高中化学选修二第一章《原子结构与性质》知识点

一、选择题
1．《Nature》杂志评选出的2019年世界十大科技进展之一是我国科研人员发现用于“点击化学”的一种新化合物（如图所示），W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大，Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等，X、Z同主族。

下列说法正确的是
A．原子半径：r(Z)＞r(X)＞r(Y)
B．四种元素中，最高价含氧酸酸性最强的为Y
C．最简单氢化物的沸点W＞X
D．最简单氢化物的稳定性：W＞X＞Y
答案：A
解析：W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大，Y原子的最外层电子数与W 原子的核外电子总数相等，由图可知Y可形成1个共价键，W可形成3个共价键，可知Y 为F元素，W为N元素；X、Z同主族，且X可形成X=Z键，可知X最外层有6个电子，则X为O元素，Z为S元素，以此解答该题。

【详解】
由以上分析可知，W为N元素，X为O元素，Y为F元素，Z为S元素。

A．同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，同一主族元素其原子半径随着原子序数增大而增大，则原子半径：r(Z)＞r(X)＞r(Y)，故A正确；
B．F的非金属性最强，不存在最高价含氧酸，故B错误；
C．氨气和水分子之间都存在氢键，但水分子之间形成氢键更多，水的沸点更高，即最简单氢化物的沸点W＜X，故C错误；
D．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F＞O＞N，则气态氢化物的稳定性Y＞X＞W，故D错误；
故答案选A。

2．短周期元素甲、乙、丙、丁、戊、己、庚在周期表中的相对位置如图所示（甲不一定在丁、庚的连线上），戊、己分别是空气、地壳中含量最多的元素。

下列判断正确的是
（）
A．甲一定是金属元素
B．最简单气态氢化物的热稳定性：庚>已>戊
C．乙、丙、丁的最高价氧化物的水化物可以相互反应
D ．庚的最高价氧化物的水化物酸性最强
答案：B
解析：由短周期元素甲、乙、丙、丁、戊、己、庚在周期表中的相对位置如图 ( 甲不一定在丁、庚的连线上 ) ，戊、己分别是空气、地壳中含量最多的元素，则戊为N 元素，己为O 元素，结合位置可知，甲可能为H 或Li ，丁为C ，庚为F ，乙为Mg ，丙为Al 。

【详解】
A .根据信息可以推断甲为Li 或H ，A 错误；
B .非金属性强弱 ：F ＞Ｎ＞Ｏ，非金属元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，则简单气态氢化物的稳定性：庚 > 己 > 戊，B 正确；
C .乙、丙、丁的最高价氧化物的水化物分别为()2Mg OH 、()3Al OH 、23H CO ，这三者之间均不可以相互反应，C 错误；
D .庚为F ，没有最高价氧化物，D 错误； 答案选B 。

3．下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子强的是 ①还原性：Cl -＜S 2- ②HCl 的酸性比 H 2S 强 ③HCl 的稳定性比 H 2S 强 ④HCl 的还原性比 H 2S 强 ⑤HClO 的酸性比 H 2SO 4 强 ⑥Cl 2 能与 H 2S 反应生成 S
⑦ Cl 2 与铁反应生成 FeCl 3，而 S 与铁反应生成 FeS A ．③④⑤⑦ B ．②③⑥⑦ C ．①③⑥⑦ D ．①②③④⑤⑥⑦
答案：C 【详解】
①元素的非金属性越强，其简单阴离子的还原性越弱，还原性：Cl ﹣＜S 2﹣
，说明非金属性
Cl ＞S ，则得电子能力Cl ＞S ，①符合题意；
②HCl 的酸性比H 2S 强，说明HCl 电离程度大于硫化氢，与其非金属性强弱无关，②不符合题意；
③元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，HCl 的稳定性比H 2S 强，说明Cl 元素得电子能力大于S ，③符合题意；
④元素的非金属性Cl ＞S ，元素的非金属性越强，其氢化物的还原性就越弱，因此HCl 的还原性比H 2S 弱，④不符合题意；
⑤HClO 的酸性较弱，硫酸是强酸，所以次氯酸的酸性比H 2SO 4弱，⑤不符合题意； ⑥Cl 2能与H 2S 反应生成S ，说明氯气氧化性大于S ，则得电子能力Cl 大于S ，⑥符合题意；
⑦Cl 2与铁反应生成FeCl 3，而S 与铁反应生成FeS ，说明氯气氧化性大于S ，则得电子能力Cl 大于S ，⑦符合题意；
综上，①③⑥⑦符合题意，答案选C 。

