1.1原子结构 课后练习（含解析） 2023-2024学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

1.1原子结构 课后练习
一、单选题
1．锑的相关信息如图所示，下列说法正确的是
元素符号：Sb 原子序数：51 相对原子质量：121.8 价电子排布式：5s25p3
A．Sb元素的质量数是121.8
B．Sb元素位于第五周期第VA族
C．Bi原子的5p能级上有1个未成对电子
D．Bi原子最外层有5个能量相同的电子
2．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
3．以下有关元素性质的说法错误的是（　　）
A．①Na，K，Rb ②N，P，As ③O，S，Se ④Na，P，Cl元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
B．下列原子中，①1s22s22p63s23p1②1s22s22p63s23p2③1s22s22p63s23p3④1s22s22p63s23p4对应的第一电离能最大的是④
C．某元素的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，该元素可能在第三周期第ⅡA族
D．以下原子中，①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4半径最大的是①
4．生产液晶显示器过程中使用的化学清洗剂是一种温室气体，在大气中的寿命可长达740年之久，下表是几种相关化学键的键能，下列说法中正确的是（　　）
化学键
键能： 941.7 154.8 283.0
A．中N元素为杂化
B．液态与气态具有相同的能量
C．过程放出能量
D．反应的
5．下列分子的中心原子采取sp2杂化的是（　　）
①SO3②乙烯 ③乙炔 ④甲醛 ⑤NCl3⑥过氧化氢
A．①②④ B．①④⑥ C．②③④ D．②⑤⑥
6．原子序数依次增大的元素 、 、 、 ，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。 的电子层结构与氦相同， 和 的次外层有8个电子， 和 的电子层结构相同。下列叙述错误的是（　　）
A．元素的非金属性强弱次序为
B． 和其他3种元素均能形成共价化合物
C． 和其他3种元素均能形成离子化合物
D．元素 、 、 各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
7．下列基态原子的价电子排布不可能的是（　　）
A．3d44s2 B．4s2 C．3d74s2 D．4s24p5
8．某元素原子最外层电子层上只有一个电子，该元素（　　）
A．一定是金属元素
B．可能是金属元素，也可能不是金属元素
C．一定是ⅠA族元素
D．一定是非主族元素
9．下列烃分子中，每个碳原子的杂化轨道数最多的是(　　)
A．C6H6 B．C2H6 C．C2H4 D．C2H2
10．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是(　　)
A．电子由激发态向基态跃迁时以光(辐射)的形式释放能量
B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
11．下列叙述中，正确的是（　　）
A．在多电子的原子里，能量高的电子通常在离核近的区域内活动
B．微粒的最外层只能是8个电子才稳定
C．两种微粒，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同
D．核外电子总是先排在能量低的电子层上，例如只有排满了L层后才排M层
12．具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是(　　)
A．3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子
B．3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子
C．最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子
D．最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子
13．A元素的原子最外层电子数是a，次外层电子数是b；B元素的原子M层电子数是（a-2b），L层电子数是(a+b)，则A、B两元素形成的化学式最可能表示为（　　）
A．BA B．AB2 C．B3A2 D．A2B
14．化合物M(如图所示)可用于制备各种高性能防腐蚀涂料。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，且占据三个不同周期，W与Z的质子数之和是X的2倍。下列说法错误的是（　　）
A．原子半径：Y＞Z＞X
B．X元素的族序数是Y元素的2倍
C．工业上电解熔融Y2X3化合物制备单质Y
D．W与X形成的所有化合物都只含极性共价键
