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考点41 原子结构与性质
【基础过关】
1．(2023·湖南省衡阳市期末)磷灰石是制造磷肥和含磷化合物的最主要矿物原料，可表示为
Ca5(PO4)3(F，Cl，OH)。下列有关化学用语或图示表达正确的是( )
A．OH-的电子式：
B．基态磷原子的最外层电子的轨道表示式：
C．基态Ca 原子最高能级的电子云轮廓图：
D．中子数为20 的氯原子：
【答案】B
【解析】A 项，OH-的电子式为：
，故A 错误；B 项，基态磷原子的最外层电子的排布式为
3s23p3，其轨道表示式为：
，故B 正确；C 项，基态Ca 原子最高能级为4s，其电子云轮廓图：
，故C 错误；D 项，中子数为20 的氯原子，质量数为17+20=37，该氯原子为：
，故D
错误。故选B。
2．(2023·安徽省黄山市期末)下列各项叙述中，正确的是( )
A．所有原子任一能层的s 电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同
B．价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA 族，是s 区元素
C．钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态
D．24Cr 原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
【答案】A
【解析】A 项，所有原子任一能层的s 电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同，A 正确；B 项，
价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第IIIA 族，是p 区元素，B 错误；C 项，钠原子由
1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，C 错误；D 项，24Cr 原子的电子排布式
1
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是1s22s22p63s23p63d54s1，D 错误； 故选A。
3．(2023·广东省佛山市期末)人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是( )
A．电子在线性轨道上绕核运行
B．电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱
C．
、
、
轨道相互平行、能量相等
D．2s 轨道比1s 轨道大，其空间包含了
轨道
【答案】D
【解析】A 项，电子在核外是在一个有形状的轨道空间内运动，A 错误；B 项，电子从激发态跃迁到
基态时能产生发射光谱，B 错误；C 项，
、
、
轨道相互垂直、能量相等，C 错误；D 项，2s 轨
道比1s 轨道大，其空间包含了1s 轨道，D 正确；故选D。
4．(2023·四川省成都市联考)下列说法错误的是( )
A．可用光谱仪摄取某元素原子由基态跃迁到激发态的发射光谱，从而进行元素鉴定
B．夜空中的激光与电子跃迁释放能量有关
C．若基态氮原子价电子排布式为2s22p 2p ，则违反洪特规则
D．若某基态原子有n 种不同运动状态的电子，则该原子的原子序数为n
【答案】A
【解析】A 项，某元素原子由基态跃迁到激发态得到吸收光谱，故A 错误； B 项，激光是原子的发射
光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，故B 正确；C 项，基态氮原子价电子排布式为2s22p 2p 2p ，若基
态氮原子价电子排布式为2s22p 2p ，则违反洪特规则，故C 正确；D 项，若某基态原子有n 种不同运动
状态的电子，说明该原子核外有n 个电子，则该原子的原子序数为n，故D 正确；故选A。
5．(2023·江西省宜春市期末)下列说法错误的是( )
A．所有非金属元素都分布在p 区
B．同一原子中，2p、3p、4p 电子的能量依次增大
C．元素周期表中从第ⅢB 族到第ⅡB 族的10 个纵列的元素都是金属元素
D．N 能层中有4s、4p、4d、4f 四个能级，共16 个轨道，可容纳32 种运动状态的电子
【答案】A
【解析】A 项，H 元素位于s 区，A 错误；B 项，能级符号相同，能层越大，能量越高，B 正确；C 项，
从ⅢB 族到ⅡB 族十个纵列的元素为过渡元素，都是金属元素，C 正确；D 项，N 能层中有4s、4p、4d、
2
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4f 四个能级，s 能级1 个轨道，p 能级3 个轨道，d 能级5 个轨道，f 能级7 个轨道，共16 个轨道，每个轨
道最多容纳2 个电子，可容纳32 种运动状态的电子，D 正确；故选A。
6．工业上通过Al2O3+N2+3C
2AlN+3CO 可制得高温陶瓷材料AlN。下列说法正确的是( )
A．N2的电子式为：
B．AlN 是分子晶体
C．
27Al 用原子中的中子数为14 D．基态氮原子轨道表示式：
【答案】C
【解析】A 项，N 原子最外层有5 个电子，2 个N 原子形成3 对共用电子对，使物质分子中每个原子
都达到最外层8 个电子的稳定结构，故N2的电子式为：
，A 错误；B 项，AlN 是高温陶瓷材料，
物质的熔沸点很高，说明AlN 的存在状态是原子晶体，而不是熔沸点比较低的分子晶体，B 错误；C 项，
Al 是13 号元素，原子核内质子数是13，
27Al 中的中子数为：27-13=14，C 正确；D 项，原子核外电子总是
尽可能成单排列，而且自旋方向相同，这样排布使原子的能量最低，故基态氮原子轨道表示式是：
，D 错误；故选C。
7．“结构决定性质”是学习化学的重要思维方法，下列说法正确的是( )
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C．核外电子排布相同的微粒，化学性质一定相同
D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
【答案】B
【解析】A 项，元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素既能表现一定的金属性，又能表现
一定的非金属性，如B、Al、Si、Ge 等，A 项错误；B 项，第三周期元素的最高正化合价=原子的最外层电
子数=相应的主族族序数，B 项正确；C 项，核外电子排布相同的微粒，化学性质不一定相同，如K+和Cl-
的核外电子排布相同，K+具有氧化性，Cl-具有还原性，C 项错误；D 项，元素周期表中位于金属和非金属
分界线附近的元素是B、Al、Si、Ge、As、Sb、Te、Po、At，它们都是主族元素，而过渡元素指副族元素
和第VIII 族元素，D 项错误；故选B。
8．(2023·重庆市南开中学校考三模)白铜是一种延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀的合金材料，
其主要成分为Cu、Ni、Zn，还含有少量S、P、As 等元素。关于上述涉及到的元素，下列说法正确的是(
)
A．基态Ni 原子的简化电子排布式为：
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B．基态As 原子最高能级的轨道形状为哑铃形
C．第一电离能：S>P>Cu
D．S、P 为p 区元素，Cu、Zn 为d 区元素
【答案】B
【解析】A 项，基态Ni 原子的简化电子排布式为：[Ar]
，故A 错误；B 项，基态As 原子最高
能级为4p，其轨道为哑铃形，故B 正确；C 项，第一电离能：P＞S＞Cu，故C 错误；D 项，S、P 为p 区
元素，Cu、Zn 为ds 区元素，故D 错误；故选B。
9．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ•mol-1)，判断下列说法不正确的是( )
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2080
4000
6100
9400
R
500
4600
