离，D错误；
综上所述答案为A。
3．D
【详解】A．L电子层电子数为奇数，L层未排满，则处于第二周期，Li的L层含有1个电子，但Li是金属元素，故A错误；
B．原子序数在数值上等于其核电荷数等于质子数，元素相对原子质量取整数值并不一定等于质子数，如N元素原子序数是7，但其相对原子质量取整数值是14，故B错误；
C．第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子，但He及部分过渡元素原子最外层电子数也含有2个电子，故C错误；
D．由左至右第8、9、10 三列元素为Ⅷ族元素,都是金属元素，故D正确；
本题答案D。
4．A
【解析】略
5．D
【详解】A．F、Cl、Br、I非金属性依次减弱，H-X键键能逐渐减小，则HF、HCl、HBr、HI在溶液中电离程度逐渐增大，酸性依次增强，故A错误；
B．二氧化硫和漂白粉发生氧化还原反应，漂白粉失去漂白性，故B错误；
C．Li在空气中燃烧只生成Li2O，不能生成Li2O2，故C错误；
D．金属对应的弱碱不稳定，可分解生成氧化物和水，故D正确；
故选：D。
6．B
【详解】A、B、C、D四项中的微粒分别对应基态S、、激发态、激发态S，激发态上电子能量高，不稳定，易失去，故需要能量最多的是基态的；
答案选B。
7．A
【详解】A．N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，共16个轨道，可容纳32种运动状态的电子，故A正确；
B．K能层含有s能级有1个轨道，最多容纳自旋相反的两个电子，故B错误；
C．s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道都是哑铃形，故C错误；
D．114号元素位于第七周期第IVA族，属于p区，价电子数为4，价电子排布式为7s27p2，故D错误；
故选：A。
8．C
【详解】同一周期原子半径随着原子序数的递增而减小，磷的半径在硅和硫之间，1.02~1.17，以此可推出C正确。
9．D
【详解】A．K能层有一个能级s，L能层有两个能级s、p，M能层有三个能级s、p、d，能层序数等于能级数，故A错误；
B．各能层中可容纳的最多电子数是2n2，不是实际必须容纳电子数，故B错误；
C．K层只有s一个能级，L层有s、p两个能级，M层有s、p、d三个能级，因此各能层的能级都是从s能级开始，但并不是都是f能级结束，故C错误；
D．s能级有一个原子轨道，p能级有3个原子轨道，d能级有5个原子轨道，f能级有7个原子轨道，故D正确；
答案为D。
10．D
【详解】A．根据元素周期表的结构可知，第7周期若排满，容纳的元素是32种，A错误；
B．质量数是Z＋N＝114＋184＝298，B错误；
C．由于元素大部分都有同位素，所以该核素的质量数不能代表该元素的相对原子质量，C错误；
D．质子数等于核外电子数，所以该原子核外有114个电子，D正确；
答案选D。
11．D
【分析】X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，Q为非金属性最强的元素，则Q为F，根据某种离子液体的结构得到X、Q有一个价键，Z有四个价键，M有三个价键，Y得到一个电子形成四个价键，Z的原子序数等于X、Y原子序数之和，Y、Z、M为同周期相邻元素，则X为H，Y为B，Z为C，M为N。
【详解】A．Y为B，Q为F，其基态原子未成对电子数分别为：3和1，所以基态原子未成对电子数：Y＞Q，A错误；
B．非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，因非金属性：N＜F，所以简单气态氢化物的稳定性：NH3＜HF，B错误；
C．X为H元素，最外层未满足8电子稳定结构，C错误；
D．同周期元素基态原子第一电离能呈增大趋势，则基态原子第一电离能由大到小的顺序为：Q(F)>M(N)>Z(C)>Y(B)，D正确；
故选D。
12．D
【详解】A．原子的电子排布遵循构造原理、能使整个原子的能量处于最低状态，处于最低能量的原子叫做基态原子，吸收能量，可由基态电子跃迁到激发态，故A正确；
B． 3p2表示3p能级有2个电子，故B正确；
C．有18个电子、按构造原理，其电子排布式为，故C正确；
D．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相等，都为3，故D错误。
故选D。
13．C
【分析】一种由短周期主族元素组成的化合物，其中W、X、Y、Z的原子序数依次增大且占据三个不同周期，根据结构所示，W只形成一条共价键，为第Ⅰ主族元素，W为H元素；Y为+3价，则Y为Al元素；X形成两条共价键，为第Ⅵ主族元素，X为O元素，Z能形成3个单键和1个双键，则为第Ⅵ主族元素，Z为P元素，据此分析解答。
【详解】根据分析，W为H元素，X为O元素，Y为Al元素，Z为P元素，
A．O、Al的简单离子核外均为2个电子层，且电子排布结构相同，核电荷数越大，半径越小，P的简单离子有3个电子层，则半径最大，因此简单离子半径：Z＞X＞Y，故A正确；
B．X为O元素，Y为Al元素，X与Y组成的化合物为氧化铝，属于离子化合物，工业上电解熔融态氧化铝制备单质铝单质，故B正确；
C．Z为P元素，其最高价氧化物对应的水化物为磷酸，属于中强酸，故C错误；
D．根据分析，该化合物中Z形成3个单键和1个双键，Z原子最外层含有10个电子，不满足8电子稳定结构，故D正确；
答案选C。
14．A
【详解】A． 因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，第一电离能有依次增大的趋势，但是ⅡA、ⅤA的原子结构比较稳定，所以第一电离能比相邻元素的大，故A错误；
B．对于同一元素来说，原子失去电子个数越多，其失电子能力越弱，所以原子的电离能随着原子失去电子个数的增多而增大，即同一元素原子的电离能I1C． 外围电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，达到稳定结构，再失去电子较难，所以其第一电离能较大，故C正确；
D． 钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，说明钾失电子能力比钠强，故钾的活泼性强于钠，故D正确；
答案选A。