15．短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大X的一种简单离子与锂离子具有相同的电子层结构Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍，Q的单质与X2Z反应生成X的单质。向X2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体，有R单质产生。下列说法正确的是（　　）
A．X2R溶液为中性
B．工业上通常采用电解法冶炼Q的单质
C．最简单气态氢化物的稳定性R>Y>Z
D．RZ2通入Ba(NO3)2溶液中，无明显现象
16．运载火箭常用偏二甲肼[(CH3)2N－NH2]与N2O4作推进剂，二者反应生成CO2、N2和H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是
A．偏二甲肼中N原子的杂化类型均为sp2
B．1molH2O含有的中子数为10NA
C．标准状况下，2.24LCO2中的σ键数目为0.4NA
D．92gNO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA
17．X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。元素X、Y、Q的单质在常温下呈气态，元素Y的最高正价和最低负价之和为2，元素Z在同周期的主族元素中原子半径最大，元素M是地壳中含最多的金属元素。下列说法错误的是（　　）
A．元素X、Y可以形成YX3、Y2X4等化合物
B．简单离子半径：Y＜Z
C．元素Z、M的最高价氧化物对应的水化物能相互反应
D．M、Q两种元素形成的化合物的水溶液呈酸性
18．以下表示氧原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是（　　）
A． B． C．1s22s22p4 D．
19．一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24，下列有关叙述错误的是（　　）
A．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
B．Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
C．Y的氟化物中Y原子为杂化
D．X的氟化物中原子均为8电子稳定结构
20．第三周期元素的原子，其最外层p能级上仅有一个未成对电子，它的最高价氧化物对应水化物的酸根离子是(　　)
A．R B．R C．R D．R
二、综合题
21．
（1）Ⅰ.已知某原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3
该元素的原子序数是　 　。
（2）该元素属第　 　周期第　 　族。
（3）该元素的价电子排布式是　 　。
（4）Ⅱ.回答下列问题
写出Cr核外电子排布式　 　，位于元素周期表的　 　区。
（5）Fe2+与Fe3+未成对电子数之比为　 　(用a：b的形式表示)。
22．有A，B，C，D，E，F六种元素，已知：
①它们位于三个不同短周期，核电荷数依次增大 ②B与F同主族.
③B、C分别都能与D按原子个数比1：1或1：2形成化合物.
④A、E分别都能与D按原子个数比1：1或2：1形成化合物.
⑤E元素的电离能数据如下 (kJ mol-1)：
I1 I2 I3 I4 …
496 4562 6912 9540 …
（1）写出只含有A，B，D，E四种元素的一种无水盐的化学式　 　。
（2）B2A2分子中存在　 　个σ键，　 　个π键。
（3）BD2分子中B原子的杂化方式是　 　。
（4）人们通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能.键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以用于计算化学反应的反应热(△H)，化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差.下表列出了上述部分元素形成的化学键的键能：
化学键 F-D F-F D=D
键能/kJ mol-1 460 176 497.3
试计算1mol F单质晶体燃烧时的反应热△H=　 　。(已知1molF单质中含2mol F-F键，1mol FO2中含有4mol
F-O键)
23．有位于前四周期的A、B、C、D、E、F六种元素，它们的核电荷数依次增大。其中C、E、F是金属元素；A和E属同族，它们原子的最外层电子排布式为ns1。B和D也属同族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍。C原子的最外层电子数等于D原子的最外层电子数的一半。F元素原子共有3个价电子，其中一个价电子位于第三能层d轨道。请回答下列问题：
（1）A是　 　，B是　 　，F是　 　。(写元素符号)
（2）写出F元素基态原子的核外价电子排布图　 　，其最高化合价为　 　。