4．X、Y代表两种非金属元素，下列不能说明非金属性X比Y强的是
A．Y的阴离子Y－的还原性强于X的阴离子X－
B．X的氢化物的水溶液的酸性比Y的氢化物的水溶液的酸性强
C．X的单质X2能将Y的阴离子Y－氧化成Y2
D．X、Y的单质分别与Fe化合，产物中前者Fe为＋3价，后者Fe为＋2价
答案：B
【详解】
A、元素的非金属越强，形成阴离子的还原性越弱， Y－的还原性强于X－，非金属性：X＞Y，能说明非金属性X比Y强，错误；
B、元素的非金属越强，最高价氧化物水化物的酸性越强，不能通过比较气态氢化物水溶液的酸性判断非金属性强弱，正确；
C、X的单质X2能将Y的阴离子Y－氧化成Y2，氧化性：X2＞Y2，非金属性：X＞Y，能说明非金属性X比Y强，错误；
D．X、Y的单质分别与Fe化合，产物中前者Fe为＋3价，后者Fe为＋2价，X的得电子能力比Y强，能说明非金属性X比Y强，错误。

5．下列电子排布式或轨道表示式正确的是
A．C原子的轨道表示式：
B．Ca原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2
C．N原子的轨道表示式：
D．Br－的电子排布式[Ar] 3d104s24p6
答案：D
【详解】
A、2p上的两个电子不符合洪特规则，两个电子应分别占据2p的两个能量相近的轨道，且自旋方向相同，正确的应是，A错误。

B、4s能级的能量小于3d能级的能量，所以最后两个电子应排在4s上，正确的应为
1s22s22p63s23p64s2，B错误。

C、根据泡利不相容规律可知：同一轨道上的两个电子自旋方向相反，正确的应是
，C错误。

D、Br－核外有36个电子，按照电子排布规律，其电子排布式为[Ar] 3d104s24p6，D正确。

正确答案为D
【点睛】
核外电子排布规律主要有三点：最低能量原理（电子在原子核外排布时，要尽可能使电子的能量最低，电子先排能级低的轨道，然后再排能级高的轨道）、泡利不相容原理（每一
个轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子）和洪特规则（电子在原子核外排布时，将尽可能分占不同的轨道，还要考虑全充满、半充满、全空的稳定情况）。

6．随着核电荷数的增多，卤族元素性质递变正确的是()
①单质颜色加深
②单质沸点升高
③单质氧化性增强
④离子半径增大
⑤气态氢化物稳定性增强
⑥卤化氢水溶液的酸性增强
A．①②③B．④⑤⑥C．①②④⑥D．①②③④⑤⑥
答案：C
【详解】
①氟单质呈浅黄绿色、氯气为黄绿色、溴为红棕色、碘为紫黑色，故单质颜色加深，正确；
②单质从气态经液态到固态，故沸点升高，正确；
③非金属性从氟到碘递减、故单质氧化性递减，错误；
④核电荷数递增、电子层数逐渐增多，离子半径增大，正确；
⑤非金属性从氟到碘递减、气态氢化物稳定性递减，错误；
⑥从氟到碘、随着原子半径的增加，卤化氢电离出氢离子越来越容易，水溶液的酸性增强，正确；
综合以上分析可知，卤族元素性质递变正确的①②④⑥；
答案选C。

