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高中人教版 (2019)第一节 原子结构一课一练
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这是一份高中人教版 (2019)第一节 原子结构一课一练，共15页。试卷主要包含了单选题，结构与性质，工业流程题，元素或物质推断题等内容，欢迎下载使用。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．对应下列叙述的微粒M和N，肯定属于同主族元素且化学性质相似的是
A．原子核外电子排布式：M为1s22s2，N为1s2
B．结构示意图：M为 ，N为
C．M原子基态2p轨道上有一对成对电子，N原子基态3p轨道上有一对成对电子
D．M原子基态2p轨道上有1个未成对电子，N原子基态3p轨道上有1个未成对电子
2．下列说法中，错误的是
A．第二电离能是气态基态+1价阳离子失去一个电子所需要的最小能量
B．硫的第一电离能比磷的第一电离能小
C．在所有元素中，氟的第一电离能最大
D．某元素的第一电离能越小，表示在气态时该元素的原子越容易失去电子
3．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·ml-1。请根据下表数据判断下列说法中错误的是
A．元素X的常见化合价是+1价B．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
C．元素Y是第IIIA族元素D．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应
4．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是
A．原子的价电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素
B．基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素
C．原子的价电子排布式为(n-1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第ⅧB族
D．基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
5．核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是1s22s22p63s23p6。下列说法中正确的是
A．两粒子的1s能级上电子的能量相同
B．两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C．两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
D．两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同
6．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ·ml-1)，判断下列说法不正确的是
A．元素的电负性最大的可能是Q元素
B．R和S均可能与U在同一主族
C．U元素可能在元素周期表的s区
D．原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素
7．著名的观赏石-崂山璐石主要成分可表示为，其中W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素，W没有未成对电子，Z的最高正价与最低负价的代数和为0.下列说法错误的是
A．Y的离子半径在同周期元素中最小
B．Z在它的简单氢化物中显负价
C．W、Y、Z的最高价氧化物的水化物都属于弱电解质
D．三种元素的电负性由大到小的顺序为Z>Y>W
8．短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，X是宇宙中含量最多的元素，Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍。Z和R同主族，向100mLX2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体，溶液pH与RZ2体积(标况)的关系如图。下列说法错误的是
A．上述X2R溶液的浓度为0.3ml•L-1(忽略溶液体积变化)
B．室温下，Y的氢化物可能为固体
C．由X、Y、Z三种元素组成的化合物均是共价化合物
D．RZ2分别通入到Ba(NO3)2和BaCl2溶液中，均会产生沉淀
9．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们原子的最外层电子数之和为18，X最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z的单质晶体是应用广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法不正确的是
A．X、W都能与Y形成离子化合物B．W的简单阴离子能促进水电离
C．原子半径：r(W)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)D．最高价氧化物对应水化物的酸性：W＞Z
10．五种前四周期的元素X、Y、Z、Q、T。已知X元素基态原子的M层有6种运动状态不同的电子；Y元素的价阳离子的3d能级半充满，基态Z原子的L层p能级有一个空轨道；Q原子的L电子层的p能级只有一对成对电子；基态T原子的M电子层上p轨道半充满。下列说法不正确的是
A．若M是在X下一周期且与X同主族的元素，则M原子的简化电子排布式是
B．若X、T、Z的最高价的氧化物对应的水化物分别为u、v、w，则酸性为：
C．X、Y、T三种元素第一电离能的大小次序是：
D．元素Q与另四种元素形成的二元化合物均不止一种
11．一种可用作半导体掺杂源的化合物的结构式如图所示。已知W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，Z的最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法中正确的是
A．原子半径：Z>Y>X>W
B．X、Y的最高价含氧酸均为强酸
C．W和Y能形成多种原子个数比为1∶1的化合物
D．除W原子外，分子中的其他原子均满足8电子稳定结构
12．在核电荷数为25的的价层电子排布中，处于基态的是
A．B．
C．D．
13．主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且均不大于20，W与Y原子的最外层电子数之和等于X原子的最外层电子数。四种元素形成的一种食品添加剂Q的结构如图所示。下列说法不正确的是
A．原子半径：W＜X＜Y＜Z
B．Q中所有原子均满足8电子稳定结构
C．ZW2可与W2X反应生成还原性气体
D．X与Y形成的最高价化合物不能用于干燥NH3
14．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种单质是天然存在的最坚硬矿物质，Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，W基态原子的价电子排布为3d64s2。下列说法正确的是
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．元素的第一电离能：Z＞Y＞X
C．X、Y最简单气态氢化物分子的键角：X＞Y
D．W2＋价电子轨道表示式：
15．下列化学用语表述正确的是
A．镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态
B．基态Se的价电子排布式：
C．基态铍原子最外层电子的电子云图为：
D．电子仅在激发态跃进到基态时才会产生原子光谱
二、结构与性质
16．Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素的研究一直在进行中，其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题：
(1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种_______(填字母)。
A．吸收光谱 B．发射光谱
(2)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是_______，能量最低的是_______(填序号)。
ａ．1s22s22p43s13px13py13pz1 b．1s22s22p33s23px13py13pz1
c．1s22s22p63s13px1 d．1s22s22p63s2
(3)Ti原子位于元素周期表中的_______区，最高能层电子的电子云轮廓形状为_______，其价电子排布式为_______。与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的的基态原子的外围电子排布图_______。
(4)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3+，从结构角度来看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是_______。
(5)Fe3+与Fe2+的离子半径大小关系为Fe3+_______Fe2+(填“大于”或“小于”)
17．X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期的元素，且原子序数依次增大，其相关信息如表所示：
请回答下列问题。
(1)请写出元素Q的基态原子的价电子轨道表示式：______。
