专题2 原子结构与元素性质 测评卷-《精讲精练》26版高中同步新教材化学苏教版（2019）选必修2

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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
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姓名 班级 考号
密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
)
专题2　原子结构与元素性质
注意事项
1.全卷满分100分,考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1　C 12　N 14　O 16　Na 23　Al 27　Cl 35.5　Mn 55　 Fe 56
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.以下现象与原子核外电子的跃迁有关的是(　　)
①节日焰火　②棱镜分光　③激光　④LED灯光　⑤凸透镜聚光　⑥钢铁生锈
A.③⑥　　　　　　 B.①③④
C.①③④⑤　　　　　　D.①②③⑤⑥
2.下列化学用语错误的是(　　)
A.中子数为10的氧原子O
B.Na2O2的电子式:Na+[······]2-Na+
C.次氯酸的结构式:H—Cl—O
D.基态N原子2py轨道的电子云轮廓图:
3.下列说法中正确的是(　　)
A.金属的活泼性:PbB.周期序数:Pb>Cu
C.电负性:χ(P)>χ(O)
D.最外层电子数:P>O
4.Zn2GeO4是一种新型光催化剂。下列说法错误的是(　　)
A.Zn处于元素周期表中的ds区
B.基态Ge的价电子排布式为3d104s24p2
C.基态O原子的纺锤形轨道中电子具有的能量都相同
D.三种元素电负性由大到小的顺序是O>Ge>Zn
5.下列各项叙述中正确的是(　　)
A.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,电子吸收能量,由基态转化成激发态
B.价电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族,是s区元素
C.所有原子任一电子层的s电子云都呈球形,球的半径大小相同
D.轨道表示式违反了洪特规则
6.氮化锗(Ge3N4)具有耐腐蚀、硬度高等优点,应用广泛。下列说法正确的是(　　)
A.锗是金属,不能做半导体材料
B.第4周期基态原子与锗的未成对电子数相等的元素共有2种
C.基态锗原子的电子排布式可表示为[Ar]4s24p2
D.氮化锗中氮显-3价,说明氮的电负性比锗大
7.下列有关原子核外电子排布的说法,正确的是(　　)
A.基态铬原子的电子排布式为[Ar]3d44s2
B.原子结构示意图为的原子,核外有2个未成对电子
C.在元素周期表中,非金属元素都在p区
D.同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
8.下列说法或有关化学用语的使用正确的是(　　)
A.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
B.基态Fe原子的外围电子轨道表示式为
C.硫的电负性比磷大,故硫元素的第一电离能比磷元素的第一电离能大
D.基态铜原子的外围电子排布式为3d94s2
9.下列说法正确的是(　　)
A.某激发态碳原子的轨道表示式:
B.基态Cu的外围电子轨道表示式为
C.原子由激发态转化成基态时获得的光谱为发射光谱
D.在第三电子层中最多有8个电子
10.元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如图所示,其中元素Z位于第四周期,W、X、Y原子的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是(　　)
W
X Y
Z
A.简单氢化物的热稳定性:X>Y
B.原子半径:Z>Y>X
C.可以推测Z是半导体材料,Z与Y可形成化合物ZY3
D.电负性:W>Z
11.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X与W同主族,且四种元素的最外层电子数之和为18,Z的次外层电子数是其最外层电子数的4倍。下列说法正确的是(　　)
A.元素非金属性的顺序为X>Y>W
B.第一电离能:Z>W>Y>X
C.W的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D.简单离子半径:X>Y>Z
