专题2原子结构与元素性质综合练习

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专题2原子结构与元素性质综合练习
2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2

一、 单选题
1. 下列说法或有关化学用语的表达正确的是(    )
A. 1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B. 钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态
C. 因氧元素的电负性比氮元素的大，故氧原子的第一电离能比氮原子的大
D. 基态Fe原子的外围电子排布图为
2. 下列说法正确的是(    )
①常温下白磷可自燃而氮气须在放电时才与氧气反应，则非金属性：P>N
②第IA族元素铯的两种同位素 137Cs比 133Cs多4个质子
③因为氧化性：HClO>稀H2SO4，所以非金属性：Cl>S
④离子化合物中即可以含有极性共价键又可以含有非极性共价键
⑤C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强
⑥从上到下，卤族元素的非金属性逐渐减弱，所以酸性HCl>HI
⑦离子半径：K+>Cl−>S2−
A. ②③④⑤⑥⑦ B. ④⑤ C. ②③④⑦ D. ④⑤⑥
3. 已知1～18号元素的离子aW3+、bX+、cY2−、dZ−都具有相同电子层结构，下列关系正确的是(    )
A. 质子数：c>d，离子的还原性：Y2−>Z− B. 电负性：Z>Y>W>X
C. 氢化物的稳定性：H2Y>HZ D. 原子半径：X 4. 下面关于四种微粒的比较正确的是(    )
①基态原子的电子排布式：1s22s22p63s23p4；②价电子排布式：3s23p3；
③2p轨道为半充满的原子；               ④原子的2p轨道上只有两对成对电子

A. 最高正化合价：④>①>③=② B. 原子半径：②>①>③>④
C. 电负性：④>③>②>① D. 第一电离能：④>③>①>②
5. 几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示，下列说法中正确的是(    )
元素代号
X
Y
Z
W
原子半径/pm
160
143
70
66
主要化合价
+2
+3
+5.+3.−3
−2

A. X.Y元素的金属性：X B. 一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2
C. 一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来
D. Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
6. 如图为元素周期表中短周期的一部分，关于Y、Z、M的说法正确的是(    )
A. 电负性：Y>Z>M
B. 离子半径：M−>Z2−>Y−
C. ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D. Z元素基态原子最外层电子排布图为
7. 短周期主族元素X、Y、Z、M的原子序数依次递增，四种原子的最外层电子数之和为18。X与Y、Z、M位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的2倍，Y、Z相邻，M比X族序数大1。下列说法正确的是(    )
A. 简单离子的半径：Y>X
B. 简单氧化物的热稳定性：Z>M
C. 最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>M
D. X、Z、M均可与X的相邻元素形成原子个数比为1︰2的化合物
8. 下列描述中正确的是(    )
A. 氮原子的价电子排布图：
B. 价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素
C. 2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等
D. 钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态
9. 五种短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序数与其一种常见化合价的关系如图所示，下列关系不正确的是 (    )

A. 元素X可能为锂 B. 原子半径大小：r(M)>r(W)
C. X2W中各原子均达到8电子稳定结构 D. 元素的简单气态氢化物的稳定性：Y>M
10. 如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法正确的是 (    )

A.  31d和 33d属于同种核素 B. 第一电离能：d>e，电负性：d C. 简单气态氢化物的稳定性：a>d>e D. a和b形成的化合物不可能含有共价键
已知A，B，C，D，E，F六种元素在元素周期表中的位置如图，请完成问题。
11. 下列说法正确的是(    )
A. 离子半径：A B. 最高价氧化物对应的水化物的碱性：C C. B元素对应的氢化物熔沸点高是因为含有很强的共价键
D. E形成的单质属于共价晶体，其熔点高，硬度大
12. 下列说法不正确的是(    )
A. 元素的电负性：A C. E元素原子最高能级的不同轨道都有电子 D. F元素原子最外层只有一种自旋方向的电子
13. 2022年5月，人类首次利用月球土壤成功种活了植物，未来的宇航员们有可能在月球上种植食物，月壤中所含短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y、W的原子核外最外层电子数为互不相等的偶数，X原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，W元素在地壳中的含量位居第二，常见元素Z的单质是目前使用量最大的主族金属元素，下列叙述正确的是
A. 原子半径大小顺序：W>X>Y>Z
B. Y、Z、W的最高价氧化物的水化物均显碱性，且碱性逐渐减弱
C. 元素W和X的简单氢化物的沸点：X D. 元素X与Y、Z、W形成的二元化合物的化学键依次为离子键、离子键、共价键
14. 2022年诺贝尔化学奖颁给了在“点击化学”领域做出贡献的科学家。一种“点击化学”试剂XYZ2W3是由四种短周期主族元素组成，其中X、Z、W的原子序数依次递减，三者基态原子核外电子的空间运动状态数相同，Y的原子序数是Z的两倍。下列说法正确的是
A. 简单氢化物的分子极性：Y>Z
B. 电负性和第一电离能均有Z>W
C. 同周期元素形成的简单氢化物中X稳定性最强
D. 同周期主族元素基态原子未成对电子数少于Y的有2种
15. 今年是门捷列夫发现元素周期律151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 C. 气态氢化物热稳定性：Z 二、填空题
16. (1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是          (填标号)。
A.  B．  C．  D．
(2)Fe成为阳离子时首先失去          轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+价层电子排布式为          。比较离子半径：F−          O2−(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是          ，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态          (填“相同”或“相反”)。
(4)Cu2+基态核外电子排布式为          。