6900
9500
S
740
1500
7700
10500
T
580
1800
2700
11600
U
420
3100
4400
5900
A．元素的第一电离能最大的可能是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
【答案】B
【解析】A 项，根据表格数据，元素的第一电离能最大的可能是Q 元素，故A 正确；B 项，R、U 的
第一电离能与第二电离能相差较大，可知R、U 都是ⅠA 族元素，R、U 在同一主族；S 的第二电离能与第
三电离能相差较大，S 是ⅡA 族元素，故B 错误；C 项，U 元素的第一电离能与第二电离能相差较大，U
是ⅠA 族元素，在元素周期表的s 区，故C 正确；D 项，T 的第三电离能与第四电离能相差较大，T 是ⅢA
族元素，原子的价电子排布为ns2np1，故D 正确；故选B。
10．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ⅦB 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
【答案】B
【解析】0 族元素原子的价电子排布式为1s2(氦)或ns2np6，故A 项错误；原子的价电子排布式为(n－
1)d6～8ns2的元素位于第Ⅷ族，故C 项错误；基态原子的N 层上只有1 个电子的元素除了主族元素外，还有
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部分副族元素，如Cu、Cr，故D 项错误。故选B。
11．元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( )
A．按电子排布，可把周期表里的元素划分成5 个区，Zn 元素属于d 区
B．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C．P、S、Cl 的第一电离能、电负性和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增大或增强
D．某同学给出的Fe 原子的3d 能级电子排布图为
，此排布图违反了洪特规则
【答案】D
【解析】A 项，Zn 是第四周期IIB族元素，价电子排布应是3d104s2，位置属于ds 区，A 不符题意；B
项，按核外电子排布规则，离核较近的电子能量更低，B 不符题意；C 项，三种元素第一电离能的排序由
低到高(用元素符号表示)应是S<P<Cl，C 不符题意；D 项，按照洪特规则，Fe 原子的3d 能级电子排布图应
为
，故D 项中说原排布图违反洪特规则是正确的，B 符合题意；故选D。
12．下列说法正确的是( )
A．金属钠的焰色是黄色，它的产生与电子的跃迁吸收能量有关
B．4s 电子能量较高，总是在比3s 电子离核更远的地方运动
C．氢原子核外只有一个电子，它产生的原子光谱中只有一根或明或暗的线
D．光谱分析就是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
【答案】D
【解析】A 项，光的产生与与电子的跃迁释放能量有关，A 错误；B 项，能级和能层只是表明电子在
该处出现的概率大小，并不表示电子运动的位置，B 错误；C 项，氢原子核外只有一个电子，但它的激发
态存在多种情况，当电子跃迁回较低状态时释放能量，发出光线，故它产生的原子光谱中不会只有一根或
明或暗的线，C 错误；D 项，光谱分析就是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，D 正确；故选D。
13．气态原子生成＋1 价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能。元素的第一电离能是衡量元素金
属性强弱的一种尺度。下列有关说法不正确的是( )
A．元素的第一电离能越大，其金属性越弱
B．元素的第一电离能越小，其金属性越强
C．金属单质跟酸反应的难易，只跟该金属元素的第一电离能有关
D．金属单质跟酸反应的难易，除跟该金属元素的第一电离能有关外，还与该金属原子失去电子后在
水溶液里形成水合离子的变化有关
【答案】C
【解析】A 项，元素的第一电离能越大，越难失电子，其金属性越弱，故A 项正确；B 项，元素的第
一电离能越小，越易失电子，其金属性越强，故B 项正确；C 项，第一电离能指的是气态原子的性质，而
金属单质跟酸反应是金属在水溶液中的活动性，故C 项错误；D 项，金属单质跟酸反应是金属在水溶液中
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的活动性，金属单质跟酸反应的难易，除跟该金属元素的第一电离能有关外，还与该金属原子失去电子后
在水溶液里形成水合离子的变化有关，故D 项正确；故选C。
14．玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动状态的描述，根据对它们的理解，判断下列叙述正
确的是( )
A．因为s 轨道的形状是球形的，所以s 电子做圆周运动
B．3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子(基态)的能量不同
C．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同
D．原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的
【答案】D
【解析】A 项，s 轨道是球形的，这是电子云图的形状，表示电子在核外空间某处单位体积内出现的
概率大小，而不是电子在做圆周运动，A 错误；B 项，p 能级有3 个原子轨道，相同电子层上的p 轨道能量
相同，则
，B 错误；C 项，同一能级上的同一轨道上最多排2 个电子，两个电子的自旋状
态不同，则其运动状态肯定不同，C 错误；D 项，原子轨道和电子云都可用来形象地描述电子运动状态，
D 正确；故选D。
15．某元素的最外层电子数为2，价电子数为5，并且该元素是同族中原子序数最小的元素，关于该元
素的判断错误的是( )
A．该元素原子的电子排布式为[Ar]3d34s2B．该元素为Ⅴ
C．该元素属于ⅢA 族元素
D．该元素属于过渡元素
【答案】C
【解析】主族元素的最外层电子数=价电子数，而题给元素的最外层电子数为2，价电子数为5，所以
该元素不属于主族元素，而属于过渡元素，又因其是同族中原子序数最小的元素，所以在第4 周期，其价
电子排布式为3d34s2，为ⅤB 族元素Ⅴ。A 项，该元素是25 号，原子的电子排布式为[Ar]3d34s2，A 项正确；
B 项，该元素是25 号，是V，B 项正确；C 项，该元素属于VB 族元素，C 项错误；D 项，第IB～ⅦB 和
Ⅷ族元素，是过渡元素，D 项正确；故选C。
16．某短周期元素R 的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ⋅mol-1)如表所示。关于元素R 的
判断中正确的是( )
I1
I2
I3
I4
R
740
1500
7700
10500
A．R 元素基态原子的电子排布式为ns1 B．R 的最高正价为+4 价
C．R 元素可能属于非金属元素 D．R 元素位于元素周期表中第ⅡA 族
【答案】D
【解析】根据第一至第四电离能的数据可知，第三电离能突然增大，说明该元素容易失去2 个电子，
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则该元素原子最外层含有2 个电子，据此分析解答。从表中原子的第一至第四电离能的数据，元素的第一、
第二电离能都较小，第三电离能突然增大，容易失去2 个电子，最高化合价为+2 价，即最外层应有2 个电
子，应为第ⅡA 族元素。A 项，R 元素可能是Mg 或Be，基态原子的价电子排布式为ns2，故A 项错误；B
项，最外层，有2 个电子，所以R 的最高正价为+2 价，故B 项错误；C 项，R 元素可能是Mg 或Be，不可
能属于非金属元素，故C 项错误；D 项，最外层有2 个电子，所以R 元素位于元素周期表中第ⅡA 族，故
D 项正确；故选D。
17．第一电离能、第二电离能、第三电离能分别用I1、I2、I3表示，下表是第三周期部分元素的电离能
[单位：eV(电子伏特)]数据。
元素