7．A元素的阴离子A m－跟B元素的阳离子B n+具有相同的电子层结构，以下叙述正确的是①原子半径A＞B ②离子半径A＞B
③原子序数A＜B ④最外层电子数A＞B
⑤A的负化合价与B的正化合价绝对值相等
A．②③④B．①②③C．③④⑤D．都对
答案：A
【详解】
A元素的阴离子A m－与B元素的阳离子B n+具有相同的电子层结构，则离子核外电子数相等，A元素处于B元素相邻的上一周期．
①A元素形成阴离子与B元素形成阳离子，A元素处于B元素相邻的上一周期，电子层越多，原子半径越大原子半径A＜B，故①错误；
②A元素处于B元素相邻的上一周期，原子序数A较小，核外电子排布相同的离子，核原子序数越大，离子半径越小比较离子半径，所以B离子半径较小，即离子半径A＞B，故
②正确；
③A元素的阴离子与B元素的阳离子具有相同的电子层结构，则离子核外电子数相等，A
元素处于B 元素相邻的上一周期，原子序数A 较小，即原子序数A ＜B ，故③正确； ④一般最外层电子数大于4的易形成阴离子，最外层电子数小于4的易形成阳离子，A 元素形成阴离子，B 元素形成阳离子，则最外层电子数A ＞B ，故④正确；
A 元素原子最外层电子数与
B 元素原子最外层电子数之和为8，则A 的正价与B 的负价绝对值相等，若A 元素原子最外层电子数与B 元素原子最外层电子数之和不为8，则A 的负化合价与B 的正化合价绝对值不相等，故⑤错误； 所以②③④正确。

答案选A 。

8．X 、Y 、Z 和W 为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。

X 的一种核素可用于测定文物的年代，基态Y 原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z 是短周期中金属性最强的元素，W 的单质为黄绿色气体。

下列说法正确的是 A ．第一电离能：W>X>Y>Z B ．原子半径：r(Z)>r(W)>r(Y)>r(X) C ．Z 可与Y 形成化合物Z 2Y 2
D ．X 的氢化物中不存在非极性共价键
答案：C
解析：X 、Y 、Z 和W 为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。

X 的一种核素可用于测定文物的年代，则X 为C 元素，Z 是短周期中金属性最强的元素，则Z 为Na 元素，基态Y 原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，则Y 的核外电子排布式为1s 22s 22p 4，Y 为O 元素，W 的单质为黄绿色气体，则W 为Cl 元素。

【详解】
根据上述分析，X 为C 元素，Y 为O 元素，Z 为Na 元素，W 为Cl 元素；
A ．同周期元素第一电离能随核电荷数增大呈逐渐增大的趋势，同主族元素第一电离能随核电荷数增大呈逐渐减小的趋势，第一电离能： X ＞W ＞Y ＞Z ，故A 错误；
B ．X 为
C 元素，Y 为O 元素，Z 为Na 元素，W 为Cl 元素，第三周期元素的原子比第二周期元素原子多一个电子层，则第三周期元素原子半径大于第二周期，同周期元素随核电荷数增大原子半径减小，则原子半径：Na ＞Cl ＞C ＞O ，即r(Z)＞r(W)＞r(X)＞r(Y)，故B 错误；
C ．Y 为O 元素，Z 为Na 元素，Z 可与Y 形成化合物Na 2O 2，故C 正确；
D ．X 为C 元素，C 元素的氢化物可以为甲烷或乙烷，甲烷中只含有碳氢单键，为极性共价键，乙烷中碳碳单键为非极性共价键，故D 错误； 答案选C 。

9．金属钛对人体体液无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。

下
列有关4822Ti 和50
22Ti 的说法中正确的是
A ．质量数相同，互称为同位素
B ．质子数相同，是同一种核素
C ．质子数相同，核外电子数也相同
D ．核外电子数相同，中子数不同，不能互称
为同位素 答案：C 【详解】
A ．4822Ti 质量数为48，50
22Ti 质量数为50，质量数不同，互称为同位素，A 项错误； B ．4822Ti 和5022Ti 质子数相同，均为22，但是中子数不同，不是同一种核素，B 项错误； C ．4822Ti 和5022Ti 质子数相同，核外电子数也相同，C 项正确；
D ．4822Ti 和5022Ti 核外电子数相同，中子数不同，互称为同位素，D 项错误；
答案选C 。

10．今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。

下表是元素周期表的一部分，W 、X 、Y 、Z 为短周期主族元素，W 与X 的最高化合价之和为8。

下列说法错误的是
A ．原子半径W ＜X
B ．Y 是非金属单质，常温常压下为固体，熔化时只要破坏范德华力，不会破化共价键
C ．气态氢化物热稳定性：Z ＜W
D ．Z 的最高价氧化物的水化物是弱电解质
答案：B
解析：W 、X 、Y 和Z 为短周期主族元素，依据位置关系可以看出，W 的族序数比X 多2，因主族元素族序数在数值上等于该元素的最高价（除F 与O 以外），可设X 的族序数为a ，则W 的族序数为a+2，W 与X 的最高化合价之和为8，则有a+(a+2)=8，解得a=3，故X 位于第IIIA 族，为Al 元素；Y 为Si 元素，Z 为P 元素；W 为N 元素，据此分析作答。

