第1章 原子结构与元素性质 复习题 （含解析）2023-2024学年高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修2

第1章《 原子结构与元素性质》复习题
一、单选题
1．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
2．关于电子描述不合理的是
A．质量极小 B．运动速度极快
C．活动空间极小 D．能被准确测定位置
3．化学知识需要借助化学专用语言描述，下列化学用语表示正确的是
A． OH的电子式：
B．CH2=CH2的键线式：
C．基态S原子的价层电子排布式：3p6
D．碳元素的某种激发态原子可能的电子排布轨道表示式：
4．A、B、D、E是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中D元素是地壳中含量最高的金属元素，E元素的单质常用来制造太阳能电池，A3B+和BA-含有相同的电子数。下列说法错误的是
A．最简单氢化物的稳定性：E>B
B．原子半径：D>E>B>A
C．A、B组成的化合物A2B2是一种绿色氧化剂
D．含E的一种盐溶液常用作木材防火剂
5．X、Y、Z、Q、R五种短周期主族元素，核电荷数依次增大，其相关信息如下表所示：
元素 相关信息
X 最高正价与最低负价之和为零
Y 组成的化合物种类最多的元素
Z 其单质与同主族的某单质混合可作核反应堆的导热剂
Q 最外层电子数是最内层的3倍
下列说法正确的是
A．原子半径大小为：R＞Q＞Y＞Z＞X
B．最简式为YX2的化合物均能使溴水褪色
C．YQ2与YR4都为共价化合物
D．最高价氧化物对应的水化物酸性强弱：Q＞R＞Y
6．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态X原子价电子层中的未成对电子有3个，Y是地壳中含量最多的元素，Z、W两元素最高正价之差的绝对值与Y原子最外层电子数相等。下列说法正确的是
A．简单离子半径： B．Y与Z可形成含共价键的化合物
C．第一电离能： D．由Y、Z、W形成的化合物的水溶液均显碱性
7．下列关于原子结构与元素周期表的说法不正确的是
A．“电子云”中的小黑点描述的是电子在原子核外空间出现的概率密度
B．某基态原子的价电子排布式为，则该元素位于周期表第四周期第ⅢA族
C．表示3p能级有2个轨道
D．焰色试验是与原子核外电子跃迁有关的物理现象
8．下列有关说法正确的是
A．7.8g苯含有0.6NA个σ键 B．热分解温度：BaCO3C．第一电离能：Ga＞Zn D．离子半径：Fe2+>Fe3+
9．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如表所示。已知Y元素原子的价层电子排布为，则下列说法不正确的是
X
Y
Z
A．X元素原子的价层电子排布为
B．Y元素在周期表的第三周期ⅥA族
C．X元素所在周期所含非金属元素种类最多
D．三种元素原子半径的大小顺序为：Z＞Y＞X
10．提纯粗硅时可通过反应获取晶体硅。下列说法正确的是
A．晶体中含有非极性键
B．基态原子的轨道表示式
C．的空间填充模型为
D．的电子式为
11．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
12．为原子序数依次增大的前20号主族元素，的最外层电子数是电子层数的3倍，为同周期相邻元素，原子最内层电子数与最外层电子数相同，可形成如图所示的离子，下列说法错误的是

A．W位于第三周期第ⅥA族
B．如图所示的该离子能与稀硫酸反应，生成沉淀和气体
C．简单气态氢化物的稳定性：
D．原子半径：
13．短周期主族元素R、X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y和W位于同族。我国科学家合成的一种比硫酸酸性更强的超强酸M，广泛应用于有机合成，M的结构式如图所示。下列说法正确的是
A．简单离子半径：W>Y>Z B．最简单氢化物稳定性：Y>Z>W
C．M中含有极性键和非极性键 D．R、X、Y只能组成一种三元化合物
14．下列说法正确的是
A．激光的产生、LED灯发光都与电子跃迁有关
B．2d能级最多容纳10个电子
C．电子从激发态跃迁到基态时可形成吸收光谱
D．3d原子轨道的能量一定大于4s原子轨道的能量
