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
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| 名称 | 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 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 228.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-06 20:53:30 | ||
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文档简介
第一章 原子结构与性质 测试题
一、选择题
1．钾是促进农作物生长的重要元素。由19K-39.10不可能知道的是
A．钾元素的相对原子质量 B．钾元素的原子序数
C．钾原子的相对原子质量 D．钾原子的质子数
2．短周期主族元素X、Y、Z能组成化合物X+[Y-Z-Y]-，其中X和Y同主族，且三种元素原子序数总和为19。下列说法错误的是
A．原子半径：X>Y>Z
B．化合物XY具有很强的还原性
C．X的最高价氧化物的水化物是强碱
D．Y与Z至少可以形成两种化合物
3．某陶瓷颗粒增强材料()由原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期主族元素组成，其中X与Y同周期，X原子电子层数是最外层电子数的2倍，且X与Z的最外电子数之和与W的最外层电子数相同，W的单质可用于制造太阳能电池板。下列说法错误的是
A．简单离子半径： B．最简单氢化物的热稳定性：
C．W、Y可形成共价晶体 D．工业上电解Z、Y的化合物冶炼Z单质
4．四种常见元素基态原子的结构信息如下表。下列大小关系不一定正确的是
元素 X Y Z Q
结构信息 有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子 有8个不同运动状态的电子 能级上有2个电子 价电子排布式为
A．电负性： B．第一电离能：
C．单质的硬度： D．最高价含氧酸的酸性：
5．已知X、Y、Z为三种原子序数相邻的主族元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是：。下列说法不正确的是
A．电负性： B．气态氢化物的稳定性：
C．原子半径： D．单质的氧化性：
6．下列各组的量不随着原子序数的递增而周期性变化的是
A．原子半径 B．化合价
C．原子核外电子数 D．原子最外层电子数
7．我国科学家使用某种电解液提高了水系锌锰电池的性能．该电解液阴离子结构如图所示，其中W、X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期元素，且最外层电子数之和为23，下列说法错误的是
A．简单氢化物的沸点：Y>W B．Z的单质易溶于
C．X、Y的单质均存在同素异形体 D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y
8．二十大报告指出“必须坚持科技是第一生产力”，科技发展离不开化学，下列说法错误的是
A．中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型陶瓷材料
B．大飞机C919用到了铝锂合金，铝和锂的基态原子中未成对电子数相同
C．天宫课堂“五环实验”，向碳酸钠溶液中滴加甲基橙溶液后变成黄色
D．冬奥会场馆建筑应用了碲化镉发电玻璃，碲和镉均属于过渡元素
9．下列能级符号中，不正确的是
A．3f B．2s C．3d D．2p
10．拉希法制备肼()的主要反应为。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A．基态氧原子的轨道表示式：
B．中子数为18的氯原子：
C．的空间填充模型：
D．的电子式：
11．下列各原子或离子的电子排布式错误的是
A．Mg2+ 1s22s22p6 B．Br 1s22s22p63s23p64s23d104p5
C．O2- 1s22s22p6 D．Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6
12．以下现象与核外电子跃迁有关的是
①棱镜分光 ②石油蒸馏 ③凸透镜聚光 ④日光灯通电发光 ⑤冷却结晶
A．④ B．④⑤ C．①②③⑤ D．①②③④
13．下列表达方式正确的是
A．的外围电子排布式：
B．基态碳原子的外围电子的轨道表示式为
C．的空间结构模型：
D．碳酸根水解方程式：
14．下列电子排布不符合泡利不相容原理的是
A． B．
C． D．
15．某元素原子的外围电子排布是4s24p5，该元素或其化合物不可能具有的性质是
A．该元素单质能与水发生反应 B．该元素的最高化合价呈+7价
C．该元素最高价氧化物的水化物显酸性 D．该元素气态氢化物的热稳定性比HCl强
二、填空题
16．按要求回答下列问题：
(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为__。
(2)元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是__。
(3)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]__，有__个未成对电子。
(4)S的基态原子核外有个未成__对电子。
17．下表是元素周期表的一部分，针对元素①~⑥回答下列问题。
④ ⑤
① ③ ⑥
②
(1)④元素在周期表中的位置为_______。
(2)金属性最强的元素为_______(填元素符号)，其最高价氧化物对应的水化物中含有的化学键为_______。
(3)①③⑤三种元素对应的简单离子半径由大到小的顺序为_______(用离子符号表示)。
(4)元素的非金属性⑥_______Br(填“>”“<”或“=”)，写出能证明该结论的离子方程式_______。
18．工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石．在玻璃窑中发生主要反应的化学方程式为：Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑；CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
(1)普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14，它的氧化物形式为________，则原料中SiO2、Na2CO3、CaCO3的物质的量之比为_________________________。
(2)在上述反应的反应物和生成物中，属于非极性分子的电子式___________________，有_____________种不同类型的晶体（填数字）
(3)在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径___________(填“大”或“小”)，该元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为__________________________。
(4)在上述普通玻璃的组成元素中，与铝元素同周期的另一元素的原子最外层共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。
19．（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用______形象化描述。在基态14C原子中，核外存在______对自旋相反的电子。
（2）基态Fe原子有____个未成对电子，Fe3+的电子排布式为__________。
（3）Cu+基态核外电子排布式为__________________。
（4）基态硅原子中，电子占据的最高能层符号为_______，该能层具有的原子轨道数为______，电子数为_____。
20．1~18号元素原子结构的特点
(1)最外层电子数为1的元素有___________；
(2)最外层电子数为2的元素有___________；