【详解】
根据上述分析可知W 、X 、Y 和Z 为N 、Al 、Si 和P ，则
A ．同一周期从左到右元素原子半径依次减小，同一主族从上到下元素原子半径依次增大，则原子半径比较：N ＜Al ，A 项正确；
B ．Si 是非金属单质，常温常压下为固体，硅晶体属于共价晶体，熔化时破坏共价键，B 项错误；
C ．同一主族元素从上到下，元素非金属性依次减弱，气体氢化物的稳定性依次减弱，则气体氢化物的稳定性：PH 3＜NH 3，C 项正确；
D ．P 的最高价氧化物的水化物是磷酸，属于弱电解质，D 项正确； 故选B 。

11．比较结构示意图()和电子排布式(1s 22s 22p 6)，仅能由后者判断出的结论是
A ．每个电子的自旋方向
B ．电子的能量种类
C ．每个电子层的电子数
D ．核电荷数
答案：B 【详解】
A ．前者为氧离子,后者为氖原子，电子排布式不能分析电子的自旋方向,A 错误；
B ．每个电子亚层的电子能量不同,所以仅能从后者判断出电子能量种类，B 正确；
C ．两者都可以判断电子层的电子数，C 错误；
D ．都可以判断核电荷数，D 错误； 故选B 。

12．下列各组物质中，互为同位素的是（ ） A ．2O 和3O B ．2
1H 和3
1H C ．CO 和2CO
D ．26C H 和410C H
答案：B
解析：同位素的概念：具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同原子互为同位素，以此来解答。

【详解】
A.O 2和O 3是氧元素的不同单质，不是原子，不是同位素，故A 错误；
B.2
1H 和3
1H 都是H 原子，中子数不同，它们是H 元素的不同原子，互为同位素，故B 正确； C.CO 和CO 2是碳的两种氧化物，不是原子，不符合同位素的概念，故C 错误；
D.C 2H 6和C 4H 10是两种不物质，都是烷烃互为同系物，不满足同位素的概念，故D 错误； 故选：B 。

13．我国学者发现石墨烯具有非常规超导性能。

石墨烯是仅由一层碳原子构成的新型材料。

下列有关石墨烯的说法不正确的是 A ．由碳元素组成 B ．与石墨互为同位素 C ．完全燃烧生成二氧化碳
D ．碳原子
间以共价键结合 答案：B 【详解】
A ．石墨烯只含碳元素，所以是由碳元素组成，故A 不选；
B ．石墨烯与石墨均是碳元素形成的单质，应是互为同分异构体的关系，而同位素是同一元素不同原子间的互称，故B 不选；
C ．石墨烯是由碳元素组成，完全燃烧生成二氧化碳，故C 选；
D ．石墨烯是由一层碳原子构成的，碳原子间是以共价键结合，故D 不选； 故选：B 。

14．136C 呼吸法在医学上常用于幽门螺旋杆菌的诊新，14
6C 可用来测定文物年代，下列有关136C 和14
6C 的说法不正确的是
A ．136C 和14
6C 原子中均含有6个质子 B ．13
6C 的原子结构示意图：
C ．136C 和14
6C 互为同位素 D ．136C 和14
6C 原子的核外电子排布相同
答案：B
【详解】
A．13
6C和14
6
C原子都属于6号C元素，原子核中均含有6个质子，A正确；
B．13
6
C的原子核外有6个电子，核外电子排布是2、4，故原子结构示意图为：，B错误；
C．13
6C和14
6
C质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，C正确；
D．13
6C和14
6
C原子核外都有6个电子，核外电子排布是2、4，故它们的核外电子排布相
同，D正确；
故合理选项是B。