I1/eV
I2/eV
I3/eV
甲
5.7
47.4
71.8
乙
7.7
15.1
80.3
丙
13.0
23.9
40.0
丁
15.7
27.6
40.7
下列说法正确的是( )
A．甲的金属性比乙弱 B．乙的化合价为＋1 价
C．丙一定是非金属元素 D．丁一定是金属元素
【答案】C
【解析】根据I2(甲)≫I1(甲)和I3(乙)≫I2(乙)以及甲、乙在第三周期可推知甲为Na，乙为Mg，金属性
Na＞Mg，Mg 的化合价为＋2 价，因此A、B 项不正确；根据I1(丁)＞I1(丙)＞I1(Mg)可推知丙、丁为第三周
期中原子序数大于Al 的非金属元素，因此C 项正确，D 项错误。故选C。
18．已知X、Y 是主族元素，I 为电离能，单位是kJ·mol－1。根据下表所列数据判断错误的是( )
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4 600
6 900
9 500
Y
580
1 800
2 700
11 600
A．元素X 的常见化合价是＋1 价
B．元素Y 是第ⅢA 族的元素
C．元素X 与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
D．若元素Y 处于第三周期，它可与冷水剧烈反应
【答案】D
【解析】根据表中提供的电离能的数据，可推断出X 是第ⅠA 族的元素，常见化合价是＋1 价，和氯
气化合形成XCl 型的氯化物，Y 是第ⅢA 族的元素，选项A、B、C 项均正确。当Y 处于第三周期时，是
铝元素，不能和冷水反应，D 项错误。故选D。
19．如表是同周期三种主族元素X、Y、Z 的电离能数据(单位：kJ•mol-1)。下列判断错误的是( )
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元素代号
I1
I2
I3
I4
X
496
4562
6912
9543
Y
578
1817
2745
11575
Z
738
1451
7733
10540
A．X 为第IA 族元素
B．
的价电子排布式为ns2np1
C．Z 位于元素周期表s 区
D．金属性：X＞Y＞Z
【答案】D
【解析】A 项，根据表格中电离能的数据可知，X 的I1较小，I2突增，故X 的价电子数应为1，为第Ⅰ
A 族元素，选项A 正确；B 项，Y 的I1、I2、I3均较小，I4突增，则Y 的价电子数为3，为第ⅢA 族元素，
价电子排布或为
，选项B 正确；C 项，Z 的I1、I2较小，I3突增，说明Z 的价电子数为2，为第ⅡA
族元素，处于元素周期表s 区，选项C 正确；D 项，三种元素处于同一周期，同一周期中元素金属性从左
向右依次减弱，故金属性：X＞Z＞Y，选项D 错误；故选D。
20．四种常见元素基态原子的结构信息如下表。下列大小关系不一定正确的是( )
元素
X
Y
Z
Q
结构
信息
有5 个原子轨道填充有电子，
有3 个未成对电子
有8 个不同运动
状态的电子
能级上
有2 个电子
价电子排
布式为
A．电负性：
B．第一电离能：
C．单质的硬度：
D．最高价含氧酸的酸性：
【答案】C
【解析】X 由有5 个原子轨道填充有电子，有3 个未成对电子，可知X 的核外电子排布式为
1s22s22p3，X 为N；Y 有8 个不同运动状态的电子，则Y 有8 个核外电子，Y 为O；Z 的核外电子排布式为
1s22s22p2，则Z 为C；Q 的价电子排布式为 3d104s1，则Q 为Cu。A 项，同周期从左到右电负性依次增大，
则电负性O＞N，A 项正确；B 项，N 为半充满状态，比较稳定，第一电离能大于O，B 项正确；C 项，C
有多种同素异形体，比如金刚石、石墨等，石墨的硬度小于Cu，而金刚石的硬度大于Cu，C 项不一定正
确；D 项，N 的最高价含氧酸为HNO3，C 的最高价含氧酸为H2CO3，酸性HNO3＞H2CO3，D 项正确。故
选C。
21．(2022·山东省实验中学模拟预测)含有N3
-、N5
+的材料Pb(N3)2、N5AsF6可以用于炸药。下列说法正
确的是( )
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A．Pb 属于d 区元素
B．基态As 原子的d 轨道与p 轨道上的电子数之比为3：2
C．N3
-的空间构型为直线形
D．基态F 原子中，核外电子的空间运动状态有9 种
【答案】C
【解析】A 项，铅元素的原子序数为82，价电子排布式为6s26p2，处于元素周期表的p 区，故A 错误；
B 项，砷元素的原子序数为33，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，则原子的d 轨道与p 轨道上的电子
数之比为10：15=2：3，故B 错误；C 项，等电子体具有相同的空间构型，N3
-离子与二氧化碳分子的原子
个数都为3、价电子数都为16，互为等电子体，二氧化碳的空间构型为直线形，则N3
-离子的空间构型为直
线形，故C 正确；D 项，核外电子的空间运动状态与原子轨道的数目相同，氟元素的原子序数为9，电子
排布式为1s22s22p5，氟原子的原子轨道数目为5，则核外电子的空间运动状态有5 种，故D 错误；故选C。
22．实验室中利用CoCl2制取配合物[Co(NH3)6]Cl3的反应为2CoCl2 + 10NH3 + 2NH4Cl+H2O2
=2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。下列叙述正确的是( )
A．Co2+的价电子排布图为
B．1 mol [Co(NH3)6]3+中含σ 键为18 mol
C．H2O2中氧原子采用sp3杂化
D．氨分子间存在氢键，因而NH3易溶于水
【答案】C
【解析】A 项，Co 原子核外有27 个电子，基态Co 原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，
Co2+的价电子排布式为3d7，价电子排布图为
，A 项错误；B 项，1 个
[Co(NH3)6]3+中1 个Co3+与6 个N 原子形成6 个配位键，配位键属于σ 键，每个NH3中含3 个N—Hσ 键，
1mol[Co(NH3)6]3+中含有(6+6×3)mol=24molσ 键，B 项错误；C 项，H2O2的结构式为H—O—O—H，每个O
形成2 个σ 键，每个O 还有两对孤电子对，即O 原子的价层电子对数为4，O 原子采用sp3杂化，C 项正确；
D 项，NH3易溶于水是由于NH3与H2O 分子间存在氢键、NH3分子和H2O 分子都是极性分子、NH3能与
H2O 反应，不是由于氨分子间存在氢键，D 项错误；故选C。
23．(2023·福建龙岩高三联考)短周期元素X、Y、Z、W、Q 原子序数依次增大，且X、Z、Q 原子均
有两个单电子，W 为地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是( )
A．X 易与多种元素形成离子键
B．简单氢化物的稳定性：Z＜Q
C．第一电离能：Y＞Z
D．电负性：W＞Z
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【答案】C
【解析】短周期元素X、Y、Z、W、Q 原子序数依次增大，W 为地壳中含量最高的金属元素，W 为
Al 元素；X、Z、Q 原子均有两个单电子，结合原子序数的大小关系，X 为C 元素、Y 为N 元素、Z 为O 元
素、Q 为Si 或S 元素。A 项，X 为C，C 原子最外层有4 个电子，难得到或失去电子，难与其它元素形成
离子键，C 与多种元素形成共价键，A 项错误；B 项，同周期从左到右主族元素的非金属性逐渐增强，简
单氢化物的稳定性逐渐增强，同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，简单氢化物的稳定性逐渐减弱，
非金属性Z＞Q，简单氢化物的稳定性Z＞Q，B 项错误；C 项，同周期从左到右主族元素的第一电离能呈
增大的趋势，Y(N)的2p 能级处于能量较低、较稳定的半充满状态，N 的第一电离能大于O(Z)，C 项正确；
D 项，同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下元素的电负性逐渐减小，电负性
W(Al)＜S＜Z(O)，D 项错误；故选C。