15．原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W、M，其中Z为金属，Y与W同主族。25℃时，浓度均为0.1mol L-1的最高价氧化物的水化物，水电离产生的c(H+)如表。
元素 X Z W M
水电离产生的c(H+)/mol L-1 1×10-13 1×10-13 5×10-14 1×10-13
下列说法正确的是
A．基态原子价层电子数：M＞X＞Y B．简单离子半径：W＞Z＞Y
C．基态原子未成对电子数：X＞Y＞M D．简单氢化物热稳定性：W＞Y＞X
二、填空题
16．在化学符号中，A表示 ，该微粒的核电荷数为 ，质子数为 ，中子数为 ，电子数为 。
17．A、B、C、D、E代表5种元素，请填空：
（1）A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）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩原子的相同，B的元素符号为 ，C的元素符号为 。
（3）D元素的正三价离子的3d能级为半充满状态，D的元素符号为 ，其基态原子的核外价电子排布式为 。
（4）E元素基态原子的M层全充满，N层只有一个电子，E的元素符号为 ，其基态原子的核外电子排布式为 。
18．有两种气态单质和，已知和所含的原子个数相等，分子数之比为。和的原子核内质子数都等于中子数，原子层电子数是层的3倍。
（1）、的元素符号分别为 。
（2）中的值为 。
（3）的能层数目为 。
（4）、形成的一种气态化合物与水反应能生成由、形成的另一种气态化合物，写出该反应的化学方程式： 。
19．科学家需要运用一定的 与 对实验结果进行处理。
20．(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为 。
(2)Fe2+基态核外电子排布式为 。
(3)Cr3+基态核外电子排布式为 。
21．和互为等电子体，电离能：，原因是 。
22．在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是 ，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态 (填“相同”或“相反”)。
23．Ⅰ.铝合金和钢铁是国家重要的金属材料。回答下列问题：
(1)下列是气态铝原子或离子的电子排布式，其中处于激发态的有 (填序号)。A变为D所需的能量为E1，D变为E所需的能量为E2，则E1 E2(填“>”“<”或“=”)，理由是 。
A．1s22s22p63s23p1 B．1s22s22p63s13px13py1 C．1s22s22p63s13px13pz1
D．1s22s22p63s2 E．1s22s22p63s1 F．1s22s22p63s13p1
(2)利用电解法可在铝制品表面形成致密的氧化物保护膜，不仅可以增加美观，而且可以延长铝制品使用时间。制取氧化物保护膜的装置如下图所示，阳极的电极反应方程式为 。
Ⅱ.钢铁在潮湿空气中容易生锈，某兴趣小组查阅资料可知，钢铁腐蚀的快慢与温度、电解质溶液的pH值、氧气浓度以及钢铁中的含碳量有关，为此设计了下列实验。
编号 ① ② ③ ④
A 100 mL饱和NaCl溶液 100 mL饱和NaCl溶液 100 mLpH = 2 CH3COOH 100 mLpH = 5 H2SO4
B m g铁粉 m g铁粉和n g碳粉混合物 m g铁粉和n g碳粉混合物 m g铁粉和n g碳粉混合物
锥形瓶中压强随时间变化
通过上述实验分析回答：
(3)上述实验①、②探究 对铁的腐蚀快慢的影响，写出实验②碳电极上的电极反应式 ；
(4)上述四个实验中 (用编号表示)发生吸氧腐蚀，上述四个实验铁腐蚀由快到慢的顺序为 (用编号表示)。
24．铅是一种金属元素，可用作耐酸腐蚀、蓄电池等的材料。其合金可作铅字、轴承、电缆包皮之用，还可做体育运动器材铅球等。
(1)铅元素位于元素周期表第六周期IVA。IVA中原子序数最小的元素的原子有 种能量不同的电子，其次外层的电子云有 种不同的伸展方向。
(2)与铅同主族的短周期元素中，其最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 （填化学式），气态氢化物沸点最低的是 （填化学式）。
(3)配平下列化学反应方程式，把系数以及相关物质(写化学式)填写在空格上， 并标出电子转移的方向和数目。