15．同温同压下，等体积的两容器内分别充满由14N、13C、18O三种原子构成的一氧化氮和一氧化碳，下列说法正确的是（）
A．所含分子数和质量均不相同
B．含有相同的分子数和电子数
C．含有相同的质子数和中子数
D．含有相同数目的中子、原子和分子
答案：D
【详解】
A．根据阿伏加德罗定律，相同温度相同压强下，相同体积的任何气体所含的分子数相同，即物质的量相同，根据m=nM，由14N、13C、18O三种原子构成的一氧化氮和一氧化碳的摩尔质量不同，则质量不同，故A错误；
B．根据阿伏伽德罗定律，，相同温度相同压强下，相同体积的任何气体所含的分子数相同，一氧化氮电子数为15，一氧化碳电子数为14，电子数不同，故B错误；
C．一氧化氮质子数为15，一氧化碳质子数为14，质子数不同，根据中子数=质量数-质子数，一氧化氮和一氧化碳中子数分别是17、17，中子数相等，故C错误；
D．根据A、C选项的分析，中子数、分子数相等，因为物质的量相同，因此原子数也相等，故D正确；
答案选D。

二、填空题
16．在第3周期中，从水或酸中置换氢的能力最强的元素的符号为_______，化学性质最稳定的元素的符号是_______，最高价氧化物对应水化物中酸性最强的物质的化学式是
_______，碱性最强的物质的化学式是_______，显两性的氢氧化物的化学式是_______，该
两性氢氧化物与烧碱溶液反应的离子方程式为_______；原子半径最小的元素的原子结构示意图_______。

答案：Na Ar HClO 4 NaOH Al(OH)3 Al(OH)3＋OH -=AlO 2-
+2H 2O
【详解】
元素金属性越强，其单质从水或酸中置换氢的能力越强，第三周期中金属性最强的元素是Na ，故Na 元素置换水或酸中氢的能力最强；
零族元素是同周期元素中化学性质最稳定的，故化学性质最稳定的元素是Ar ； 元素非金属性越强，则最高价氧化物的水化物的酸性越强，由于非金属性最强的是氯元素，故最高价氧化物对应水化物酸性最强的物质的化学式是HClO 4；
元素金属性越强，其最高价氧化物的水化物的碱性越强，故碱性最强的物质的化学式是NaOH ；
第三周期中，铝元素的氢氧化物Al(OH)3显两性；
和氢氧化钠反应生成NaAlO 2和水，故离子方程式为Al(OH)3＋OH -=AlO 2-
+2H 2O ； 同周期元素中，从左到右，原子半径逐渐减小，故原子半径最小的元素为氯，其原子结构示意图为。

17．下列微粒14C 、147N 、21H 、31H 、2311Na 、40
19K
(1)共有___________种核素，属于___________种元素，___________和___________互为同位素，质量数相等的微粒为___________和___________。

(2)23
11Na 的中子数是___________，40
19
K 的中子数与质子数之差___________。

答案：5 2
1H 31H 14C 147N 12 2
【详解】
(1)具有一定数目的质子和一定数目的中子的一类原子称为核素，14C 、147N 、21H 、31H 、2311
Na 、40
19K 是不同的核素，共有6种核素；质子数相同的原子为同种元素，包括C 、N 、
H 、Na 、k 共5种元素；质子数相同、中子数不同的原子互为同位素，21H 和3
1H 互为同位
素；质量数相等的微粒为14C 和14
7N 。

(2)23
11Na 的中子数是23-11=12；40
19
K 的中子数是40-19=21，质子数是19，中子数与质子数之差为21-19=2。

18．下表列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价。

回答下列问题： 元素名称 钪
钛
钒 铬
锰
元素符号 Sc
Ti
V Cr
Mn
核电荷数
21
22
23
24
25
Sc ___________；Ti ___________；V ___________；Mn ___________。

(2)已知基态铬原子的电子排布式是22626511s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ，不符合构造原理。

人们常常会碰到客观事实与理论不相吻合的问题当你遇到这样的问题时，你的态度是___________。

(3)对比上述五种元素基态原子的核外电子排布式与元素的最高正化合价，你发现的规律是___________；出现这一现象的原因是___________。

答案：22626121s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或[]
12
Ar 3d 4s ) 22626221s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或[]
22
Ar 3d 4s )
22626321s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或[]32
Ar 3d 4s ) 22626521s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或[]52Ar 3d 4s ) 尊
重客观事实，注重理论适用范围，掌握特例(或其他合理答案) 五种元素的最高正化合价数值都等于各元素基态原子的最外层s 能级和次外层d 能级电子数目之和 能级交错使得次外层d 能级上的电子也参与化学反应
解析：根据能量最低原理、泡利不相容原理、和洪特定则等可以写出核外电子排布。