（3）含E元素的化合物灼烧的颜色是　 　。很多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是　 　。
（4）请写出元素C的最高价氧化物对应的水化物与HClO4反应的离子方程式：　 　。
（5）C与E的金属性强弱关系是C　 　E，请设计一个简单实验来证明：　 　。
24．在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价电子层相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分为5个区，如图所示。
（1）在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素是　 　，其原子的外围电子的电子云形状为　 　。
（2）在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素是　 　，其常见离子的电子排布式为　 　，
其中较稳定的是　 　。
（3）在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素是　 　，其原子的价电子层为　 　。
（4）在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子的外围电子排布图为　 　。
（5）当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在周期表中位于　 　区。
25．研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
（1）Co基态原子核外电子排布式为　 　。元素Mn与O中，第一电离能较大的是　 　，基态原子核外未成对电子数较多的是　 　。
（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为　 　和　 　。
（3）在CO2和H2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为　 　，原因是　 　。
（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在　 　。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．原子有质量数，元素不谈质量数，A不符合题意；
B．根据0族定位法，离51号元素最近的稀有气体元素是54号元素Xe，其与Xe同周期，且由于锑的价电子排布式为5s25p3，故Sb元素位于第五周期VA族，B符合题意；
C．Bi元素与Sb同主族，在Sb的下一个周期，最外层电子数相同，价电子排布式为6s26p3，p能级上有3个未成对电子，C不符合题意；
D.6p能级的能量高于6s能级能量，二者不是简并轨道，Bi原子最外层5个电子的能量不完全相同，6p能级的3个电子能力相同，6s能级的2个电子能量相同，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.相对原子质量不是质量数；
B.Sb价电子排布式为5s25p3，最大能级为5，故在第五周期，最外层电子数为5，在第ⅤA族；
C.该元素5p能级已经排满，没有未成对电子；
D.同一能级上的电子能量相同。
2．【答案】D
【解析】【解答】A.L电子层电子数为奇数，L层为排满，则处于第二周期，Li的L电子层含有1个电子，但Li是金属元素，A不符合题意；
B.处于同一主族不同周期的元素，原子序数之差可能为2、8、18或32等，如ⅠA族中第二周期与第四周期的元素相差16，ⅣA族中第二周期与第四周期的元素相差26，VA族中第三周期与第五周期元素相差36，但同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是46，B不符合题意；
C.铁元素位于第Ⅷ族，C不符合题意；
D.第8、9、10纵列元素为第Ⅷ族元素，都是金属元素，D符合题意；
故答案为：D
【分析】此题是对元素周期表的考查，结合元素周期表的结构进行分析。
3．【答案】B
【解析】【解答】A、①同主族元素从上到下电负性减小，②电负性随原子序数增大而减小，③电负性随原子序数增大而减小，④同周期从左向右电负性增大，故说法不符合题意；
B、第一电离能规律：同周期从左向右电离能增大，ⅡA>ⅢA、ⅤA>ⅥA除外，同主族从上到下第一电离能减小，①是Al，②是Si，③是P，④是S，故P的第一电离能最大，说法符合题意；
C、能层之间的能量不同，如果有突变，说明能层发生变化，发现1451、7733突变了，说明最外层有2个电子，故说法不符合题意；
D、①Si，②N，③C，④S，原子半径看电子层数，电子层数越多半径越大，电子层数相等，看原子序数，原子序数越大，半径反而越小，故Si的半径最大，说法不符合题意。
【分析】（1）元素的逐级电离能逐渐增大，可由电离能发生的突变，判断其常见化合价和族序数。
（2）同一周期电负性逐渐增大，同一主族电负性逐渐减小。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．种N原子有1个孤电子对，3个σ键，故为杂化，故A不符合题意；
