高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第1章 原子结构与元素性质第3节 元素性质及其变化规律测试题

这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第1章 原子结构与元素性质第3节 元素性质及其变化规律测试题，共13页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、选择题
1．氮氧化物会导致光化学烟雾和酸雨，在的催化作用下，可将NO还原为无污染的气体，反应历程如图，下列说法正确的是
A．基态的价层电子排布式为
B．电负性：N＞O＞H＞Fe
C．该过程中存在极性键和非极性键的断裂和形成
D．图中的总反应可表示为
2．甲钴胺是神经元营养药物，由C、H、C、N、O、P元素组成。下列说法正确的是
A．还原性：
B．基态P原子的最高能级轨道形状为球形
C．同周期中第一电离能小于N的元素有5种
D．基态C原子价层电子轨道表示式为
3．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。
①X的一种核素无中子
②Z的单质可以在Y的单质中燃烧，燃烧时火焰为黄色
③X的单质可与Y的单质化合生成，在常温下为液体
④W的单质溶于中，所得溶液具有漂白性
下列说法错误的是
A．化合物ZYX与ZWY的化学键类型完全相同
B．Y的简单气态氢化物为同主族中最稳定的
C．简单离子半径Z大于W
D．Z的最高价氧化物对应水化物的碱性是短周期中最强的
4．我国科学家利用Zn(NO3)2和AgNO3在十八胺(C18H37NH2)中氧化性不同，分别制得纳米晶体材料ZnO和Ag。对于上述相关元素，下列说法错误的是
A．基态Zn原子的最高能层的电子的电子云轮廓图是球形
B．已知Ag与Cu是位于相邻周期的同族元素，则Ag位于元素周期表的ds区
C．第一电离能：O>N>Zn
D．电负性：N>C>H
5．化合物中X、Y、Z、W、Q、R的原子序数依次增大。X与Y、Z、W均能形成、微粒，基态Q原子的3d轨道上有3个未成对电子，R被称为“海洋元素”，其原子序数等于W与Q的原子序数之和。下列说法错误的是
A．化合物中Q的化合价为
B．Y、Z、W中，第一电离能最大的是Z，电负性最大的是W
C．X、Z、W三种元素组成的化合物可能显酸性，也可能显碱性
D．Y、Z、W、R分别与X形成的化合物中，沸点最高的是W对应的化合物
6．某共价化合物结构如图。X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是
A．原子半径：W>X>Y>ZB．氢化物的沸点：Y>X
C．简单阴离子的还原性：Y>ZD．最高价含氧酸的酸性：X>W
7．前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且分属不同周期和族。X最高能级的电子数比电子层数多1，Y的最高价含氧酸为具有吸水性的弱酸，Z与W中均存在未成对电子，且两者未成对电子数和最外层电子数均相同。下列说法正确的是
A．电负性由大到小的顺序为：
B．最高价氧化物的水化物的酸性：
C．第一电离能低于X的同周期元素有5种
D．Z元素基态原子最高能层上有11种运动状态不同的电子
8．已知W、X、Y、Z均为短周期元素，常温下它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为)的和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是
A．电负性：B．简单气态氢化物的热稳定性：
C．离子半径：D．化合物中含有极性共价键和非极性共价键
9．一种工业洗涤剂中间体结构式如图所示，其中短周期元素X、Q、Z、Y、W原子序数依次增大，X和W同主族但不相邻，Y和Q最外层电子数之和是Z原子L层电子数的二倍，下列说法正确的是
A．X2Y和X2Y2均为极性分子
B．第一电离能：Y>Z>Q
C．原子半径：Y>Z>Q
D．W与Y形成的化合物中只含离子键
10．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的能级上未成对电子数是同周期中最多的，Y元素基态原子中电子的运动状态有8种，Z元素的焰色试验为黄色，W元素的原子最外层电子排布式为。下列说法正确的是
A．原子半径：B．电负性：
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：D．第一电离能：
11．分子R称为“点击化学试剂”，如图所示。下列叙述错误的是
A．电负性：
B．第一电离能：
C．S原子核外有6种运动状态不同的电子
D．基态F原子核外电子占据3个能级
12．室内空气中甲醛的去除原理如图所示：
上述物质所涉及的元素中，电负性最大的是
A．碳B．氧C．氮D．硫
13．现有3种元素基态原子的电子排布式如下：①；②；③。则下列比较中正确的是
A．第一电离能：①>②>③B．原子半径：③>②>①
C．未成对电子数：①>②>③D．电负性：①>②>③
14．下图为元素周期表的一部分，X、Y、Z、W均为短周期主族元素，Z的基态原子有3个未成对电子，下列比较中正确的是
A．原子半径：Y>X>Z>WB．最高正化合价：Y>W>X=Z
C．第一电离能：Y>X>Z>WD．电负性：Y>X>Z>W