(3)最外层电子数与次外层电子数相等的元素有___________；
(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是___________；
(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是___________；
(6)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有___________；
(7)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素有___________；
(8)电子层数与最外层电子数相等的元素有___________；
(9)最外层电子数是电子层数2倍的元素有___________；
(10)最外层电子数是电子层数3倍的元素有___________；
21．氮族元素包括氮、磷、砷、锑、铋等元素，其单质及其化合物在研究和生产中有着广泛的应用。试回答下列问题：
(1)是一种重要的化工原料，有毒，也是一种食品添加剂，使用时须严格控制用量。已知：有强氧化性，酸性。
①氮原子的外围电子的轨道表达式为___________，氮原子核外共有___________种能量不同的电子。
②亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体，每个原子最外层都达到结构，则其电子式为___________，其水解会生成两种酸，写出水解的化学方程式___________。
③往冷的溶液中加入下列某种物质可得稀溶液，该物质是___________(填序号)。
a．稀硫酸 b．二氧化碳 c．二氧化硫 d．醋酸
(2)砷化镓(GaAs)是当前最重要，技术成熟度最高的半导体材料之一，我国“玉兔二号”月球车就是通过砷化镓太阳能电池提供能量。基态As原子外围电子排布式为___________，最高能级的电子云形状为___________，As元素在元素周期表中的位置为___________，N、Ga、As第一电离能由大到小的顺序是___________。
(3)GaN是一种直接能隙(directbandgap)的半导体，自1990年起常用在发光二极管中。工业上以镓粉为原料，用镍催化法生产GaN，在氨气流中于1050～1100℃下加热30min可制得疏松的灰色粉末状GaN，同时得到一种单质，请写出对应的化学方程式___________。
22．如表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素。试回答下列问题：
(1)基态e原子核外电子排布式为___________，占据最高能级电子的电子云轮廓图为___________形，e的最高价氧化物对应水化物的化学式为___________。
(2)基态i原子核外电子排布式为___________，位于元素周期表中第___________周期第___________族，b、c、d三种原子的第一电离能大小顺序为___________。(写元素符号)
(3)g与e形成的化合物为___________化合物。
(4)元素h位于元素周期表的___________区。
(5)某同学的基态原子的轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了___________。
23．下面是元素周期表的一部分，按要求回答下列问题：
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ⑥ ⑦ ⑨
3 ① ③ ⑤ ⑧ ⑩
4 ② ④
(1)已知⑥号元素的一种核素的中子数为8，则其最简单的气态氢化物的摩尔质量为___________。
(2)非金属性最强的单质与水反应的化学方程式为___________。
(3)某元素的最高价氧化物的水化物既能与强酸反应又能与强碱反应，该元素的元素符号是___________，向该元素和⑧号元素组成的化合物溶液中，缓缓滴加NaOH溶液至过量，现象为___________。
(4)设计实验方案；比较⑧与 单质氧化性的强弱，请将方案填入下表。
实验步骤 实验现象 实验结论
___________ ___________ ___________
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．39.10即为钾元素的相对原子质量，故A错误；
B．19既为钾元素的原子核内的质子数，也为钾元素的原子序数，故B错误；
C．由于钾元素可能含有两种或两种以上的钾原子，故仅根据39.10无法计算出各钾原子的相对原子质量，故C正确；
D．19既是钾原子的质子数，也是钾原子的核电荷数，故D错误。
故选C。
【点睛】本题考查了原子结构中质子数与核电荷数、原子序数、电子数等之间的关系以及元素的相对原子质量与各原子的相对原子质量之间的计算关系。注意仅根据一种原子的相对原子质量无法计算元素的相对原子质量，同样，仅根据元素的相对原子质量也无法计算原子的相对原子质量。
2．A
【分析】短周期主族元素X、Y、Z组成的化合物A中X是+1价，且X和Y同主族，所以为第一主族，又因三种元素原子序数总和为19，所以可知X是Na，Y是H，Z是N，形成的物质为NaNH2，广泛用于有机合成的还原剂、脱水剂。
解析：A．电子层越多半径越大，所以X原子半径最大，Y原子半径最小，原子半径：X> Z > Y ，A错误；
B．X与Y形成的化合物NaH，H的化合价为-1价，具有很强的还原性，B正确；
C．X的最高价氧化物的水化物NaOH是强碱，C正确；
D．N与H可以形成氨气、联氨等化合物，D正确；
故选A。
3．B
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，中X与Y同周期，X原子电子层数是最外层电子数的2倍，则X有2个电子层且最外层有1个电子，X为Li；W的单质可用于制造太阳能电池板，W为Si元素；X与Z的最外电子数之和与W的最外层电子数相同，Z的最外层电子数为3，则Z在中化合价为+3价，根据化合价代数和为0可得Y的化合价为-2价，又因为X与Y同周期，Y位于第二周期，Y为O元素，X、Y、Z、W为原子序数依次增大，Z为Al元素，以此解答。
解析：A．Li+有1个电子层，Al3+和O2-电子结构相同有2个电子层，由于核电荷数：O2-Al3+> Li+，故A正确；
B．非金属性：O>Si，非金属性越强，最简单氢化物越热稳定，则稳定性：H2O>SiH4，故B错误；
C．Si和O可形成共价晶体SiO2，故C正确；
D．工业上电解Al2O3冶炼Al单质，故D正确；
故选B。
4．C
【分析】X由有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子，可知X的核外电子排布式为1s22s22p3，X为N；Y有8个不同运动状态的电子，则Y有8个核外电子，Y为O；Z的核外电子排布式为1s22s22p2，则Z为C；Q的价电子排布式为 3d104s1，则Q为Cu。
解析：A．同周期从左到右电负性依次增大，则电负性O＞N，A项正确；
B．N为半充满状态，比较稳定，第一电离能大于O，B项正确；
C．C有多种同素异形体，比如金刚石、石墨等，石墨的硬度小于Cu，而金刚石的硬度大于Cu，C项不一定正确；
D．N的最高价含氧酸为HNO3，C的最高价含氧酸为H2CO3，酸性HNO3＞H2CO3，D项正确。
答案选C。
5．A
【分析】X、Y、Z为三种原子序数相邻的主族元素，最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则X、Y、Z同周期，且原子序数X＞Y＞Z，电负性X＞Y＞Z，非金属性X＞Y＞Z，非金属性越强，气态氢化物越稳定、单质氧化性越强，据此解答。
解析：A．根据分析，电负性：X＞Y＞Z，A错误；
B．非金属性越强，氢化物越稳定，则氢化物稳定性X＞Y＞Z，B正确；
C．根据分析，X、Y、Z同周期，且原子序数X＞Y＞Z，则原子半径：，C正确；
D．非金属性越强，单质氧化性越强，则单质的氧化性：X＞Y＞Z，D正确；
故选A。
6．C
解析：A、原子半径每一横行随着原子序数的递增而递减，即随着原子序数的递增而周期性变化；A正确；