17. (1)自然界中存在的碘的稳定性核素是碘−127(53127I)。某次核电站事故释放出的放射性物质中含有人工放射性核素碘−131(53131I)。碘−131一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺疾病。下列关于这两种核素的说法正确的是____________________(填序号)。
A. 53131I和 53127I原子核外的价电子排布不同
B. 53131I和 53127I互为同位素
C. 53131I原子的核外电子排布式中只有1个能级上未充满电子
D. 53127I中子数与质子数之差为74
(2)有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所示：
元素
结构、性质等信息
A
是短周期元素中(除稀有气体外)第一电离能最小的元素，该元素单质的某种合金是原子反应堆的导热剂
B
与A同周期，其最高价氧化物对应的水化物呈两性
C
其气态氢化物极易溶于水，液态时可用作制冷剂
D
原子核外电子共有17种不同的运动状态
①A元素原子的核外电子排布式为__________。
②离子半径：B__________(填“>”或“<”)A。
③C元素原子的核外电子排布图为________________________，其原子核外有__________个未成对电子，能量最高的电子为__________轨道上的电子，该轨道呈__________形。
④写出B、D两元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：__________________。
18. 下表是元素周期表的一部分，表中每一个字母分别代表一种元素，请从A～J这十种元素中选择适当的元素回答下列问题。
    族
周期
ⅠA

0
1
A
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA

2



B
C
D


3
E
F
G
H

I
J

(1)B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序      。(用对应元素的符号表示)；
E、F、G三种元素第一电离能由大到小的顺序       。(用对应元素的符号表示)
(2)D、E、J的离子半径由大到小的顺序为      。(用所对应元素的离子符号表示)；
B、H、I的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是      。(用化学式表示) 
(3)物质熔沸点比较：BD2      HD2；A2D      A2I。(填“>”、“=”或“<”)
(4)A、C、D三种元素形成的一种离子化合物的化学式      。
(5)I的氧化物的水化物与J的氧化物的水化物反应生成两种强酸的方程式      。

三、简答题
19. (1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，违反了泡利原理的是______，违反了洪特规则的是________。
①
②
③
④
⑤
(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为_________；其最高价氧化物对应水化物的化学式是____________。
(3)用符号“>”“<”或“=”表示下列各项关系。
①第一电离能：Na________Mg，Mg________Ca。
②电负性：O________F，F________Cl。
③能量高低：ns________(n+1)s，ns________np。
④主族序数________价电子数________元素最高正化合价。
20. Ⅰ.A，B，C，D，E，F是原子序数依次增大的六种前四周期元素，其相关信息如表所示：
A
原子半径最小的元素
B
原子核外电子有6种不同的运动状态
D
原子L电子层上有2对成对电子
E
E与D同主族
F
基态F+核外有3层电子且各层均处于全满状态
(1)A元素是______；(填元素符号).E所在周期中电负性最大的元素的基态原子价层电子排布图为______；
(2)B，C，D三种元素的基态原子第一电离能由小到大的顺序为______；(用元素符号表示)
(3)C的简单氢化物分子的空间构型是 __________________________；
(4)B2A4分子中σ键与π键的个数比为______
(5)F在周期表中的位置__________________________；
Ⅱ.金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛．
(6)第二周期基态原子未成对电子数与Ni 相同且电负性最小的元素是 ______ ．
(7)甲醛(H2C=O)在Ni 催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH).甲醛分子内C 原子的杂化方式为 _______________________________________________________
Ⅲ.氮可以形成多种离子，如N3−，NH2−，N3−，NH4+，N2H5+，N2H62+等，已知N2H5+与N2H62+是由中性分子结合质子形成的，类似于NH4+，因此有类似于 NH4+的性质．
(8)写出N2H62+与碱溶液反应的离子方程式 _______________________________________________________
(9)写出N3−等电子体物质的化学式 ______ .(一种)
答案和解析