15． 四 ⅢA 大于 同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但砷元素原子能级是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素 (或) 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子，电子再从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量
【详解】(1)原子序数为31，电子排布式为，位于第四周期，价层电子排布式为，只排、轨道，为主族元素，价层电子数为3，所以是第ⅢA族元素；(2)同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，所以电负性；
(3)砷、硒都是第四周期非金属元素，同周期元素自左而右第一电离能整体呈增大趋势，但砷元素原子能级是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以元素的第一电离能大于元素的第一电离能；
(4)原子序数最小的第Ⅷ族元素是Fe，原子的核外电子排布式为或；
(5)轨道上有2个未成对电子的元素的轨道表示式为或，两元素原子的核外电子排布式为或，元素符号为或，由(2)中分析可知电负性；
(6)当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子，电子再从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量，产生特殊的火焰颜色。
16．(1)
(2)Mn
(3)2
(4)2
【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和，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）O元素的基态原子价电子排布式为2s22p4，所以其核外未成对电子数是2，而Mn元素的基态原子价电子排布式为3d54s2，所以其核外未成对电子数是5，因此核外未成对电子数较多的是Mn。
（3）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，所以基态Ge原子有2个未成对的电子；
（4）镍是28号元素，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排布式为1s22s2 2p63s23p63d84s2，3d能级有5个轨道，先占满5个自旋方向相同的电子，剩余3个电子再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对的电子数为2。
17． O HGe>Zn O 或
【详解】(1)同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，故O的电负性大于N；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，故N的电负性大于P，又H的电负性小于O，因此，中电负性最高的元素是O；
(2)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为；
(3)Zn、Ge位于同周期，同周期元素从左到右，电负性逐渐增大(稀有气体元素除外)，而O是活泼非金属元素，电负性仅次于F，由此得出O、Ce、Zn的电负性依次减小；
(4)C核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C可能是Li或P，因为A、B、C、D原子序数依次增大，所以C应为P，D元素的最外层只有一个未成对电子且C、D同周期，所以D为Cl。和的电子层结构相同，则A为O，B为Na.电负性最大，即非金属性最强的为O。P为15号元素，核外电子排布式为或。
18．(1)N
(2) Cl K H++OH-=H2O
(3) Cu [Ar]3d104s1
【解析】（1）
X元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，说明该原子有两个电子层，最外层有5个电子，该元素为N。
（2）
Y元素的-1价离子和Z元素的+1价离子的电子层结构都与氩相同，则Y为Cl，Z为K。Y的最高价氧化为对应水化物为HClO4，Z元素最高价氧化物对应水化物为KOH，两者反应的离子方程式为H++OH-=H2O。
（3）
W的最外层只有1个电子，次外层有18个电子，则W为Cu，其基态原子的电子排布简式为[Ar]3d104s1。
19．(1) 1s22s22p2 1
(2) Al 1s22s22p63s23p63d104s24p2或者[Ar]3d104s24p2 GeCl4 CD
【详解】（1）①C是6号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p2；②Cu是29号元素，其基态原子排布式是1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ，其最外层有1个电子；
故答案是1s22s22p2；1；
（2）①从表中数据分析，电离能I1、I2、I3较I4都小，说明该元素易失去三个电子，则该元素是N、Al、Si、Zn四种元素中的Al，故答案是Al；
②锗(Ge)原子是与碳元素同族，是第四周期第ⅣA族元素，其基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p2或者[Ar]3d104s24p2；Ge的最高价是+4，其最高价氯化物的分子式GeCl4，故答案是1s22s22p63s23p63d104s24p2或者[Ar]3d104s24p2；GeCl4；
③Ge元素介于非金属元素和金属交界处，是一种不太活泼的金属，A项错误；Ge元素电负性小于硫，B项错误；Ge元素性质与硅元素接近，其单质可作为半导体材料，C项正确；分子构成的同一类型晶体中，分子量越大，其沸点越高，所以Ge元素的最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点，D项正确，故答案选CD。
20．(1) C 3d64s2 Cl