B、化合价每一横行金属最高价由+1递增到+x，非金属元素的最低价由-x逐渐变化到-1，B正确；
C、原子核外电子数一直随着原子序数增加而增加，不是周期性变化，C错误；
D、原子最外层电子数每一横行由1逐渐递增到8，呈现周期性变化，D正确。
故选C。
7．A
【分析】W、X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期元素，W形成1个共价键，X形成1个双键，Z形成6个共价键，结合原子序数可知，W为H或F，X为O，Z为S元素；四种原子的最外层电子数之和为23，X为H时，Y的最外层电子数为23-1-6-6=10>8(舍弃)，W为F时，Y的最外层电子数为23-7-6-6=4，其原子半径大于O小于S，为C元素。
解析：A．W的氢化物为，分子间存在氢键，沸点很高，Y的简单氢化物为甲烷，沸点较低，故沸点：，即，故A错误；
B．非极性分子易溶于非极性分子，则S易溶于CS2，故B正确；
C．O对应的同素异形体有氧气、臭氧，C对应的同素异形体有金刚石、石墨，故C正确；
D．非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，Z和Y最高价氧化物对应水化物的酸分别为硫酸和碳酸，非金属性：S>C，则酸性：硫酸>碳酸，即，故D正确；
答案选A。
8．D
解析：A．碳化硅陶瓷具有抗氧化性强，耐磨性好，硬度高，热稳定性好，高温强度大，热膨胀系数小，热导率大，以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，属新型无机非金属材料，是一种新型陶瓷材料，选项A正确；
B．大飞机C919用到了铝锂合金，铝和锂的基态原子价层电子排布式分别为3s23p1和2s1，未成对电子数相同，均为1，选项B正确；
C．碳酸钠溶液呈碱性，向碳酸钠溶液中滴加甲基橙溶液后变成黄色，选项C正确；
D．碲是VIA族元素，是主族元素，不属于过渡元素，选项D错误；
答案选D。
9．A
解析：A．第三能层只有s、p、d三种能级，不存在f能级，因此不存在能级符号3f，A错误；
B．第二能层有s、p两种能级，因此存在能级符号2s，B正确；
C．第三能层有s、p、d三种能级，因此存在能级符号3d，C正确；
D．第二能层有s、p两种能级，因此存在能级符号2p，D正确；
故合理选项是A。
10．D
解析：A．基态氧原子的电子排布式为1s2 2s2 2p4，根据洪特规则，电子应尽可能分占不同的原子轨道，A错误；
B．中子数为18的氯原子，质子数为17，则质量数为35，则表示为：，B错误；
C．选项中为氨分子的球棍模型，不是空间填充模型，C错误；
D．N2H4中N与N之间形成一个共用电子对，则选项中表示正确，D正确；
故答案为：D。
11．B
解析：A．Mg2+核外有10个电子，基态电子排布式为1s22s22p6，故A正确；
B．Br核外有35个电子，基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，故B错误；
C．O2-核外有10个电子，基态电子排布式为1s22s22p6，故C正确；
D．Fe2+核外有24个电子，基态 1s22s22p63s23p63d6，故D正确；
故选B。
12．A
解析：①棱镜分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，与电子跃迁无关，故①不符题意；
②石油蒸馏是利用石油中各成分的沸点不同加以分离，与电子跃迁无关，故②不符题意；
③凸透镜聚光是由光的折射形成的，与电子跃迁无关，故③不符题意；
④日光灯通电发光，是因为电子发生能级跃迁时将多余的能量以光的形式放出，与电子跃迁有关，故④符合题意；
⑤冷却结晶，是由于温度降低，溶液的溶解度减小析出溶质，与电子跃迁无关，故⑤不符题意；
答案选A。
13．B
解析：A．的外围电子排布式：，故A错误；
B．碳为6号元素，核外电子排布式为：1s22s22p2，外围电子的轨道表示式为，故B正确；
C．的空间结构模型：，故C错误；
D．碳酸根水解方程式：，故D错误；
故选：B。
14．B
解析：泡利不相容原理即每个原子轨道最多可容纳2个电子，且其自旋方向相反，故答案为：B。
15．D
【分析】某元素原子的外围电子排布是4s24p5，该元素位于第四周期，第ⅦA族，即溴元素；
解析：A．根据分析可知，该元素单质为Br2，能与水发生反应生成HBr和HBrO，故A正确；
B．主族元素的最高正价等于主族序数，所以该元素的最高化合价呈+7价，故B正确；
C．该元素最高价氧化物的水化物为高溴酸，即HBrO4，显酸性，故C正确；
D．同主族，从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，所以，非金属性Br＜Cl，金属性越强，氢化物越稳定，所以氢化物稳定性：HBr＜HCl，故D错误；
故选：D。
二、填空题
16． 4:5 Mn 3d104s24p2 2 2
解析：(1) 基态Fe的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，基态Fe失去最外层2个电子得Fe2+，价电子排布为：3d6，基态Fe失去3个电子得Fe3+，价电子排布为：3d5，根据洪特规则和泡利原理，d能级有5个轨道，每个轨道最多容纳2个电子，Fe2+有4个未成对电子，Fe3+有5个未成对电子，所以未成对电子数之比为：4:5；
(2) 元素Mn与O中，O基态原子价电子为2s22p4，所以其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子价电子排布为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) Ge是32号元素，位于第四周期第IVA族，基态Ge原子核外电子排布式为：[Ar]3d104s24p2，在最外层的4s能级上2个电子为成对电子，4p轨道中2个电子分别处以不同的轨道内，则有2个未成对电子；
(4)S的基态原子核外未成对电子处于3p轨道，共2个未成对电子。
17．(1)第IVA族第二周期
(2) K 离子键、共价键(极性共价键)
(3)
(4) >
【分析】根据元素在周期表中的位置可推断①为Na、②为K、③为Al、④为C、⑤为O、⑥为Cl。
解析：（1）由分析可知元素④为C，在元素周期表中第二周期第IVA族。
（2）元素周期表中，同一周期从左到右，金属性逐渐减弱；同一主族从上到下，金属性逐渐增强。所以，金属性最强的元素为K，其最高价氧化物对应的水化物KOH中含有的化学键为离子键和极性共价键。
（3）由分析可知，①③⑤三种元素对应的简单离子分别为Na+、Al3+、O2-，离子结构示意图核外都有2个电子层，分别排2、8电子，核内质子数越大半径越小。所以，半径由大到小的顺序为。
（4）由分析可知，元素⑥为Cl，同一主族从上到下，非金属性逐渐减弱，Cl的非金属性>Br，能证明该结论的是Cl2能从KBr溶液中置换出单质Br2，离子方程式。
18． Na2O·CaO·6SiO2 6：1：1 3 大 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 4 2
【分析】根据普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14和制取玻璃的反应原理进行分析解答。
解析：(1)普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14，它的氧化物形式为Na2O·CaO·6SiO2，根据原子守恒，原料中SiO2、Na2CO3Na2O、CaCO3，所以物质的量之比为6：1：1，故为：Na2O·CaO·6SiO2 ；6：1：1；
(2)根据Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑，反应物和生成物中，Na2CO3 、Na2SiO3、CaCO3 、CaSiO3是离子化合物，属于离子晶体；SiO2是共价化合物，属于原子晶体；CO2属于分子晶体，且属于非极性分子，其电子式，有3种不同类型的晶体，故为：；3；