12.硒(34Se)是人体必需的微量元素,它能有效提高人体免疫机能,降低癌症和心脑血管等疾病的发病率。下列有关说法错误的是(　　)
A.硒元素位于元素周期表中第15列
B.基态硒原子的外围电子排布式为4s24p4
C.硒的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4
D.O和Se均为p区非金属元素
13.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的一种核素没有中子,基态Y原子的p轨道半充满,Z单质是植物光合作用的产物之一,W与Z同族。下列说法正确的是(　　)
A.X位于周期表中第二周期ⅣA族
B.第一电离能:Y>Z>W
C.简单氢化物的稳定性:ZD.X、Y、Z三种元素形成化合物的水溶液一定呈酸性
14.化合物是一种高效消毒剂,其蒸气和溶液都具有很强的杀菌能力,可用于生活消毒。已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,Z、W的最外层电子数相同。下列叙述正确的是(　　)
A.原子半径:W>Z>Y>X
B.Z的第一电离能比同周期相邻元素都大
C.元素电负性:Z>Y>X
D.该化合物中X、Y、Z都满足8电子稳定结构
15.已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或原子结构如表:
A 原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同
B 原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋状态相同
C 基态原子的电子排布式为1s22s22p5
D 位于周期表中第4纵列
E 基态原子M层全充满,N层只有一个电子
下列说法错误的是(　　)
A.B的基态原子有3个未成对电子
B.A、B、C三种元素的原子半径由大到小的顺序:A>B>C
C.D元素基态原子的外围电子轨道表示式为
D.E的基态原子的简化电子排布式为[Ar]4s1
二、非选择题(本题共5小题,共55分)16.(8分)近年来,我国航空航天事业成果显著,航空航天材料技术快速发展。
(1)“天宫二号”航天器使用了钛合金,质量轻,强度位于金属之首。钛在周期表中的位置为　　　　　　　　　　,基态钛原子的外围电子排布式为　　　　　　。
(2)“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料砷化镓是优良的化合物半导体,砷的电负性略　　　(填“大于”或“小于”)镓,基态镓原子电子占据最高能级的原子轨道为　　　　形。
(3)“C919”飞机机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂。
①下列轨道表示式能表示碳原子的最低能量状态的是　　　。碳在成键时,一个2s电子跃迁进入2p能级而参与成键,写出该激发态原子的核外电子排布式　　　。
A.
B.
C.
D.
②基态氧原子的原子核外有　　　个未成对电子,有　　　种不同形状的电子云。
17.(12分)短周期主族元素第一电离能与原子半径的关系如图所示。回答下列问题:
(1)元素⑤在元素周期表中的位置为　　　　　　　　;元素②与形成的化合物的电子式为　　　　　　　　　　　。
(2)第一电离能在元素处出现齿峰的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)元素⑩分别与元素①形成的简单化合物中,热稳定性最强的是　　　　(用化学式表示)。
(4)元素⑦与⑧的最高价氧化物对应水化物碱性较强的是　　　　(用化学式表示)。
(5)元素和二者的最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)海水提溴工艺中,将溴单质吹入吸收塔中,用元素⑩的某种含氧酸钠盐对溴进行富集,该过程中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(7)用一个化学方程式表示元素③与⑩的非金属性强弱:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
18.(12分)磷酸铁锂(LiFePO4)电极材料主要用于各种锂离子电池。回答下列问题:
(1)Fe位于元素周期表中第　　　周期第　　　族,其基态原子的外围电子排布式为　　　　。
(2)离子半径:Li+　　　H-;第一电离能:Li　　　Be;电负性:O　　　P。(填“>”“<”或“=”)
(3)下列Li的轨道表示式表示的状态中,能量最低和最高的分别为　　　、　　　(填标号)。
.