B．物质的状态不同，能量不同，故B不符合题意；
C．形成化学键的过程为放热过程，故C符合题意；
D．根据反应的焓变等于反应物的总键能和减去生成物的总键能和，，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、N原子有1个孤电子对，属于杂化；
B、状态不同，能量不同；
C、新的化学键形成的过程为放热过程；
D、焓变等于反应物的总键能和减去生成物的总键能和。
5．【答案】A
【解析】【解答】①SO3中，S原子价电子对数是3，S原子杂化方式为sp2；
②乙烯分子中，C原子形成3个σ键，无孤电子对，C原子杂化方式为sp2；
③乙炔分子中，C原子形成2个σ键，无孤电子对，C原子杂化方式为sp；
④甲醛分子中，C原子形成3个σ键，无孤电子对，C原子杂化方式为sp2；
⑤NCl3分子中，N原子价电子对数是4，N原子杂化方式为sp3；
⑥过氧化氢中，O原子原子形成2个σ键，有2个孤电子对，O原子杂化方式为sp3；
采取sp2杂化的是①②④，
故答案为：A。
【分析】根据原子电子排布情况确定杂化类型，注意不要数错，同时要准确的确定出中心原子的种类。
6．【答案】B
【解析】【解答】A．根据题意可推知，a为H，b为S，c为 ，d为K。同一周期从左到右，非金属性增强，非金属性： ，选项A不符合题意；
B．H和K只能形成离子化合物 ，选项B符合题意；
C．K和H、S、 能分别形成离子化合物： 、 、 ，选项C不符合题意；
D．H、S、 的最高化合价分别为 +1 、 +6 、 +7 ，最低化合价分别为 -1 、 -2 、-1，故元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6，选项D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A．依据同一周期从左到右，非金属性增强；
B．注意金属氢化物是离子化合物 ；
C．重视离子化合物的形成条件；
D．理解最高正价与最低负价的规律，一般最外层电子均能形成饱和状态。
7．【答案】A
【解析】【解答】基态原子的价电子排布为3d44s2的结构不稳定，应为3d54s1，
故答案为：A。
【分析】依据洪特规则可知，当原子轨道中电子处于全充满、全空、半充满时，结构最稳定
8．【答案】B
【解析】【解答】A、可能是H,它属于非金属元素，A项不符合题意；
B、最外层只有一个电子可以是Li,Na,K,等等是金属元素,也可以是H, B项符合题意；
C、非主族元素 中的过渡元素也是最外层只有一个电子的，C项不符合题意；
D、因为主族元素Li,Na,K,等都是最外层只有一个电子，D项不符合题意；
故答案为：B。
【分析】最外层电子层上只有一个电子，可能是第ⅠA族元素，其中有金属元素也有非金属元素，也可能是副族元素，据此解答即可。
9．【答案】B
【解析】【解答】苯分子和乙烯分子中的C原子都是采取sp2杂化，生成3个杂化轨道；乙烷分子中的C原子采取sp3杂化，生成4个杂化轨道；乙炔分子的C原子采取sp杂化，生成2个杂化轨道。故B符合题意
故正确答案是：B
【分析】根据给出的化学式即可判断杂化方式即可判断杂化轨道数目最多
10．【答案】A
【解析】【解答】霓虹灯管通电，灯管发出红色光的原因是电子从激发态(高能量态)跃迁到基态(低能量态)时释放能量，以红光的形式表现出来。
【分析】氖气灯管主要是由于电子吸收能量到激发态，激发态能量过高，易跃迁到基态，因此产生的能量以光的形式呈现，释放的能量刚好以红光形式释放
11．【答案】D
【解析】【解答】A．在多电子的原子里，能量低的电子通常在离核近的区域内运动，能量高的电子通常在离核远的区域内运动， A不符合题意；
B．通常认为最外层有8个电子的结构是一种稳定结构，但是有的微粒最外层2个电子也是稳定结构，如He，B不符合题意；
C．两种微粒核外电子排布完全相同，其化学性质不一定相同，比如S2-与Ar原子，核外电子排布相同，但S2-有较强的还原性，而Ar是稀有气体，非常稳定，不易反应，C不符合题意；
D．核外电子总是先排在能量低的、离核最近的电子层里，L层的能量比M层低，所以排满了L层后才排M层，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】本题易错选C，有同学认为核外电子排布完全相同，最外层电子数相同，化学性质就完全相同，这种理解是错误的；对于原子，这个规律基本能符合，但是对于离子来讲，化学性质（氧化性、还原性）与其所带的电荷也有一定关系，所以同学们一定要注意。
12．【答案】B
【解析】【解答】A.当p能级上有2个或者4个电子时，p能级上都有2个未成对电子，所以相应元素可能是第ⅣA族，也可能是第ⅥA族，故A项不符合题意；
B.p能级上有3个轨道，当p能级有1个空轨道时，另两个轨道各容纳了1个电子，加上s能级上的2个电子，最外层为4个电子，所以不管处于哪个能层，只要最外层为4个电子，就属于第ⅣA族，故B项符合题意；