(3)在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大，该元素为钠，钠离子半径比铝离子半径大，钠元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物分别为强碱NaOH和两性氢氧化物Al(OH)3，他们之间发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，故为：大；Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；
(4)由普通玻璃的组成Na2CaSi6O14的元素中，与铝元素同周期的另一元素为Si，核外电子排布为1s22s22p63s23p2，原子最外层共有4种不同运动状态的电子、2种不同能级的电子，故为：4；2。
19． 电子云 2 4 1s22s22p63s23p63d5 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 M 9 4
解析：(1) 处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述，离核近的区域电子云密度较大，离核远的区域电子云密度较小；基态14C原子的核外电子排布式1s22s22p2，2p轨道上存在两对自旋相反的电子，故答案为：电子云；2；
(2) 铁元素的原子序数为26，基态铁原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，价电子的轨道表示式为，则基态铁原子的未成对电子数为4；铁原子失去3个电子形成铁离子，则铁离子的电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5，故答案为：4；1s22s22p63s23p63d5；
(3) 铜元素的原子序数为29，基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，铜原子失去1个电子形成亚铜离子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，故答案为：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；
(4)硅元素的原子序数为14，基态硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，电子占据的最高能层为第三层，符号为M，该能层原子轨道总数=1(3s轨道)+3(3p轨道)+5(3d轨道)=9，电子数为4，故答案为：M；9；4。
20．(1)H、Li、Na (2)He、Be、Mg (3)Be、Ar (4)C (5)O
(6)Li、Si (7)Li、P (8)H、Be、Al (9)He、C、S (10)O
解析：(1)最外层电子数为1的元素位于第IA族，1~18号元素有H、Li、Na；
(2)最外层电子数为2的元素大部分位于第IIA族，0族中的He元素最外层电子数也为2，则1~18号的元素有He、Be、Mg；
(3)最外层电子数与次外层电子数相等，若次外层电子数为2，则为4号元素是Be，若次外层电子数为8，则为18号元素是Ar，即元素有Be、Ar；
(4)最外层电子数是次外层电子数2倍，由于元素是1~18号，只有次外层电子数为2、最外层电子数为4，是6号元素C；
(5)最外层电子数是次外层电子数3倍，只有次外层电子数为2、最外层电子数为6，是8号元素O；
(6)次外层电子数是最外层电子数2倍，若次外层电子数是2、最外层电子数则是1，为3号元素Li，若次外层电子数是8、最外层电子数则是4，为14号元素Si，即元素有Li、Si；
(7)内层电子总数是最外层电子数2倍，若内层电子总数是2、最外层电子数则是1，为3号元素Li，若内层电子总数是10、最外层电子数则是5，为15号元素P，即元素有Li、P；
(8)电子层数与最外层电子数相等，即第一周期第ⅠA族，为H，第二周期第ⅡA族，为Be，第三周期第ⅢA族，为Al，即元素有H、Be、Al；
(9)最外层电子数是电子层数2倍，若电子层数是1、最外层电子数则是2，为2号元素He，若电子层数是2、最外层电子数则是4，为6号元素C，若电子层数是3、最外层电子数则是6，为16号元素S，即元素有He、C、S；
(10)最外层电子数是电子层数3倍，则电子层数只有2，最外层电子数为6，是8号元素O。
21．(1) 3 a
(2) 4s24p3 哑铃型 第四周期，第ⅢA族 N>As> Ga
(3)
解析：（1）
①N元素的原子序数为7，其核外电子排布为1s22s22p3，氮原子的外围电子的轨道表达式为，则其核外共有1+1+1=3种能量不同的电子；
②N原子有3个未成对电子，O原子有2个未成对电子， Cl原子有1个未成对电子，原子之间形成共价键后每个原子均是8电子稳定结构，则N原子在中间，O、 N之间形成2个共用电子对，N、 Cl之间形成1个共用电子对， 则其电子式为: ，其水解会生成两种酸，水解的化学方程式，故答案为: 、；
③有强氧化性，酸性，根据强酸制弱酸的原则应该加入稀硫酸，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸具有还原性，能与发生氧化还原反应，故答案为a；
（2）As是33号元素，基态As原子外围电子排布式为4s24p3，最高能级为4p，电子云形状为哑铃型，外围电子就是价电子，主族元素的价电子数等于主族数，电子层数等于周期数，As元素在元素周期表中的位置为第四周期，第ⅢA族；同周期元素电离能从左到右依次增大，IIA>ⅢA ，VA>VIA，同主族元素从上到下第一电离能依次减小，故N、Ga、As第一电离能由大到小的顺序是N>As> Ga；
（3）工业上以镓粉为原料，用镍催化法生产GaN，在氨气流中于1050～1100℃下加热30min可制得疏松的灰色粉末状GaN，同时得到一种单质，化学方程式为；
22．(1) 哑铃形 HClO4
(2) 或 四 IB N＞O＞C
(3)离子化合物
(4)d
(5)泡利原理
【分析】根据表中元素位置可以判断出a是H元素，b是C元素，c是N元素，d是O元素，e是Cl元素，g是K元素，h是Cr元素，i是Cu元素，据此分析回答问题。
解析：（1）基态Cl原子的核外电子排布式为，离原子核越远的电子层其能量越高，即基态Cl原子中电子占据最高能级的符号是3p，占据该能级电子的电子云轮廓图为哑铃形；e为Cl元素，其最高价氧化物对应的水化物为HClO4；
（2）元素i是Cu，原子序数为29，基态原子的核外电子排布式为或；位于元素周期表中第四周期IB族； b是C元素，c是N元素，d是O元素，同周期自左而右，第一电离能呈增大趋势，但氮元素的2p能级为半满稳定状态，能量低，第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能，所以第一电离能氮＞氧＞碳，即N＞O＞C；
（3）由分析可知e是Cl元素，g是K元素，两者可以形成KCl，为离子化合物；
（4）元素h是Cr，Cr的价层电子为：，位于元素周期表的d区；
（5）泡利原理是说每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子，根据该原子的轨道表示式可知，违背了泡利原理。
23．(1)18
(2)
(3) Al 随着NaOH溶液的滴入，白色沉淀逐渐增加，当达到最多后又逐渐减少，最后完全消失，得到澄清溶液
(4) 向试管中加入1～2mLNaBr溶液，再加入适量新制氯水，并加入适量振荡(其他合理答案也可) 试管中溶液分层，且下层为橙色 氧化性：(其他合理答案也可)
解析：根据元素周期表的结构可知，①~ 分别为Na、K、Mg、Ca、Al、C、O、Cl、F、Ar、Br。
(1)⑥号元素是C，它的一种核素的中子数为8，则其质量数为14，则其最简单的气态氢化物CH4的摩尔质量为14+4=18g mol 1 。
(2)非金属性最强的元素是位于元素周期表右上方的F，其单质F2与水发生反应生成氢氟酸和氧气，化学方程式为：2F2+2H2O=4HF+O2 。
(3)Al的最高价氧化物的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，既能跟酸反应又能跟水反应，⑧号元素为Cl，向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先生成Al(OH)3白色沉淀，继续滴加NaOH溶液，Al(OH)3能和NaOH溶液反应生成溶于水的NaAlO2：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，可以看到沉淀溶解，故答案为：随着NaOH溶液的滴入，白色沉淀逐渐增加，当达到最多后又逐渐减少，最后完全消失，得到澄清溶液。