24．(2023·山东烟台二模)短周期元素X、Y、Z、W 原子序数依次增大。基态X 原子有两个单电子，Z
的简单离子在同周期离子中半径最小，基态W 原子的价电子排布式为ns(n-1)np(n-1)，且Y、W 同主族。下列
说法错误的是( )
A．电负性：Y>W>X>Z
B．四种元素均位于元素周期表的p 区
C．简单氢化物沸点：X<Y<W
D．WY4
2-、W2Y8
2-中W 的化合价相同
【答案】C
【解析】基态X 原子有两个单电子，则X 核外电子排布可能是1s22s22p2或1s22s22p4或1s22s22p63s23p2
或1s22s22p63s23p4，即可能是C、O、Si、S；Z 的简单离子在同周期离子中半径最小，Z 应为第三周期的
Al，基态W 原子的价电子排布式为ns(n-1)np(n-1)，n-1=2，n=3，W 的价电子排布式为s23p4，W 为S，Y、W
同主族，则Y 为O，结合原子序数可知X 只能为。A 项，同主族元素从上到下电负性减弱，从周期元素从
左到右电负性增强，则电负性：O>S>C>Al，即Y>W>X>Z，故A 正确；B 项，四种元素分别位于IIIA、
IVA、VIA，均属于p 区元素，故B 正确；C 项，水分子间存在氢键，其沸点高于H2S，即简单氢化物沸点：
W<Y，故C 错误；D 项，WY4
2-、W2Y8
2-分别为：SO4
2-，S2O8
2-，S 的化合价均为+6 价，故D 正确；故选
C。
25．下表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J 是6 种元素的代号，其中J 为0 族元
素。
X
Y
Z
R
W
J
下列说法正确的是( )
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A．R 基态原子的轨道表示式为
B．
与
的半径大小关系为
C．X 的第一电离能大于Y 的第一电离能
D．表中电负性最大的元素为W
【答案】C
【解析】J 为0 族元素，J 为Xe，X 为N，Y 为O，Z 为F，R 为S，W 为Br。A 项，R 为S，基态原子
的轨道表示式为：
，A 错误；B 项，Y 为O，核外电子排布
相同，核电荷数越小，半径越大，故O2->Na+，B 错误；C 项，X 为N，Y 为O，N 的核外电子排布为半满
结构，第一电离能大于O，C 正确；D 项，同周期从左往右电负性逐渐增大，同主族从上往下电负性逐渐
减弱，表中电负性最大的元素为F，D 错误；故选C。
26．X、Y、Z、W、P、Q 为短周期元素，其中Y 的原子序数最小，它们的最高正价与原子半径关系
如图所示。下列说法正确的是 ( )
A．Y 在元素周期表中位于p 区
B．第一电离能：Z>P>Q>X
C．离子半径：P2-＞Q-＞W3-
D．氧化物对应水化物的酸性：Q>P>Z
【答案】C
【解析】由题干图示信息可知，X 为+1 价，原子半径最大，故X 为Na，Y 为+2 价，原子序数最小，
Y 为Be，Z 为+4 价，原子半径大于Y，故Z 为Si，W 为+5 价，原子半径小于Y，W 为N，P 为+6 价，则P
为S，Q 为+7 价，则Q 为Cl。A 项，Y 为Be，故Y 在元素周期表中位于s 区，A 错误；B 项，X 为Na、Z
为Si、P 为S、Q 为Cl，为同一周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能Cl＞S＞Si＞Na
即Q >P> Z>X，B 错误；C 项，W 为N、P 为S、Q 为Cl，离子半径为S2-＞Cl-＞N3-即P2-＞Q-＞W3-，C 正确；
D 项，Q 为Cl、P 为S、Z 为Si，其最高价氧化物对应水化物的酸性为HClO4＞H2SO4＞H2SiO3即Q>P>Z，
但不是最高价氧化物对应水化物的酸性则无此规律，如H2SO4＞HClO，D 错误；故选C。
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27．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 元素原子的价层电子排布是
；
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 的最高能层数相同，其价
层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)请用元素符号完成下列空白：
①C 元素基态原子核外有___________种运动状态不同的电子，其核外电子的空间运动状态有
___________种。
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，由此可判断该元素是___________(填元素名称)。
元素
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
I5
某种元素
578
1817
2745
11575
14830
(3)F 元素位于周期表的___________区，该元素的价层电子排布图为___________。
【答案】(1) 8 5 O>N>H N>O> Al >Na
(2)Al
(3) ds
【解析】A、B、C、D、E、F 六种元素的原子序数依次增大，A 是宇宙中含量最多的元素，故A 是
H；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，故B 是N；C 元素原子的价层电子排布
式为
，n=2，即价层电子排布式为2s22p4，故C 是O；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，故D 是Na；E 与D 的最高能层数相同，但其价层电子数等于其电子层数，故E
是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，故F 是Cu；综上所述，
A、B、C、D、E、F 分别为H、N、O、Na、Al、Cu。(1)①C 为O，核外电子排布式为1s22s22p4，基态原
子核外有8 种运动状态不同的电子，核外电子的空间运动状态有5 种；②A、B、C 为H、N、O，三种元
素的电负性由大到小的顺序是O>N>H；③B、C、D、E 分别为N、O、Na、Al，四种元素的第一电离能由
大到小的顺序是：N>O> Al >Na；(2)由表可知，该元素第四电离能剧增，说明该元素最外层电子数为3，
应是Al 元素；(3)F 为Cu，位于周期表的ds 区，其价电子排布式为3d104s1，其价层电子排布图为
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。
28．嫦娥五号返回器带回月球土壤样品。研究发现，月球土壤样品中存在铁、金、银、铅、锌、铜等
矿物颗粒。请回答下列问题：
(1)基态Fe 原子的价电子排布式为_______，在元素周期表中的位置为_______，基态Fe2+与Fe3+离子中
未成对电子数之比为_______。
(2)写出基态硅原子的电子轨道表示式_______，其中具有最高能级轨道电子云轮廓图的形状为_______。
(3)碳、氮和氧3 种元素第一电离能由小到大的顺序为_______(填元素符号)，碳、氮和氧3 种元素的电
负性最大的是_______(填元素符号)。
(4)分析Cu、Zn 的核外电子排布，推测Cu 的第二电离能I2_______Zn 的第二电离能I2(填写“大于”、
“小于”或“等于”)。
(5)资料显示：N 元素电负性略大于Cl；NCl3可溶于水发生水解反应。试判断NCl3可能的水解方程式
为_______。
【答案】(1) 3d64s2 第四周期第VIII 族 4：5
(2)
哑铃形或纺锤形
(3) C<O<N O
(4)大于 (5)NCl3+3H2O=3HClO+NH3或NCl3+4H2O=3HClO+NH3·H2O
【解析】(1)Fe 是26 号元素，根据构造原理可知基态Fe 原子的核外电子排布式是：
1s22s22p63s23p63d64s2，则其价电子排布式为3d64s2；在元素周期表中的位置为第四周期第VIII 族；基态
Fe2+是Fe 原子失去最外层的2 个4s 电子形成的，则Fe2+核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d6，其未成对电