(2)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由小到大的顺序是______(用元素符号表示)。
(3)元素R可形成和，其中较稳定的是，原因是______。
(4)短周期元素T与元素M在周期表中的位置呈现对角线关系，则元素T为______(填元素符号)；已知元素T、Q的电负性分别为1.5和3.0，则它们形成的化合物是______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
18．(1)元素的焰色试验呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_____________。
A．404.4 B．553.5 C．589.2 D．670.8 E．766.5
基态原子中核外电子占据最高能层的符号是_______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。
(2)氮原子价层电子的轨道表示式(电子排布图)为_____________。
元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能．第二周期部分元素的变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的自左而右依次增大的原因是________；氮元素的呈现异常的原因是_______
(3)基态原子核外电子排布式为_________．元素与中，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_______。
三、工业流程题
19．K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)俗称“黄血盐”，可溶于水，不溶于乙醇，是食盐的一种抗结剂。某小组以NaCN溶液为主要原料制备黄血盐的流程如图1：
回答下列问题：
(1)Fe的原子序数是26，它在元素周期表中的位置是_____。
(2)常温下，HCN的电离常数Ka＝5×10﹣10，则NaCN溶液的pH_____7(填“＞”或“＜”)。“反应器”中所发生反应的化学方程式为_____。
(3)流程中加入Na2CO3溶液的目的是_____，为防止滤渣堵塞除杂装置，需经常用稀盐酸溶液进行清洗，清洗时发生反应的离子方程式是_____。
(4)转化罐中生成K4[Fe(CN)6]的反应类型是复分解反应，该反应发生的原理为_____，过滤后洗涤K4[Fe(CN)6]所使用的试剂是_____。
(5)CN﹣会造成水体污染，该小组采用图2装置模拟电化学法处理CN﹣(N的价态为﹣3)，有关结果见表
①若乙池中石墨(Ⅰ)极能得到N2和CO，其电极反应式为_____。
②该实验表明电化学法处理CN﹣时，影响处理速率的因素有_____、_____(填写两项即可)
四、元素或物质推断题
20．X、Y、Z、R、Q是元素周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下：X原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；Y的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；Z与Y同周期，其第一电离能高于同周期与之相邻的元素；R元素的电负性在同周期元素中最大；Q元素的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。据此，请回答下列问题。
(1)写出X的元素符号______，基态Q原子的电子排布式______。
(2)R元素的基态原子核外电子共占据______个原子轨道？
(3)与Q同周期的元素的基态原子中最外层电子数与Q原子相同的元素有______？
(4)将X、Y、Z三种元素按电负性由大到小的顺序排列______ (用元素符号表示)。
(5)已知X、Y、Z组成的一种物质的结构式为，尝试推断该物质中Y元素的化合价______。
21．现有五种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D、E为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
(1)B元素基态原子中能量最高的电子的电子云在空间有_______个伸展方向，原子轨道呈_______形。
(2)E位于第_______族、_______区，该元素原子的核外电子排布式为_______。
(3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的电子排布图为 ， 该同学所画的电子排布图违背了_______。
(4)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：_______。
(5)检验D元素的方法是_______，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：_______。
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
元素代号
相关信息
X
原子核外有6种不同运动状态的电子
Y
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
Z
原子半径在同周期元素中最大
M
第一至第六电离能()依次为578、1817、2745、11575、14830、18376
Q
基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
R
基态原子核外有7个能级上有电子且能量最高的能级上有6个电子
实验
序号
电极
(X)
NaCl溶液
浓度(ml/L)
甲中石墨表
面通入气体
电流计读数
(A)
1
Fe
0.1
空气
Ⅰ
2
Al
0.1
空气
1.5Ⅰ
3
Fe
0.1
O2
2Ⅰ
4
Al
0.5
空气
1.6Ⅰ
A元素的核外电子数和电子层数相等
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素的第一至第四电离能如下：
I1 = 738 kJ·ml-1 I2= 1451 kJ·ml-1 I3 = 7733 kJ·ml-1 I4 = 10540 kJ·ml-1
D是前四周期中电负性最小的元素
E在周期表的第七列
参考答案：
1．C
【详解】A．原子核外电子排布式：M为1s22s2，在ⅡA族，N为1s2在0族，A项不符合题意；
B．结构示意图：M为，是Ne原子，N为，是钠离子，不在同族，B项不符合题意；
C．M原子基态2p轨道上有一对成对电子，为O原子，N原子基态3p轨道上有一对成对电子，为S原子，属于同族元素，化学性质相似，C项符合题意；
D．M原子基态2p轨道上有1个未成对电子，可能是B原子，也可能是F原子，N原子基态3p轨道上有1个未成对电子有可能是Al或Cl原子，D项不符合题意；
答案选C。
2．C
【详解】A． 第二电离能是由+1价气态阳离子再失去一个电子形成+2价气态阳离子时所需的能量，故A正确；
B． 第三周期中P的外围电子排布为：3s23p3半满稳定，所以元素P的第一电离能比元素S的第一电离能大，故B正确；
C．同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，同一族中元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以所有元素中，第一电离能最大的元素是He元素，故C错误；
D．电离能可以表示气态原子失去电子的难易程度，电离能越小，表示越容易失去电子，故D正确；
故选C。
3．D
【详解】A．根据表格可知I1和I2之间差距较大，故X常见化合价为+1价，A正确；
B．X常见化合价为+1价，元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl，B正确；
C．根据表格，Y的I3和I4差距较大，故Y的常见化合价为+3价，是第IIIA族元素，C正确；
D．若元素Y处于第三周期，则Y为Al，不可与冷水剧烈反应，D错误；
故选D。
4．B
【详解】A．原子的价电子排布式为ns2np6的元素是0族元素，A错误；
B．根据能量最低原理，基态原子的p能级上有5个电子的元素，同层的s能级已经排满，则一定是第ⅦA族元素，B正确；
C．原子的价电子排布式为(n-1)d6～8ns2的元素在周期表的第8、9、10三列，一定位于第Ⅷ族，C错误；
D．基态原子的N层上只有1个电子的元素，有K、Cr、Cu等，Cr、Cu是过渡元素，D错误；
故选B。
5．C
【详解】A．Ar与S2-的原子核电荷数不同，1s能级上电子的能量不相同，A错误；
B．Ar与S2-的原子核电荷数不同，半径不同，3p能级上电子离核的距离不相同，B错误；
C．Ar与S2-的原子核电荷数不同，电子跃迁产生的光谱都不相同，C正确；
D．Ar与S2-的原子核电荷数不同，化学性质不相同，D错误；
故选C。
6．B
【详解】A．由表中数据可知，Q元素的第一电离能最大，非金属性强，所以元素的电负性最大，A项正确；
B．根据第一电离能的数据可知，R的最外电子层应该有1个电子，S的最外电子层应该有2个电子，不属于同一主族的元素，故B错误；
C．U的最外电子层有1个电子，可能属于s区元素，故C正确；
D．T元素最外层有3个电子，价电子排布可能是ns2np1，故D正确；
选B。
7．B
【分析】由题干信息可知，W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素，W没有未成对电子，Z的最高正价与最低负价的代数和为0，故W为Mg，Z为Si，则Y为Al，据此分析解题。
【详解】A．根据上述分析可知，Y是Al，Y的离子即Al3+半径是第三周期元素中最小的，故A正确；