(2) 4s24p4 As>Se>Ge AB 4s24p2 3 1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 O>C>B
(3) 1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 As 氧 As2O3＋6Zn＋6H2SO4=2AsH3↑＋6ZnSO4＋3H2O
【解析】（1）
基态Ni原子的核外电子排布式为[Ar]3d84s2，Ni有2个未成对电子，第二周期基态原子中有2个未成对电子的是C和O，电负性小的元素是C；26号元素为Fe，Fe原子的价层电子排布式为3d64s2；L原子核外电子占有9个原子轨道时，3p能级上的3个轨道均被占据，有1个未成对电子的只能是3p5，故L是氯元素。
（2）
①硒为34号元素，基态硒原子的价层电子排布式为4s24p4。
②同周期元素，从左到右第一电离能增大，但是砷为第ⅤA元素，半满结构，第一电离能大于硒，故锗、砷、硒三种元素的第一电离能大小排序为As>Se>Ge。
③A.同周期，从左到右第一电离能增大，故第一电离能：As>Ga；B.同周期从左到右电负性增大，故电负性：As>Ga；C.同周期从左到右半径减小，原子半径：As④锗(Ge)是用途很广的半导体材料，基态锗原子的价层电子排布式为4s24p2。在第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素铍、碳和氧三种元素。
⑤硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。Ga与B同主族，Ga的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1，B、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是O>C>B。
（3）
X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，X为As；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，X与Y可形成化合物X2Y3，Y为O；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，Z元素可以形成负一价离子，Z为H。
①X元素为砷，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3，该元素的化学符号是As。
②Y元素为氧元素，原子的价层电子排布图为。
③已知化合物As2O3在稀硫酸中可被金属锌还原为AsH3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是As2O3＋6Zn＋6H2SO4=2AsH3↑＋6ZnSO4＋3H2O。
21． A 4s 4f5 [Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 ⅦB 5 D C
【详解】(1)A.[Ne]3s1属于基态的Mg+，由于Mg的第二电离能高于其第一电离能，故其再失去一个电子所需能量较高；
B.[Ne]3s2属于基态Mg原子，其失去一个电子变为基态Mg+；
C.[Ne]3s13p1属于激发态Mg原子，其失去一个电子所需能量低于基态Mg原子；
D.[Ne]3p1属于激发态Mg+，其失去一个电子所需能量低于基态Mg+；
综上所述，电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ne]3s1，答案选A；
(2)Fe的价电子排布式为3d64s2，成为阳离子时首先失去的是4s轨道的电子。Sm3＋是Sm原子失去3个电子形成的，Sm的价层电子排布式为4f66s2，失去3个电子时，首先失去6s轨道上的2个电子，再失去4f轨道上的1个电子，因此Sm3＋的价层电子排布式为4f5；
(3)Cu的原子序数为29，Cu基态核外电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1，因此Cu2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；
(4)Mn为25号元素，在第四周期ⅦB族；其原子核外有25个电子，核外电子排布为[Ar]3d54s2，基态Mn原子核外未成对电子数为其3d能级上的5个电子，即未成对电子数是5。
(5)D选项表示基态，为能量最低状态；A、B、C选项均表示激发态，但C选项被激发的电子处于高能级的电子数多，为能量最高状态。
22．(1) N 球形
(2)AC
(3) 的轨道电子排布为半满状态，比较稳定
(4)
(5)(或)
【分析】由元素在周期表的位置可知，a-p各元素分别是H,Li，C,N,O,F,Na,Mg,Al,Si,S,Cl,Ar,K,Mn,Fe；
【详解】（1）基态n原子为K原子，核外电子占据最高能层的符号是N层，占据该能层的电子轨道为，电子云轮廓图形状为球形；
（2）A.燃放焰火即金属的焰色是由于激发态电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低轨道时，能量以可见光的形式释放，故A正确；
B.棱镜分出的光是折射造成的，与电子跃迁无关，故B错误；
C.霓虹灯射出五颜六色的光是由于电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道，以光的形式释放能量，故C正确。
故答案为：AC。
（3）元素价电子的轨道表示式为，由转化为时，能级由较稳定的半充满状态转为不稳定的状态，需要的能量较多，而到时，能级由不稳定的到稳定的半充满状态，需要的能量相对要少，气态再失去一个电子比气态再失去一个电子难；
（4）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原子的轨道为半充满状态，具有稳定性，故不易再结合一个电子，所以电子亲和能从大到小的顺序为；
（5）该元素第四电离能剧增，说明该元素原子最外层电子数为3，所以该元素为元素，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为或