子数是4；基态Fe3+是Fe2+再失去1 个3d 电子形成的，Fe3+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d5，未成对
电子数是5，故基态Fe2+与Fe3+离子中未成对电子数之比为4：5。(2)硅元素是元素周期表中第14 号元素，
基态硅原子的轨道表示式为：
，具有最高能量的电子所
处能级符号为3p，该能级轨道电子云轮廓图形状为哑铃状或纺锤形。(3)每一周期的第一种元素的第一电离
能最小，最后一种元素的第一电离能最大，C、N、O 位于第二周期，由于N 的2p 轨道为半充满的稳定结
构，O 的第一电离能比N 的低，因此它们的第一电离能由小到大的顺序为：C<O<N。一般来说，同周期元
素从左到右，元素的电负性逐渐变大，因此负性最大的是O 元素。(4)Cu 是29 号元素，基态Cu 原子核外
电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，其第二电离能是由1s22s22p63s23p63d10再失去1 个电子变为
1s22s22p63s23p63d9，由于原子核外电子处于全满、半满或全空时是稳定结构，因此从稳定的
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1s22s22p63s23p63d10再失去1 个电子变为不稳定的1s22s22p63s23p63d9，电离就会消耗很高能量，即Cu 的第二
电离能较大；而基态Zn 原子的核外电子排布式是：1s22s22p63s23p63d104s2，其第二电离能是由
1s22s22p63s23p63d104s1失去1 个电子变为稳定的1s22s22p63s23p63d10，其电离消耗能量比较少，即Zn 第二电离
能比较小，所以Cu 的第二电离能I2大于Zn 的第二电离能I2。(5)根据资料，NCl3可能的水解方程式为
NCl3+3H2O=3HClO+NH3或NCl3+4H2O=3HClO+NH3·H2O。
29．现有A、B、C、D、E、F、G、H 八种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。请
根据下列相关信息，回答有关问题。
A 元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中含量最丰富的元素
B 元素是形成化合物种类最多的元素
C 元素基态原子的核外p 电子数比s 电子数少1
D 元素基态原子的核外p 轨道中有两个未成对电子
E 元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别如下：I1=738kJ/mol、
I2=1451kJ/mol、I3=7733kJ/mol、I4=10540kJ/mol
F 元素的主族序数与周期数的差为4
G 元素是前四周期中电负性最小的元素
H 元素位于元素周期表中的第八纵列
(1)
的电子式为_______(用元素符号表示，下同)，其易溶于水的原因为_______。
(2)B 元素的原子核外共有_______种不同运动状态的电子，基态原子中能量最高的电子所占据的原子
轨道呈_______形。B 元素的一种单质B60分子中每个B 原子只跟相邻的3 个碳原子形成共价键，且每个碳
原子最外层都满足8 电子稳定结构，则一个B60分子中π 键的数目为_______个。
(3)E 元素的原子I3远远大于I2，其原因是_______。
(4)D、E、F 三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是_______(用离子符号表示)。
(5)H 位于元素周期表中_______区(按电子排布分区)，其基态原子的价层电子轨道表示式为_______，
实验室用一种含G 元素的黄色溶液检验
时产生蓝色沉淀，该反应的离子方程式为_______。
【答案】(1)
极性分子且和水分子间能形成氢键
(2) 6 哑铃 30
(3)Mg 原子失去2 个电子后形成稳定结构，此时再失去1 个电子很困难
(4)Cl->O2->Mg2＋
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(5) d
Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
【解析】现有A、B、C、D、E、F、G、H 八种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。
A 元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，则A 为H 元素；B 元素是形成化合物种
类最多的元素，则B 为C 元素；C 元素原子的核外p 电子数比s 电子数少1，则C 为N 元素；D 元素基态
原子的核外p 轨道中有两个未成对电子，其电子排布为1s22s22p4，则D 为O 元素；G 元素是前四周期中电
负性最小的元素，则G 为K 元素；E 原子的第一到第四电离能分别是：I1=738kJ/mol、I2=1451kJ/mol、
I3=7733kJ/mol、I4=10540kJ/mol，说明E 最外层有2 个电子，其原子序数小于K，则E 为Mg 元素；F 元素
的主族序数与周期数的差为4，其原子序数大于Mg，则F 位于第三周期，最外层含有7 个电子，为Cl 元
素；H 元素位于元素周期表中的第八列，为前四周期元素，且原子序数大于K，则H 为Fe 元素。(1)C2A4
为N2H4，N2H4为共价化合物，其电子式为
，N2H4和H2O 都是极性分子，且N2H4和水分子
间可以形成氢键，所以N2H4易溶于水。(2)B 为C 元素，核外电子总数=原子序数=6，每个电子的运动状态
都不同，则C 原子有6 种不同的运动状态；C 元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为p 轨道，
呈哑铃形，C 元素的一种单质
分子中每个C 和3 个C 相连，有3 个σ 键，但1 个σ 键由2 个C 共有，所
以每个C60有
=90 个σ 键，60 个C 一共有240 个价电子，其中90×2=180 个用于形成σ 键了，显然剩
下60 个用于形成π 键，所以共有30 个π 键。(3)由于Mg 原子失去2 个电子后形成稳定结构，此时再失去1
个电子很困难，则Mg 元素的原子I3远远大于I2。(4)电子层越多离子半径越大，电子层相同时，核电荷数
越大离子半径越小，则离子半径大小为：Cl->O2->Mg2＋。(5)为Fe 元素，位于元素周期表中的d 区，Fe 元素
的原子序数为26，其基态原子的价电子排布式为3d64s2，价层电子轨道表示式为
，实验室用一种黄色溶液检验Fe2+时产生蓝色沉淀，该反应的离子方程式为：
Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓。
【能力提升】
30．(2023·湖南邵阳三模)金属M 在潮湿的空气中会形成一层致密稳定的MZX3•3M(XY)2薄膜。X、
Y、Z 为短周期主族元素，X 的原子序数是Y 的8 倍，X 和Z 同周期且X 和Z 基态原子的未成对电子数相
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同，M 是人体必需的微量元素之一。1molMZX3含有60mol 质子。下列说法正确的是( )
A．原子半径：X＞Z＞Y
B．基态M 原子的价层电子排布式为4s2
C．X、Y、Z 三种元素的电负性：X＞Z＞Y
D．同周期元素中第一电离能比X 大的有2 种
【答案】C
【解析】X、Y、Z 为短周期主族元素，X 的原子序数是Y 的8 倍，推出Y 为H 元素，X 为O 元素；X
和Z 同周期且基态X 和Z 的未成对电子数相同，则Z 为C 元素；金属M 在潮湿的空气中会形成一层致密
稳定的MZX3•3M(XY)2，1molMZX3含有60mol 质子，M 是人体的必需微量元素之一，为Zn 元素；综上，
X 为O、Y 为H、Z 为C、M 为Zn。A 项，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；原子半径： Z(C)>X(O)>Y(H)，A 错误；B 项，M 为Zn，原子的价层电子排布式为3d104s2，B 错