PbO2+ MnSO4+ HNO3 → HMnO4+ Pb(NO3)2+ PbSO4↓+
(4)把反应后的溶液稀释到1 L，测出其中的Pb2+的浓度为0.6 mol·L-1，则反应中转移的电子数为 个。
(5)根据上述反应，判断二氧化铅与浓盐酸反应的化学方程式正确的是
A．PbO2+4HCl→PbCl4+2H2O B．PbO2+4HCl→PbCl2+ Cl2↑+2H2O
C． PbO2+2HCl+2H+→PbCl2+2H2O D．PbO2+4HCl→PbCl2+2OH-
25．下列为元素周期表中的一部分，用化学式或元素符号回答下列问题：
族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
二 ⑥ ⑩
三 ① ③ ⑤ ⑦ ⑨
四 ② ④ ⑧
（1）①③⑤中，最高价氧化物对应的水化物的碱性最强的是 (填化学式)。
（2）②③④中，形成的简单离子半径由大到小的顺序是 。
（3）①和⑧的最高价氧化物对应的水化物化学式分别为 和 。①和⑧两元素形成化合物的化学式为 ，该化合物的溶液与元素⑦的单质反应的离子方程式为 。
（4）⑦⑧⑩三种元素形成的气态氢化物最稳定的是 ，三者非金属性强弱顺序为 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】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。
2．D
【详解】A．电子的质量极小，其相对质量为，A不合题意；
B．电子在原子核外高速运转，其运动速度极快，B不合题意；
C．原子的半径非常小，故电子的活动空间极小，C不合题意；
D．由于电子的活动空间极小，运动速度极快，故不能被准确测定其所在位置，D符合题意；
故答案为：D。
3．D
【详解】A．羟基中O有1个单电子，O周围有7个电子，其正确的电子式为，A错误；
B．键线式中顶点和拐点表示碳原子，所以CH2=CH2的键线式为，B错误；
C．基态S原子的核外电子排布为[Ne]3s23p6，价电子为3s23p6，C错误；
D．基态碳原子的轨道表达式为，受到激发后，低能级的电子跃迁到高能级，可能的电子排布轨道表示式为，D正确；
综上所述答案为D。
4．A
【分析】D为地壳中含量最高的金属，D为Al。E用来制造太阳能电池，E为Si。A3B+和BA-含有相同的电子数，则A、B分别为H、O。
【详解】A．非金属性同周期C、O从左到右增强，同主族C、Si从上而下减弱。则非金属性SiB．原子半径取决于电子层数多和核电荷数少，原子半径大，则原子半径Al>Si>O>H即D>E>B>A，B项正确；
C．A、B组成的化合物为H2O2作氧化剂时被还原为H2O，所以它是一种绿色氧化剂，C项正确；
D．Na2SiO3溶液可作为防火材料，D项正确；
故选A。
5．C
【分析】X、Y、Z、Q、R五种短周期主族元素，核电荷数依次增大，Y是组成的化合物种类最多的元素，则Y为C元素；X最高正价与最低负价之和为零，则X为H元素；Z的单质与同主族的某单质混合可作核反应堆的导热剂，则Z为Na元素；Q的最外层电子数是最内层的3倍，则Q为S元素，则R为Cl元素。
【详解】A．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＞Q＞R＞Y＞X，A项错误；
B．最简式为YX2的化合物是CH2，有可能是环丙烷，环丙烷不能使溴水褪色，B项错误；
C．CS2和CCl4均为共价化合物，C项正确；
D．非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性：R＞Q＞Y，则高价氧化物对应的水化物酸性：R＞Q＞Y，D项错误；
答案选C。
6．B
【分析】Y是地壳中含量最多的元素，则Y为O元素，基态X原子价电子层中的未成对电子有3个，且原子序数小于O，则X为N元素，Z、W两元素最高正价之差的绝对值与Y原子最外层电子数相等，且Z、W原子序数依次增大，则Z为Na元素，W为Cl元素，据此解答。
【详解】A．离子电子层越多，半径越大，电子层数相同，序数越大半径越小，则O2->Na+，故A错误；
B．Y与Z可形成Na2O2，含有共价键，故B正确；
C．N元素核外电子排布为半充满状态，比较稳定，所以第一电离能：，故C错误；
D．由Y、Z、W形成的化合物为NaClO4时，其水溶液显中性，故D错误；
故答案选B。
