1.2 原子结构与元素周期表 （含解析）课时训练 2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

1.2 原子结构与元素周期表 课时训练
一、单选题
1．绿矾可用作净水剂，在空气中极易被氧化。下列有关说法正确的是（　　）
A．H，O，S均位于元素周期表p区
B．的价层电子轨道表示式为
C．基态S原子的未成对电子数为6
D．基态O原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图是球形的
2．下列轨道表示式能表示基态铬原子价层电子结构的是（　　）
A． B．
C． D．
3．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是（　　）
A．1s22s22p63s2→1s22s22p63p2 B．1s22s22p33s1→1s22s22p4
C．1s22s2→1s22s12p1 D．1s22s22p1x →1s22s22p1 y
4．下列关于周期表中p区元素的说法正确的是（　　）
A．一定是主族元素
B．最外层电子数一定大于2
C．一定是非金属元素
D．价电子排布式符合ns2np3的基态原子一定位于p区
5．a、b、c、d、e五种短周期元素的原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．离子半径：b＞d
B．最低价氢化物的沸点：d＞e
C．最高价氧化物的水化物的酸性：c＞e
D．a与b、c、d、e均可形成共价化合物
6．短周期主族元素 的原子序数依次增大，其中 位于同一主族。 的气态氢化物常用作制冷剂。 与水剧烈反应，可观察到液面上有白雾生成，并有刺激性气味的气体逸出，该气体可使品红溶液褪色。下列说法正确的是（　　）
A．最简单氢化物的沸点：
B．原子半径：
C．把 通入石蕊试液中，石蕊先变红后褪色
D．向 与水反应后的溶液中滴加 溶液有白色沉淀生成
7．某种化合物的结构如图所示，其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期元素，X、W为同族，Q原子核外最外层电子数与Y原子核外电子总数相同。下列叙述正确的是（　　）
A．元素非金属性的顺序为：Q＞Y＞Z>X
B．Z的氧化物对应的水化物是一种一元强酸
C．由X、Y、Q、W四种元素形成的化合物的水溶液可能呈酸性
D．ZX3可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红
8．下列说法错误的是（　　）
A．第三周期的八种元素中有三种是金属元素
B．除氦以外的稀有气体原子的最外层电子数都是8
C．原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
D．元素周期表中从第ⅢB到第ⅡB族10个纵行的过渡元素都是金属元素
9．X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y的一种核素在考古时用于测定一些文物的年代，Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，R与Z处于同一主族， W是短周期中金属性最强的金属元素。下列说法正确的是（　　）
A．简单氢化物的沸点Y＞Z
B．Y2X2分子中σ键和π键的数目之比为3︰2
C．简单离子半径R＞W＞Z
D．元素Z、W形成的化合物中只含离子键
10．下列各原子或离子的电子排布式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
11．在核电荷数为1～36的元素中，原子的最外层电子排布满足ns1的元素共有（　　）
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
12．下列说法正确的是（　　）
A．最外层有4个电子的原子都是非金属原子
B．同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是44
C．COCl2分子和CCl4分子中所有原子都满足最外层8电子结构
D．同主族金属的原子，半径越大，熔点越高
13．W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加。W原子最外层电子数是其所在周期数的2倍；Y+和X2-的电子层结构相同；Z的原子序数等于W和Y的核外电子数之和。下列说法正确的是（　　）
A．Z的氢化物的酸性比WX2的水化物的强，说明Z的非金属性比W的强
B．离子半径大小：Z>Y>X
C．X和Y形成的化合物为离子化合物且阳离子和阴离子的个数之比为2∶1
D．W元素的气态氢化物的热稳定性比X的高
14．R元素的原子核外有三个电子层，M层电子数是K层电子数的3倍，则下列对R元素的判断不正确的是（　　）