(4)基态P中未成对的电子数为　　　,其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓为　　　　形。
(5)Mn与Fe两元素的部分电离能数据如下,由表中两元素的I2和I3可知,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子更难,对此,你的解释是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
元素 Mn Fe
电离能/(kJ/mol) I1 717 759
I2 1509 1561
I3 3248 2957
19.(11分)现有X、Y、Z、W、R五种前四周期的元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答有关问题。
X 是形成化合物种类最多的元素
Y 基态原子的核外p电子比s电子多3个
Z 最高正价与最低负价的代数和为4
W 主族序数与周期数的差为4
R 位于元素周期表中的第八列
(1)R元素位于元素周期表的　　　　区。已知该元素的+3价离子比+2价离子稳定,请简述其原因:　 。
(2)W的基态原子有　　　　个原子轨道填充了电子,其中电子所占据的最高能级的原子轨道呈　　　　形。
(3)X、Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为　　　　　　　　　(用化学式表示)。
(4)YW3的电子式为　　　　。该物质遇水会发生水解反应,生成HYO2,同时产生白雾,写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　。
20.(12分)已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素;B元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;C元素原子的外围电子排布式为nsnnp2n;D元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子;E和D原子的最高能层序数相同,E原子的外围电子数等于其电子层数。F元素原子的最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对。
(1)完成下列空白:
①C　　　　、F　　　　。(填元素符号,下同)
②A、B、C三种元素的电负性由大到小的顺序是　　　　　　　　。
③B、C、D、E四种元素的第一电离能由大到小的顺序是　　　　　　　　。
(2)下表是A~F元素中某种元素的部分电离能数据,由此可判断该元素是　　　　(填元素符号)。
电离能/(kJ·mol-1)
I1 I2 I3 I4 I5
578 1817 2745 11575 14830
(3)F元素位于周期表的　　　区,此区元素的外围电子层结构特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案与解析
1.B　节日焰火与电子跃迁有关,①正确;棱镜分光是不同颜色的光在玻璃中的折射率不同引起的,与电子跃迁无关,②错误;激光的产生与电子跃迁有关,③正确;LED灯通电发光,与电子跃迁有关,④正确;凸透镜聚光是由于光的折射,与电子跃迁无关,⑤错误;钢铁生锈是Fe原子失去电子被氧化所致,与电子跃迁无关,⑥错误;①③④符合题意;选B。
2.C　中子数为10的氧原子的质量数为18,核素符号为O,A项正确;Na2O2是含有离子键和共价键的离子化合物,电子式为Na+[······]2-Na+,B项正确;次氯酸的结构式为H—O—Cl,C项错误;基态N原子2py轨道的电子云轮廓图为,D项正确。
3.B　金属活动性顺序:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au,即金属的活泼性:Pb>Cu,A项错误;Pb位于第六周期,Cu位于第四周期,B项正确;同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,同主族从上到下,元素电负性逐渐减小,故电负性:χ(P)<χ(S)<χ(O),C项错误;P原子最外层电子数为5,O原子最外层电子数为6,最外层电子数:P4.B　Zn的原子序数为30,基态Zn的价电子排布式为3d104s2,锌元素处于元素周期表的ds区,A正确;Ge的原子序数为32,基态Ge的价电子排布式为4s24p2,B错误;O的原子序数为8,基态O的核外电子排布式为1s22s22p4,纺锤形轨道中的电子即2p电子,具有的能量相同,C正确;元素电负性:O>Ge>Zn,D正确。