(4)⑧与 单质分别为Cl2和Br2，可以用氯气置换溴化钠溶液中的溴的方法比较两者氧化性的强弱，具体实验方案为：向试管中加入1～2mLNaBr溶液，再加入适量新制氯水，并加入适量 CCl4 振荡，观察到试管中溶液分层，且下层为橙色，则可证明氧化性： Cl2>Br2
一、选择题
1．钾是促进农作物生长的重要元素。由19K-39.10不可能知道的是
A．钾元素的相对原子质量 B．钾元素的原子序数
C．钾原子的相对原子质量 D．钾原子的质子数
2．短周期主族元素X、Y、Z能组成化合物X+[Y-Z-Y]-，其中X和Y同主族，且三种元素原子序数总和为19。下列说法错误的是
A．原子半径：X>Y>Z
B．化合物XY具有很强的还原性
C．X的最高价氧化物的水化物是强碱
D．Y与Z至少可以形成两种化合物
3．某陶瓷颗粒增强材料()由原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期主族元素组成，其中X与Y同周期，X原子电子层数是最外层电子数的2倍，且X与Z的最外电子数之和与W的最外层电子数相同，W的单质可用于制造太阳能电池板。下列说法错误的是
A．简单离子半径： B．最简单氢化物的热稳定性：
C．W、Y可形成共价晶体 D．工业上电解Z、Y的化合物冶炼Z单质
4．四种常见元素基态原子的结构信息如下表。下列大小关系不一定正确的是
元素 X Y Z Q
结构信息 有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子 有8个不同运动状态的电子 能级上有2个电子 价电子排布式为
A．电负性： B．第一电离能：
C．单质的硬度： D．最高价含氧酸的酸性：
5．已知X、Y、Z为三种原子序数相邻的主族元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是：。下列说法不正确的是
A．电负性： B．气态氢化物的稳定性：
C．原子半径： D．单质的氧化性：
6．下列各组的量不随着原子序数的递增而周期性变化的是
A．原子半径 B．化合价
C．原子核外电子数 D．原子最外层电子数
7．我国科学家使用某种电解液提高了水系锌锰电池的性能．该电解液阴离子结构如图所示，其中W、X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期元素，且最外层电子数之和为23，下列说法错误的是
A．简单氢化物的沸点：Y>W B．Z的单质易溶于
C．X、Y的单质均存在同素异形体 D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y
8．二十大报告指出“必须坚持科技是第一生产力”，科技发展离不开化学，下列说法错误的是
A．中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型陶瓷材料
B．大飞机C919用到了铝锂合金，铝和锂的基态原子中未成对电子数相同
C．天宫课堂“五环实验”，向碳酸钠溶液中滴加甲基橙溶液后变成黄色
D．冬奥会场馆建筑应用了碲化镉发电玻璃，碲和镉均属于过渡元素
9．下列能级符号中，不正确的是
A．3f B．2s C．3d D．2p
10．拉希法制备肼()的主要反应为。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A．基态氧原子的轨道表示式：
B．中子数为18的氯原子：
C．的空间填充模型：
D．的电子式：
11．下列各原子或离子的电子排布式错误的是
A．Mg2+ 1s22s22p6 B．Br 1s22s22p63s23p64s23d104p5
C．O2- 1s22s22p6 D．Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6
12．以下现象与核外电子跃迁有关的是
①棱镜分光 ②石油蒸馏 ③凸透镜聚光 ④日光灯通电发光 ⑤冷却结晶
A．④ B．④⑤ C．①②③⑤ D．①②③④
13．下列表达方式正确的是
A．的外围电子排布式：
B．基态碳原子的外围电子的轨道表示式为
C．的空间结构模型：
D．碳酸根水解方程式：
14．下列电子排布不符合泡利不相容原理的是
A． B．
C． D．
15．某元素原子的外围电子排布是4s24p5，该元素或其化合物不可能具有的性质是
A．该元素单质能与水发生反应 B．该元素的最高化合价呈+7价
C．该元素最高价氧化物的水化物显酸性 D．该元素气态氢化物的热稳定性比HCl强
二、填空题
16．按要求回答下列问题：
(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为__。
(2)元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是__。
(3)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]__，有__个未成对电子。
(4)S的基态原子核外有个未成__对电子。
17．下表是元素周期表的一部分，针对元素①~⑥回答下列问题。
④ ⑤
① ③ ⑥
②
(1)④元素在周期表中的位置为_______。
(2)金属性最强的元素为_______(填元素符号)，其最高价氧化物对应的水化物中含有的化学键为_______。
(3)①③⑤三种元素对应的简单离子半径由大到小的顺序为_______(用离子符号表示)。
(4)元素的非金属性⑥_______Br(填“>”“<”或“=”)，写出能证明该结论的离子方程式_______。
18．工业制玻璃主要原料有石英、纯碱和石灰石．在玻璃窑中发生主要反应的化学方程式为：Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑；CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
(1)普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14，它的氧化物形式为________，则原料中SiO2、Na2CO3、CaCO3的物质的量之比为_________________________。
(2)在上述反应的反应物和生成物中，属于非极性分子的电子式___________________，有_____________种不同类型的晶体（填数字）
(3)在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大，该元素离子半径比铝离子半径___________(填“大”或“小”)，该元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物之间发生反应的离子方程式为__________________________。
(4)在上述普通玻璃的组成元素中，与铝元素同周期的另一元素的原子最外层共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。
19．（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用______形象化描述。在基态14C原子中，核外存在______对自旋相反的电子。
（2）基态Fe原子有____个未成对电子，Fe3+的电子排布式为__________。
（3）Cu+基态核外电子排布式为__________________。
（4）基态硅原子中，电子占据的最高能层符号为_______，该能层具有的原子轨道数为______，电子数为_____。
20．1~18号元素原子结构的特点
(1)最外层电子数为1的元素有___________；
(2)最外层电子数为2的元素有___________；
(3)最外层电子数与次外层电子数相等的元素有___________；
(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是___________；