A．R元素处于第三周期第ⅥA族 B．R元素是非金属元素
C．R元素的原子核外共有14个电子 D．R元素的最低化合价位-2
15．下列化学用语或图示错误的是
A．1－丁烯的实验式：CH2
B．的VSEPR模型：
C．基态Cr原子的价层电子排布式：3d54s1
D．HCl分子中σ键的形成：
16．2023年3月15日19时41分，“长征十一号”运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火起飞，随后，将“试验十九号卫星”精准送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。长征2F运载火箭使用偏二甲肼()作燃料，作氧化剂。下列说法正确的是（　　）
A．基态O原子核外有8种能量不同的电子
B．基态C原子核外2s能级和2p能级电子的能量相等
C．基态氢原子的1s轨道电子云轮廓图为球形
D．基态N原子的轨道表示式为
17．下列说法中正确的是（　　）
A．氢原子中只有1个电子，故氢原子只有一个轨道
B．在d轨道中电子排布成 而不能排布成 ，其最直接的根据是泡利不相容原理
C．原子轨道与电子云都是用来描述电子运动状态的
D．原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未排有电子的两种原子，其对应元素一定位于同一周期
18．以下对核外电子运动状态的描述不正确的是（　　）
A．电子在原子核外是分层运动的
B．在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
C．原子核外不可能有两个电子的运动状态是相同的
D．能层序数越大，s电子云的半径越大
19．下列是同周期元素基态原子的最外层电子排布式，所表示的原子最容易得到电子的是（　　）
A．ns2 B．ns2np1 C．ns2np4 D．ns2np5
20．“律动世界”国际化学元素周期表主题年活动报告中，提到了一种具有净水作用的物质，它由Q、W、X、Y、Z五种原子序数依次增大的元素组成。该五种元素的性质或结构信息如下表：
元素 信息
Q 基态原子只有一种形状的轨道填有电子，并容易形成共价键
W 基态原子有5个原子轨道填充有电子，有2个未成对电子
X 最高价氧化物对应的水化物与Y、Z最高价氧化物对应的水化物都能反应
Y 在元素周期表中位于第3周期、第ⅥA族
Z 焰色反应为紫色
下列说法正确的是（　　）
A．电负性：Q＜W＜Y B．第一电离能：W＜X＜Z
C．简单离子半径：X＜W＜Z＜Y D．这种物质只含离子键
二、综合题
21．中国政府承诺：力争的排放在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。的捕集与利用成为当前研究的热点。
（1）Ⅰ.“氨法”捕集二氧化碳是实现“碳中和”的重要途径之一
反应的化学方程式为：。
完成下列填空：
写出氮原子的核外电子排布式　 　，写出分子的电子式　 　。
（2）用方程式表示二氧化碳溶于水溶液呈现酸性的原因　 　。
（3）组成的四种元素中，由其中任意两种元素组成且含非极性键的分子可以是　 　(写出一种，下同)；由其中任意三种元素组成的离子化合物可以是　 　。
（4）上述氨法吸收废气中时，一般温度控制在30℃，用化学方程式表示温度不宜太高的原因。　 　
（5）Ⅱ.我国化学家研究在铜基催化剂作用下将高效转化为甲酸，合成铜基催化剂时有一步反应为：(未配平)。
配平上述化学方程式　 　。若反应中转移电子，则生成气体在标准状态下的体积为　 　L。
22．现有五种元素,它们原子的电子层结构如下:
A.1s22s22p63s23p63d54s2　B.1s22s22p63s2
C.1s22s22p6　D.1s22s22p63s23p2　E.[Ar]4s1。
请用元素符号回答下列问题:
（1）哪种元素是稀有气体 　 　。
（2）A的元素符号是　 　。
（3）B、D、E三种元素的原子半径大小顺序是　 　。
23．对于 X ，按下列要求各举一例（即每小题分别写出符合题意的两种微粒）：
（1）Z、n、b相同而A不同　 　；
（2）A、n、b相同而Z不同　 　；
（3）A、Z、b相同而n不同　 　；
（4）A、Z、n相同而b不同　 　．
24．某元素原子A的L层要比M层少6个电子,它有两种常见的阳离子a和b(其中a的化合价高于b的化合价)。则
（1）a的M层比N层多　 　个电子;b的L层比M层少　 　个电子。a的稳定性　 　(填“大于”或“小于”)b的稳定性。
（2）写出A原子的电子排布式:　 　;a的最外层的电子排布图是　 　。
25．氢化铝钠（NaAlH4）是一种新型轻质储氢材料，掺入少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢，在170℃、15.2MPa条件下又重复吸氢。NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成。NaAlH4的晶胞结构如图所示。