误；C 项，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，金属性
增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；X、Y、Z 三种元素的电负性：O＞C＞H，C 正确；D 项，同
一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N 的2p 轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻
元素，X 为O，同周期元素中第一电离能比O 大的有N、F、Ne 元素，所以有3 种元素，D 错误；故选
C。
31．短周期主族元素X、Y、Z、M、N 的原子序数依次增大，其中基态Y 原子s 能级电子数是p 能级
的两倍，Z 和M 位于同一主族，由上述五种元素形成的化合物可作离子导体，结构如图所示。下列说法正
确的是( )
A．原子半径：M>Y>Z>X
B．非金属性：M>N，Y>Z
C．氢化物沸点：Z>N>M>Y
D．同周期中第一电离能小于Z 的元素有4 种
【答案】A
【解析】短周期主族元素X、Y、Z、M、N 的原子序数依次增大，基态Y 原子s 能级电子数是p 能级
的两倍，基态Y 的电子排布为1s22s22p2，Y 为C 元素；根据结构图可知，X 形成1 对电子对，则X 为H 元
素，Z 的原子序数比Y(C)大，且Z 和M 位于同一主族，则Z 在第二周期，M、N 在第三周期，若Z 为N 元
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素,则M 为P，由[MN6]-可得N 为Cl 元素；若Z 为O 元素,则M 为S，N 为Cl，不符合[MN6]-结构，因此Z
为N 元素， M 为P 元素，N 为Cl 元素。A 项，同周期原子序数越大原子半径越小，电子层数越多原子半
径越大，则原子半径：M(P)＞Y(C)＞Z(N)＞X(H)，A 正确；B 项，元素最高价含氧酸酸性越强，则元素的
非金属性越强，由酸性HClO4＞HNO3＞H3PO4＞H2CO3可知非金属性：N(Cl)＞Z(N)＞M(P)＞Y(C)，B 错误；
C 项，选项中没有说明是最简单的氢化物，Y 为C 元素，碳原子数目较大的烷烃是固态，Z 为N 元素，而
NH3为气态，则沸点Y>Z，C 错误；D 项，Z 为N 元素，同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增
大趋势，但ⅡA、ⅤA 元素高于同周期相邻元素，稀有气体第一电离能最大，N 的2p 能级处于半满稳定状
态，其第一电离能大于同周期相邻元素，则同周期中第一电离能小于N 的有Li、Be、B、C、O 共5 种，D
错误；故选A。
32(2023·浙江杭州联考)X、Y、Z、W、Q 五种短周期元素，原子序数依次增大。X 元素基态原子电子
排布式为
，Y 元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，Z 元素基态原子2p 轨道有
一个未成对电子，W 元素基态原子s 能级上的电子总数与p 能级上电子总数相等，Q 是地壳中含量最多的
金属元素。下列说法不正确的是( )
A．最高价氧化物对应水化物的碱性：
B．Y 和原子序数为51 的元素位于同一主族
C．同周期元素中Z 的第一电离能最大
D．X、Q 的氧化物、氢氧化物都有两性
【答案】C
【解析】X、Y、Z、W、Q 五种短周期元素，原子序数依次增大，X 元素基态原子电子排布式为
，n=2，则X 为Be 元素；Q 是地壳中含量最多的金属元素，则Q 为Al 元素；Y 元素的第一电离
能大于同周期相邻元素的第一电离能，Y 位于IIA 或VA 族，且原子序数介于Be，O 之间，则Y 元素为N
元素，W 元素基态原子s 能级上的电子总数与p 能级上电子总数相等，W 原子核外电子排布式为
1s22s22p63s2，则W 为Mg 元素；Z 元素基态原子2p 轨道有一个未成对电子，且原子序数介于O、Al 之间，
Z 原子核外电子排布式为1s22s22p5，则Z 为F 元素。A 项，金属性：Be<Mg，则最高价氧化物对应水化物
的碱性：Be(OH)2<Mg(OH)2，A 项正确；B 项，原子序数为51 的元素位于第四周期VA 族，与N 元素位于
同一主族，B 项正确；C 项，F 元素位于第二周期，第二周期中稀有气体Ne 的第一电离能最大，C 项错误；
D 项，根据对角线规则，Be、Al 的性质相似，二者氧化物，氢氧化物都有两性，D 项正确；故选C。
33．合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成㩆，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致
的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。
(1)自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中，是人工固氮的主要来源。
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①基态氮原子的轨道表示式为___________，占据最高能级电子的电子云轮廓图为___________形。
②NH3分子中，与N 原子相连的H 显正电性。N、H 电负性大小顺序为___________。
(2)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等
氧化物中的几种。
①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中d 区的元素是________。
②比较Mg、Ca 第一电离能的大小：_______。O 的第一电离能小于N，原因是________。
③下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。
元素
Na
Mg
Al
电离能(kJ/mol)
496
738
578
4562
1451
1817
6912
7733
2745
9543
10540
11575
结合数据说明Mg 的常见化合价为＋2 价的原因___________。：
(3)我国科研人员研制出了“Fe—LiH”催化剂，温度、压强分别降到了350℃、1MPa，这是近年来合成
氨反应研究中的重要突破。
①基态Fe 原子的核外电子排布式为___________，铁在元素周期表中的位置为___________。
②比较Li+与H-的半径大小关系：r(Li+) ___________r(H-)((填“>”或“<”)。
【答案】(1)
哑铃形 N>H
(2) Cr Mg>Ca N 原子2p 能级上的电子数处于半充满的稳定结构 最外层上3s 能级上有
两个电子，第一电离能和第二电离能都较小，易同时失去两个电子，故化合价常为+2
(3) [Ar]3d64s2 第四周期第VIII 族 <
【解析】(1)①氮是7 号元素，其电子轨道表达示为
，其最高能级是3p，故轮廓图
为哑铃形；②显负价元素的电负性大于显正价的元素，故N>H；(2)①d 区元素全部是过渡金属，故只有
Cr 在d 区；②同主族从上到下，第一电离能减小，故第一电离能Mg>Ca；由于N 原子处理半充满的稳定
结构，更加稳定，故N 的第一电离能大于O；③从表格中可以看到，镁元素3s 能级上的两个电子的电离能
较小，很容易同时失去两个电子，故Mg 元素常显+2 价；(3)①铁元素是26 号，故基态铁原子的核外电子
排布式为[Ar]3d64s2。在周期表中，它位于第四周期VIII 族；②Li+与H−的核外电子排布相同，核电荷数小
的半径大，故Li+半径小于H−。
34．铊的相关信息卡片如图所示：
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(1)铊的原子序数为81，铊在元素周期表中位置_______。
(2)根据所学知识，下列推断正确的是_______。
A．单质的还原性：Tl>Al B．原子半径：Al>Tl
C．碱性：Al(OH)3>Tl(OH)3 D．氧化性：Tl3+>Al3+
(3)铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一。Tl3+与Ag 在酸性介质中发生反应：Tl3++2Ag=Tl++2Ag+。下列