B．根据上述分析可知，Z为Si，Si的简单氢化物即SiH4，硅显正价，故B错误；
C．根据上述分析可知，W、Y、Z的最高价氧化物的水化物即Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3都属于弱电解质，故C正确；
D．同一周期从左往右元素的电负性依次增大，故三种元素的电负性由大到小的顺序为Z＞Y＞W，故D正确；
故答案：B。
8．D
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，X是宇宙中含量最多的元素，X为H，Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍，Y为C，向100 mL X2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体，溶液pH与RZ2体积关系如图，则说明是H2S通入SO2，则Z为O，R为S。
【详解】A. 根据2H2S + SO2 = 3S↓+ 2H2O，加入SO2气体体积336mL即0.015ml，溶液pH =7，即消耗H2S 物质的量为0.03ml，因此X2R溶液的浓度为，选项A正确；
B. 室温下，Y的氢化物烃若碳原子数较多则可能为固体，选项B正确；
C. H、C、O三种元素形成的化合物，均是共价化合物，选项C正确；
D. SO2通入到BaCl2溶液中没有沉淀生成，SO2通入到Ba(NO3)2溶液中生成硫酸钡沉淀，选项D错误。
答案选D。
9．C
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大短周期主族元素，X最外层电子数是次外层电子数的3倍，则X为O元素，Z的单质晶体是应用广泛的半导体材料，则Z为Si元素，W与X位于同一主族，则W为S元素，又它们原子的最外层电子数之和为18，可知Y的最外层电子数为18-6-6-4=2，则Y为Be元素，据此分析解答。
【详解】A．Y为Be，是金属元素，可以与O、S形成离子化合物，A正确；
B．W为S，其简单阴离子S2-会水解，进而促进水的电离，B正确；
C．同周期元素，原子半径从左至右依次减小，同主族元素自上而下原子半径依次增大，因此原子半径：r(Si)＞r(S)＞r(Be)＞r(O)，C错误；
D．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性S＞Si，则酸性H2SO4＞H2SiO3，D正确；
答案选C。
10．A
【分析】已知X元素基态原子的M层有6种运动状态不同的电子，即M层有6个电子，K、L层都排满，即X为16号元素，则X为S；Y的三价阳离子的3d能级为半充满状态，则Y为26号元素Fe；基态Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，电子排布为1s22s22p2，Z为C；Q原子的L电子层的P能级上只有一对成对电子，电子排布为1s22s22p4，Q为O；基态T原子的M电子层上p轨道半充满，电子排布为1s22s22p63s23p3，T为P；
【详解】结合分析可知，X为S，Y为Fe，Z为C，Q为O，T为P元素，
A．X为S，M是在X下一周期且与X同主族的元素，则M为Se原子，简化电子排布式是，故A错误；
B．若X、T、Z的最高价的氧化物对应的水化物分别为u、v、w，u、v、w分别为硫酸、磷酸、碳酸，酸性：硫酸>磷酸>碳酸，则酸性为：，故B正确；
C．P的3p轨道电子处于半满稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能T＞X＞Y，故C正确；
D．Q为O，与另四种元素形成的二元化合物分别有：SO2、SO3，FeO、Fe2O3，CO、CO2，P2O3、P2O5，都不止一种，故D正确；
故选：A。
11．C
【分析】根据Z的最外层电子数是其内层电子数的3倍可知，Z为O，又W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素和根据所形成物质的结构可得W、Ⅹ、Y分别为H、B、C。
【详解】A．原子半径：B>C>O>H，A项错误；
B．硼酸和碳酸均为弱酸，B项错误；
C．乙炔、苯、苯乙烯中的H原子与C原子的个数比均为1∶1，C项正确；
D．H原子形成1个共价键，最外层电子数为2，B原子形成3个共价键，最外层电子数为6，二者均不满足8电子稳定结构，D项错误；
故选C。
12．D
【详解】锰为25号元素，基态锰原子核外电子排布式为1s2 2s22p63s23p63d54s2，则价电子轨道3d54s2，根据泡利原理和洪特规则，3d能级上5个电子分占不同的3d轨道，且自旋平行，4s能级上2个电子占据同一轨道，自旋相反，D符合题意；
故选 D。
13．B
【分析】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且均不大于20，由四种元素形成的一种食品添加剂Q的结构可知，X形成2个共价键，X应为O；W只形成1个共价键，W为H；W与Y原子的最外层电子数之和等于X原子的最外层电子数，Y的最外层电子数为6-1=5，结合原子序数可知Y为P；Z可失去2个电子变为带2个单位正电荷的离子，且原子序数大于Y，则Z为Ca。
【详解】A． W为H、X为O、Y为P、Z为Ca，同周期从左向右原子半径减小、同主族从上到下原子半径增大，则原子半径：W＜X＜Y＜Z，故A正确；
B． Q中Y(P)、W(H)不满足8电子稳定结构，故B错误；
C．W与Z可以形成离子化合物为CaH2，可与H2O反应生成还原性气体氢气，故C正确；
D．X与Y形成的化合物为五氧化二磷时，具有吸水性，但生成酸不能用于干燥NH3，故D正确；
故选B。
14．C
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种单质是天然存在的最坚硬矿物质，则X是C元素；Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，则Z核外电子排布是2、6，故Z是O元素，Y的原子序数介于6、8之间，所以Y是N元素；W基态原子的价电子排布为3d64s2，则W是26号Fe元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。
【详解】根据上述分析可知X是C，Y是N，Z是O，W是Fe元素。
A．X是C，Y是N，Z是O，它们是同一周期元素。同一周期元素，原子序数越大，原子半径越小，所以原子半径大小关系为：X＞Y＞Z，A错误；
B．一般情况下同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，但当元素处于第IIA、第VA的全充满、半充满的温度状态时，其第一电离能大于同一周期相邻元素，所以元素的第一电离能：Y＞Z＞X，B错误；
C．X是C，Y是N，它们形成的简单气态氢化物分别是CH4、NH3，CH4是正四面体结构，键角是109°28′，NH3是三角锥形，键角是107°18′，故键角：X＞Y，C正确；
D．Fe2+是Fe原子失去最外层的2个电子形成的，其价电子轨道表示式为： ，D错误；
故合理选项是C。
15．A
【详解】A．镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态，A正确；
B．基态Se的价电子排布式：，B错误；
C．基态Be的价电子排布式：，则基态铍原子最外层电子的电子云图轮廓为球形，C错误；
D．原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子由基态跃迁到激发态，或由激发态跃迁到基态，都会产生原子光谱，D错误。
故选A。
16．(1)B
(2) b d
(3) d 球形 3d24s2
(4)Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，而3d全满能量更低结构更稳定，所以Fe3+比Fe2+更稳定，Fe2+更易被氧化为Fe3+
(5)小于
【分析】(1)
激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道，以光的形式释放出能量，属于发射光谱，故答案为：B；
(2)
ａ．1s22s22p43s13px13py13pz1即2个2p上的电子跃迁到3p上，1个3s的电子跃迁到3p上，b．1s22s22p33s23px13py13pz1是2p上的3个电子跃迁到3p上，c．1s22s22p63s13px1为3s上的1个电子跃迁到3p上，d．1s22s22p63s2为基态原子，故能量最高的为b，最低为d，故答案为：b；d；
(3)
已知Ti是22号元素，故其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，电子最后进入3d能级，故Ti原子位于元素周期表中的d区，最高能层为第4层，即4s电子，s能级的电子云轮廓形状为球形，其价电子排布式为3d24s2，与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的即Cr，其的基态原子的外围电子排布图为：，故答案为：d；球形；3d24s2；；
(4)
由于Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，而3d全满能量更低结构更稳定，所以Fe3+比Fe2+更稳定，Fe2+更易被氧化为Fe3+，导致Fe2+易被氧化成Fe3+，故答案为：Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，而3d半充满能量更低结构更稳定，所以Fe3+比Fe2+更稳定，Fe2+更易被氧化为Fe3+；
(5)
当原子核外电子排布的电子层数相同时，核外电子数越多则有效核电荷数越少，对应的微粒半径越大，故Fe3+的核外电子数比Fe2+少，故离子半径大小关系为Fe3+小于Fe2+，故答案为：＜。
17． 的价电子排布式为，能级为半充满状态，能量低，结构稳定 共价化合物