7．C
【详解】A．用小黑点来描述电子在原子核外空间出现的概率密度称为“电子云”，A项正确；
B．基态原子的价电子排布式为，则该元素有4个电子层，且最外层电子数为3，则该元素位于周期表第四周期第ⅢA族，B项正确；
C．表示3p能级轨道中有2个电子，C项错误；
D．焰色试验主要利用原子发射光谱，是与原子核外电子跃迁有关的物理现象，D项正确；
故答案选C。
8．D
【详解】A．7.8g苯的物质的量为0.1mol，每个苯分子含有12个σ键，故0.1mol苯分子含有1.2NA个σ键，A错误；
B．对于同类电子构型的金属阳离子形成的碳酸盐，且其电荷也一样时，阳离子半径越小，稳定性越差；如：CaCO3＜BaCO3，B错误；
C．金属性越强，第一电离能越小，则第一电离能Ga＜Zn，C错误；
D．相同元素的离子所带电荷数越小，离子半径越大，离子半径：Fe2+>Fe3+，D正确；
故选D。
9．A
【分析】根据Y元素原子的价层电子排布为，n=3，故Y为S；则X为F，Z为As。
【详解】A．F原子的价电子排布式为2s22p5，故A错误；
B．S为16号元素，位于第三周期ⅥA族，故B正确；
C．F元素所在周期即第二周期非金属元素种类最多，故C正确；
D．一般，电子层数越多半径越大，故Z＞Y＞X，故D正确；
故选A。
10．A
【详解】A．晶体硅中，每个硅原子周围4根Si-Si键，根据均摊法可知，一个硅原子平均占有2个Si-Si键，故晶体中含有非极性键，故A正确；
B．违反了洪特规则，3p能级的两个电子自旋方向应该相同，故B错误；
C．该模型为球棍模型，故C错误；
D．为共价化合物，其电子式为，故D错误；
故选A。
11．A
【详解】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。
12．D
【分析】为原子序数依次增大的前20号主族元素，的最外层电子数是电子层数的3倍，则为元素；可形成如图所示的离子，W能形成6个共价键，则为元素，该离子为；为同周期相邻元素，则为元素；原子最内层电子数与最外层电子数相同，则为元素；综上所述，可知为元素，为元素，为元素，为元素，据此分析解答。
【详解】A．位于第三周期第ⅥA族，A正确；
B．该离子为，与酸反应生成单质沉淀和气体，B正确；
C．元素的非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，非金属性：，则简单气态氢化物的稳定性：，C正确；
D．原子半径：，D错误；
故选D。
13．A
【分析】短周期主族元素R、X、Y、Z、W的原子序数依次增大；如图所示，W原子周围有2个双键和2个单键，则W为S；Y的原子序数比W小，且Y、W位于同主族，故Y为O；X原子周围有4个单键，X的原子序数小于Y，故X为C；R原子和Z原子周围均只有1个单键，且R的原子序数小于X，Z的原子序数介于Y和W之间，故R为H，Z为F；综上所述，R为H，X为C，Y为O，Z为F，W为S。
【详解】A．由分析可知，Y为O，Z为F，W为S，它们的简单离子分别为O2-、F-、S2-；O和S位于同主族，且O的原子序数小于S，则离子半径：S2-＞O2-；O2-和F-的核外电子排布相同，O的原子序数小于F，故离子半径：O2-＞F-；综上所述，离子半径：S2-＞O2-＞F-，A正确；
B．由分析可知，Y为O，Z为F，W为S，它们最简单氢化物分别为H2O、HF、H2S；元素的非金属性越强，其最简单氢化物稳定性越强；非金属性：F＞O＞S，故最简单氢化物稳定性：HF＞H2O＞H2S，B错误；
C．M中只含有极性键，不含非极性键，C错误；
D．由分析可知，R为H，X为C，Y为O，这三种元素能形成多种三元化合物，比如CH3CHO、CH3COOH、CH3CH2OH等，D错误；
故选A。
14．A
【详解】A．激光的产生、LED灯发光、节日焰火等日常生活中看见的许多可见光都与电子跃迁有关，故A正确；
B．第2电子层只包含2s、2p原子轨道，没有2d轨道，故B错误；
C．电子从激发态跃迁到基态时是高能态变为低能态，可形成发射光谱，故C错误；
D．出现能级交错现象的轨道，能量高低不是一成不变的，不能因为电子是按3p→4s→3d的顺序填充的，就认为3d轨道的能量一定大于4s轨道能量，只是电子按照这样的顺序填充之后，能使整个原子处于能量最低的状态，故D错误。
综上所述，答案为A。
15．C