5.A　基态镁原子的电子排布式为1s22s22p63s2,能量处于最低状态,镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,电子吸收能量发生跃迁,由基态转化成激发态,A项正确;价电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期,最外层电子数为3,在第ⅢA族,该元素是p区元素,B项错误;所有原子任一电子层的s电子云都呈球形,且电子层数越大,球的半径越大,C项错误;
违反了泡利不相容原理,D项错误。
6.D　锗是第ⅣA族元素,处于金属与非金属分界线附近,能做半导体材料,A错误;基态Ge原子的外围电子排布式是4s24p2,基态锗原子有2个未成对电子,与锗同周期且基态原子未成对电子数与Ge原子相同的元素有Ti、Ni、Se,共有3种,B错误;基态Ge原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2,C错误;氮化锗中氮显负价,锗显正价,证明氮原子的得电子能力强于锗原子,即氮元素的电负性大于锗元素,D正确。
7.B　铬为24号元素,基态铬原子的电子排布式为[Ar]3d54s1,A错误;原子结构示意图为的原子为O,其核外有2个未成对电子,B正确;H为非金属元素,位于s区,C错误;2p、3p、4p能级都含有3个伸展方向不同的轨道,D错误。
8.B　同一能层中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高,但(n+1)s轨道电子能量比np轨道电子能量高(n表示量子数),A错误;基态铁原子外围电子排布式为3d64s2,外围电子轨道表示式为
,B正确;P原子的3p轨道处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期与之相邻的元素,即I1(P)>I1(S),C错误;Cu元素基态原子的外围电子排布式为3d104s1,D错误。
9.C　图示原子有5个电子,
不是某激发态碳原子的轨道表示式,A错误;基态Cu的外围电子轨道表示式为
,B错误;原子由激发态转化成基态时获得的光谱为发射光谱,C正确;在第三电子层中最多有2×32=18个电子,D错误。
10.D　元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如题图,其中元素Z位于第四周期,则W位于第二周期,X、Y位于第三周期,设X原子的最外层电子数为a,则W、Y原子最外层电子数分别为a-1、a+1,W、X、Y原子的最外层电子数之和为18,则a+a-1+a+1=18,解得:a=6,则W为N元素,X为S元素,Y为Cl元素,Z为Ge元素。元素非金属性越强,简单氢化物的热稳定性越强,非金属性:SX>Y,B错误;单质Ge为半导体材料,Ge与Cl可以形成化合物GeCl4,C错误;电负性:W(N)>Z(Ge),D正确。
11.D　由题干信息可知,短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X与W同主族,且四种元素的最外层电子数之和为18,Z的次外层电子数是其最外层电子数的4倍,故Z为Mg;设X、W的最外层电子数为a,Y的最外层电子数为b,故有2a+b+2=18,分情况讨论得a=5,b=6,故X、Y、Z、W分别为N、O、Mg和P。X、Y、W分别为N、O、P,非金属性:O>N>P,即Y>X>W,A错误;X、Y、Z、W分别为N、O、Mg和P,第一电离能:N>O>P>Mg,即X>Y>W>Z,B错误;W为P,W的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,为中强酸,C错误;X、Y、Z分别为N、O、Mg,三者的简单离子即N3-、O2-、Mg2+,它们具有相同的核外电子排布,核电荷数越大离子半径越小,故简单离子半径:N3->O2->Mg2+,即X>Y>Z,D正确。
12.A　O、S、Se位于同一主族,硒元素位于元素周期表中第16列,A项错误;基态硒(34Se)原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4,外围电子排布式为4s24p4,B项正确;硒是第ⅥA族元素,Se的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4,C项正确;O和Se的外围电子排布式可用ns2np4表示,都为p区非金属元素,D项正确。
13.B　短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的一种核素没有中子,则X为H元素;Z单质是植物光合作用的产物之一,则Z为O元素;Y的原子序数介于H和O,且基态Y原子的p轨道半充满,则其原子核外电子排布式为1s22s22p3,所以Y为N元素;W与Z同族,W为S元素。X为H元素,其位于周期表中第一周期ⅠA族,A项错误;第一电离能:N>O>S,B项正确;非金属性越强,其对应的简单氢化物越稳定,非金属性:O>S,简单氢化物的稳定性:H2O>H2S,C项错误;H、N、O三种元素可形成化合物NH3·H2O,其水溶液呈碱性,D项错误。