【分析】X、Y、Z、M、Q、R均为前四周期元素，且原子序数依次增大，X元素原子核外有6种不同运动状态的电子，则X为C元素；Y元素的基态原子中s电子总数与p电子总数相等，则核外电子排布式为，则Y为Ｏ元素；元素的原子半径在同周期元素中最大且乙元素应该在第三周期，则Z为Na元素；M原子的第四电离能剧增，则M为元素；Q元素的基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，则p轨道上有5个电子，则Q为Cl元素；R元素的基态原子核外有7个能级上有电子且能量最高的能级上有6个电子，核外电子排布为，则R为Fe元素。
【详解】(1)氯元素的原子序数为17，最外层有7个电子， 价电子轨道表示式为，故答案为： ;
(2)同周期元素，从左到右原子半径依次减小，同主族元素，从上到下原子半径依次增大,则C、O、Na、Al的原子半径由小到大的顺序为，故答案为：；
(3)铁元素的原子序数为26,铁离子的价电子排布式为，亚铁离子的价电子排布式为，铁离子的3d能级为半充满状态，能量低，结构稳定，则铁离子比亚铁离子稳定,故答案为：的价电子排布式为，能级为半充满状态，能量低，结构稳定；
(4) 短周期元素Be与元素Al在周期表中的位置呈现对角线关系，则元素T为Be；成键原子电负性差在1.7以上形成离子键，1.7以下形成共价键，氯元素和铝元素的电负性的差为1.5，小于1.7，则氯元素和铝元素形成的化合物为共价化合物，故答案为：Be；共价化合物。
18． A N 球形 同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 原子的轨道为半充满状态相对稳定，故不易结合一个电子 (或) O Mn
【详解】(1)紫色对应的波长在，因此A项正确；基态原子的价层电子排布式为，故其核外电子占据最高能层的符号是；最后一个电子填充在轨道(能级)上，其电子云轮廓图为球形；故答案为：A；N；球形；
(2)原子位于第二周期第VA族，价电子是最外层电子，依据泡利不相容原理和洪特规则可知其电子轨道表示式为；根据题图可知，由至(除外)，元素的第一电子亲和能逐渐增大，同周期元素从左向右随着核电荷数增大，原子半径逐渐减小，结合一个电子释放的能量依次增大；的轨道为半充满状态，相对稳定，故不易结合一个电子；故答案为：；同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；原子的轨道为半充满状态相对稳定，故不易结合一个电子；
(3)为27号元素，基态原子核外电子排布式为或；是活泼金属元素，第一电离能较小，而是较活泼的非金属元素，第一电离能较大，故第电离能；的基态原子核外电子排布式为，轨道中有5个未成对电子，而的基态原子核外电子排布式为，轨道中有2个未成对电子，和的基态原子核外未成对电子数较多的是；故答案为：(或)；O；Mn。
19． 第四周期，第VⅢ族 ＞ 6NaCN+FeSO4+CaCl2＝Na4[Fe(CN)6]+CaSO4↓+2NaCl 除去Ca2+ CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O 相同温度下，K4[Fe(CN)6]的溶解度小于Na4[Fe(CN)6] 乙醇 2CN﹣+12OH﹣﹣10e﹣＝2CO+N2+6H2O 负极材料的活泼性 氧气的浓度等
【分析】NaCN中加入FeSO4和过量CaCl2，制得Na4[Fe(CN)6]悬浊液，过滤除去滤渣CaSO4，再加入Na2CO3溶液除去过量的Ca2＋，溶液中加入KCl溶液，根据溶解度的不同，生成目标产物K4[Fe(CN)6]的沉淀，过滤洗涤干燥得黄血盐。
【详解】(1)26号元素铁的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，有4个电子层，族序数等于周期表中的列序数，位于第四周期第ⅤⅢ族，故答案为：第四周期，第ⅤⅢ族；
(2)根据电离常数得知HCN为弱酸，弱酸强碱盐中弱酸根CN−水解：CN−＋H2O⇌HCN＋OH−，溶液显碱性，所以NaCN溶液的pH>7；根据反应器中加入物质的质量守恒写出化学方程式：6NaCN+FeSO4+CaCl2＝Na4[Fe(CN)6]+CaSO4↓+2NaCl；故答案为：>；6NaCN+FeSO4+CaCl2＝Na4[Fe(CN)6]+CaSO4↓+2NaCl；
(3)开始时加入了过量的CaCl2，Ca2＋干扰K4[Fe(CN)6]的生成，加入Na2CO3溶液发生的反应为：Ca2＋＋CO＝CaCO3↓；CaCO3沉淀堆积在底部，为防止滤渣堵塞除杂装置，需经常用稀盐酸溶液进行清洗，根据复分解反应写出化学反应的离子方程式：CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O；故答案为：除去Ca2＋；CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O；
(4)加入KCl溶液与转化罐中的Na4[Fe(CN)6]生成K4[Fe(CN)6]，且反应类型是复分解反应，根据质量守恒写出反应方程式：Na4[Fe(CN)6]＋KCl＝K4[Fe(CN)6]＋NaCl，该反应之所以发生是因为符合复分解反应的条件之一：有沉淀生成，即相同温度下，K4[Fe(CN)6]的溶解度小于Na4[Fe(CN)6]；K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)俗称“黄血盐”，可溶于水，不溶于乙醇，为了减少黄血盐的损失，提高产率，所以用乙醇洗涤；故答案为：相同温度下，K4[Fe(CN)6]的溶解度小于Na4[Fe(CN)6]；乙醇；
(5)①CN−中的−3价N元素化合价升高生成0价的N2，CN−中的＋2价的C元素化合价升高生成＋4价的CO中的C元素，根据质量守恒和电子转移守恒写出电极反应为：2CN﹣+12OH﹣﹣10e﹣＝2CO+N2+6H2O；故答案为：2CN﹣+12OH﹣﹣10e﹣＝2CO+N2+6H2O；
②根据表格读出其中的3个影响因素：负极材料的活泼性越强，电流计读数越大；NaCl溶液的浓度越大，电流计读数越大；氧气的浓度越浓，电流计读数越大；所以电化学法处理CN−时，影响处理速率的因素有：负极材料的活泼性；NaCl溶液的浓度；氧气的浓度；故答案为：负极材料的活泼性；NaCl溶液的浓度；氧气的浓度(任选其中两项即可)。
20．(1) H 1s22s22p63s23p63d54s1
(2)9
(3)K、Cu
(4)N>C>H
(5)+2
【分析】根据题目信息，X、Y、Z、R、Q元素的原子序数依次增大，且分布于前四周期的各周期中，故X位于第一周期，X基态原子只有一种形状电子云且易形成共价键，则X是氢；Y基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，为第6号元素碳；Z与Y同周期，且第一电离能高于同周期相邻元素，则Z是氮；R位于第三周期，是同周期电负性最大元素，则R是氯；Q位于第四周期，未成对电子数最多，则价层电子的排布式为3d54s1，为第24号元素铬。
【详解】（1）X是氢，元素符号为H，Q是第24号铬元素，基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1。
（2）R是第17号元素氯，基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p5，s能级各有1个轨道，p能级各有3个轨道，共9个原子轨道。
（3）Q最外层电子排布为4s1，第四周期最外层电子数与之相同的基态原子的简化电子排布为：[Ar]4s1、[Ar]3d104s1，分别是第19号钾元素和第29号铜元素。
（4）Y、Z同周期，分别是碳和氮，电负性大小为N>C，X是氢，与Y、Z形成的简单化合NH3、CH4中，H显+1价，因此电负性比N、C都小，故三者电负性大小顺序为N>C>H。
（5）该化合物为，H电负性比C小，化合价为+1价，N电负性比C大，化合价为-3价，根据分子化合价之和为0，可计得C的化合价为+2价。
21．(1) 3 哑铃
(2) Ⅶ B d 1s2 2s2 2p63s2 3p63d54s2 (或[Ar]3d54s2)
(3)泡利不相容原理
(4)
(5) 焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量
【分析】A、B、C为短周期主族元素，D、E为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素的核外电子数和电子层数相等，则A为H元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，则其原子核外电子排布式为1s22s22p3，故B为N元素；C元素第三电离能剧增，则C元素原子最外层有2个电子，原子序数大于氮，故C为Mg；D是前四周期中电负性最小的元素，则D为K元素；E在周期表的第七列，则E为Mn。
【详解】（1）B元素为N元素，基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，能量最高的电子为2p能级电子，其电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道呈哑铃形，故答案为：3；哑铃；
（2）E为Mn元素，Mn位于第四周期第七列，即处于周期表中第四周期第VII B族，属于d区元素，基态Mn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2 (或[Ar]3d54s2)，故答案为：ⅦB；d；1s22s22p63s23p63d54s2 (或[Ar]3d54s2)；
（3）由图可知，该同学所画的电子排布图3s轨道2个电子自旋方向相同，因此该同学所画的电子排布图违背了泡利不相容原理，故答案为：泡利不相容原理；
（4）NH5为离子化合物，由与H-构成，其电子式为，故答案为：；