1.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查元素电离能、电负性判断、原子核外电子排布规律及排布式和排布图的书写，题目难度中等，注意原子核外电子的排布和运动特点，试题培养了学生的灵活应用能力。
【解答】
A.电子云表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电子的运动轨迹，故A错误；
B.基态Na的电子排布式为1s22s22p63s1，由基态转化成激发态1s22s22p63p1时，电子能量增大，需要吸收能量，故B错误；
C.非金属性O>N，则氧元素电负性比氮元素大，但N的2p电子半满为稳定结构，则氮原子比氧原子的第一电离能大，故C错误；
D.基态铁原子外围电子排布式为3d64s2，外围电子排布图为：，故D正确；
故选D。  
2.【答案】B 
【解析】
【分析】
本题考查了元素周期表和元素周期律，为高频考点，把握非金属性比较方法、化学键、离子半径比较方法为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意把握有关规律，题目难度不大。
【解答】
①不能根据单质的稳定性来判断元素的非金属性，N、P都是第VA族元素，非金属性：N>P，故错误；
②同位素的质子数相同，第IA族元素铯的两种同位素 137Cs与 133Cs的质子数相同，中子数不同，故错误；
③不能根据含氧酸的氧化性强弱来判断元素非金属性强弱，酸性：HClO4>H2SO4，所以非金属性：Cl>S，故错误；
④离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键，如NaOH中含有极性共价键，Na2O2中含有非极性共价键，故正确；
⑤元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，C、P、S、Cl的非金属性逐渐增强，则最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，故正确；
⑥从上到下，卤族元素的非金属性逐渐减弱，最高价含氧酸酸性逐渐减弱(F无含氧酸)，故错误；
⑦核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：K+ 故选：B。  
3.【答案】B 
【解析】
【分析】
本题考查原子结构与元素周期律的相关知识，可以根据电子层结构确定在周期表中的位置关系，从而推断其性质，不需要确定具体的元素，注意同周期第一电离能异常情况。
【解答】
元素周期表前三周期元素的离子  aW3+、  bX+、  cY2−、  dZ−具有相同电子层结构，核外电子数相等，所以a−3=b−1=c+2=d+1，Y、Z为非金属，应处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属应处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素，
A.由以上分析可知c=8，b=11，则质子数cO，非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，则阴离子的还原性越弱，则离子还原性O2−>F−，故A错误；
B.同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故电负性：Z(F)>Y(O)>W(Al)>X(Na)，故B正确；
C.非金属性F>O，非金属性越强氢化物越稳定性，氢化物稳定性为HF>H2O，故C错误；
D.W为Al元素，X为Na元素，同周期随原子序数增大原子半径减小、第一电离能呈增大趋势，故原子半径Na>Al，第一电离能Al 故选B。
  