15．下列说法或有关化学用语的表述正确的是
A．在基态多电子原子中，p能级电子能量一定高于s能级电子能量
B．基态Fe原子的外围电子轨道表示式为
C．在所有元素中，氟的第一电离能最大
D．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含未成对电子
二、填空题
16．根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题：
(1)元素基态原子次外层电子数是最外层电子数的，其价电子轨道表示式是 。
(2)Y是1~36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，B元素的名称是 ，在元素周期表中的位置是 。
(3)Z元素基态原子的轨道表示式是图中的 (填写序号)，
另一轨道表示式不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合 。
a．能量最低原理 b．泡利不相容原理 c．洪特规则
(4)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量叫作第一电离能。如图所示：
①同周期内，随着原子序数的增大，值变化的总趋势是 。
②根据第一电离能的含义和元素周期律，可推断出 。
17．均为第四周期金属元素，它们的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)钾在火焰上灼烧的紫光是一种 (填“吸收”或“发射”)光谱。
(2)原子位于元素周期表中的 区，基态最高能层电子的电子云轮廓图为 形，其价电子排布式为 。与同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的基态原子的价电子排布图为 。
(3)均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据列于下表：
锰元素位于第四周期第族。比较两元素的可知，气态再失去1个电子比气态再失去1个电子难，原因是 。
(4)琥珀酸亚铁片是用于预防和治疗缺铁性贫血的常见药物，临床建议服用维生素C促进亚铁的吸收，避免生成，从结构角度来看，易被氧化成的原因是 。
(5)与的半径大小关系为 (填“大于”或“小于”)。
三、解答题
18．请回答以下问题：
(1)载人航天器中，通过以下两个反应实现氧的循环：
Ⅰ．
Ⅱ．
写出甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式 。
(2)在分子中，与N原子相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，这三种元素电负性从大到小的顺序是 。(用元素符号作答)
(3)的溶液中水电离出的物质的量为 ml。
(4)下图为相互串联的三个装置，试回答：
①写出甲池负极的电极反应式： 。
②若利用乙池在铁片上镀银，则B是 (填电极材料)。
③向丙池溶液中滴加几滴酚酞试液，电极 (填“石墨”或“Fe”)周围先出现红色，该电极的电极反应式为： ；电解中，若丙池仅产生两种气体，要使丙池溶液恢复原浓度，可向溶液中加入 。(填化学式)
19．如下图所示，分别是前三周期主族元素原子半径与第一电离能的关系曲线。回答下列问题：
(1)图中编号为①⑥⑨的元素的元素符号分别是 、 、 。
(2)编号为⑮的元素原子的基态核外电子排布式为 。编号为⑬的元素原子的价层电子轨道表示式为 。元素②③⑭⑮对应的最简单离子半径由大到小的顺序为 （用离子符号表示）。
(3)编号为⑨的元素在元素周期表中的位置为 ，由它的原子和编号为⑮的元素的原子形成化合物的过程，用电子式可表示为 。
(4)由编号为①④⑤三种元素组成的一种结构式为的物质，其中Y元素的化合价为 。该物质的电子式是 。
X
Y
Z
W
元素
电离能/
717
759
1509
1561
3248
2957
参考答案：
1．C
【详解】A．铁元素的原子序数为26，失去2个电子形成亚铁离子，基态亚铁离子的价层电子排布式为3d6，A错误；
B．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；电负性：O＞N＞H＞Fe，B错误；
C．由图可知，总反应为铁离子做催化剂条件下氨气与一氧化氮、氧气反应生成氮气和水，则反应过程中存在氮氢极性键、氧氧非极性键的断裂，氢氧极性键和氮氮非极性键的形成，C正确；
D．总反应为铁离子做催化剂条件下氨气与一氧化氮、氧气反应生成氮气和水，，D错误；
故选C。
2．C
【详解】A．电负性：N>C>P，则非金属性：N>C>P，所以还原性：PH3>CH4>NH3，A错误；
B．基态P原子的最高能级为3p，3p能级的轨道形状为哑铃形，B错误；
C．同周期中第一电离能小于N的元素有Li、B、Be、C、O元素，共5种，C正确；
D．基态C原子价层电子排布为3d74s2，则价层电子轨道表示式为，D错误；
故选C。
3．C
【详解】的一种核素无中子，可推测出为；的单质可与的单质化合，生成，在常温下为液体，可推测出为；的单质可以在的单质中燃烧，燃烧时火焰为黄色，推测出为；的单质溶于中，所得溶液具有漂白性，可推测出为，根据以上分析完成该题。
A．和均含有离子键和共价键，故A正确；
B．的非金属性是同主族中最强的，所以稳定性最强，故B正确；