（5）D元素为K元素，检验钾元素的方法是焰色反应，产生此现象的原因是：基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能级或基态时，以光的形式释放能量，故答案为：焰色反应；当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．对应下列叙述的微粒M和N，肯定属于同主族元素且化学性质相似的是
A．原子核外电子排布式：M为1s22s2，N为1s2
B．结构示意图：M为 ，N为
C．M原子基态2p轨道上有一对成对电子，N原子基态3p轨道上有一对成对电子
D．M原子基态2p轨道上有1个未成对电子，N原子基态3p轨道上有1个未成对电子
2．下列说法中，错误的是
A．第二电离能是气态基态+1价阳离子失去一个电子所需要的最小能量
B．硫的第一电离能比磷的第一电离能小
C．在所有元素中，氟的第一电离能最大
D．某元素的第一电离能越小，表示在气态时该元素的原子越容易失去电子
3．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·ml-1。请根据下表数据判断下列说法中错误的是
A．元素X的常见化合价是+1价B．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
C．元素Y是第IIIA族元素D．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应
4．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是
A．原子的价电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素
B．基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素
C．原子的价电子排布式为(n-1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第ⅧB族
D．基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
5．核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是1s22s22p63s23p6。下列说法中正确的是
A．两粒子的1s能级上电子的能量相同
B．两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C．两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
D．两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同
6．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ·ml-1)，判断下列说法不正确的是
A．元素的电负性最大的可能是Q元素
B．R和S均可能与U在同一主族
C．U元素可能在元素周期表的s区
D．原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素
7．著名的观赏石-崂山璐石主要成分可表示为，其中W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素，W没有未成对电子，Z的最高正价与最低负价的代数和为0.下列说法错误的是
A．Y的离子半径在同周期元素中最小
B．Z在它的简单氢化物中显负价
C．W、Y、Z的最高价氧化物的水化物都属于弱电解质
D．三种元素的电负性由大到小的顺序为Z>Y>W
8．短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，X是宇宙中含量最多的元素，Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍。Z和R同主族，向100mLX2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体，溶液pH与RZ2体积(标况)的关系如图。下列说法错误的是
A．上述X2R溶液的浓度为0.3ml•L-1(忽略溶液体积变化)
B．室温下，Y的氢化物可能为固体
C．由X、Y、Z三种元素组成的化合物均是共价化合物
D．RZ2分别通入到Ba(NO3)2和BaCl2溶液中，均会产生沉淀
9．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们原子的最外层电子数之和为18，X最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z的单质晶体是应用广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法不正确的是
A．X、W都能与Y形成离子化合物B．W的简单阴离子能促进水电离
C．原子半径：r(W)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)D．最高价氧化物对应水化物的酸性：W＞Z
10．五种前四周期的元素X、Y、Z、Q、T。已知X元素基态原子的M层有6种运动状态不同的电子；Y元素的价阳离子的3d能级半充满，基态Z原子的L层p能级有一个空轨道；Q原子的L电子层的p能级只有一对成对电子；基态T原子的M电子层上p轨道半充满。下列说法不正确的是
A．若M是在X下一周期且与X同主族的元素，则M原子的简化电子排布式是
B．若X、T、Z的最高价的氧化物对应的水化物分别为u、v、w，则酸性为：
C．X、Y、T三种元素第一电离能的大小次序是：
D．元素Q与另四种元素形成的二元化合物均不止一种
11．一种可用作半导体掺杂源的化合物的结构式如图所示。已知W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，Z的最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法中正确的是
A．原子半径：Z>Y>X>W
B．X、Y的最高价含氧酸均为强酸
C．W和Y能形成多种原子个数比为1∶1的化合物
D．除W原子外，分子中的其他原子均满足8电子稳定结构
12．在核电荷数为25的的价层电子排布中，处于基态的是
A．B．
C．D．
13．主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且均不大于20，W与Y原子的最外层电子数之和等于X原子的最外层电子数。四种元素形成的一种食品添加剂Q的结构如图所示。下列说法不正确的是
A．原子半径：W＜X＜Y＜Z
B．Q中所有原子均满足8电子稳定结构
C．ZW2可与W2X反应生成还原性气体
D．X与Y形成的最高价化合物不能用于干燥NH3
14．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种单质是天然存在的最坚硬矿物质，Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，W基态原子的价电子排布为3d64s2。下列说法正确的是
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．元素的第一电离能：Z＞Y＞X
C．X、Y最简单气态氢化物分子的键角：X＞Y
D．W2＋价电子轨道表示式：
15．下列化学用语表述正确的是
A．镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态
B．基态Se的价电子排布式：
C．基态铍原子最外层电子的电子云图为：
D．电子仅在激发态跃进到基态时才会产生原子光谱
二、结构与性质
16．Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素的研究一直在进行中，其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题：
(1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种_______(填字母)。
A．吸收光谱 B．发射光谱
(2)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是_______，能量最低的是_______(填序号)。
ａ．1s22s22p43s13px13py13pz1 b．1s22s22p33s23px13py13pz1
c．1s22s22p63s13px1 d．1s22s22p63s2
(3)Ti原子位于元素周期表中的_______区，最高能层电子的电子云轮廓形状为_______，其价电子排布式为_______。与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的的基态原子的外围电子排布图_______。
(4)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3+，从结构角度来看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是_______。
(5)Fe3+与Fe2+的离子半径大小关系为Fe3+_______Fe2+(填“大于”或“小于”)
17．X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期的元素，且原子序数依次增大，其相关信息如表所示：
请回答下列问题。
(1)请写出元素Q的基态原子的价电子轨道表示式：______。
(2)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由小到大的顺序是______(用元素符号表示)。
(3)元素R可形成和，其中较稳定的是，原因是______。