4.【答案】B 
【解析】
【分析】
本题考查了第一电离能、电负性、原子半径等知识点，解题的关键是依据给出信息进行元素推断，为高频考点，难度中等。
【解答】
①为16号元素为S，②为15号元素为P，③为7号元素为N，④为9号元素为F；
A.N、P最外层电子数相同，最高正化合价相同，都为+5价，S最外层电子数为6，最高正化合价为+6，F没有正价，最高正化合价：①>③=②，故A错误；
B.同周期从左向右，原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：②>①>③>④，故B正确；
C.非金属性越强，元素的电负性越大，则电负性：④>③>①>②，故C错误；
D.同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族、第VA族元素的原子为全满和半满结构，第一电离能大于同周期相邻元素，P的3p电子为半满稳定结构，第一电离能大于S，同一主族，从上到下，第一电离能逐渐减小，因此第一电离能：④>③>②>①，故D错误。  
5.【答案】C 
【解析】
【分析】
本题考查结构性质位置关系应用，根据化合价与原子半径推断元素是解题关键，注意对元素周期律的掌握，难度中等。
【解答】
X、Y化合价分别为+2、+3，分别处于ⅡA、ⅢA族，W有−2价，处于ⅥA族，原子半径与X、Y相差较大，可知W处于第二周期，X、Y处于第三周期，故X为Mg元素、Y为Al元素、W为O元素，Z有+5、−3价，处于ⅤA族，原子半径与W相差不大，二者应同周期，故Z为N元素。
A.同周期自左而右金属性减弱，故金属性X(Mg)>Y(Al)，故A错误；
B.氮气与氧气在放电或高温条件下反应生成NO，不能直接得到NO2，故B错误；
C.非金属性W(O)>Z(N)，氧气氧化性强于氮气，一定条件下，氧气可以与氨气反应生成氮气与水，故C正确；
D.Y的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，是两性氢氧化物，能溶于强酸、强碱，不能溶于弱碱氨水，故D错误，
故选：C。  
6.【答案】C 
【解析】
【分析】
本题考查元素周期表相关知识，注意对元素位置以及电负性、半径大小比较、电子排布图等知识的掌握，难度不大。
【解答】
A、同周期自左而右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，非金属性：Y>M>Z，故电负性Y>M>Z，故A错误；
B、电子层排布相同，核电荷数越大离子半径越小，最外层电子数相同，电子层越多离子半径越大，离子半径：Z2−>M−>Y−，故B错误；
C、ZM2为SCl2，分子中S元素化合价为+2价，2+6=8，S原子满足8电子稳定结构，Cl元素化合价为−1价，|−1|+7=8，Cl原子满足8电子稳定结构，故C正确；
D、S元素基态原子最外层电子排布图为，故D错误。  
7.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查原子结构与元素周期律，为高频考点，把握原子序数、原子结构、元素的位置来推断元素为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意规律性知识的应用，题目难度不大。
【解答】
短周期主族元素X、Y、Z、M的原子序数依次递增，四种原子的最外层电子数之和为18。X与Y、Z、M位于相邻周期，若X是第一周期不能有内层电子，只有一层电子，所以X必然在在第二周期，则Y、Z、M为均位于第三周期；Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的2倍，因为X是第二周期，所以内层电子数为2，Z最外层电子数是4，Z为Si；Y、Z相邻且X、Y、Z、M的原子序数依次递增，所以Y为Al，最外层电子数是3；假设X的最外层电子数为x，M比X族序数大1，M最外层电子数是x+1，则x+(x+1)+4+3=18，解得x=5，则X为N，M为S；由上述分析可知，X为N、Y为Al、Z为Si、M为S。
A.电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，简单离子的半径：Y B.元素的非金属性越强，氢化物越稳定，简单氢化物的热稳定性：Z C.非金属性S>Al，则最高价氧化物的水化物酸性：M>Y，故C错误；
D.X为N、Z为Si、M为S，N、Si、S均可与N的相邻元素O形成原子个数比为1︰2的化合物NO2、SiO2、 SO2，故D正确。
故选D。  
8.【答案】B 
【解析】
【分析】
本题旨在考查学生对元素周期律及其应用、原子核外电子排布的应用，题目难度不大。
【解答】
A.根据“洪特规则”可知，2p轨道电子的自旋方向应该相同，正确的电子排布图为：，故 A错误； 
B.价电子排布为4s24p3的元素有4个电子层、最外层电子数为5，位于第四周期ⅤA族，最后填充p电子，是p区元素，故B正确；
C.2p和3p轨道形状均为哑铃形，但是原子轨道离原子核越远，能量越高，2p轨道能量低于3p，故C错误； 
D.基态Na的电子排布式为1s22s22p63s1，由基态转化成激发态1s22s22p63p1时，电子能量增大，需要吸收能量，故D错误。 
故选B。  
9.【答案】C 
【解析】
【分析】
本题考查了元素的位置、结构和性质的关系，题目难度不大，能根据题意正确判断元素是解本题的关键，要注意把握对应单质和化合物的性质，侧重于考查学生对基础知识的应用能力。
【解答】
X的化合价为+1价，属于第ⅠA族元素；Y的化合价为+5价，属于第VA族元素；Z的化合价为+4价，为第IVA族元素；M的化合价为−3价，属于第VA族元素；W的化合价为−2价，属于第VIA族元素；已知原子序数：X A.由分析可知，元素X可能为锂，故A正确；
B.M为P元素，W为S元素，同周期原子半径从左到右依次减小，则原子半径大小：r(M)>r(W)，故B正确；
C.X为H或Li，X2W中X原子不是8电子稳定结构，故C错误；
D.元素的非金属性：N>P，则元素气态氢化物的稳定性：Y>M，故D正确。
故选：C。  
10.【答案】B 
【解析】
【分析】
本题考查结构性质位置关系应用，根据化合价与原子序数推断元素是解题关键，注意对元素周期律的理解掌握，题目难度不大．
短周期元素中，a为−2价、e为+6价，处于VI族，可推知a为O、e为S，b有+1价，原子序数大于氧，则b为Na，由原子序数可知d处于第三周期，化合价为+5，则d为P．
【解答】
A. 31d和 33d质子数相同，中子数不同，是不同的核素，互为同位素，故A错误；
B.同周期从左到右第一电离能增大，但是原子外层电子为全满或半充满状态，第一电离能较大，则第一电离能P>S，电负性P C.元素的非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，则a>e>d，故C错误；
D.a和b形成的化合物过氧化钠，含有共价键，故D错误，
故选：B．  
11~12.【答案】D 、C 
【解析】
1. 【分析】
本题考查元素周期表与元素周期律，识记常见元素在周期表中位置，掌握元素周期律，注意氢键对物质性质的影响。
【解答】
由元素在周期表中位置，可知A为O元素、B为F元素、C为Na元素、D为Al元素，E处于第四周期IVA族为Ge元素，F处于第五周期第IB族；
A.O2−、Na+离子电子层结构相同，核电荷数越大，原子核对核外电子吸引越强，离子半径越小，故离子半径O2−>Na+，故A错误；
B.元素的金属性Na>Al，故最高价氧化物对应水化物的碱性：NaOH>Al(OH)3，故B错误；
C.HF分子之间形成氢键，导致其熔沸点比较高，故C错误；
D.锗的单质属于共价晶体，其熔点高，硬度大，故D正确；