C．半径大于，故C错误；
D．的金属性是短周期中最强的，所以的碱性是短周期中最强的，故D正确；
故选C。
4．C
【详解】A．基态Zn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2；最高能层的电子为4s电子，电子云轮廓图是球形，A正确；
B．Ag与Cu是位于相邻周期的同族元素，均为ⅠB族，Ag位于元素周期表的ds区，B正确；
C．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；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，第一电离能：N>O> Zn，C错误；
D．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；电负性：N>C>H，D正确；
故选C。
5．D
【分析】X与Y、Z、W均能形成10e−、18e−微粒，原子序数依次增大，故分别为H、C、N、O，形成10e−微粒分别为CH4、NH3、H2O，18e−微粒为C2H6、N2H4、H2O2，R被称为“海洋元素”，为Br，基态Q原子的3d轨道上有3个未成对电子，可能为V或C，R原子序数等于W与Q的原子序数之和，则Q为C。
【详解】A．化合物[Q(ZX3)4R(YW3)]中化学式为C(NH3)4Br(CO3)，Q化合价为+3价，A正确；
B．C、N、O中，第一电离能最大的是N，电负性最大的是O，B正确；
C．H、N、O三种元素组成的化合物，HNO3显酸性，NH3·H2O显碱性，C正确；
D．C、N、O、Br分别与H形成的最简单的化合物中，沸点最高的是H2O，C和H化合物有很多种，无法判断沸点高低，D错误；
故答案为：D。
6．B
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，W原子序数最大且形成4个共价键，W为硅；W的原子序数等于X与Y的原子序数之和，Y形成2个共价键、X形成4个共价键，则C为碳、Y为氧；Z形成1个共价键，Z为氟；
【详解】A．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：Si>C>O>F，A正确；
B．不确定是否为简单氢化物，不能判断其沸点，碳可以形成沸点较高的有机化合物，B错误；
C．非金属性氟大于氧，则对应简单阴离子的还原性：O2->F-，C正确；
D．非金属性碳大于氧，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故酸性H2CO3>H2SiO3，D正确；
故选B。
7．C
【分析】前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且分属不同周期和族，则W为氢；X的最高能级的电子数比电子层数多1，为氮；Y的最高价含氧酸为具有吸水性的弱酸，Y为硅；Z与W中均存在单电子，且两者单电子数和最外层电子数均相同，Z为铜；
【详解】A．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；电负性由大到小的顺序为：，A错误；
B．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，最高价氧化物的水化物的酸性：，B错误；
C．同一周期随着原子序数变大，第一电离能有变大趋势，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，第一电离能低于N的同周期元素有锂铍硼碳氧5种，C正确；
D．基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1；基态原子最高能层为M层，其上有1种运动状态不同的电子，D错误；
故选C。
8．B
【分析】由图可知，常温下，W和Z的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01ml·L-1)的pH为2，则W和Z的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸，W原子序数小于Z，则W为N，Z为Cl；常温下，Y的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01ml·L-1)的pH小于2，则Y的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸，则Y为S；常温下，X的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01ml·L-1)的pH为12，则X的最高价氧化物对应的水化物溶液为一元强碱，则X为Na。
【详解】A．同一周期主族元素，从左至右，电负性增大，电负性：，A错误；
B．非金属性：，简单气态氢化物的热稳定性：，B正确；
C．W、X、Y、Z分别为N、Na、S、Cl，N3-、Na+核外有两层电子，S2-、Cl-核外三层电子，电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，原子序数越大，半径越小，则简单离子半径大小为S2->Cl-> N3-> Na+，C错误；