(4)短周期元素T与元素M在周期表中的位置呈现对角线关系，则元素T为______(填元素符号)；已知元素T、Q的电负性分别为1.5和3.0，则它们形成的化合物是______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
18．(1)元素的焰色试验呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_____________。
A．404.4 B．553.5 C．589.2 D．670.8 E．766.5
基态原子中核外电子占据最高能层的符号是_______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。
(2)氮原子价层电子的轨道表示式(电子排布图)为_____________。
元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能．第二周期部分元素的变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的自左而右依次增大的原因是________；氮元素的呈现异常的原因是_______
(3)基态原子核外电子排布式为_________．元素与中，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_______。
三、工业流程题
19．K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)俗称“黄血盐”，可溶于水，不溶于乙醇，是食盐的一种抗结剂。某小组以NaCN溶液为主要原料制备黄血盐的流程如图1：
回答下列问题：
(1)Fe的原子序数是26，它在元素周期表中的位置是_____。
(2)常温下，HCN的电离常数Ka＝5×10﹣10，则NaCN溶液的pH_____7(填“＞”或“＜”)。“反应器”中所发生反应的化学方程式为_____。
(3)流程中加入Na2CO3溶液的目的是_____，为防止滤渣堵塞除杂装置，需经常用稀盐酸溶液进行清洗，清洗时发生反应的离子方程式是_____。
(4)转化罐中生成K4[Fe(CN)6]的反应类型是复分解反应，该反应发生的原理为_____，过滤后洗涤K4[Fe(CN)6]所使用的试剂是_____。
(5)CN﹣会造成水体污染，该小组采用图2装置模拟电化学法处理CN﹣(N的价态为﹣3)，有关结果见表
①若乙池中石墨(Ⅰ)极能得到N2和CO，其电极反应式为_____。
②该实验表明电化学法处理CN﹣时，影响处理速率的因素有_____、_____(填写两项即可)
四、元素或物质推断题
20．X、Y、Z、R、Q是元素周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下：X原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；Y的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；Z与Y同周期，其第一电离能高于同周期与之相邻的元素；R元素的电负性在同周期元素中最大；Q元素的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。据此，请回答下列问题。
(1)写出X的元素符号______，基态Q原子的电子排布式______。
(2)R元素的基态原子核外电子共占据______个原子轨道？
(3)与Q同周期的元素的基态原子中最外层电子数与Q原子相同的元素有______？
(4)将X、Y、Z三种元素按电负性由大到小的顺序排列______ (用元素符号表示)。
(5)已知X、Y、Z组成的一种物质的结构式为，尝试推断该物质中Y元素的化合价______。
21．现有五种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D、E为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
(1)B元素基态原子中能量最高的电子的电子云在空间有_______个伸展方向，原子轨道呈_______形。
(2)E位于第_______族、_______区，该元素原子的核外电子排布式为_______。
(3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的电子排布图为 ， 该同学所画的电子排布图违背了_______。
(4)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：_______。
(5)检验D元素的方法是_______，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：_______。
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
元素代号
相关信息
X
原子核外有6种不同运动状态的电子
Y
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
Z
原子半径在同周期元素中最大
M
第一至第六电离能()依次为578、1817、2745、11575、14830、18376
Q
基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
R
基态原子核外有7个能级上有电子且能量最高的能级上有6个电子
实验
序号
电极
(X)
NaCl溶液
浓度(ml/L)
甲中石墨表
面通入气体
电流计读数
(A)
1
Fe
0.1
空气
Ⅰ
2
Al
0.1
空气
1.5Ⅰ
3
Fe
0.1
O2
2Ⅰ
4
Al
0.5
空气
1.6Ⅰ
A元素的核外电子数和电子层数相等
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素的第一至第四电离能如下：
I1 = 738 kJ·ml-1 I2= 1451 kJ·ml-1 I3 = 7733 kJ·ml-1 I4 = 10540 kJ·ml-1
D是前四周期中电负性最小的元素
E在周期表的第七列
参考答案：
1．C
【详解】A．原子核外电子排布式：M为1s22s2，在ⅡA族，N为1s2在0族，A项不符合题意；
B．结构示意图：M为，是Ne原子，N为，是钠离子，不在同族，B项不符合题意；
C．M原子基态2p轨道上有一对成对电子，为O原子，N原子基态3p轨道上有一对成对电子，为S原子，属于同族元素，化学性质相似，C项符合题意；
D．M原子基态2p轨道上有1个未成对电子，可能是B原子，也可能是F原子，N原子基态3p轨道上有1个未成对电子有可能是Al或Cl原子，D项不符合题意；
答案选C。
2．C
【详解】A． 第二电离能是由+1价气态阳离子再失去一个电子形成+2价气态阳离子时所需的能量，故A正确；
B． 第三周期中P的外围电子排布为：3s23p3半满稳定，所以元素P的第一电离能比元素S的第一电离能大，故B正确；
C．同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，同一族中元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以所有元素中，第一电离能最大的元素是He元素，故C错误；
D．电离能可以表示气态原子失去电子的难易程度，电离能越小，表示越容易失去电子，故D正确；
故选C。
3．D
【详解】A．根据表格可知I1和I2之间差距较大，故X常见化合价为+1价，A正确；
B．X常见化合价为+1价，元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl，B正确；
C．根据表格，Y的I3和I4差距较大，故Y的常见化合价为+3价，是第IIIA族元素，C正确；
D．若元素Y处于第三周期，则Y为Al，不可与冷水剧烈反应，D错误；
故选D。
4．B
【详解】A．原子的价电子排布式为ns2np6的元素是0族元素，A错误；
B．根据能量最低原理，基态原子的p能级上有5个电子的元素，同层的s能级已经排满，则一定是第ⅦA族元素，B正确；
C．原子的价电子排布式为(n-1)d6～8ns2的元素在周期表的第8、9、10三列，一定位于第Ⅷ族，C错误；
D．基态原子的N层上只有1个电子的元素，有K、Cr、Cu等，Cr、Cu是过渡元素，D错误；
故选B。
5．C
【详解】A．Ar与S2-的原子核电荷数不同，1s能级上电子的能量不相同，A错误；
B．Ar与S2-的原子核电荷数不同，半径不同，3p能级上电子离核的距离不相同，B错误；
C．Ar与S2-的原子核电荷数不同，电子跃迁产生的光谱都不相同，C正确；
D．Ar与S2-的原子核电荷数不同，化学性质不相同，D错误；
故选C。
6．B
【详解】A．由表中数据可知，Q元素的第一电离能最大，非金属性强，所以元素的电负性最大，A项正确；
B．根据第一电离能的数据可知，R的最外电子层应该有1个电子，S的最外电子层应该有2个电子，不属于同一主族的元素，故B错误；
C．U的最外电子层有1个电子，可能属于s区元素，故C正确；
D．T元素最外层有3个电子，价电子排布可能是ns2np1，故D正确；
选B。
7．B
【分析】由题干信息可知，W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素，W没有未成对电子，Z的最高正价与最低负价的代数和为0，故W为Mg，Z为Si，则Y为Al，据此分析解题。
【详解】A．根据上述分析可知，Y是Al，Y的离子即Al3+半径是第三周期元素中最小的，故A正确；
B．根据上述分析可知，Z为Si，Si的简单氢化物即SiH4，硅显正价，故B错误；
C．根据上述分析可知，W、Y、Z的最高价氧化物的水化物即Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3都属于弱电解质，故C正确；