（1）基态Ti原子的价电子轨道表示式为　 　。
（2）AlH4-的空间构型为　 　，中心原子Al的轨道杂化方式为　 　；
（3）AlCl3在178℃时升华，其蒸气的相对分子质量约为267，蒸气分子的结构式为　 　（标明配位键）。
（4）NaH的熔点为800℃，不溶于有机溶剂NaH属于　 　晶体，其电子式为　 　。
（5）NaAlH4晶体中，与Na+紧邻且等距的AlH4-有　 　个；NaAlH4晶体的密度为　 　g·cm-3（用含a的代数式表示）。若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代，得到的晶体为　 　（填化学式）。
（6）NaAlH4的释氢机理为：每3个AlH4-中，有2个分别释放出3个H原子和1个Al原子，同时与该Al原子最近邻的Na原子转移到被释放的Al原子留下的空位，形成新的结构。这种结构变化由表面层扩展到整个晶体，从而释放出氢气。该释氢过程可用化学方程式表示为　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．H的价电子排布式为，位于元素周期表s区，A项不符合题意；
B．是铁原子生成4s2上的2个电子得到的，其价层电子轨道表示式为，B项符合题意；
C．基态S原子的价电子排布式为，其未成对电子数为2，C项不符合题意；
D．O原子核外电子排布式为，占据的最高能级为2p，故电子云轮廓图呈哑铃形，D项不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.H元素位于s区；
C.基态S原子有2个未成对电子；
D.O原子核外电子占据的最高能级为2p能级，电子云轮廓图呈哑铃形。
2．【答案】C
【解析】【解答】铬原子核外有24个电子，其价层电子排布式为3d54s1，轨道表示式为 ，故选C；
故答案为：C。
【分析】铬为24号元素。
3．【答案】B
【解析】【解答】A.原子中的电子从能量较高的轨道（激发态）跃迁到能量较低的轨道（基态或者低能态），多余的能量以光的形式出现，即形成发射光谱， 3s2→3p2 ，吸收能量，形成吸收光谱，A选项不符合题意；
B.在1s22s22p33s1→1s22s22p4中，3s1→2p4从高能态到低能态，释放能量，形成发射光谱，B选项符合题意；
C.从2s2→2p1 吸收能量，形成吸收光谱，C选项不符合题意；
D.2p →2p ，2Px与2Py空间伸展方向不同，轨道的能量相同， D选项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】 原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱需要的是电子由较高能级向较低能级跃迁，据此判断即可。
4．【答案】D
【解析】【解答】0 族元素属于p区元素，所以p区元素不一定是主族元素，故A不符合题意；
He是p区元素， He最外层电子数是2，故B不符合题意；
金属元素铝是p区元素，p区元素不一定是非金属元素，故C不符合题意；
价电子排布式符合ns2np3的基态原子属于第VA族，一定位于p区，故D符合题意。
【分析】 p区元素是最后一个电子填入p轨道。元素周期表中是第ⅢA族到0族的区域。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．b是Na、d是N，它们的离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，故离子半径：b＜d，故A不符合题意；
B．d是N、e是S，氨气的分子间存在氢键，沸点较高，最低价氢化物的沸点，NH3＞H2S，故B符合题意；
C．c是C、e是S，最高价氧化物的水化物的酸性：硫酸大于碳酸，c＜e，故C不符合题意；
D．a与b、c、d、e分别形成NaH、碳氢化合物如甲烷等、氮氢化合物如氨气等、硫氢化合物如硫化氢等，NaH是离子化合物，剩余为共价化合物，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据题意分析可得，a是H，b是Na，c是C，d是N，e是S，据此可作答：
A、核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小；
C、酸性：硫酸大于碳酸；
D、NaH是离子化合物。
6．【答案】D
【解析】【解答】A. Y和Z简单氢化物分别为H2O和H2S，常温常压下，H2O为液态，H2S为气态，则沸点大小：Y＞Z，故A不符合题意；
B. 同周期元素原子半径随核电荷数增大而减小，同主族元素原子半径随核电荷增大而增大，则X＞Y，故B不符合题意；
C. 为SO2，通入石蕊试液中，石蕊变红但不褪色，故C不符合题意；