14.C　X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,Z、W最外层电子数相同,结合可知Z与Y可形成双键,且存在—Z—Z—的结构,可知Z为O,则W为S,一个X原子形成1个共价键,一个Y原子形成4个共价键,结合原子序数可知X为H,Y为C。原子半径:S>C>O>H,即W>Y>Z>X,故A错误;同周期元素,从左向右第一电离能呈增大趋势,但同周期内第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素,第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素,Z为O,位于第ⅥA族,其第一电离能小于同周期与之相邻的N和F,故B错误;元素电负性:Z(O)>Y(C)>X(H),故C正确;该化合物中氢原子不满足8电子稳定结构,故D错误。
15.D　五种前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A元素原子核外电子分占 3 个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同,则基态A原子核外电子排布式为1s22s22p2,故A为碳元素;C元素基态原子的电子排布式为1s22s22p5,为9号元素,故C为氟元素;B的原子序数小于C,且B元素原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋状态相同,核外电子排布式为1s22s22p3,故B为氮元素;D元素位于周期表中第 4 纵列,且处于第四周期,D为Ti元素;E基态原子 M 层全充满,N 层只有一个电子,则外围电子排布式为3d104s1,E为Cu。B为N元素,其基态原子的轨道表示式为
,则其基态原子核外有3个未成对电子,A正确;同周期主族元素原子序数越大半径越小,则原子半径:C>N>F,B正确;D为Ti元素,位于周期表的d区,基态Ti原子的外围电子排布式为3d24s2,故其基态原子的外围电子轨道表示式为
,C正确;E为Cu元素,Cu的简化电子排布式为[Ar]3d104s1,D错误。
16.答案　(每空1分)(1)第四周期第ⅣB族　3d24s2　(2)大于　纺锤　(3)①A　1s22s12p3　②2　2
解析　(1)Ti是22号元素,钛在周期表中的位置为第四周期第ⅣB族;基态Ti原子外围电子排布式为3d24s2。(2)砷是非金属元素,镓是金属元素,砷的电负性大于镓。基态镓原子电子占据的最高能级为4p,p轨道呈纺锤形。(3)①基态C原子核外电子排布式为1s22s22p2,
表示的为基态C,其能量最低,故合理选项是A。基态碳原子的1个2s电子跃迁进入2p能级,该激发态C原子的核外电子排布式为1s22s12p3。②基态O原子的电子排布式为1s22s22p4,轨道表示式为
,可见1个基态O原子的核外有2个未成对电子;O原子核外的1s、2s电子云为球形,2p电子云为纺锤形,故基态O原子核外有2种不同形状的电子云。
17.答案　(除注明外,每空2分)(1)第二周期第ⅣA族(1分)
(1分)　(2)P原子的3p轨道半满,更稳定,故其第一电离能比同周期相邻的S和Si大　(3)H2S(1分)
(4)LiOH(1分)　(5)OH-+Al(OH)3Al+2H2O 　(6)S+Br2+H2OS+2Br-+2H+　(7)2H2S+O22H2O+2S↓(合理即可)
解析　根据元素的原子半径,结合它们的第一电离能大小可推知:①是H,②是F,③是O,④是N,⑤是C,⑥是B,⑦是Be,⑧是Li,⑨是Cl,⑩是S,是P,是Si,是Al,是Mg,是Na。(1)⑤是C,其位于元素周期表第二周期第ⅣA族。②是F,F是活泼的非金属元素,其原子容易获得电子形成F-;是Mg,Mg是活泼的金属元素。Mg和F形成的化合物MgF2是离子化合物,Mg2+与2个F-之间以离子键结合,其电子式为[····]-Mg2+[····]-。(2)是P,基态P原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p3,其3p轨道处于半充满的稳定状态,因此其第一电离能大于同一周期与之相邻的S元素和Si元素。(3)⑩是S,是P,是Si,三种元素与H形成的简单氢化物的化学式分别是H2S、PH3、SiH4,非金属性越强,气态氢化物的热稳定性越强,非金属性:S>P>Si,热稳定性:H2S>PH3>SiH4。(4)⑦是Be,⑧是Li,二者是同一周期主族元素,元素的金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的碱性就越弱,元素的金属性:Li>Be,所以碱性:LiOH>Be(OH)2,故碱性较强的是LiOH。(5)是Al,是Na,它们的最高价氧化物对应的水化物分别是Al(OH)3、NaOH,Al(OH)3是两性氢氧化物,能够与NaOH溶液反应生成NaAlO2,该反应的离子方程式是 OH- + Al(OH)3Al+2H2O 。(6)⑩是S元素,在海水提溴过程中,将溴单质吹入吸收塔中,用某种S元素的含氧酸钠盐对溴进行富集,Br2具有强氧化性,则该S元素的含氧酸钠盐应该具有还原性,该盐是亚硫酸钠,反应的离子方程式为S+Br2+H2OS+2Br-+2H+。(7)③是O,⑩是S,可根据2H2S+O22H2O+2S↓,证明物质的氧化性:O2>S,从而证明元素的非金属性:O>S。