【分析】原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W、M，其中Z为金属，0.1mol/LZ的最高价氧化物的水化物的溶液中水电离产生的c(H+)=1×10-13mol/L，Z的最高价氧化物的水化物为一元强碱，则Z为Na；0.1mol/LX、M的最高价氧化物的水化物的溶液中水电离产生的c(H+)=1×10-13mol/L，X、M的最高价氧化物的水化物为一元强酸，X为N，M为Cl；0.1mol/LW的最高价氧化物的水化物的溶液中水电离产生的c(H+)=5×10-14mol/L，W的最高价氧化物的水化物为二元强酸，W为S；Y与W同主族，Y为O。
【详解】A．X（N）、Y（O）、M（Cl）的基态原子价层电子数依次为5、6、7，基态原子价层电子数：M＞Y＞X，A项错误；
B．根据“层多径大、序大径小”，简单离子半径：W＞Y＞Z，B项错误；
C．X（N）、Y（O）、M（Cl）的基态原子未成对电子数依次为3、2、1，基态原子未成对电子数：X＞Y＞M，C项正确；
D．同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强，简单气态氢化物的稳定性逐渐增强，简单氢化物热稳定性：Y（H2O）＞X（NH3），同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，简单氢化物热稳定性：Y（H2O）＞W（H2S），D项错误；
答案选C。
16． 质量数 Z Z A-Z Z-b
【分析】本题需要掌握化学符号中，a、b、c、d、e各字母的含义。
【详解】A表示质量数，Z表示核电荷数，质子数=核电荷数=Z，中子数=质量数-核电荷数=A-Z，电子数=质子数-所带正电荷数=Z-b，所以答案为：质量数，Z，Z，A-Z，Z-b。
【点睛】必须掌握化学符号中各字母的含义。
17． N Cl K Fe 3d64s2 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
【详解】（1）A元素基态原子的核外电子排布应为ns2np3，次外层有2个电子，其电子排布式为：1s22s22p3，应为N元素，故答案为：N；
（2）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，离子核外都有18个电子，B元素质子数为18-1=17，阴离子为Cl-，含有Cl元素，C元素质子数为18+1=19，阳离子为K+，含有K元素，故答案为：Cl；K；
（3）D元素的正三价离子的3d轨道为半充满，3d轨道电子数为5，则基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，应为Fe元素，其价电子排布式为：3d64s2，故答案为：Fe； 3d64s2；
（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，应为Cu元素，故答案为：Cu；1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
18． O、N 3 2
【分析】A原子的L层电子数是K层的3倍，可推知A是氧元素，计算A原子的物质的量，根据含有原子数目相等，可以得到B原子物质的量，进而计算B元素的摩尔质量，确定B元素；再利用原子数目相等确定m、n的值，据此解答。
【详解】（1）A原子的L层电子数是K层的3倍，可推知A是氧元素，Am中含A原子的物质的量为＝0.15 mol，则Bn中含B原子数也为0.15 mol，B元素原子的摩尔质量＝＝14 g/mol，故B为氮元素；
（2）由于n(Am)：n(Bn)＝2：3，含有原子数目相等，则2m＝3n，故m＝3，n＝2，则Am为O3，Bn为N2；
（3）B原子的能层有K、L，能层数为2个；
（4）由A和B形成的一种气态化合物与水反应能生成由A、B形成的另一种气态化合物，得相关化学反应为NO2溶于水生成NO，化学方程式为：。
19． 逻辑推理 模型思维
【详解】科学家需要运用一定的逻辑推理与模型思维对实验结果进行处理。模型既可以是对原型的简化和纯化、抽象和近似，也可以是结合某种理论形态下建立的思维模型。
20． 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6 1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3