D. 向 与水反应后的溶液中存在Cl-，则滴加 溶液有白色氯化银沉淀生成，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中Y、Z位于同一主族。X的气态氢化物常用作制冷剂，则X为N元素；ZYW2能与水剧烈反应，可观察到液面上有白雾生成，并有刺激性气味的气体逸出，该气体可使品红溶液褪色，该气体为SO2，结合Y、Z位于同一主族可知，Y为O，Z为S元素；W的原子序数大于S，且为短周期主族元素，则W为Cl元素，据此解答。
7．【答案】C
【解析】【解答】A.同周期元素，从左到右非金属性依次增强，则元素非金属性的顺序为O(Q）＞N(Z)＞C(Y)，故A不符合题意；
B.氮元素的氧化物对应的水化物不一定是一元强酸，如亚硝酸为弱酸，故B不符合题意；
C.由H、C、O、Na四种元素能形成的化合物NaHC2O4，NaHC2O4在溶液中电离大于水解，使溶液呈酸性，故C符合题意；
D.氨气的水溶液呈碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，W能形成+1价阳离子，则W是Na元素；X、W为同族，则X为H元素；根据形成共价键数，Z形成3个共价键、Y形成4个共价键、Q形成2个共价键，Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同，则Y是C元素、Z是N元素、Q是O元素。
8．【答案】C
【解析】【解答】解：
A．第三周期金属元素有Na、Mg、Al，所以第三周期的八种元素中有三种是金属元素，故A正确；
B．He原子最外层电子数是2，其余稀有气体元素原子最外层都是8个电子，为稳定结构，其性质较不活泼，故B正确；
C．原子的核外电子层数等于该元素所在的周期数，其离子电子层数不一定等于该元素所在周期数，如钠离子核外有2个电子层，钠元素位于第三周期，故C错误；
D．元素周期表中从第ⅢB到第ⅡB族10个纵行的过渡元素都是金属元素，非金属元素主要位于周期表右上角，但非金属元素H位于周期表左上角，故D正确；
故选C．
【分析】A．第三周期金属元素有Na、Mg、Al；
B．He原子最外层电子数是2；
C．原子的核外电子层数等于该元素所在的周期数，其离子电子层数不一定等于该元素所在周期数；
D．元素周期表中从第ⅢB到第ⅡB族10个纵行的过渡元素都是金属元素，非金属元素主要位于周期表右上角．
9．【答案】B
【解析】【解答】由上分析可知，X为H元素，Y为C元素，Z为O元素，W为Na元素，R为S元素；
A．Y为C元素，Z为O元素，由于水分子之间存在氢键，导致水的沸点较高，即简单氢化物的沸点：Y＜Z，故A不符合题意；
B．X为H元素，Y为C元素，它们形成Y2X2为C2H2，其结构式为H-C≡C-H，三键中含有2个π键、1个σ键，还有2个C-Hσ键，则C2H2分子中σ键和π键的数目之比为（2+1）：2=3：2，故B符合题意；
C．Z为O元素，W为Na元素，R为S元素，形成简单离子，O2-、Na+电子层只有二层，S2-有三层，电子层越多离子半径越大，O2-、Na+具有相同的电子层结构，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半径S2-＞O2-＞Na+，故C不符合题意；
D．Z为O元素，W为Na元素，它们可以形成过氧化钠，Na+与过氧根形成离子键，过氧根中O原子与O原子形成共价键，其电子式为 ，过氧化钠中含有离子键和共价键，故D不符合题意；
答案为B。
【分析】X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，则X为H元素；Y的一种核素在考古时用于测定一些文物的年代，则Y为C元素；Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则Z为O元素；R与Z处于同一主族，则R为S元素；W是短周期中金属性最强的金属元素，则W为Na元素，以此分析解答。
10．【答案】D
【解析】【解答】A．As电子排布式为[Ar]3d104s24p3，故A不符合题意；
B．Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1，故B不符合题意；
C．按照构造原理，K的电子排布式为[Ar]4s1，故C不符合题意；
D．Zn失去电子，先失去最外层电子，即Zn2+电子排布式为[Ar]3d10，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据能量最低原理、洪特规则、泡利不相容原理书写各原子或离子的电子排布式。
11．【答案】C
【解析】【解答】在核电荷数为1 ~ 36的元素为前四周期元素。原子的最外层电子排布满足ns1的元素有H、Li、Na、K、Cr、Cu，共6种元素，
故答案为：C。
【分析】根据核外电子排布即可判断
12．【答案】C