推断正确的是_______。
A．Tl+最外层有1 个电子 B．Tl 能形成+3 价和+1 价的化合物
C．Tl3+的氧化性比Ag+弱 D．Tl+的还原性比Ag 强
(4)随着科技的不断发展，人类对原子结构的认识不断深入，新型材料层出不穷。表中列出了第三周期
的几种元素的部分性质：请按要求回答下列问题：
元素编号
a
b
c
d
e
电负性
3.0
2.5
X
1.5
0.9
主要化合价
-1，+7
-2，+6
-3，+5
+3
+1
①写出基态a 原子的价层电子轨道表示式：_______。
②预测X 值的范围：_______＜X＜_______。
③表中五种元素的第一电离能由大到小排第二的是_______(写元素符号)。
(5)Goodenough 等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等正极材料研究方面的卓越贡献而
获得2019 年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
①基态Ti 原子的核外电子排布式为：_______。
②基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之比为_______。
③元素Li 为_______区元素。
【答案】(1)第六周期第IIIA 族 (2)A (3)B
(4)
1.5-2.5 P
(5) 1s22s22p63s23p63d24s 5：4 s
【解析】(1)铊的原子序数为81，根据核外电子排布规律，其价电子为6s26p1，可知该元素位于元素周
期表中第六周期第IIIA 族；(2)根据元素周期律，同主族从上到下金属性增强；同主族元素原子半径从上到
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下依次增大；A 项，金属性越强，还原性越强，根据元素周期律，金属性：Tl>Al，所以还原性：Tl>Al，
故A 正确；B 项，根据元素周期律，同主族元素原子半径从上到下依次增大，所以原子半径：Tl>Al，故B
错误；C 项，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：Tl>Al，所以碱性：Al(OH)3＜
Tl(OH)3，故C 错误；D 项，因为还原性：Tl>Al，所有氧化性：Tl3+＜Al3+，故D 错误；故选A；(3)A 项，
Tl 与 Al 同族，即 Tl 在 ⅢA 族，其原子最外层有3 个电子，+1 价阳离子为Tl 失去6s 轨道上的一个电
子形成，Tl+最外层有2 个电子，即Tl+最外层有2 个电子，故A 错误；B 项，T1 在Ⅲ A 族，其最高正化合
价为+3 价，从Tl+来看T1 元素有+1 价，则T1 能形成+3 价和+1 价的化合物，故B 正确；C 项，根据氧化还
原反应规律，氧化性：氧化剂>氧化产物，由Tl3++2Ag=Tl++2Ag+可知，Tl3+能将 Ag 氧化，而Ag+为氧化产
物，Tl3+为氧化剂，所以氧化性：Tl3+>Ag+，故C 错误；D 项，根据氧化还原反应规律，还原性：还原剂>
还原产物，由Tl3++2Ag=Tl++2Ag+可知， Ag 能将Tl3+还原，而Tl+为还原产物，Ag 为还原剂，所以还原性：
Ag>Tl+，故D 错误；故选B；(4)一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，电负性依次增强，同
主族从上到下依次减弱；结合表中提供的信息，a 为Cl 元素，b 为S 元素，c 为P 元素，d 为Al 元素，e 为
Na 元素；①a 为Cl 元素，原子序数为17，最外层7 个电子，价层电子轨道表示式为
；
②一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，电负性依次增强，同主族从上到下依次减弱；c 为P
元素，其电负性X 的取值范围为1.5＜X＜2.5；③一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，第
一电离能依次增大，同主族从上到下依次减小，但是第ⅡA 族因s 轨道全充满，第一电离能比第ⅢA 族大；
第ⅤA 族p 轨道半充满，第一电离能比第ⅥA 族大，所以以上几种元素的第一电离能大小为：
；故为P；(5)①Ti 元素原子序数22，核外电子数22，电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2；
②Fe 元素原子序数26，基态Fe3+价电子轨道式为
，未成对电子数为5；基态Fe2+价
电子轨道式为
，未成对电子数为4；所以基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之
比为5：4；③Li 为第二周期第IA 族元素，属于s 区元素。
35．有a、b、c、d、e、f、g 七种元素，原子序数依次增大，前5 种为短周期主族元素，f、g 为第四
周期的元素。有关信息如下表，请回答以下问题：
a
a 能形成一种硬度最大的固体单质
c
c 元素基态原子的电子排布式为
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d
d 基态原子的I1=578kJ/mol、I2=1817kJ/mol、I3=2745kJ/mol、I4=11575kJ/mol
e
e 基态原子核外3p 轨道半满
f
f 在周期表中第11 纵行
g
g 基态原子最外层电子数为2
(1)a、f 的元素符号为_______、_______，分别位于元素周期表的_______分区和_______分区。
(2)e 的基态原子中能量最高的电子所占的轨道形状是_______，其电子云在空间有_______个伸展方向。
(3)d 基态原子的价层电子的轨道表示式为_______，某元素在元素周期表中位置处于d 元素的左上角对
角线处，它们具有部分相似的性质，请写出该元素组成的单质与氢氧化钠溶液反应的化学方程式_______
(4)b、c 两种元素基态原子的第一电离能由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。解释造成两者
电离能大小差别的主要原因：_______。
(5)g 基态原子的简化电子排布式为_______。
(6)元素f 基态原子的第二电离能_______元素g 基态原子的第二电离能(填“>”、“<”或“=”)
【答案】(1) C Cu p ds
(2)哑铃形 3
(3)
Be+2NaOH=Na2Be2+2H↑
(4) N>O N 的电子排布是半充满的，比较稳定，电离能较高，O 失去的是已经配对的电子，配对
电子相互排斥，因而电离能较低
(5)[Ar]3d104s2 (6)>
【解析】a~e 是原子序数依次增大的知周期主族元素，a 能形成一种硬度最大的固体单质，a 是碳元素；
根据c 基态原子的电子排布式知c 是氧元素，b 在a、c 之间，是氮元素；d 基态原子第一、二、三电离能相
差不大，第四电离能比第三电离能大很多，说明d 基态原子容易失去3 个电子，形成+3 价阳离子，则d 位
于周期表第三周期第ⅢA 族，是铝元素；e 基态原子核外3p 轨道半满，则核外电子排布式为
1s22s22p63s23p3，是磷元素；f、g 是第四周期元素，f 在第11 纵行，则第ⅠB 族，f 是铜元素；g 的基态原子
最外层电子数为2，且原子序数比f 大，则g 位于第四周期第ⅡB 族，是锌元素。(1)a、f 的元素符号分别
是C、Cu；分别位于元素周期表的p 区、ds 区。(2)e 基态原子核外3p 轨道半满，为能量最高轨道，p 轨道
的形状是哑铃形，电子云在空间有3 个伸展方向。(3)d 是铝元素，基态原子的价层电子排布式是3s23p1，
其轨道表示式
，在元素周期表中位置处于d 元素的左上角对角线处的元素是Be，
其单质与NaOH 溶液反应的化学方程式为：Be+2NaOH=Na2BeO2+2H↑。(4)b、c 分别是N、O 元素，每个周
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期的第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，但N 的电子排布是半充满的，比较