【详解】(1)基态原子核外有26个电子，其核外电子排布式为，按照洪特规则，价层电子上6个电子优先占据5个不同轨道，故价层电子的电子排布图为，故答案为：；
(2)是26号元素，原子核外有24个电子，基态核外电子排布式为： 1s22s22p63s23p63d6或，故答案为：1s22s22p63s23p63d6或；
(3)的原子序数为24，原子核外有21个电子，基态核外电子排布式为或，故答案为：或；
21．和电子排布结构相同，而比的核电荷数大，因此原子核对核外电子的吸引力大于原子核对核外电子的吸引力，所以更难失去电子，电离能更大
【详解】钠离子和氖原子的电子排布结构相同，而钠离子的核电荷数大于氖原子，原子核对核外电子的吸引力大于氖原子，钠离子失去电子难于氖原子，所以钠元素的第二电离能大于氖元素的第一电离能，故答案为：和电子排布结构相同，而比的核电荷数大，因此原子核对核外电子的吸引力大于原子核对核外电子的吸引力，所以更难失去电子，电离能更大。
22． Mg 相反
【详解】由元素周期表中的“对角线规则”可知，与的化学性质最相似的邻族元素是；为12号元素，M层只有2个电子，排布在3s轨道上，故M层的2个电子自旋状态相反，故答案为：Mg；相反。
23．(1) BCF < ①3p能级上的电子比3s能级上的电子能量高所以失去3p上的电子更容易，即需要的能量低；②失去一个电子后形成一价阳离子对外围电子有吸引作用，再失去一个电子变难，即需要的能量更高；③铝失去一个电子后3s能级上形成全满的稳定结构，即再失去一个电子需要的能量更高(答到一点即可)
(2)
(3) 含碳量多少(或是否含碳) 2H2O + O2 + 4e = 4OH
(4) ②④ ④ = ③ > ② > ①(或“④③②①”“③④②①”)
【详解】（1）基态铝原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，获得能量后低能级上的电子跃迁到较高能级变为激发态，故B、C、F为激发态原子或离子。A变为D所需的能量E1为第一电离能，D变为E所需的能量E2为第二电离能，E1小于E2，理由有三：①3p能级上的电子比3s能级上的电子能量高，所以失去3p上的电子更容易，即需要的能量低，②失去一个电子后形成一价阳离子对外围电子有吸引作用，再失去一个电子变难，即需要的能量更高；③铝失去一个电子后3s能级上形成全满的稳定结构，即再失去一个电子需要的能量更高，答案为：BCF，<，①3p能级上的电子比3s能级上的电子能量高所以失去3p上的电子更容易，即需要的能量低；②失去一个电子后形成一价阳离子对外围电子有吸引作用，再失去一个电子变难，即需要的能量更高；③铝失去一个电子后3s能级上形成全满的稳定结构，即再失去一个电子需要的能量更高(答到一点即可)；
（2）阳极铝失去电子生成氧化物氧化铝，电极反应方程式为：，答案为：；
（3）比较实验①②可知，实验①②探究的是是否含碳对铁腐蚀的影响，实验②发生吸氧腐蚀，其正极反应为：，答案为：含碳量多少(或是否含碳)，；
（4）分析压强与时间变化曲线可知，①②④压强随时间变化减小，①无碳粉为化学腐蚀，则发生吸氧腐蚀为②④。上述图中压强变化一个单位所需时间各不相同，相同时间转移电子越多，金属腐蚀越快，③中生成氢气的体积是相同时间④中吸收氧气的体积2倍，所以两者转移电子数相同，反应速率相等，上述四个实验铁腐蚀由快到慢的顺序为④ = ③ > ② > ①，答案为: ②④,④ = ③ > ② > ①(或“④③②①”“③④②①”)。
24． 3 1 H2CO3 CH4 5 2 6 2 3 2 2H2O 2NA B
【分析】(1)IVA中原子序数最小的元素的原子为C，其核外电子排布式为1s22s22p2，则碳原子有1s、2s和3p三种能量不同的电子；C的次外层为s轨道，为球形对称结构；
(2)元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强；同一主族元素中，氢化物的相对分子质量越大，分子间作用力越大，其沸点越高；
(3)根据氧化还原反应中化合价升降相等配平，然后利用单线桥表示出该反应中电子转移的方向和数目；
(4)根据n=c·V计算出铅离子的物质的量，根据反应计算出硫酸铅的物质的量，再根据化合价变化计算出转移电子的物质的量及数目；
(5)根据(3)可知二氧化铅的氧化性大于氯气，二氧化铅与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯化铅、氯气和水，据此进行判断。