D．同一周期从左往右元素的电负性依次增大，故三种元素的电负性由大到小的顺序为Z＞Y＞W，故D正确；
故答案：B。
8．D
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，X是宇宙中含量最多的元素，X为H，Y原子最外层电子数等于内层电子数的2倍，Y为C，向100 mL X2R的水溶液中缓缓通入RZ2气体，溶液pH与RZ2体积关系如图，则说明是H2S通入SO2，则Z为O，R为S。
【详解】A. 根据2H2S + SO2 = 3S↓+ 2H2O，加入SO2气体体积336mL即0.015ml，溶液pH =7，即消耗H2S 物质的量为0.03ml，因此X2R溶液的浓度为，选项A正确；
B. 室温下，Y的氢化物烃若碳原子数较多则可能为固体，选项B正确；
C. H、C、O三种元素形成的化合物，均是共价化合物，选项C正确；
D. SO2通入到BaCl2溶液中没有沉淀生成，SO2通入到Ba(NO3)2溶液中生成硫酸钡沉淀，选项D错误。
答案选D。
9．C
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大短周期主族元素，X最外层电子数是次外层电子数的3倍，则X为O元素，Z的单质晶体是应用广泛的半导体材料，则Z为Si元素，W与X位于同一主族，则W为S元素，又它们原子的最外层电子数之和为18，可知Y的最外层电子数为18-6-6-4=2，则Y为Be元素，据此分析解答。
【详解】A．Y为Be，是金属元素，可以与O、S形成离子化合物，A正确；
B．W为S，其简单阴离子S2-会水解，进而促进水的电离，B正确；
C．同周期元素，原子半径从左至右依次减小，同主族元素自上而下原子半径依次增大，因此原子半径：r(Si)＞r(S)＞r(Be)＞r(O)，C错误；
D．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性S＞Si，则酸性H2SO4＞H2SiO3，D正确；
答案选C。
10．A
【分析】已知X元素基态原子的M层有6种运动状态不同的电子，即M层有6个电子，K、L层都排满，即X为16号元素，则X为S；Y的三价阳离子的3d能级为半充满状态，则Y为26号元素Fe；基态Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，电子排布为1s22s22p2，Z为C；Q原子的L电子层的P能级上只有一对成对电子，电子排布为1s22s22p4，Q为O；基态T原子的M电子层上p轨道半充满，电子排布为1s22s22p63s23p3，T为P；
【详解】结合分析可知，X为S，Y为Fe，Z为C，Q为O，T为P元素，
A．X为S，M是在X下一周期且与X同主族的元素，则M为Se原子，简化电子排布式是，故A错误；
B．若X、T、Z的最高价的氧化物对应的水化物分别为u、v、w，u、v、w分别为硫酸、磷酸、碳酸，酸性：硫酸>磷酸>碳酸，则酸性为：，故B正确；
C．P的3p轨道电子处于半满稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能T＞X＞Y，故C正确；
D．Q为O，与另四种元素形成的二元化合物分别有：SO2、SO3，FeO、Fe2O3，CO、CO2，P2O3、P2O5，都不止一种，故D正确；
故选：A。
11．C
【分析】根据Z的最外层电子数是其内层电子数的3倍可知，Z为O，又W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素和根据所形成物质的结构可得W、Ⅹ、Y分别为H、B、C。
【详解】A．原子半径：B>C>O>H，A项错误；
B．硼酸和碳酸均为弱酸，B项错误；
C．乙炔、苯、苯乙烯中的H原子与C原子的个数比均为1∶1，C项正确；
D．H原子形成1个共价键，最外层电子数为2，B原子形成3个共价键，最外层电子数为6，二者均不满足8电子稳定结构，D项错误；
故选C。
12．D
【详解】锰为25号元素，基态锰原子核外电子排布式为1s2 2s22p63s23p63d54s2，则价电子轨道3d54s2，根据泡利原理和洪特规则，3d能级上5个电子分占不同的3d轨道，且自旋平行，4s能级上2个电子占据同一轨道，自旋相反，D符合题意；
故选 D。
13．B
【分析】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且均不大于20，由四种元素形成的一种食品添加剂Q的结构可知，X形成2个共价键，X应为O；W只形成1个共价键，W为H；W与Y原子的最外层电子数之和等于X原子的最外层电子数，Y的最外层电子数为6-1=5，结合原子序数可知Y为P；Z可失去2个电子变为带2个单位正电荷的离子，且原子序数大于Y，则Z为Ca。
【详解】A． W为H、X为O、Y为P、Z为Ca，同周期从左向右原子半径减小、同主族从上到下原子半径增大，则原子半径：W＜X＜Y＜Z，故A正确；
B． Q中Y(P)、W(H)不满足8电子稳定结构，故B错误；
C．W与Z可以形成离子化合物为CaH2，可与H2O反应生成还原性气体氢气，故C正确；
D．X与Y形成的化合物为五氧化二磷时，具有吸水性，但生成酸不能用于干燥NH3，故D正确；
故选B。
14．C
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种单质是天然存在的最坚硬矿物质，则X是C元素；Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，则Z核外电子排布是2、6，故Z是O元素，Y的原子序数介于6、8之间，所以Y是N元素；W基态原子的价电子排布为3d64s2，则W是26号Fe元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。
【详解】根据上述分析可知X是C，Y是N，Z是O，W是Fe元素。
A．X是C，Y是N，Z是O，它们是同一周期元素。同一周期元素，原子序数越大，原子半径越小，所以原子半径大小关系为：X＞Y＞Z，A错误；
B．一般情况下同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，但当元素处于第IIA、第VA的全充满、半充满的温度状态时，其第一电离能大于同一周期相邻元素，所以元素的第一电离能：Y＞Z＞X，B错误；
C．X是C，Y是N，它们形成的简单气态氢化物分别是CH4、NH3，CH4是正四面体结构，键角是109°28′，NH3是三角锥形，键角是107°18′，故键角：X＞Y，C正确；
D．Fe2+是Fe原子失去最外层的2个电子形成的，其价电子轨道表示式为： ，D错误；
故合理选项是C。
15．A
【详解】A．镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态，A正确；
B．基态Se的价电子排布式：，B错误；
C．基态Be的价电子排布式：，则基态铍原子最外层电子的电子云图轮廓为球形，C错误；
D．原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子由基态跃迁到激发态，或由激发态跃迁到基态，都会产生原子光谱，D错误。
故选A。
16．(1)B
(2) b d
(3) d 球形 3d24s2
(4)Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，而3d全满能量更低结构更稳定，所以Fe3+比Fe2+更稳定，Fe2+更易被氧化为Fe3+
(5)小于
【分析】(1)
激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道，以光的形式释放出能量，属于发射光谱，故答案为：B；
(2)
ａ．1s22s22p43s13px13py13pz1即2个2p上的电子跃迁到3p上，1个3s的电子跃迁到3p上，b．1s22s22p33s23px13py13pz1是2p上的3个电子跃迁到3p上，c．1s22s22p63s13px1为3s上的1个电子跃迁到3p上，d．1s22s22p63s2为基态原子，故能量最高的为b，最低为d，故答案为：b；d；
(3)
已知Ti是22号元素，故其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，电子最后进入3d能级，故Ti原子位于元素周期表中的d区，最高能层为第4层，即4s电子，s能级的电子云轮廓形状为球形，其价电子排布式为3d24s2，与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的即Cr，其的基态原子的外围电子排布图为：，故答案为：d；球形；3d24s2；；
(4)
由于Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，而3d全满能量更低结构更稳定，所以Fe3+比Fe2+更稳定，Fe2+更易被氧化为Fe3+，导致Fe2+易被氧化成Fe3+，故答案为：Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，而3d半充满能量更低结构更稳定，所以Fe3+比Fe2+更稳定，Fe2+更易被氧化为Fe3+；
(5)
当原子核外电子排布的电子层数相同时，核外电子数越多则有效核电荷数越少，对应的微粒半径越大，故Fe3+的核外电子数比Fe2+少，故离子半径大小关系为Fe3+小于Fe2+，故答案为：＜。
17． 的价电子排布式为，能级为半充满状态，能量低，结构稳定 共价化合物
【分析】X、Y、Z、M、Q、R均为前四周期元素，且原子序数依次增大，X元素原子核外有6种不同运动状态的电子，则X为C元素；Y元素的基态原子中s电子总数与p电子总数相等，则核外电子排布式为，则Y为Ｏ元素；元素的原子半径在同周期元素中最大且乙元素应该在第三周期，则Z为Na元素；M原子的第四电离能剧增，则M为元素；Q元素的基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，则p轨道上有5个电子，则Q为Cl元素；R元素的基态原子核外有7个能级上有电子且能量最高的能级上有6个电子，核外电子排布为，则R为Fe元素。