D．化合物中含有离子键和非极性共价键，D错误；
故选B。
9．A
【分析】一种工业洗涤剂中间体结构式如图所示，其中短周期元素X、Q、Z、Y、W原子序数依次增大，X和W同主族但不相邻，W形成+1价阳离子，X形成1个共价键，则X为H，W为Na；Y形成2个共价键，其原子序数小于Na，则Y为O；Q形成4个共价键，其最外层电子数为4，原子序数小于O，则Q为C；Q、Z、Y为相邻元素，Y和Q最外层电子数之和是Z原子L层电子数的二倍，Z原子L呈电子数为=5，则Z为N，以此分析解答。
【详解】A．H2O和H2O2的正负电荷的重心不重合，均为极性分子，故A正确；
B．同一周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，N原子2p轨道半充满，第一电离能大于同周期相邻元素，因此第一电离能：N>O>C，故B错误；
C．同一周期从左到右原子半径逐渐减小，即Q>Z>Y，故C错误；
D．W与Y形成的化合物可能为Na2O或Na2O2，Na2O只含离子键，但Na2O2中既含离子键又含共价键，故D错误；
故选：A。
10．D
【分析】基态X原子的2p能级上未成对电子数是同周期中最多的，则X为N；Y元素基态原子中电子的运动状态有8种，则Y为O；Z元素的焰色试验为黄色，则Z为Na，根据n-1=2，n=3，W为Al；据此回答。
【详解】A．根据电子层数越大，原子半径越大；若电子层数相同，则核电荷数越大，原子半径越小，N和O为两层，Na为三层，所以原子半径为 r(Z)>r(X)>r(Y)，A错误；
B．根据同周期从左往右，电负性在增大（稀有气体除外），金属的电负性小于非金属的电负性，所以电负性：Y>X>W>Z，B错误；
C．金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性就越强，则最高价氧化物对应水化物的碱性：Z>W，C错误；
D．根据同周期从左往右，第一电离能有增大趋势，但N的2p能级半满，第一电离能大于相邻元素，金属的第一电离能小于非金属的第一电离能，所以第一电离能：Ⅰ1(X)>Ⅰ1(Y)>Ⅰ1 (W)，D正确；
故选D。
11．C
【详解】A．同周期从左至右，主族元素电负性依次增大，则电负性：，A项正确；
B．N原子最外层能级达到半充满结构，第一电离能大于右邻元素，同主族从上至下，第一电离能逐渐减小，则第一电离能：，B项正确；
C．每个电子运动状态不同，S原子有16种不同运动状态的电子，C项错误；
D．基态F原子电子排布式为1s22s22p5，电子占据3个能级，D项正确；
故选C。
12．B
【详解】元素的非金属性越强，电负性越大。上述有机物涉及的元素有氢、碳、氮、氧、硫五种元素，其中氧元素的非金属性最强，则电负性最大的元素是氧元素，故选B。
13．A
【分析】由三种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p5是F元素；②1s22s22p63s23p3是P元素；③是S元素。
【详解】A．同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能N＜F，但P元素原子3p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能S＜P，同主族自上而下第一电离能降低，所以第一电离能N＞P，所以第一电离能S＜P＜F，即③＞②＞①，选项A正确；
B．同周期自左而右原子半径减小，所以原子半径P＞S，电子层越多原子半径越大，故原子半径P＞S＞F，即②＞③＞①，选项B错误；
C．未成对电子数F、P、S分别为1、3、2，即②＞③＞①，选项C错误；
D．同周期自左而右电负性增大，所以电负性P＜S，N＜F，同主族电负性从上到下逐渐减小，所以电负性P＜N，故电负性P＜S＜F，即②＜③＜①，选项D错误。
答案选A。
14．C
【分析】X、Y、Z、W均为短周期主族元素，Z的基态原子有3个未成对电子，则Z为P元素；由元素在周期表中的相对位置可知，X为N元素、Y为F元素、W为S元素。
【详解】A．原子的电子层数越多，原子半径越大，同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则四种原子的原子半径大小顺序为P>S>N>F，故A错误；
B．氟元素的非金属性最强，只存在负化合价，不存在正化合价，故B错误；
C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，磷原子的3p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，同主族元素，从上到下第一电离能依次减小，则四种元素的第一电离能由大到小的顺序为F>N>P>S，故C正确；
D．同周期元素，从左到右非金属性依次增强，电负性依次增大，则硫元素的电负性大于磷元素，故D错误；
故选C。
15．B
【详解】A．在基态多电子原子中，能层越高，电子能量越高，不能的能层中，p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，故A错误；
B．基态Fe原子的外围电子的价电子排布式为：3d64s2，其轨道表示式为，故B正确；
C．同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小，所有元素中，He的第一 电离能最大，故C错误；