【详解】(1)IVA中原子序数最小的元素为C，C原子核外有6个电子，其核外电子排布式为1s22s22p2，则碳原子有1s、2s和3p三种能量不同的电子；C的次外层为1s轨道，为球形对称结构，只存在1种不同的伸展方向；
(2)IVA中非金属性最强的为C，则其最高价氧化物对应的水化物的酸性最强，该物质为碳酸，其化学式为：H2CO3；
对于结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高。IVA族元素中，CH4的相对分子质量最小，则其沸点最低；
(3)PbO2中Pb的化合价从+4变为+2价，化合价降低2价；MnSO4中锰元素化合价从+2变为+7，化合价升高5价，则化合价变化的最小公倍数为10，所以二氧化铅的系数为5，硫酸锰的稀释为2，然后利用质量守恒定律可知生成物中未知物为H2O，配平后的反应为：5PbO2+2MnSO4+6HNO3=2HMnO4+3Pb(NO3)2+2PbSO4↓+2H2O，用单线桥表示电子转移的方向和数目为：；
(4)把反应后的溶液稀释到1 L，测出其中的Pb2+的浓度为0.6 mol/L，则反应生成铅离子的物质的量为：n(Pb2+)=c·V=0.6 mol/L×1 L=0.6 mol，硫酸铅中铅离子的物质的量为0.4 mol，则反应中转移电子的物质的量为：(0.6+0.4) mol×(4-2)=2 mol，反应转移电子的数目为2NA；
(5)根据(3)可知氧化性：PbO2>HMnO4，而HMnO4能够氧化Cl-，所以PbO2能够氧化Cl-，二者反应的化学方程式为：PbO2+4HCl→PbCl2+Cl2↑+2H2O，故合理选项是B正确。
【点睛】本题考查了原子结构与元素周期律的关系、氧化还原反应的配平及其综合应用，明确氧化还原反应的实质与元素化合价的关系，掌握配平原则是本题解答的关键。注意掌握原子结构与元素周期表、元素周期律的关系，能够利用单线桥或双线桥法分析电子转移的方向和数目。
25． NaOH r(K＋)＞r(Ca2＋)＞r(Mg2＋) NaOH HBrO4 NaBr Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－ HF F＞Cl＞Br
【分析】根据元素在周期表中的位置知，①为Na元素，②为K元素，③为Mg元素，④为Ca元素，⑤为Al元素，⑥为O元素，⑦为Cl元素，⑧为Br元素，⑨为Ar元素，⑩为F元素；据此解答。
【详解】（1）①为Na元素，③为Mg元素，⑤为Al元素，三元素属于同周期元素，从左到右，金属性依次减弱，原子序数Na＜Mg＜Al，金属性Na＞Mg＞Al，金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，三元素最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3，碱性最强的是NaOH；答案为NaOH。
（2）②为K元素，③为Mg元素，④为Ca元素，三元素形成简单阳离子分别为K＋、Mg2＋、Ca2＋，其中Mg2+只有二个电子层，K+和Ca2+有三个电子层，电子层越多，半径越大，K+和Ca2+具有相同的电子层结构，随着核电荷的递增，半径减小，原子序数K＜Ca，离子半径r(K＋)＞r(Ca2＋)，三元素的离子半径大小顺序为r(K＋)＞r(Ca2＋)＞r(Mg2＋)；答案为r(K＋)＞r(Ca2＋)＞r(Mg2＋)。
（3）①为Na元素，⑧为Br元素，Na和Br的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和HBrO4；Na和Br两元素形成化合物的化学式为NaBr，⑦为Cl元素，其单质Cl2与NaBr溶液发生置换反应生成NaCl和Br2，其离子方程式为Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－；答案为NaOH，HBrO4，NaBr，Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－。
（4）⑦为Cl元素，⑧为Br元素，⑩为F元素，三元素属于同主族元素，从上到下，非金属依次减弱，原子序数F＜Cl＜Br，非金属性F＞Cl＞Br，非金属性越强，形成的气态氢化物越稳定，三种元素形成的气态氢化物最稳定的是HF；答案为HF，F＞Cl＞Br