C.最外层电子排布为1s2的原子是He，最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne，两者均属于0族元素，题干中要求属于同一主族元素，故C项不符合题意；
D.最外层电子排布为2s2的原子是Be，属于第ⅡA族，而最外层电子排布为1s2的原子是He，属于0族，故D项也是错误的。
故答案为：B
【分析】属于同主族的元素，应该是不同的周期的同一能级上的电子数相同即可判断
13．【答案】A
【解析】【解答】根据上述分析可知，A为氧元素，B为镁元素，则两者所成的化合物为BA（MgO），A项符合题意；
故答案为：A。
【分析】 B核外有三个电子层，所以L层为8个电子，则a+b=8，且A核外有两个电子层，次外层电子数为2，所以b=2，则a=6，由此确定A、B分别为O和Mg，二者形成Mg，据此分析即可。
14．【答案】D
【解析】【解答】A. X为O，第二周期元素，Y为Al，Z为P，Y、Z为第三周期元素，电子层数越多，半径越大，同周期元素，核电荷数越大，半径越小，原子半径：Y>Z>X，故A不符合题意；
B. X为O元素，第ⅥA族元素，Y为Al元素，第ⅢA族元素，X的族序数是Y元素的2倍，故B不符合题意；
C. X为O，Y为Al，Y2X3为Al2O3，工业上制备单质Al的方法为电解熔融Al2O3，故C不符合题意；
D. X为O，W为H，W与X形成的化合物有H2O和H2O2，H2O2中含有非极性共价键，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，且占据三个不同周期，则W为第一周期主族元素，W为H，Z应为第三周期主族元素，根据化合物M的结构简式可知，Z可形成3个单键和1个双键，因此，Z原子最外层有5个电子，Z为P，W与Z的质子数之和是X的2倍，X的质子数= =8，则X为O，根据化合物M的结构简式，Y可形成+3价阳离子，则Y为Al，以此解答。
15．【答案】B
【解析】【解答】A. H2S溶液为氢硫酸，呈酸性，故A不符合题意；
B. Q为钠，工业上通常采用电解熔融氯化钠的方法冶炼，故B符合题意；
C. 非金属性越强，其氢化物稳定性越强，最简单气态氢化物的稳定性H2O >CH4>H2S，即Z >Y>R，故C不符合题意；
D. SO2通入Ba(NO3)2溶液中，反应生成硫酸钡沉淀，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大，X的一种简单离子与锂离子具有相同的电子层结构，则X为氢，Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍，则Y为碳，Q的单质与X2Z反应生成X的单质，则Q为钠，钠与水反应生成氢气，Z为氧，向X2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体，有R单质产生，R常见化合价为-2及+4价，则R为硫，结合选项进行判断即可
16．【答案】D
【解析】【解答】A．偏二甲肼中N原子形成3个共价键、还有1对孤电子对，杂化类型均为sp3，A不符合题意；
B.1分子水分子中含有中子数为8，则1molH2O含有的中子数为8NA，B不符合题意；
C．单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，1分子二氧化碳含有2个σ键；标准状况下，2.24LCO2（为0.1mol）中的σ键数目为0.2NA，C不符合题意；
D．NO2和N2O4混合气体最简式均为NO2，92gNO2为2mol，则混合气体含有的原子数为6NA，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；
B、中子数=质量数-质子数；
C、σ键即配对原子个数，即每一个共价键中必定含有一个σ键；
D、涉及到混合物质的物质的量计算时，采用极值法，即全部由二氧化氮构成的物质的量和全部由四氧化二氮构成的物质的量，若两种物质的数值相等，则该数据为混合物混合后的物质的量。
17．【答案】B
【解析】【解答】A．X为H，Y为N，可形成NH3、N2H4等化合物，A不符合题意；
B．Y3-(N3-)与Z+(Na+)电子层均为两层，但Na的核电荷数大于N，故离子半径：Na+＜N3-，B符合题意；
C．Z、M最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al(OH)3，Al(OH)3有两性，可以与NaOH反应生成NaAlO2，C不符合题意；
D．M、Q形成化合物AlCl3，由于Al3+水解，故AlCl3溶液显酸性，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】元素Y的最高正价与最低负价之和为2，推测该元素最高价为+5，最低价为-3价，则Y可能为N或P，又其单质常温下呈气态，故Y为N，Z在同周期中原子半径最大，又Z原子序数比Y大，故Z只能为第三周期的Na，M元素为地壳中含量最多的金属元素，故M为Al，Al后面的同周期主族元素对应单质常温下呈气态的只有Cl对应的Cl2，故Q为Cl，N元素之前的主族元素中对应单质常温为气态的只有H对应的H2，故X为H。
18．【答案】D
【解析】【解答】A、只能表示最外层电子数，故A不符合题意；