(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是___________；
(6)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有___________；
(7)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素有___________；
(8)电子层数与最外层电子数相等的元素有___________；
(9)最外层电子数是电子层数2倍的元素有___________；
(10)最外层电子数是电子层数3倍的元素有___________；
21．氮族元素包括氮、磷、砷、锑、铋等元素，其单质及其化合物在研究和生产中有着广泛的应用。试回答下列问题：
(1)是一种重要的化工原料，有毒，也是一种食品添加剂，使用时须严格控制用量。已知：有强氧化性，酸性。
①氮原子的外围电子的轨道表达式为___________，氮原子核外共有___________种能量不同的电子。
②亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体，每个原子最外层都达到结构，则其电子式为___________，其水解会生成两种酸，写出水解的化学方程式___________。
③往冷的溶液中加入下列某种物质可得稀溶液，该物质是___________(填序号)。
a．稀硫酸 b．二氧化碳 c．二氧化硫 d．醋酸
(2)砷化镓(GaAs)是当前最重要，技术成熟度最高的半导体材料之一，我国“玉兔二号”月球车就是通过砷化镓太阳能电池提供能量。基态As原子外围电子排布式为___________，最高能级的电子云形状为___________，As元素在元素周期表中的位置为___________，N、Ga、As第一电离能由大到小的顺序是___________。
(3)GaN是一种直接能隙(directbandgap)的半导体，自1990年起常用在发光二极管中。工业上以镓粉为原料，用镍催化法生产GaN，在氨气流中于1050～1100℃下加热30min可制得疏松的灰色粉末状GaN，同时得到一种单质，请写出对应的化学方程式___________。
22．如表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素。试回答下列问题：
(1)基态e原子核外电子排布式为___________，占据最高能级电子的电子云轮廓图为___________形，e的最高价氧化物对应水化物的化学式为___________。
(2)基态i原子核外电子排布式为___________，位于元素周期表中第___________周期第___________族，b、c、d三种原子的第一电离能大小顺序为___________。(写元素符号)
(3)g与e形成的化合物为___________化合物。
(4)元素h位于元素周期表的___________区。
(5)某同学的基态原子的轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了___________。
23．下面是元素周期表的一部分，按要求回答下列问题：
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ⑥ ⑦ ⑨
3 ① ③ ⑤ ⑧ ⑩
4 ② ④
(1)已知⑥号元素的一种核素的中子数为8，则其最简单的气态氢化物的摩尔质量为___________。
(2)非金属性最强的单质与水反应的化学方程式为___________。
(3)某元素的最高价氧化物的水化物既能与强酸反应又能与强碱反应，该元素的元素符号是___________，向该元素和⑧号元素组成的化合物溶液中，缓缓滴加NaOH溶液至过量，现象为___________。
(4)设计实验方案；比较⑧与 单质氧化性的强弱，请将方案填入下表。
实验步骤 实验现象 实验结论
___________ ___________ ___________
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．39.10即为钾元素的相对原子质量，故A错误；
B．19既为钾元素的原子核内的质子数，也为钾元素的原子序数，故B错误；
C．由于钾元素可能含有两种或两种以上的钾原子，故仅根据39.10无法计算出各钾原子的相对原子质量，故C正确；
D．19既是钾原子的质子数，也是钾原子的核电荷数，故D错误。
故选C。
【点睛】本题考查了原子结构中质子数与核电荷数、原子序数、电子数等之间的关系以及元素的相对原子质量与各原子的相对原子质量之间的计算关系。注意仅根据一种原子的相对原子质量无法计算元素的相对原子质量，同样，仅根据元素的相对原子质量也无法计算原子的相对原子质量。
2．A
【分析】短周期主族元素X、Y、Z组成的化合物A中X是+1价，且X和Y同主族，所以为第一主族，又因三种元素原子序数总和为19，所以可知X是Na，Y是H，Z是N，形成的物质为NaNH2，广泛用于有机合成的还原剂、脱水剂。
解析：A．电子层越多半径越大，所以X原子半径最大，Y原子半径最小，原子半径：X> Z > Y ，A错误；
B．X与Y形成的化合物NaH，H的化合价为-1价，具有很强的还原性，B正确；
C．X的最高价氧化物的水化物NaOH是强碱，C正确；
D．N与H可以形成氨气、联氨等化合物，D正确；
故选A。
3．B
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，中X与Y同周期，X原子电子层数是最外层电子数的2倍，则X有2个电子层且最外层有1个电子，X为Li；W的单质可用于制造太阳能电池板，W为Si元素；X与Z的最外电子数之和与W的最外层电子数相同，Z的最外层电子数为3，则Z在中化合价为+3价，根据化合价代数和为0可得Y的化合价为-2价，又因为X与Y同周期，Y位于第二周期，Y为O元素，X、Y、Z、W为原子序数依次增大，Z为Al元素，以此解答。
解析：A．Li+有1个电子层，Al3+和O2-电子结构相同有2个电子层，由于核电荷数：O2-
B．非金属性：O>Si，非金属性越强，最简单氢化物越热稳定，则稳定性：H2O>SiH4，故B错误；
C．Si和O可形成共价晶体SiO2，故C正确；
D．工业上电解Al2O3冶炼Al单质，故D正确；
故选B。
4．C
【分析】X由有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子，可知X的核外电子排布式为1s22s22p3，X为N；Y有8个不同运动状态的电子，则Y有8个核外电子，Y为O；Z的核外电子排布式为1s22s22p2，则Z为C；Q的价电子排布式为 3d104s1，则Q为Cu。
解析：A．同周期从左到右电负性依次增大，则电负性O＞N，A项正确；
B．N为半充满状态，比较稳定，第一电离能大于O，B项正确；
C．C有多种同素异形体，比如金刚石、石墨等，石墨的硬度小于Cu，而金刚石的硬度大于Cu，C项不一定正确；
D．N的最高价含氧酸为HNO3，C的最高价含氧酸为H2CO3，酸性HNO3＞H2CO3，D项正确。
答案选C。
5．A
【分析】X、Y、Z为三种原子序数相邻的主族元素，最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则X、Y、Z同周期，且原子序数X＞Y＞Z，电负性X＞Y＞Z，非金属性X＞Y＞Z，非金属性越强，气态氢化物越稳定、单质氧化性越强，据此解答。
解析：A．根据分析，电负性：X＞Y＞Z，A错误；
B．非金属性越强，氢化物越稳定，则氢化物稳定性X＞Y＞Z，B正确；
C．根据分析，X、Y、Z同周期，且原子序数X＞Y＞Z，则原子半径：，C正确；
D．非金属性越强，单质氧化性越强，则单质的氧化性：X＞Y＞Z，D正确；
故选A。
6．C
解析：A、原子半径每一横行随着原子序数的递增而递减，即随着原子序数的递增而周期性变化；A正确；
B、化合价每一横行金属最高价由+1递增到+x，非金属元素的最低价由-x逐渐变化到-1，B正确；
C、原子核外电子数一直随着原子序数增加而增加，不是周期性变化，C错误；
D、原子最外层电子数每一横行由1逐渐递增到8，呈现周期性变化，D正确。
故选C。
7．A