2. 【分析】
本题考查元素周期表与元素周期律，熟记常见元素在周期表中位置，注意电子构型对电离能的影响，掌握核外电子排布规律。
【解答】
由元素在周期表中位置，可知A为O元素、B为F元素、C为Na元素、D为Al元素，E处于第四周期IVA族为Ge元素，F处于第五周期第IB族；
A.同周期主族元素自左而右元素电负性增大，故电负性A B.同周期主族元素随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，其中ⅡA族、ⅤA族元素外围电子为全充满或半充满稳定结构，它们第一电离能高于同周期相邻元素，可知第一电离能C C.E处于第四周期IVA族，外围电子排布式为4s24p2，最高能级为4p，只有2个轨道填充电子，另一个为空轨道，故C错误；
D.F处于第五周期第IB族，外围电子排布式为4d105s1，最外层只填充1个电子，最外层只有一种自旋方向的电子，故D正确；  
13.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查原子结构与元素周期律，为高频考点，把握原子序数、原子结构推断元素为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意规律性知识的应用，题目难度不大。
【解答】
X原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，所以X为O元素， W元素在地壳中的含量位居第二，所以W为Si，元素Z的单质是目前使用量最大的主族金属元素， Z为Al， X、Y、W的原子核外最外层电子数为互不相等的偶数，X最外层电子数为6，W最外层电子数为4，Y为主族元素且原子序数介于X与Z之间，所以Y最外层电子数为2，Y为Mg，综上，X为O， Y为Mg， Z为Al，W为Si，据此分析解题。
A .一般电子层数多，半径大，同周期，从左到右原子半径依次减小，所以Y>Z>W>X，A错误；
B.Y、Z、W的最高价氧化物的水化物即Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3，Mg(OH)2显碱性，Al(OH)3为两性氢氧化物，H2SiO3显酸性，B错误；
C.由分析可知，w为Si、X为O，由于H2O分子间能够形成分子间氢键，而SiH4不能，故元素W和X的简单氢化物的沸点：X>W，C错误；
D.由分析可知，X为O，Y为Mg，Z为Al，W为Si，则元素X与Y、Z、W形成的二元化合物分别为：MgO、Al2O3、SiO2，故它们的化学键依次为离子键、离子键、共价键， D正确；
故答案为： D。  
14.【答案】C 
【解析】
【分析】
本题考查原子结构与元素周期律，推断元素是解题的关键，熟练掌握核外电子排布、元素周期律，注意同周期主族元素第一电离能变化异常情况。
【解答】
X、Z、W的原子序数依次递减且核外电子的空间运动状态数相同，X、Z、W分别为F、O、N；Y的原子序数是Z的两倍，Y为S。
A.因为O原子的电负性大于S原子，所以极性H2O>H2S，故A错误；
B.电负性：O>N，但是N原子的2p能级为半满稳定状态，第一电离能大于O，故B错误；
C.第二周期元素中，F的非金属性最大，所以在第二周期中，F的氢化物最稳定，故C正确；
D.Y为S，基态原子电子排布为：1s22s22p63s23p4，未成对电子为2，在第三周期主族元素中，比它未成对电子数少的有：Na、Al、Cl3种，故D错误；
故选C。
  