【详解】
(1)①Sc 是第21号元素，位于第四周期，有四个电子层，最外层有3个电子，因为第4层的s 轨道的能量比第3层的d 轨道低，所以电子先排第4层s 轨道的两个位置，再排第3层d 轨道的一个位置，Sc 的基态原子的电子排布式为：22626121s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或
[]12Ar 3d 4s )，故答案为：22626121s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或[]12Ar 3d 4s )；
②Ti 是第22号元素，位于第四周期，有四个电子层，最外层有4个电子，因为第4层的s 轨道的能量比第3层的d 轨道低，所以电子先排第4层s 轨道的两个位置，再排第3层d
轨道的2个位置，Ti 的基态原子的电子排布式为：2262622
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或
[]22Ar 3d 4s )，故答案为:22626221s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或[]22Ar 3d 4s )；
③V 是第23号元素，位于第四周期，有四个电子层，最外层有5个电子，因为第4层的s 轨道的能量比第3层的d 轨道低，所以电子先排第4层s 轨道的两个位置，再排第3层d
轨道的3个位置，V 的基态原子的电子排布式为：2262632
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或
[]32Ar 3d 4s )，故答案为：22626321s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或[]32Ar 3d 4s )；
④Mn 是第24号元素，位于第四周期，有四个电子层，最外层有7个电子，因为第4层的s 轨道的能量比第3层的d 轨道低，所以电子先排第4层s 轨道的两个位置，剩余5个电子再排第3层d 轨道的5个位置，Mn 的基态原子的电子排布式为：
22626521s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或[]52
Ar 3d 4s )，故答案为：22626521s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或
[]52Ar 3d 4s )；
(2)已知基态铬原子的电子排布是1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1，并不符合构造原理。

人们常常会碰到客观事实与理论不相吻合的问题，当遇到这样的问题时，态度应该是: 尊重客观事实，注重理论适用范围，掌握特例，故答案为：尊重客观事实，注重理论适用范围，掌握特例(或
其他合理答案)；
(3)对比这五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价，可以发现五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最外层s 电子和次外层d 电子数目之和；出现这一现象的原因是能级交错使d 电子也参与了化学反应；故答案为：五种元素的最高正化合价数值都等于各元素基态原子的最外层s 能级和次外层d 能级电子数目之和；能级交错使得次外层d 能级上的电子也参与化学反应。

19．X 、Y 、Z 、W 是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数依次增大。

X 元素的一种核素的质量数为12，中子数为6；Y 元素是动植物生长不可缺少的、组成蛋白质的重要元素；Z 的基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有2个未成对电子，与X 不同族；W 是一种常见的元素，可以形成3种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体。

(1)写出下列元素名称：X ___，Y ___，Z ___。

(2)写出X 的单质与Z 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式：___。

(3)W 的基态原子的价电子排布式为___。

(4)Y 元素基态原子的核外电子轨道表示式为___。

(5)已知一种Y 4分子的结构如图所示：
断裂1molY —Y 键吸收167kJ 能量，生成1molY ≡Y 键放出942kJ 能量。

则由1molY 4气态分子变成2molY 2气态分子___(填“吸收”或“放出”)___kJ 能量。

答案：碳 氮 硫 C+2H 2SO 4(浓)ΔCO 2↑+2SO 2↑+2H 2O 3d 64s 2 放出
882
【详解】
X 、Y 、Z 、W 是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数依次增大。

X 元素的一种核素的质量数为12，中子数为6，则其质子数1266=-=，故X 为碳元素；Y 元素是动植物生长不可缺少的、组成蛋白质的重要元素，则Y 为氮元素；Z 的基态原子核外9个原子轨道上填充了电子，且核外有2个未成对电子，则乙原子核外电子排布或为225241s 2s 2p 3s 3p ，则乙为硫元素；W 是一种常见的元素，可以形成3种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体，则W 为铁元素。

(1)根据以上分析可知，X 是碳元素；Y 是氮元素，Z 是硫元素。

(2)C 与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，反应的化学方程式是
()4222C 2HSO CO 2SO 2H O +↑+↑+浓△。