【分析】W、X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期元素，W形成1个共价键，X形成1个双键，Z形成6个共价键，结合原子序数可知，W为H或F，X为O，Z为S元素；四种原子的最外层电子数之和为23，X为H时，Y的最外层电子数为23-1-6-6=10>8(舍弃)，W为F时，Y的最外层电子数为23-7-6-6=4，其原子半径大于O小于S，为C元素。
解析：A．W的氢化物为，分子间存在氢键，沸点很高，Y的简单氢化物为甲烷，沸点较低，故沸点：，即，故A错误；
B．非极性分子易溶于非极性分子，则S易溶于CS2，故B正确；
C．O对应的同素异形体有氧气、臭氧，C对应的同素异形体有金刚石、石墨，故C正确；
D．非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，Z和Y最高价氧化物对应水化物的酸分别为硫酸和碳酸，非金属性：S>C，则酸性：硫酸>碳酸，即，故D正确；
答案选A。
8．D
解析：A．碳化硅陶瓷具有抗氧化性强，耐磨性好，硬度高，热稳定性好，高温强度大，热膨胀系数小，热导率大，以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，属新型无机非金属材料，是一种新型陶瓷材料，选项A正确；
B．大飞机C919用到了铝锂合金，铝和锂的基态原子价层电子排布式分别为3s23p1和2s1，未成对电子数相同，均为1，选项B正确；
C．碳酸钠溶液呈碱性，向碳酸钠溶液中滴加甲基橙溶液后变成黄色，选项C正确；
D．碲是VIA族元素，是主族元素，不属于过渡元素，选项D错误；
答案选D。
9．A
解析：A．第三能层只有s、p、d三种能级，不存在f能级，因此不存在能级符号3f，A错误；
B．第二能层有s、p两种能级，因此存在能级符号2s，B正确；
C．第三能层有s、p、d三种能级，因此存在能级符号3d，C正确；
D．第二能层有s、p两种能级，因此存在能级符号2p，D正确；
故合理选项是A。
10．D
解析：A．基态氧原子的电子排布式为1s2 2s2 2p4，根据洪特规则，电子应尽可能分占不同的原子轨道，A错误；
B．中子数为18的氯原子，质子数为17，则质量数为35，则表示为：，B错误；
C．选项中为氨分子的球棍模型，不是空间填充模型，C错误；
D．N2H4中N与N之间形成一个共用电子对，则选项中表示正确，D正确；
故答案为：D。
11．B
解析：A．Mg2+核外有10个电子，基态电子排布式为1s22s22p6，故A正确；
B．Br核外有35个电子，基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，故B错误；
C．O2-核外有10个电子，基态电子排布式为1s22s22p6，故C正确；
D．Fe2+核外有24个电子，基态 1s22s22p63s23p63d6，故D正确；
故选B。
12．A
解析：①棱镜分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，与电子跃迁无关，故①不符题意；
②石油蒸馏是利用石油中各成分的沸点不同加以分离，与电子跃迁无关，故②不符题意；
③凸透镜聚光是由光的折射形成的，与电子跃迁无关，故③不符题意；
④日光灯通电发光，是因为电子发生能级跃迁时将多余的能量以光的形式放出，与电子跃迁有关，故④符合题意；
⑤冷却结晶，是由于温度降低，溶液的溶解度减小析出溶质，与电子跃迁无关，故⑤不符题意；
答案选A。
13．B
解析：A．的外围电子排布式：，故A错误；
B．碳为6号元素，核外电子排布式为：1s22s22p2，外围电子的轨道表示式为，故B正确；
C．的空间结构模型：，故C错误；
D．碳酸根水解方程式：，故D错误；
故选：B。
14．B
解析：泡利不相容原理即每个原子轨道最多可容纳2个电子，且其自旋方向相反，故答案为：B。
15．D
【分析】某元素原子的外围电子排布是4s24p5，该元素位于第四周期，第ⅦA族，即溴元素；
解析：A．根据分析可知，该元素单质为Br2，能与水发生反应生成HBr和HBrO，故A正确；
B．主族元素的最高正价等于主族序数，所以该元素的最高化合价呈+7价，故B正确；
C．该元素最高价氧化物的水化物为高溴酸，即HBrO4，显酸性，故C正确；
D．同主族，从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，所以，非金属性Br＜Cl，金属性越强，氢化物越稳定，所以氢化物稳定性：HBr＜HCl，故D错误；
故选：D。
二、填空题
16． 4:5 Mn 3d104s24p2 2 2
解析：(1) 基态Fe的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，基态Fe失去最外层2个电子得Fe2+，价电子排布为：3d6，基态Fe失去3个电子得Fe3+，价电子排布为：3d5，根据洪特规则和泡利原理，d能级有5个轨道，每个轨道最多容纳2个电子，Fe2+有4个未成对电子，Fe3+有5个未成对电子，所以未成对电子数之比为：4:5；
(2) 元素Mn与O中，O基态原子价电子为2s22p4，所以其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子价电子排布为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) Ge是32号元素，位于第四周期第IVA族，基态Ge原子核外电子排布式为：[Ar]3d104s24p2，在最外层的4s能级上2个电子为成对电子，4p轨道中2个电子分别处以不同的轨道内，则有2个未成对电子；
(4)S的基态原子核外未成对电子处于3p轨道，共2个未成对电子。
17．(1)第IVA族第二周期
(2) K 离子键、共价键(极性共价键)
(3)
(4) >
【分析】根据元素在周期表中的位置可推断①为Na、②为K、③为Al、④为C、⑤为O、⑥为Cl。
解析：（1）由分析可知元素④为C，在元素周期表中第二周期第IVA族。
（2）元素周期表中，同一周期从左到右，金属性逐渐减弱；同一主族从上到下，金属性逐渐增强。所以，金属性最强的元素为K，其最高价氧化物对应的水化物KOH中含有的化学键为离子键和极性共价键。
（3）由分析可知，①③⑤三种元素对应的简单离子分别为Na+、Al3+、O2-，离子结构示意图核外都有2个电子层，分别排2、8电子，核内质子数越大半径越小。所以，半径由大到小的顺序为。
（4）由分析可知，元素⑥为Cl，同一主族从上到下，非金属性逐渐减弱，Cl的非金属性>Br，能证明该结论的是Cl2能从KBr溶液中置换出单质Br2，离子方程式。
18． Na2O·CaO·6SiO2 6：1：1 3 大 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 4 2
【分析】根据普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14和制取玻璃的反应原理进行分析解答。
解析：(1)普通玻璃的成份是Na2CaSi6O14，它的氧化物形式为Na2O·CaO·6SiO2，根据原子守恒，原料中SiO2、Na2CO3Na2O、CaCO3，所以物质的量之比为6：1：1，故为：Na2O·CaO·6SiO2 ；6：1：1；
(2)根据Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑，反应物和生成物中，Na2CO3 、Na2SiO3、CaCO3 、CaSiO3是离子化合物，属于离子晶体；SiO2是共价化合物，属于原子晶体；CO2属于分子晶体，且属于非极性分子，其电子式，有3种不同类型的晶体，故为：；3；
(3)在上述普通玻璃的组成元素中某元素与铝元素同周期且原子半径比铝原子半径大，该元素为钠，钠离子半径比铝离子半径大，钠元素与铝元素两者的最高价氧化物的水化物分别为强碱NaOH和两性氢氧化物Al(OH)3，他们之间发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，故为：大；Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；
(4)由普通玻璃的组成Na2CaSi6O14的元素中，与铝元素同周期的另一元素为Si，核外电子排布为1s22s22p63s23p2，原子最外层共有4种不同运动状态的电子、2种不同能级的电子，故为：4；2。