【详解】(1)氯元素的原子序数为17，最外层有7个电子， 价电子轨道表示式为，故答案为： ;
(2)同周期元素，从左到右原子半径依次减小，同主族元素，从上到下原子半径依次增大,则C、O、Na、Al的原子半径由小到大的顺序为，故答案为：；
(3)铁元素的原子序数为26,铁离子的价电子排布式为，亚铁离子的价电子排布式为，铁离子的3d能级为半充满状态，能量低，结构稳定，则铁离子比亚铁离子稳定,故答案为：的价电子排布式为，能级为半充满状态，能量低，结构稳定；
(4) 短周期元素Be与元素Al在周期表中的位置呈现对角线关系，则元素T为Be；成键原子电负性差在1.7以上形成离子键，1.7以下形成共价键，氯元素和铝元素的电负性的差为1.5，小于1.7，则氯元素和铝元素形成的化合物为共价化合物，故答案为：Be；共价化合物。
18． A N 球形 同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 原子的轨道为半充满状态相对稳定，故不易结合一个电子 (或) O Mn
【详解】(1)紫色对应的波长在，因此A项正确；基态原子的价层电子排布式为，故其核外电子占据最高能层的符号是；最后一个电子填充在轨道(能级)上，其电子云轮廓图为球形；故答案为：A；N；球形；
(2)原子位于第二周期第VA族，价电子是最外层电子，依据泡利不相容原理和洪特规则可知其电子轨道表示式为；根据题图可知，由至(除外)，元素的第一电子亲和能逐渐增大，同周期元素从左向右随着核电荷数增大，原子半径逐渐减小，结合一个电子释放的能量依次增大；的轨道为半充满状态，相对稳定，故不易结合一个电子；故答案为：；同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；原子的轨道为半充满状态相对稳定，故不易结合一个电子；
(3)为27号元素，基态原子核外电子排布式为或；是活泼金属元素，第一电离能较小，而是较活泼的非金属元素，第一电离能较大，故第电离能；的基态原子核外电子排布式为，轨道中有5个未成对电子，而的基态原子核外电子排布式为，轨道中有2个未成对电子，和的基态原子核外未成对电子数较多的是；故答案为：(或)；O；Mn。
19． 第四周期，第VⅢ族 ＞ 6NaCN+FeSO4+CaCl2＝Na4[Fe(CN)6]+CaSO4↓+2NaCl 除去Ca2+ CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O 相同温度下，K4[Fe(CN)6]的溶解度小于Na4[Fe(CN)6] 乙醇 2CN﹣+12OH﹣﹣10e﹣＝2CO+N2+6H2O 负极材料的活泼性 氧气的浓度等
【分析】NaCN中加入FeSO4和过量CaCl2，制得Na4[Fe(CN)6]悬浊液，过滤除去滤渣CaSO4，再加入Na2CO3溶液除去过量的Ca2＋，溶液中加入KCl溶液，根据溶解度的不同，生成目标产物K4[Fe(CN)6]的沉淀，过滤洗涤干燥得黄血盐。
【详解】(1)26号元素铁的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，有4个电子层，族序数等于周期表中的列序数，位于第四周期第ⅤⅢ族，故答案为：第四周期，第ⅤⅢ族；
(2)根据电离常数得知HCN为弱酸，弱酸强碱盐中弱酸根CN−水解：CN−＋H2O⇌HCN＋OH−，溶液显碱性，所以NaCN溶液的pH>7；根据反应器中加入物质的质量守恒写出化学方程式：6NaCN+FeSO4+CaCl2＝Na4[Fe(CN)6]+CaSO4↓+2NaCl；故答案为：>；6NaCN+FeSO4+CaCl2＝Na4[Fe(CN)6]+CaSO4↓+2NaCl；
(3)开始时加入了过量的CaCl2，Ca2＋干扰K4[Fe(CN)6]的生成，加入Na2CO3溶液发生的反应为：Ca2＋＋CO＝CaCO3↓；CaCO3沉淀堆积在底部，为防止滤渣堵塞除杂装置，需经常用稀盐酸溶液进行清洗，根据复分解反应写出化学反应的离子方程式：CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O；故答案为：除去Ca2＋；CaCO3+2H+＝Ca2++CO2↑+H2O；
(4)加入KCl溶液与转化罐中的Na4[Fe(CN)6]生成K4[Fe(CN)6]，且反应类型是复分解反应，根据质量守恒写出反应方程式：Na4[Fe(CN)6]＋KCl＝K4[Fe(CN)6]＋NaCl，该反应之所以发生是因为符合复分解反应的条件之一：有沉淀生成，即相同温度下，K4[Fe(CN)6]的溶解度小于Na4[Fe(CN)6]；K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)俗称“黄血盐”，可溶于水，不溶于乙醇，为了减少黄血盐的损失，提高产率，所以用乙醇洗涤；故答案为：相同温度下，K4[Fe(CN)6]的溶解度小于Na4[Fe(CN)6]；乙醇；
(5)①CN−中的−3价N元素化合价升高生成0价的N2，CN−中的＋2价的C元素化合价升高生成＋4价的CO中的C元素，根据质量守恒和电子转移守恒写出电极反应为：2CN﹣+12OH﹣﹣10e﹣＝2CO+N2+6H2O；故答案为：2CN﹣+12OH﹣﹣10e﹣＝2CO+N2+6H2O；
②根据表格读出其中的3个影响因素：负极材料的活泼性越强，电流计读数越大；NaCl溶液的浓度越大，电流计读数越大；氧气的浓度越浓，电流计读数越大；所以电化学法处理CN−时，影响处理速率的因素有：负极材料的活泼性；NaCl溶液的浓度；氧气的浓度；故答案为：负极材料的活泼性；NaCl溶液的浓度；氧气的浓度(任选其中两项即可)。
20．(1) H 1s22s22p63s23p63d54s1
(2)9
(3)K、Cu
(4)N>C>H
(5)+2
【分析】根据题目信息，X、Y、Z、R、Q元素的原子序数依次增大，且分布于前四周期的各周期中，故X位于第一周期，X基态原子只有一种形状电子云且易形成共价键，则X是氢；Y基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，为第6号元素碳；Z与Y同周期，且第一电离能高于同周期相邻元素，则Z是氮；R位于第三周期，是同周期电负性最大元素，则R是氯；Q位于第四周期，未成对电子数最多，则价层电子的排布式为3d54s1，为第24号元素铬。
【详解】（1）X是氢，元素符号为H，Q是第24号铬元素，基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1。
（2）R是第17号元素氯，基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p5，s能级各有1个轨道，p能级各有3个轨道，共9个原子轨道。
（3）Q最外层电子排布为4s1，第四周期最外层电子数与之相同的基态原子的简化电子排布为：[Ar]4s1、[Ar]3d104s1，分别是第19号钾元素和第29号铜元素。
（4）Y、Z同周期，分别是碳和氮，电负性大小为N>C，X是氢，与Y、Z形成的简单化合NH3、CH4中，H显+1价，因此电负性比N、C都小，故三者电负性大小顺序为N>C>H。
（5）该化合物为，H电负性比C小，化合价为+1价，N电负性比C大，化合价为-3价，根据分子化合价之和为0，可计得C的化合价为+2价。
21．(1) 3 哑铃
(2) Ⅶ B d 1s2 2s2 2p63s2 3p63d54s2 (或[Ar]3d54s2)
(3)泡利不相容原理
(4)
(5) 焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量
【分析】A、B、C为短周期主族元素，D、E为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素的核外电子数和电子层数相等，则A为H元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，则其原子核外电子排布式为1s22s22p3，故B为N元素；C元素第三电离能剧增，则C元素原子最外层有2个电子，原子序数大于氮，故C为Mg；D是前四周期中电负性最小的元素，则D为K元素；E在周期表的第七列，则E为Mn。
【详解】（1）B元素为N元素，基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，能量最高的电子为2p能级电子，其电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道呈哑铃形，故答案为：3；哑铃；
（2）E为Mn元素，Mn位于第四周期第七列，即处于周期表中第四周期第VII B族，属于d区元素，基态Mn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2 (或[Ar]3d54s2)，故答案为：ⅦB；d；1s22s22p63s23p63d54s2 (或[Ar]3d54s2)；
（3）由图可知，该同学所画的电子排布图3s轨道2个电子自旋方向相同，因此该同学所画的电子排布图违背了泡利不相容原理，故答案为：泡利不相容原理；
（4）NH5为离子化合物，由与H-构成，其电子式为，故答案为：；
（5）D元素为K元素，检验钾元素的方法是焰色反应，产生此现象的原因是：基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能级或基态时，以光的形式释放能量，故答案为：焰色反应；当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量。
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