【解析】【解答】解：A．第ⅣA族元素最外层有4个电子，其中锡和铅为金属元素，故A错误；
B．同主族两种元素的原子序数相差2、8、8、18、18、32等或它们的组合，则同主族两种元素的原子序数之差可能为：8+8+18=44，故B错误；
C．C原子最外层4个电子，O最外层6个电子，Cl最外层7个电子，COCl2分子和CCl4分子中所有原子都满足最外层8电子结构，故C正确；
D．同一主族中，金属的原子半径越大，其熔点越低，故D错误；
故选C．
【分析】A．第ⅣA族元素最外层有4个电子，既有金属元素也有非金属元素；
B．同主族两种元素的原子序数相差2、8、8、18、18、32等或它们的组合；
C．根据最外层电子数来分析原子都满足最外层8电子结构；
D．第ⅠA族中金属的原子半径越大熔点越低．
13．【答案】C
【解析】【解答】由上述分析可知，W为C、X为O、Y为Na、Z为Cl；
A．盐酸为无氧酸，不能由盐酸与碳酸的酸性比较C、Cl的非金属性，选项A不符合题意；
B．电子层越多，离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则离子半径大小：Z＞X＞Y，选项B不符合题意；
C．由X、Y两种元素组成的常见离子化合物为Na2O或Na2O2，其阳离子与阴离子个数比均为2：1，选项C符合题意；
D．非金属性O＞C，氢化物稳定性与元素非金属性一致，则氢化物稳定性X＞Z，选项D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加。W原子最外层电子数是其所在周期数的2倍，结合原子序数可知，W应位于第二周期，最外层电子数为4，W为C元素，若W为S，X、Y、Z不可能均为短周期主族元素；Y+和X2-的电子层结构相同，则X为O元素、Y为Na元素；Z的原子序数等于W和Y的核外电子数之和，Z的原子序数为6+11=17，Z为Cl元素，据此分析解答。
14．【答案】C
【解析】【解答】A.硫元素位于第三周期ⅥA族，故A符合题意；
B.硫元素属于非金属元素，故B符合题意；
C.硫元素原子核外有16个电子，故C不符合题意；
D.硫元素最外层电子数为6，最低化合价为：6-8=-2价，故D符合题意。
故答案为：C。
【分析】R元素的原子有三个电子层，M层电子数是K层电子数的3倍，则M层电子数为6，故R为硫（S）元素，据此分析解答。
15．【答案】B
【解析】【解答】A.1-丁烯的结构简式：CH2═CH-CH2CH3，其实验式为CH2，选项A不符合题意；
B．的中心原子价层电子对数为，故其VSEPR模型为四面体形，选项B符合题意；
C．基态 Cr 原子为24号元素，价电子排布式为3d54s1，选项C不符合题意；
D．HCl分子中σ键的形成：，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.2-丁烯的分子式为C4H8，实验式为CH2；
B.中S原子的价层电子对数为4，含有一个孤电子对；
C.Cr为24号元素，其价层电子排布式：3d54s1；
D.HCl分子中σ键的形成是氢原子s电子和氯原子的3p电子形成一对共用电子对，形成σ键。
16．【答案】C
【解析】【解答】A.基态O原子核外电子排布为1s22s22p4，只有三种不同的能量状态的电子。故A不符合题意；
B. 基态C原子核外2s能级和2p能级电子的能量不相等，p能级能量比s能级能量高，故B不符合题意；
C.基态氢原子的1s轨道的轮廓为球形，故C符合题意；
D.基态N原子的轨道表示为，故D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据题意写出基态O原子的核外电子排布即可判断；
B.根据能级能量高低判断，p能级能量高于s能级；
C.s能级的轮廓均为球形；
D.基态原子轨道分布电子时，先是同一方向排所有轨道。
17．【答案】C
【解析】【解答】A.氢原子中只有一个电子，但轨道是人们规定的，只是空轨道而已，因此氢原子中不止一个轨道，A不符合题意；
B.电子在轨道中的排布，优先占据一个轨道，且自旋方向相同，体现了洪特规则，不是泡利不相容原理，B不符合题意；
C.原子轨道与电子云是电子出现频率高的区域，都是用来形象描述电子运动状态的，C符合题意；
D.原子核外M层上的s、p轨道充满电子，而d轨道上没有电子，符合条件的原子的核外电子排布式有：1s22s22p63s23p6为氩原子，1s22s22p63s23p64s1为钾原子，1s22s22p63s23p64s2为钙原子，不一定处于同一周期，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.氢原子只有一个电子，但不是只有一个轨道；
B.电子优先占据一个轨道，且自旋方向相同，体现了洪特规则；
C.原子轨道与电子云是电子出现频率高的区域；
D.原子核外M层上的s、p轨道充满电子，而d轨道上没有电子，不嗯呢确定N层是否有电子排布；