19． 电子云 2 4 1s22s22p63s23p63d5 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 M 9 4
解析：(1) 处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述，离核近的区域电子云密度较大，离核远的区域电子云密度较小；基态14C原子的核外电子排布式1s22s22p2，2p轨道上存在两对自旋相反的电子，故答案为：电子云；2；
(2) 铁元素的原子序数为26，基态铁原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，价电子的轨道表示式为，则基态铁原子的未成对电子数为4；铁原子失去3个电子形成铁离子，则铁离子的电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5，故答案为：4；1s22s22p63s23p63d5；
(3) 铜元素的原子序数为29，基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，铜原子失去1个电子形成亚铜离子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，故答案为：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；
(4)硅元素的原子序数为14，基态硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，电子占据的最高能层为第三层，符号为M，该能层原子轨道总数=1(3s轨道)+3(3p轨道)+5(3d轨道)=9，电子数为4，故答案为：M；9；4。
20．(1)H、Li、Na (2)He、Be、Mg (3)Be、Ar (4)C (5)O
(6)Li、Si (7)Li、P (8)H、Be、Al (9)He、C、S (10)O
解析：(1)最外层电子数为1的元素位于第IA族，1~18号元素有H、Li、Na；
(2)最外层电子数为2的元素大部分位于第IIA族，0族中的He元素最外层电子数也为2，则1~18号的元素有He、Be、Mg；
(3)最外层电子数与次外层电子数相等，若次外层电子数为2，则为4号元素是Be，若次外层电子数为8，则为18号元素是Ar，即元素有Be、Ar；
(4)最外层电子数是次外层电子数2倍，由于元素是1~18号，只有次外层电子数为2、最外层电子数为4，是6号元素C；
(5)最外层电子数是次外层电子数3倍，只有次外层电子数为2、最外层电子数为6，是8号元素O；
(6)次外层电子数是最外层电子数2倍，若次外层电子数是2、最外层电子数则是1，为3号元素Li，若次外层电子数是8、最外层电子数则是4，为14号元素Si，即元素有Li、Si；
(7)内层电子总数是最外层电子数2倍，若内层电子总数是2、最外层电子数则是1，为3号元素Li，若内层电子总数是10、最外层电子数则是5，为15号元素P，即元素有Li、P；
(8)电子层数与最外层电子数相等，即第一周期第ⅠA族，为H，第二周期第ⅡA族，为Be，第三周期第ⅢA族，为Al，即元素有H、Be、Al；
(9)最外层电子数是电子层数2倍，若电子层数是1、最外层电子数则是2，为2号元素He，若电子层数是2、最外层电子数则是4，为6号元素C，若电子层数是3、最外层电子数则是6，为16号元素S，即元素有He、C、S；
(10)最外层电子数是电子层数3倍，则电子层数只有2，最外层电子数为6，是8号元素O。
21．(1) 3 a
(2) 4s24p3 哑铃型 第四周期，第ⅢA族 N>As> Ga
(3)
解析：（1）
①N元素的原子序数为7，其核外电子排布为1s22s22p3，氮原子的外围电子的轨道表达式为，则其核外共有1+1+1=3种能量不同的电子；
②N原子有3个未成对电子，O原子有2个未成对电子， Cl原子有1个未成对电子，原子之间形成共价键后每个原子均是8电子稳定结构，则N原子在中间，O、 N之间形成2个共用电子对，N、 Cl之间形成1个共用电子对， 则其电子式为: ，其水解会生成两种酸，水解的化学方程式，故答案为: 、；
③有强氧化性，酸性，根据强酸制弱酸的原则应该加入稀硫酸，二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸具有还原性，能与发生氧化还原反应，故答案为a；
（2）As是33号元素，基态As原子外围电子排布式为4s24p3，最高能级为4p，电子云形状为哑铃型，外围电子就是价电子，主族元素的价电子数等于主族数，电子层数等于周期数，As元素在元素周期表中的位置为第四周期，第ⅢA族；同周期元素电离能从左到右依次增大，IIA>ⅢA ，VA>VIA，同主族元素从上到下第一电离能依次减小，故N、Ga、As第一电离能由大到小的顺序是N>As> Ga；
（3）工业上以镓粉为原料，用镍催化法生产GaN，在氨气流中于1050～1100℃下加热30min可制得疏松的灰色粉末状GaN，同时得到一种单质，化学方程式为；
22．(1) 哑铃形 HClO4
(2) 或 四 IB N＞O＞C
(3)离子化合物
(4)d
(5)泡利原理
【分析】根据表中元素位置可以判断出a是H元素，b是C元素，c是N元素，d是O元素，e是Cl元素，g是K元素，h是Cr元素，i是Cu元素，据此分析回答问题。
解析：（1）基态Cl原子的核外电子排布式为，离原子核越远的电子层其能量越高，即基态Cl原子中电子占据最高能级的符号是3p，占据该能级电子的电子云轮廓图为哑铃形；e为Cl元素，其最高价氧化物对应的水化物为HClO4；
（2）元素i是Cu，原子序数为29，基态原子的核外电子排布式为或；位于元素周期表中第四周期IB族； b是C元素，c是N元素，d是O元素，同周期自左而右，第一电离能呈增大趋势，但氮元素的2p能级为半满稳定状态，能量低，第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能，所以第一电离能氮＞氧＞碳，即N＞O＞C；
（3）由分析可知e是Cl元素，g是K元素，两者可以形成KCl，为离子化合物；
（4）元素h是Cr，Cr的价层电子为：，位于元素周期表的d区；
（5）泡利原理是说每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子，根据该原子的轨道表示式可知，违背了泡利原理。
23．(1)18
(2)
(3) Al 随着NaOH溶液的滴入，白色沉淀逐渐增加，当达到最多后又逐渐减少，最后完全消失，得到澄清溶液
(4) 向试管中加入1～2mLNaBr溶液，再加入适量新制氯水，并加入适量振荡(其他合理答案也可) 试管中溶液分层，且下层为橙色 氧化性：(其他合理答案也可)
解析：根据元素周期表的结构可知，①~ 分别为Na、K、Mg、Ca、Al、C、O、Cl、F、Ar、Br。
(1)⑥号元素是C，它的一种核素的中子数为8，则其质量数为14，则其最简单的气态氢化物CH4的摩尔质量为14+4=18g mol 1 。
(2)非金属性最强的元素是位于元素周期表右上方的F，其单质F2与水发生反应生成氢氟酸和氧气，化学方程式为：2F2+2H2O=4HF+O2 。
(3)Al的最高价氧化物的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，既能跟酸反应又能跟水反应，⑧号元素为Cl，向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先生成Al(OH)3白色沉淀，继续滴加NaOH溶液，Al(OH)3能和NaOH溶液反应生成溶于水的NaAlO2：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，可以看到沉淀溶解，故答案为：随着NaOH溶液的滴入，白色沉淀逐渐增加，当达到最多后又逐渐减少，最后完全消失，得到澄清溶液。
(4)⑧与 单质分别为Cl2和Br2，可以用氯气置换溴化钠溶液中的溴的方法比较两者氧化性的强弱，具体实验方案为：向试管中加入1～2mLNaBr溶液，再加入适量新制氯水，并加入适量 CCl4 振荡，观察到试管中溶液分层，且下层为橙色，则可证明氧化性： Cl2>Br2