15.【答案】D 
【解析】
【分析】
本题考查位置、结构、性质的相互关系应用，题目难度中等，推断元素为解答关键，注意掌握元素周期律内容及常见元素化合物性质，试题侧重考查学生的分析能力及逻辑推理能力。
【解答】
W、X、Y、Z为短周期主族元素，根据图示可知，W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期，设W的最外层电子数为x，则X的最外层电子数为x−2，W、X的最高价分别为x、x−2，W与X的最高化合价之和为8，则x+x−2=8，解得：x=5，则W为N元素，结合各元素在周期表中相对位置可知，X为Al元素，Y为Si元素，Z为P元素，据此解答。
A.同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：W B.Y是Si，常温常压下单质硅为固态，故B正确；
C.非金属性：P D.X的最高价氧化物的水化物为氢氧化铝，氢氧化铝为两性氢氧化物，故D错误。
故选D。  
16.【答案】(1)A
(2)4s；4f5  ；小于
(3)Mg；相反
(4)[Ar]3d9(或1s22s22p63s23p63d9) 
【解析】
【分析】
本题主要考查核外电子排布、离子半径的比较等，掌握基础知识是关键，难度一般。
【解答】
(1)根据电子排布式的特点可知，Mg的第二电离能大于第一电离能，另外基态为稳定状态，能量较低，难以失去电子，A中Mg的状态恰好符合该规律，其电离时所需能量最大，选A；
(2)原子失去电子时，先从最外层开始，Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，先失去4s轨道的电子。Sm失电子时，先失去6s轨道的电子，然后再失去4f轨道的一个电子，则Sm3+的价层电子排布式为4f5。F−和O2−的电子层结构相同，核电荷数大的半径反而小，则F−半径小。
(3)根据元素周期律可知，与Li处于对角线位置的元素为Mg，二者的化学性质相似。基态Mg原子的M层电子排布式为3s2，根据泡利不相容原理可知，这两个电子的自旋状态相反。
(4)Cu是29号元素，基态核外电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1，则Cu2+基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。
  
17.【答案】(1)BC
(2)①1s22s22p63s1 
②<
③；3；p；哑铃
④Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
 
【解析】
【分析】本题考查了原子结构、原子中微粒数关系以及结构性质位置关系应用等，掌握核外电子排布规律与常见元素化合物性质，掌握微粒半径比较规律是解题关键，题目难度不大。

【解答】
(1)A项， 53131I和 53127I原子核外的价电子排布式都是5s25p5，错误；
B项， 53131I和 53127I的质子数相同而中子数不同，二者互为同位素，正确；
C项， 53131I原子的核外电子排布式中只有5p能级上未充满电子，正确；
D项， 53127I的中子数与质子数之差为127−53−53=21，错误。
(2)根据表中信息可推出A为Na，B为Al，C为N，D为Cl。
①A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1。
②B为Al，其在元素周期表中位于第三周期第ⅢA族，Na+与Al3+的核外电子排布相同，核电荷数：Na ③C为N，其核外电子排布图为，核外共有3个未成对电子，能量最高的电子为p轨道上的电子，该轨道呈哑铃形。
④B的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，D的最高价氧化物对应的水化物为HClO4，二者反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O。
  
18.【答案】(1)O>N>C；Mg>Al>Na
(2)Cl−>O2−>Na+；H2SO4>H2CO3>H2SiO3
(3)<；>
(4)NH4NO3
(5)H2SO3+HClO=H2SO4+HCl
 