18.答案　(除注明外,每空1分)(1)四　Ⅷ　3d64s2　(2)<　<　>
(3)D　C　(4)3　纺锤　(5)Mn2+的外围电子排布式为3d5,3d轨道为半充满状态,比较稳定,Fe2+的外围电子排布式为3d6,再失去一个电子则为半充满稳定状态,故气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难(2分)
解析　(1)Fe是26号元素,其基态原子外围电子排布式为3d64s2,Fe位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。(2)Li+与H-具有相同的核外电子排布,且原子序数:Li>H,则离子半径:Li+P。(3) D是基态Li的轨道表示式,此时能量最低,A、B、C都是激发态,但C中1s上的两个电子都跃迁到2p轨道上,比A、B表示的激发态Li能量都高,因此能量最低和最高的分别为D、C。(4)基态P外围电子排布式为3s23p3,未成对电子数为3,其原子核外电子占据的最高能级为3p能级,其电子云轮廓为纺锤形。
19.答案　(除注明外,每空2分)(1)d(1分)　R的+2价离子的外围电子排布式为3d6,而+3价离子的外围电子排布式为3d5,为较稳定的半充满结构　(2)9(1分)　纺锤(1分)　(3)HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3　(4)····　PCl3+2H2OHPO2+3HCl
解析　X元素是形成化合物种类最多的元素,为C元素。Y元素基态原子的核外p电子比s电子多3个,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,为P元素。Z元素最高正价与最低负价的代数和为4,设其最高正价为x,最低负价为-y,有①x+y=8、②x-y=4,解得x=6,-y=-2,判断Z为S元素。W元素主族序数与周期数的差为4,W元素应位于元素周期表的第三周期第ⅦA族,为Cl元素。R元素应位于元素周期表中的第四周期第八列,为Fe元素。(1)R元素为Fe,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,属于d区元素。其+3价离子比+2价离子稳定的原因为+2价离子的外围电子排布式为3d6,而+3价离子的外围电子排布式为3d5,为较稳定的半充满结构。(2)W元素为Cl,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,有1+1+3+1+3=9个原子轨道填充了电子,其中电子所占据的最高能级的原子轨道为3p轨道,3p轨道呈纺锤形。(3)X、Y、Z、W的最高价氧化物对应的水化物分别为H2CO3、H3PO4、H2SO4、HClO4,酸性由强到弱的顺序为HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3。(4)YW3的分子式为PCl3,电子式为。PCl3遇水会发生水解反应,生成HPO2,同时产生白雾,反应的化学方程式为PCl3+2H2OHPO2+3HCl。
20.答案　(除注明外,每空2分)(1)①O　Cu　②O>N>H(1分)　③N>O>Al>Na　(2)Al　(3)ds(1分)　(n-1)d能级填满,ns能级填1~2个电子
解析　已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素,则A为H;C元素原子的外围电子排布式为nsnnp2n,则C为O;B元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,则B为N;D元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子,E和D原子的最高能层序数相同,其外围电子数等于其电子层数,则D为Na,E为Al;F元素原子的最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对,则F为Cu。(1)①根据分析知:C为O、F为Cu。②A(H)、B(N)、C(O)三种元素的电负性由大到小的顺序是O>N>H。③同周期从左到右主族元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,同主族从上到下,元素的第一电离能逐渐减小,B、C、D、E四种元素的第一电离能:N>O>Al>Na。(2)由该元素的逐级电离能数据可推测该元素是Al。(3)F(Cu)元素原子外围电子排布式为3d104s1,位于周期表的ds区。