D．每个原子轨道中填充满2个电子，当核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中肯定含未成对电子，故D错误。
答案为：B。
16．(1)
(2) 铬 第四周期ⅥB族
(3) ① c
(4) 递增 >
【详解】（1）X元素基态原子次外层电子数是最外层电子数的，则X为原子序数为10的氖元素，基态原子的价电子轨道表示式为，；
（2）1∼36号元素，未成对电子数最多的元素为有6个未成对电子的铬元素，位于元素周期表中第四周期ⅥB族；
（3）由电子排布图中原子的电子数可知，C元素为硅元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，由洪特规则可知，当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，则基态原子的电子排布图为①；电子排布图②违背了洪特规则，故选c；
（4）①由图可知，同周期内，随着原子序数的增大，第一电离能值总趋势呈增大的趋势；
②同主族元素，从上到下元素的金属性依次增强，第一电离能依次减小，则镁元素的第一电离能大于钙元素，故答案为：>。
17．(1)发射
(2) d 球
(3)的价电子排布式为，处于半满状态，能量比较低，再失去一个电子需要的能量较大
(4)的价电子排布式为的价电子排布式为，而全满能量越低结构更稳定，所以比更稳定，更易被氧化为
(5)小于
【详解】（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。
（2）是22号元素，故其核外电子排布式为，电子最后进入能级，故原子位于元素周期表中的d区，最高能层为第4层，即电子，s能级的电子云轮廓图为球形，其价电子排布式为，与同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的即，其基态原子的外围电子排布图为。
（3）锰元素位于第四周期第ⅦB族，是25号元素，基态的价电子排布式为或者，的价电子排布式为，的价电子排布式为，的价电子处于半满状态，能量比较低，再失去一个电子需要的能量较大。
（4）由于的价电子排布式为，的价电子排布式为，而全满能量越低结构更稳定，所以比更稳定，更易被氧化为。
（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，故的核外电子数比少，故半径大小关系为小于。
18．(1)
(2)N>H>B
(3)
(4) CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O 铁片 Fe 2H2O+2e-=H2↑+2OH- HCl
【详解】（1）根据盖斯定律，-I-II2得；
（2）分子中与N原子相连的H呈正电性，说明N的电负性大于H，与B相连的H呈负电性，说明H的电负性大于B，因此三种元素电负性由大到小的顺序为N>H>B；
（3）100mLpH=10.00的溶液中c(OH-)=1.010-4ml/L，水电离出c()=1.010-4ml/L，其的物质的量为；
（4）根据图示可知：甲池为燃料电池，其中通入CH3OH的电极为负极，通入O2的电极为正极。装置乙为电解池；其中与正极连接的A电极为阳极，B电极为阴极，装置丙为电解池，其中石墨电极为阳极，Fe电极为阴极；
①甲池装置为原电池，其中通入CH3OH的电极为负极，由于电解质溶液为碱性，所以负极的电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-=+6H2O；
②若利用乙池在铁片上镀银，则装置乙中铁片为阴极，与电源负极连接，电解质溶液为AgNO3溶液，故乙池中B电极为铁片；
③丙池为电解池，其中石墨电极为阳极，Fe电极为阴极。由于阴离子放电能力：Cl-＞OH-，阳离子放电能力：H+＞Na+，所以阳极石墨电极上发生反应：2Cl- -2e-=Cl2↑；Fe电极上发生反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，H+放电产生H2，破坏了Fe电极附近水的电离平衡，水进一步电离，最终达到平衡时溶液中c(OH-)＞c(H+)，故Fe电极负极溶液显碱性，向其中滴入酚酞试液后，铁电极周围出现红色；丙池逸出氢气和氯气，若要使丙池溶液恢复原浓度，可向溶液中加入HCl。
19．(1) H B Cl
(2)
(3) 第三周期第VIIA族
(4)
【分析】根据同周期元素第一电离能的变化规律，可以推出①为H元素，②→⑧号元素分别为F、O、N、C、B、Be、Li；⑨→⑮号元素分别为Cl、S、P、Si、Al、Mg、Na；
【详解】（1）由上述分析可知，①⑥⑨的元素的元素符号分别是H、B、Cl；
（2）编号为⑮的元素为Na，原子的基态核外电子排布式为；编号为⑬的元素为Mg，价层电子轨道表示式为；元素②③⑭⑮对应的最简单离子分别为F-、O2-、Mg2+、Na+，它们的核外电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故半径由大到小的顺序为；
（3）⑨号元素为Cl，在周期表的位置为第三周期第VIIA族；它与Na形成NaCl，是离子化合物，用电子式表示其形成过程为：；
（4）由H、N、C三种元素组成的一种结构式为，其中C元素的化合价为+2价，该物质的电子式为。