18．【答案】B
【解析】【解答】A．根据能量的高低，电子在原子核外是分层排布，离原子核越远的电子，其能量越大，选项A不符合题意；
B．在基态多电子原子中，p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，如4s电子比2p电子能量高，选项B符合题意；
C．在多电子的原子中，电子填充在不同的能层，能层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋相反，在一个基态多电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，选项C不符合题意；
D．能层序数越大，该能层电子能量越高，电子在离核更远的区域重新概率增大，电子云向更大的空间扩展，s电子云的半径也越大，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】核外电子运动是分层运动，在排布时一般先按照能量高低进行排布，能层越多，半径越大，结合选项即可判断
19．【答案】D
【解析】【解答】解：最外层电子数≥4时容易得到电子，并且最外层电子数越多越容易得电子，D表示最外层电子数为7，最容易得电子，故选：D．
【分析】决定元素化学性质的为该原子的最外层电子数，原子最容易得到电子，可知最外层电子数大于4．
20．【答案】C
【解析】【解答】A．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：Q＜Y＜W，A不符合题意；
B．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，第一电离能：Z＜X＜W，B不符合题意；
C．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；简单离子半径：X＜W＜Z＜Y，C符合题意；
D．该物质为KAl(SO4)2 12H2O，非金属元素之间存在共价键，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】根据题干信息，Q、W、X、Y、Z五种原子序数依次增大，Q的基态原子只有一种形状的轨道填有电子，并容易形成共价键，可推出Q为氢元素；W的基态原子有5个原子轨道填充有电子，有2个未成对电子，可推出W的电子排布式为1s22s22p4，即W是氧元素；根据Y在周期表中的位置可推出Y是硫元素；Z的焰色反应为紫色，说明Z是钾元素；X的最高价氧化物对应的水化物与Y、Z最高价氧化物对应的水化物都能反应，可推出X为铝元素；综上可推出该物质是KAl(SO4)2 12H2O，结合元素周期律进行分析。
21．【答案】（1）1s22s22p3；
（2）CO2+H2OH2CO3，H2CO3H++，H++
（3）H2O2；NH4NO3
（4）
（5）Cu2S+2Cu2OSO2↑+6Cu；13.44
【解析】【解答】（1）N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，NH3分子的电子式为。
（2）二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸电离出氢离子从而使溶液呈酸性（以第一步电离为主），方程式为CO2+H2OH2CO3，H2CO3H++，H++。
（3）H和O元素可形成H2O2，其中O原子与O原子间形成非极性共价键。H、N、O可形成NH4NO3，NH4NO3为离子化合物。
（4）碳酸氢铵在高温条件下分解生成二氧化碳、氨气和水，化学方程式为。
（5）该反应中Cu得电子化合价从+1价降低为0价，S失电子化合价从-2价升高到+4价，根据得失电子守恒和原子守恒可得方程式为Cu2S+2Cu2OSO2↑+6Cu。若反应中转移3.6mol电子，则生成SO20.6mol，标准状况下体积为13.44L。
【分析】（1）N为7号元素，根据构造原理书写其核外电子排布式；氨气是共价化合物；
（2）二氧化碳溶于水生成碳酸；
（3）同种原子之间形成的化学键为非极性键，不同种原子之间形成的化学键为极性键；
（4）碳酸氢铵受热易分解；
（5）根据得失电子守恒和质量守恒配平方程式；根据V=nVm计算。
22．【答案】（1）Ne
（2）Mn
（3）r(K)>r(Mg)>r(Si)
【解析】【解答】由原子的电子排布式可知元素A~E分别为Mn、Mg、Ne、Si、K。
（1）C是Ne,是稀有气体元素（2）A的元素符号是Mn
(3)电子层数越多,原子半径越大,故r(K)最大;电子层数相同时,最外层电子数越多,原子半径越小,故r(Mg)>r(Si)。
【分析】根据核外电子能级排布即可写出元素符号，根据原子半径比较方法即可判断
23．【答案】（1）1H和2H
（2） 和
（3）Fe3+和Fe2+
（4）O2和O3