B、只表示核外电子的分层排布情况，故B不符合题意；
C、具体到亚层的电子数，故C不符合题意；
D、包含了电子层数、亚层数以及轨道内电子的自旋方向，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】D中是轨道表示式，能表示电子的自旋状态。
19．【答案】D
【解析】【解答】Z的原子序数最大，有Z+，所以Z为Na；W的原子序数最小，有一个共价键，W为H；X得到一个电子形成四个共价键，Y有三个共价键，W、X、Y、Z总和为24，所以X为B，Y为N。
A．Z为Na，单质既能与水反应，也可与甲醇反应，A不符合题意 ；
B．Y为N，最高化合价氧化物的水化物为强酸，B不符合题意 ；
C．Y为N，有4个价层电子对，为杂化，C不符合题意 ；
D．X为B，B原子的最外层电子为6，D符合题意 ；
故答案为：D
【分析】A．Z原子序数最大化合价为+1，为Na，W原子序数最小1个化学键，为H，Y形成三个键，Y为N；
B．N的最高化合价氧化物的水化物为强酸；
C．N有4个价层电子对，为杂化 ；
D．B原子的最外层电子为6 。
20．【答案】D
【解析】【解答】该元素原子最外层电子排布式为3s23p1或3s23p5，该元素为Al或Cl，其最高价氧化物对应水化物的酸根离子分别为AlO2-、ClO4-。
【分析】根据最外层电子只有一个未成对，即可判断是可能是铝或着是Cl，即可写出最高氧化物水合物的酸根离子
21．【答案】（1）33
（2）四；VA
（3）4s24p3
（4）[Ar]3d54s1或者1s22s22p63s23p63d54s1；d
（5）4：5
【解析】【解答】(1)根据该原子的核外电子排布式可知该原子核外有33个电子，则原子序数为33；
(2)该原子有4层电子，价电子为4s24p3，所以位于第四周期第VA族；
(3)根据核外电子排布可知该元素的价电子排布式是4s24p3；
(4)Cr的原子序数为24，核外有24个电子，基态原子的电子排布式为[Ar]3d54s1或者1s22s22p63s23p63d54s1，位于元素周期表的d区；
(5)Fe2+核外电子排布式为[Ar]3d6，有4个未成对电子，Fe3+核外电子排布式为[Ar]3d5，有5个未成对电子，未成对电子数之比为4：5。
【分析】（1）电子数等于原子序数。
（2）最高能级数等于周期数，主族元素价电子数等于主族序数。
（3）对于主族元素，最外层电子数等于主族序数。
（4）Cr的原子序数为24，位于d区。
（5）根据 Fe2+与Fe3+的价层电子排布，判断出未成对电子数目即可。
22．【答案】（1）NaHCO3
（2）3；2
（3）sp
（4）-990.7kJ/mol
【解析】【解答】由表中数据可知，E的第二电离能剧增，故E通常为+1价，且E为短周期元素，核电荷数较大，所以E是Na元素；A、B、C、D、E、F六种元素，它们位于三个不同短周期，核电荷数依次增大，A能和某些元素形成化合物，所以A是H元素；A、E分别都能与D按原子个数比1：1或2：1形成化合物，即D能显-1或-2价，所以D是O元素；B、C分别都能与D按原子个数比1：1或1：2形成化合物，且B、C、D的核电荷数依次增大，所以B是C元素，C是N元素；B与F同主族，所以F是Si元素。
（1）通过以上分析知，A是H元素，B是C元素，D是O元素，E是Na元素；只含有A、B、D、E四种元素的两种无水盐为NaHCO3和CH3COONa；
（2）B2A2分子是C2H2，乙炔分子中存中存在 3个σ键，2个π键；
（3）BD2分子是CO2，分子中C原子价层电子对个数为2，没有孤电子对，为sp杂化；
（4）△H=吸收的能量-放出的能量=（2×176+497.3-4×460）kJ/mol=-990.7kJ/mol。
【分析】根据E的电离能数据判断E最外层有1个电子，结合形成化合物的类型及原子个数比判断各种元素。
（3）根据CO2的价层电子对数和孤对电子数判断C原子的杂化方式；
（4）根据△H=吸收的能量-放出的能量计算焓变。
23．【答案】（1）H；O；Sc
（2）；+3
（3）紫色；激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长光的形式将能量释放出来
（4）Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
（5）<；将两种金属单质分别投入冷水中，钾能和冷水发生剧烈反应而铝几乎不和水反应