【解析】
【分析】
本题考查元素周期表与元素周期律，题目将元素化合物性质、元素周期律与实验知识结合起来，较好的考查学生审题能力、思维能力，具有较强的综合性，难度不大。
【解答】
根据元素在周期表中位置可知，A为H、B为C、C为N、D为O、E为Na、F为Mg、G为Al、H为Si、I为S、J为Cl。
(1)同周期主族元素电负性从左到右依次增大，B、C、D三种元素电负性由大到小的顺序O>N>C；
同周期第一电离能从左到右呈增大趋势，但要注意半满状态，如同周期第ⅡA第一电离能大于第ⅢA第一电离能，故E、F、G三种元素第一电离能由大到小的顺序Mg>Al>Na，故答案为：O>N>C；Mg>Al>Na；
(2)电子层数越多离子半径越大，具有相同电子层结构简单离子，原子序数越小离子半径越大，D、E、J的离子半径由大到小的顺序为：Cl−>O2−>Na+；非金属性越强最高价氧化物对应水化物酸性就越强，非金属性S>C>Si，故B、H、I的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是H2SO4>H2CO3>H2SiO3；
(3)二氧化碳是分子晶体，二氧化硅是原子晶体，物质熔沸点比较：CO2 水存在分子间氢键，硫化氢没有分子间氢键，物质熔沸点H2O>H2S；
(4)A为H、C为N、D为O三种元素形成的一种离子化合物铵盐其化学式NH4NO3
(5)若I的氧化物的水化物H2SO3，J的氧化物的水化物HClO，可反应生成硫酸和盐酸两种强酸，其化学方程式为：H2SO3+HClO=H2SO4+HCl。  
19.【答案】(1)②；③⑤；
(2)1s22s22p63s23p4；H2SO 4；
(3)①<；>
②<；>
③<；<
④=；= 
【解析】
【分析】
本题考查了泡利原理和洪特规则，核外电子排布式，第一电离能和电负性，还有构造原理等知识，学生易于掌握。
【解答】
(1)同一轨道中应是自旋状态相反的电子，②违反了泡利原理，对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同，③⑤违反了洪特规则；
故答案为：②；③⑤；
(2)3p能量小于3d，激发态为1s22s22p63s13p33d2，共有16个电子，基态应为)1s22s22p63s23p4，其质子数也为16，该元素为硫元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO 4；
故答案为：1s22s22p63s23p4；H2SO 4 ； 
(3)一般来说，同周期中从左到右第一电离能有增大的趋势，电负性逐渐增大，同主族中自上而下电负性与第一电离能均逐渐减小。由构造原理可知，能量ns<(n+1)s，ns 故答案为：①<； >；
②<； >；
③<； <；
④=； =。  
20.【答案】(1)H；；  
(2)C (3)三角锥形
(4)5：1；    
(5)第四周期 ⅠB族；     
(6)C；   
(7)sp2；
(8)N2H62++2OH−=N2H4+2H2O；     
(9)N2O、CO2、CNO−、BeF2等； 
【解析】
【分析】
本题主要考查价层电子排布、电离能、杂化理论、化学键等，综合性较强，熟悉对应单个知识点的解题技巧是解题关键。
【解答】
由题目信息可知A为H，B为C，D为O，C为N，E为S，F为Cu；以此为依据解答：
I(1) A元素是H;S位于第三周期，第三周期电负性最大的为氯元素，则基态原子价层电子排布图为；
(2)同一周期电离能从左往右依次增大，但是ⅡA、VA族反常，则三种元素的基态原子第一电离能由小到大的顺序为C (3)氨气分子的价层电子对数为：3+5−1×32=4，有一个孤电子对，则其空间构型为三角锥形；
(4)C2H4中4个C−H键，全部为σ键，碳碳双键中1个σ键和一个π键，故σ键与π键的个数比为5:1；
(5)铜位于元素周期表中第四周期ⅠB族；
II(6)Ni原子外围电子排布为3d84s2，未成对电子数为2，第二周期基态原子未成对电子数的外围电子排布为2s22p2或2s22p4，同周期自左而右电负性增大，故未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是C；
(7)甲醛分子内C原子价层电子对个数=3+0=3，所以C原子的杂化方式为sp2杂化；
III(8)N2H62+是由中性分子N2H4结合2个质子形成的，故N2H62+相当于二元酸，故在碱性溶液中反应的离子方程式为N2H62++2OH−=N2H4+2H2O;
(9)N3−价电子数是3×5+1=16，则与N3−互为等电子体的物质有N2O、CO2、CNO−、BeF2等。