【解析】【解答】解：（1）Z、n、b相同而A不同，在本题中只有同位素原子符合，互为同位素，如：1H和2H，故答案为：1H和2H；（2）Z不同而A、n、b相同，应该是质量数相同的不同元素的原子，如 和 ，故答案为： 和 ：（3）Z、A、b相同而n不同，应该是同一元素的不同价态的离子，如Fe3+和Fe2+，故答案为：Fe3+和Fe2+；（4）b是原子个数，要求Z、n、A相同而b不同，应该是同素异形体，如：O2和O3，故答案为：O2和O3．
【分析】（1）要求Z、n、b相同而A不同，在本题中只有同位素原子符合；（2）要求Z不同而A、n、b相同，应该是质量数相同的不同元素的原子；（3）n是微粒的电荷数，要求Z、A、b相同而n不同，应该是同一元素的不同价态的离子；（4）b是原子个数，要求Z、n、A相同而b不同，应该是同素异形体．
24．【答案】（1）13；6；大于
（2）1s22s22p63s23p63d64s2；
【解析】【解答】由于第一、二层的原子轨道不出现能级交错现象,根据题意可得A原子的L层已填满电子,则L层共有8个电子,再根据A原子的L层比M层少6个电子,可得M层上的电子数为14,则第三层的电子排布式为3s23p63d6,已经排到3d能级,所以4s能级已填满电子,故A原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,即A原子为Fe原子。Fe原子能形成两种离子,即Fe2+和Fe3+。根据题意,a为Fe3+,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;b为Fe2+,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,根据洪特规则的特例,可知a的3d能级处于半充满状态,较稳定,所以a离子比b离子稳定。
【分析】解题思路是充分利用核外电子排布的规则，K和L层的原子轨道不出现能级交错现象,因此A原子的L层已填满电子,则L层共有8个电子,再根据A原子的L层比M层少6个电子,可得M层上的电子数为14,则L层的电子排布式为3s23p63d6,已经排到3d能级,所以4s能级已填满电子,故A原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,即A原子为Fe原子。Fe原子能形成两种离子,即Fe2+和Fe3+。
注意事项：1、3d能级处于半充满或全充满是稳定状态。
2、注意化学用语 电子排布式和电子排布图的差别。
25．【答案】（1）
（2）正四面体形；sp3
（3）
（4）离子；
（5）8；；Na3Li(AlH4)4
（6）3NaAlH4=Na3AlH6+2Al+3H2↑
【解析】【解答】（1）Ti原子核外电子数为22，价电子排布式为3d24s2，价电子排布图为 ；（2）AlH4-中Al的轨道杂化数目为4+ =4，Al采取sp3杂化，为正四面体构型；（3）氯化铝在178℃时升华，熔沸点较低，属于分子晶体，蒸气的相对分子质量约为267，蒸气分子的分子式为Al2Cl6，铝原子最外层电子只有3个电子，形成3个共价键，每个铝原子和四个氯原子形成共价键，且其中一个共用电子对是氯原子提供形成的配位键，结构式如图 ；（4）NaH的熔点为800℃，不溶于有机溶剂，应属于离子晶体，由钠离子与氢负离子构成，电子式为 ；（5）根据均摊法可知，晶胞中AlH4-数目为1+8× +4× =4，Na+数目为6× +4× =4，则二者配位数为1：1，以体心的AlH4-研究，与之紧邻且等距的Na+位于晶胞棱之间、晶胞中上面立方体左右侧面面心、晶胞中下面立方体前后面的面心，与AlH4-紧邻且等距的Na+有8个，则与Na+紧邻且等距的AlH4-有8个；晶胞质量为4× g，晶胞密度为 = g cm-3，若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代，可知晶胞中Li+为1，Na+数目为3，而晶胞中AlH4-数目不变，可得化学式Na3Li[AlH4]4；（6）NaAlH4的释氢机理为：每3个AlH4-中，有2个分别释放出3个H原子和1个Al原子，同时与该Al原子最近邻的Na原子转移到被释放的Al原子留下的空位，根据原子守恒可知：3NaAlH4→Na3AlH6+2Al+3H2↑，反应方程式为：3NaAlH4=Na3AlH6+2Al+3H2↑。
【分析】（1）根据价电子排布画价电子排布图，要遵循洪特规则和泡利不相容原理；（2）轨道杂化数目计算公式为：杂化轨道数＝[中心原子价电子数 + 配原子数－π键数－电荷数]/2；（3）氯化铝属于分子晶体，由于分子间作用力很弱，分子晶体气化或熔融时，克服分子间的作用力，不破坏化学健，所以分子晶体一般具有较低的熔点和沸点，较小的硬度，有较强的挥发性；（4）离子晶体是阴阳离子通过离子键结合，在空间呈现有规律的排列所形成的晶体；（5）根据均摊法计算；（6）根据原子守恒分析。