稳定，电离能较高，O 失去的是已经配对的电子，配对电子相互排斥，因而电离能较低，故N、O 的第一
电离能大小顺序是N>O。(5)g 位于第四周期第ⅡB 族，是锌元素，其基态原子的简化电子排布式为
[Ar]3d104s2。(6)轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，再失去电子需要的能量较大。f、g 分别是铜、
锌元素，Cu 失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+，能量较低，所以Cu 的第二电离能相对较大，Zn 失去
一个电子变成结构为[Ar]3d104s1的Zn+，还容易再失去一个电子，所以Zn 的第二电离能相对较小。
36．有八种短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h，其中x、y、d、f 随着原子序数的递增，其原子
半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图1 所示。z、e、g、h 的最高价氧化物对应水化物溶液(浓
度均为0.01
)的pH 与原子序数的关系如图2 所示。(已知：pH=2，
pH=12，
)
根据上述信息进行判断，并回答下列问题：
(1)h 在元素周期表中的位置是___________。
(2)①比较f、g、h 常见离子的半径大小___________(用离子符号表示)；
②写出e、f 的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式___________
(3)下列可作为比较f 和Mg 金属性强弱的依据是___________。
a．测两种元素单质的硬度和熔、沸点
b．比较最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
c．比较单质与同浓度盐酸反应的剧烈程度
d．比较两种元素在化合物中化合价的高低
(4)上述元素任选三种组成六原子共价化合物，写出其化学式________(写一个即可)。
(5)据报道，最近意大利科学家获得了极具研究价值的z4，其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。
已知断裂1 mol z-z 键吸收167 kJ 热量，生成1 mol Z=Z 键放出942 kJ 热量，则1mol z4完全反应的能量变
化为___________
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(6)由上述元素中的y、z、e 组成的某剧毒化合物eyz 不慎泄漏时，消防人员通常采用喷洒过氧化氢溶
液的方式处理，以较少污染。反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，该反应的化学方程
式为________。已知eyz 含有z2分子中类似的化学键，写出化合物eyz 的电子式________。
(7)①将xyzd 的电负性按照从大到小的顺序排序___________(用元素符号表示)
②将efgh 的第一电离能按照从小到大的顺序排序___________(用元素符号表示)
(8)将23.9 g 表面已锈蚀成铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜片投入100 mL 一定浓度的Z 的最高价含氧酸中，充
分反应后，该酸被还原成ZO2和ZO，反应后溶液中H+的物质的量为0.160mol。往反应后的溶液中加入过
量的NaOH 溶液，滤出沉淀，洗涤，干燥后得到29.4 g 蓝色固体。
①铜片中单质铜的质量分数为___________。
②铜片与该酸充分反应后，溶液中ZO3
-的物质的量浓度(假设反应前后溶液的体积不变)为______。
【答案】(1)第三周期第ⅦA 族
(2)S2-＞Cl-＞Al3+ OH－+Al(OH)3＝Al3＋+3H2O
(3)bc (4)HClO4、H2CO3、H2SO3
(5)N4(g)=2N2(g) ΔH=-882kJ/mol(
(6) NaCN+H2O2+H2O＝NaHCO3+NH3↑
(7) O＞N＞C＞H Na＜Al＜S＜Cl
(8) 53.6% 7.6 mol•L-1
【解析】从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数，可知x 是H 元素，y 是C 元素，d 是O 元素，
f 是Al 元素，z、e、g、h 的最高价氧化物对应水化物溶液浓度均为0.01mol•L-1，e 的pH 为12，为一元强碱，
则e 是Na 元素，z、h 的pH 均为2，为一元强酸，则z 为N 元素、h 为Cl 元素；g 的pH 小于2，则g 的为
二元强酸，故g 为S 元素。(1)h 为Cl 元素，处于周期表中第三周期第ⅦA 族；(2)①电子层结构相同的离子，
核电荷数越大离子半径越小，离子电子层越多离子半径越大，则离子半径：S2-＞Cl-＞Al3+；②氢氧化钠和
氢氧化铝反应的离子方程式为OH－+Al(OH)3＝Al3＋+3H2O；(3)a 项，单质的硬度和熔、沸点，属于物理性
质，不能比较金属强弱，故a 错误；b 项，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则比较最
高价氧化物对应水化物的碱性强弱能比较金属强弱，故b 正确；c 项，单质与同浓度盐酸反应越剧烈，说
明金属性越强，故c 正确；d 项，化合物中金属元素化合价越高，说明金属原子失去电子越大，但金属性
强弱与失去电子数目无关，与得失电子难易有关，故d 错误，故选bc；(4)任三种元素组成六原子共价化合
物有HClO4、H2CO3、H2SO3等；(5)根据原子守恒知，一个N4分子生成2 个N2分子，一个N4分子中含有6
个N-N 键，破坏1molN4分子中含有6molN-N 键需要吸收167kJ/mol×6mol=1002kJ 能量；生成2molN≡N 键
放出942kJ/mol×2mol=1884kJ 能量，所以该反应放出1884kJ-1002kJ=882kJ 能量，所以热化学反应方程式为
N4(g)=2N2(g) ΔH=-882kJ/mol；(6)化合物NaCN 不慎泄漏时，通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理，以
较少污染．反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，应生成NaHCO3、NH3，反应方程式
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为：NaCN+H2O2+H2O＝NaHCO3+NH3↑，NaCN 由Na+、CN-构成，含有N2分子中类似的化学键，则CN-中
存在三键，NaCN 电子式为：
。(7)①非金属性越强，电负性越大，则H、C、N、O
的电负性按照从大到小的顺序排序为O＞N＞C＞H；②Na、Al、S、Cl 的第一电离能按照从小到大的顺序
排序为Na＜Al＜S＜Cl。(8)①Cu、铜绿和硝酸反应生成硝酸铜、氮氧化物，反应后溶液中氢离子有剩余，
说明Cu 和铜绿完全反应，然后向溶液中加入足量NaOH 溶液，最后得到的沉淀是Cu(OH)2，
n[Cu(OH)2]=29.4g÷98g/mol=0.3mol，如果固体完全是Cu，其质量=64g/mol×0.3g=19.2g，则
n[(OH)2CO3]=(23.9g−19.2g)÷94g/mol=0.05mol，根据Cu 原子守恒得n(Cu)=n[Cu(OH)2]-
2n[Cu2(OH)2CO3]=0.3mol-2×0.05mol=0.2mol，则铜片中单质Cu 的质量=0.2mol×64g/mol=12.8g，单质铜Cu
的质量分数=
×100%=53.6%，②完全反应后氢离子有剩余说明Cu 和铜绿完全反应，溶液中的溶质为
硝酸铜、硝酸，根据N 原子、Cu 原子守恒得
n(NO3
-)=2n[Cu(NO3)2]+n(HNO3)=2n[Cu(OH)2]+n(H+)=2×0.3mol+0.160mol=0.76mol，
c(NO3
-)=0.76mol÷0.1L=7.6 mol•L-1。
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