【解析】【解答】由上述分析可知，A为H、B为O、C为Al、D为S、E为K、F为Sc；(1)由分析知：A是H，B是O，F是Sc；(2)F元素为Sc，基态原子的核外价电子排布式为3d14s2，则价电子排布图 ，其最高化合价为+3价；(3)E为K元素，含钾元素的化合物灼烧的颜色是紫色；激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长光的形式将能量释放出来，这就是很多金属盐都可以发生焰色反应的原因；(4)C为Al，最高价氧化物的水化物为Al(OH)3，另外HClO4是强酸，则Al(OH)3与HClO4反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O；(5)将金属K和Al分别投入到盛有冷水的烧杯中，钾能和冷水发生剧烈反应而铝几乎不和水反应，则金属性Al【分析】前四周期的 A、B、C、D、E、F 六种元素，它们的核电荷数依次增大。其中C、E、F 是金属元素，A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1，属于第IA族元素，A不是金属元素，则A是H元素；B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，则二者为第VIA族元素，B原子序数小于D，则B是O元素、D是S元素；C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半，则C原子最外层电子数是3，为第IIIA族元素，C为金属元素，则C为Al元素；E原子序数大于S，为第IA族元素，则E为K元素；F元素原子共有3个价电子，其中一个价电子位于第三能层d轨道，价电子排布式为3d14s2，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d14s2，则F为Sc元素，据此进行解答。
24．【答案】（1）Be；球形
（2）Fe；Fe2+：1s22s22p63s23p63d6；Fe3+：1s22s22p63s23p63d5；Fe3+
（3）Zn；3d104s2
（4）
（5）f
【解析】【解答】(1)s区为第ⅠA族、第ⅡA族元素，符合题目要求的元素为Be，其电子排布式为1s22s2，外围电子的电子云形状为球形；(2)d区包含第ⅢB族(镧系、锕系元素除外)~第ⅦB族、第Ⅷ族元素，族序数最大且原子序数最小的为Fe，常见离子为Fe2+、Fe3+，Fe2+、Fe3+电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由两离子的电子排布式可知Fe3+的3d能级为半充满状态，其稳定性强于Fe2+；(3)ds区元素中符合条件的为Zn，其元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价电子层为3d104s2；(4)该题中符合题意的为N原子，N原子的外围电子排布图为 ；(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。
【分析】（1）s区只有两个主族，族序数最大的是第二主族，即可找出原子序数最小的元素，根据核外电子能级排布即可写出电子云形状
（2）根据d区包含的的族类即可找出族序数最大的原子序数最小的元素即可写出离子的核外电子能级排布以及找出最稳定的离子
（3）根据ds区含有的族类，即可找出 族序数最大、原子序数最小的元素是，写出其价电子层
（4） 在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子是N写出核外电子能级排布即可
（5）根据 铀和钚 的质子数即可判断位置
25．【答案】（1）[Ar]3d74s2；O；Mn
（2）sp；sp3
（3）H2O＞CH3OH＞CO2＞H2；H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，CO2与H2 均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大
（4）离子键和π键
【解析】【解答】(1)Co为27号元素，依据电子排布的原则，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2。元素Mn为金属，O为非金属，第一电离能较大的是O；Mn和O的基态原子核外未成对电子数分别为3、2，则基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。答案为：[Ar]3d74s2；O；Mn；
(2)CO2分子中，C原子只与两个氧原子形成共价键，且最外层无孤对电子，CH3OH分子中C原子与4个原子形成共价键，所以二者的杂化形式分别为sp和sp3。答案为：sp；sp3；
(3)CO2、H2、CH3OH、H2O四种分子中，CH3OH、H2O都能形成分子间的氢键，H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大、范德华力较大，所以沸点从高到低的顺序为H2O＞CH3OH＞CO2＞H2，答案为：H2O＞CH3OH＞CO2＞H2；H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大、范德华力较大；
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在Mn2+与NO3-间的离子键和NO3-内的π键。答案为：离子键和π键。
【分析】（2）二氧化碳里为C=O，为sp杂化， CH3OH为4个C-H键，为sp3杂化
（3）对于分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，若含有氢键，沸点会异常的高