(3)W 为铁元素，原子核外有26个电子，其基态原子的价电子排布式是623d 4s 。

(4)Y 为氮元素，核外电子轨道表示式为。

(5)41molN 气态分子，含有6molN N -键，断裂6molN N -键需要吸收
167kJ 61002kJ ⨯=的能量，生成22molN 气态分子放出942kJ 21884kJ ⨯=的能量，所以由41molN 气态分子变成22molN 气态分子放出882kJ 的能量。

20．根据原子核外电子排布规则，回答下列问题：
(1)写出基态S 原子的核外电子排布式：______；写出基态24Cr 原子的价层电子排布式：______。

(2)写出基态O 原子的核外电子轨道表示式：______。

(3)若将基态14Si 的电子排布式写成226311s 2s 2p 3s 3p ，则它违背了______。

(4)3Fe +比2Fe +的稳定性更______(填“强”或“弱”)，用电子排布解释其原因：______。

答案：226241s 2s 2p 3s 3p 或[]24Ne 3s 3p 513d 4s 泡利原理 强 3Fe +的价层电子排布式为53d ，处于半充满状态，故更稳定
【详解】
(1)S 位于元素周期表第三周期第ⅥA 族，核外电子排布式为226241s 2s 2p 3s 3p 或[]24Ne 3s 3p ；24Cr 的核外电子排布式为22626511s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 或[]51Ar 3d 4s ，属于过渡元素，价层电子包括最外层4s 能级和次外层3d 能级上的电子，即24Cr 的价层电子排布式为513d 4s 。

(2)O 位于元素周期表第二周期第ⅥA 族，根据泡利原理和洪特规则，其轨道表示式为。

(3)s 能级上只有一个原子轨道，每个原子轨道最多容纳2个电子，而题中所给的电子排布式中的3s 轨道上有3个电子，违背了泡利原理。

(4)Fe 为26号元素，其核外电子排布式为22626621s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ，则2Fe +的价层电子排布式为63d ，3Fe +的价层电子排布式为53d ，处于半充满状态，因此3Fe +比2Fe +稳定。

21．M 、R 、X 、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 是一种过渡元素。

M 基态原子L 层中p 轨道电子数是s 轨道电子数的2倍，R 是同周期元素中最活泼的金属元素，X 和M 形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z 的基态原子4s 和3d 轨道半充满。

(1)R 基态原子的电子排布式是_______，X 和Y 中电负性较大的是______(填元素符号)。

(2)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol -1)，回答下列各题： 元素代号 I 1 I 2 I 3 I 4
A．Q和R B．S和T C．T和U D．R和T E．R和U
②每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：________；如果R元素是短周期元素，你估计它的第2次电离能飞跃数据将发生在失去第___________个电子时。

③如果R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是
___________，其中___________元素的第一电离能异常高的原因是___________。

答案：1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)Cl E电子分层排布，各能层能量不同10R<S<T S S元素的最外层电子处于s能级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去第一个电子吸收的能量较多
解析：M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，其基态原子的电子排布式为1s22s22p4，是氧元素，R是同周期元素中最活泼的金属元素，则是钠元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，引起酸雨的化合物是二氧化硫，则X是硫元素，X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y是氯元素，Z的基态原子4s和3d轨道半充满，即是3d54s1，则是铬元素。

【详解】
(1)R为钠元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1；X为硫元素，Y为氯元素，氯比硫活泼，故电负性较大的是Cl；
故答案为：1s22s22p63s1；Cl；
(2)①根据电离能的变化趋势知，Q为稀有气体元素，R为第ⅠA族元素，S为第ⅡA族元素，T为第ⅢA族元素，U为第ⅠA族元素，所以R和U处于同一主族，
故答案为：E；
②电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的，各能层能量不同；若R是短周期元素，则R是Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1，由于2s22p6所处能层相同，所以它的第2次电离能飞跃数据发生在失去第10个电子时；
故答案为：电子分层排布的，各能层能量不同；10；
③同一周期，第一电离能呈增大趋势，但ⅡA、ⅤA族比相邻主族元素要高，因为其最外层电子呈全充满或半充满状态，能量较低，比较稳定，失去第一个电子吸收的能量较多。

故答案为：R<S<T；S；S元素的最外层电子处于s能级全充满状态，能量较低，比较稳。