专题2第二单元元素性质的递变规律同步练习
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（本大题共15小题，共45.0分）
1. 如图为元素周期表中短周期的一部分，下列关于、、的说法正确的是( )
A. 电负性：
B. 离子半径：
C. 分子中各原子的最外层均满足电子稳定结构
D. 第一电离能：
2. 五种短周期元素的信息如下表，有关叙述正确的是( )
元素代号
原子半径
主要化合价 、、
A. 比少一个电子层
B. 的单质既能与强酸反应又能与强碱反应
C. 第一电离能：
D. 形成的气态氢化物比形成的气态氢化物更稳定
3. 如图是第三周期主族元素号某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是( )
A. 若轴为原子序数，轴表示的可能是第一电离能
B. 若轴为原子序数，轴表示的可能是原子半径
C. 若轴为最高正化合价，轴表示的可能是电负性
D. 若轴为族序数，轴表示的可能是最高价氧化物对应水化物溶液的
4. 下列各组元素的原子随着原子序数的递增，有关递变规律不正确的是 ( )
A. 原子半径： B. 金属性：
C. 最高正价： D. 非金属性：
5. 由制备高纯的反应为。下列说法正确的是
A. 热稳定性： B. 离子半径：
C. 第一电离能： D. 共价键的极性：
6. 、、、、是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。元素的一种离子与具有相同的电子层排布且半径大，原子核外层电子数与原子核外层电子数之比为，与同主族，的价层电子排布式为。下列说法错误的是( )
A. 简单气态氢化物的热稳定性： B. 与的原子半径：
C. 和的第一电离能： D. 、、的电负性：
7. 下面关于四种微粒的比较正确的是( )
基态原子的电子排布式：；价电子排布式：；
轨道为半充满的原子； 原子的轨道上只有两对成对电子
A. 最高正化合价： B. 原子半径：
C. 电负性： D. 第一电离能：
8. 元素周期表隐含着许多信息和规律。以下所涉及的元素均为中学化学中常见的短周期元素，其原子半径及主要化合价列表如下，其中用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气来源。
元素代号
原子半径
主要化合价 、、
下列说法正确的是( )
A. 、的最高价氧化物对应水化物的酸性
B. 、、的单质失去电子能力最强的是
C. 与两种元素形成的是离子化合物
D. 、、都在第周期
9. 明矾是一种常用的净水剂。下列说法正确的是
A. 电离能大小： B. 电负性大小：
C. 半径大小： D. 碱性强弱：
10. 某锂盐的结构如图所示，其阴离子是由原子序数依次增大的短周期主族元素、、、形成，、与同一周期，与同族。下列说法正确的是( )
A. 元素的电负性：
B. 第一电离能：
C. 简单气态氢化物的热稳定性：
D. 简单离子的半径：
11. 下列四种元素的基态原子的电子排布式如下：，则下列有关的比较中正确的是
A. 原子半径： B. 电负性：
C. 第一电离能： D. 最高正化合价：
12. 元素周期表的形式多种多样，扇形元素周期表的一部分号元素如图所示，对比中学常见的元素周期表，思考扇形元素周期表的填充规律。下列说法正确的是 ( )
A. 简单离子半径：
B. 的单质能与溶液反应而的单质不能，则单质还原性：
C. 、、、、的电负性及第一电离能均逐渐增大
D. 元素位于常见元素周期表的第四周期第Ⅷ族，位于常见元素周期表的区
13. 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”试剂是由四种短周期主族元素组成，其中、、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，的原子序数是的两倍。下列说法正确的是
A. 简单氢化物的分子极性：
B. 电负性和第一电离能均有
C. 同周期元素形成的简单氢化物中稳定性最强
D. 同周期主族元素基态原子未成对电子数少于的有种
14. 下列比较错误的是
原子半径： 酸性强弱：
氢化物稳定性： 碱性强弱：
A. B. C. D.
15. 年月，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、、、的原子序数依次增大，、、的原子核外最外层电子数为互不相等的偶数，原子的最外层电子数是其内层电子总数的倍，元素在地壳中的含量位居第二，常见元素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：
B. 、、的最高价氧化物的水化物均显碱性，且碱性逐渐减弱
C. 元素和的简单氢化物的沸点：
D. 元素与、、形成的二元化合物的化学键依次为离子键、离子键、共价键
二、填空题（本大题共2小题，共16.0分）
16. 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 K
3 E F G H I J
（1）物质熔沸点比较： BD2_______HD2； A2D_______ A2I。 (填“>”、“=”或“<”)：
（2）物质的键角比较： A2D_______CA3； A2D_______DK2(填“>”、“=”或“<”)：
（3）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)
（4）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)
（5）A、C、D三种元素形成的一种离子化合物的化学式_______。
（6）I的氧化物与J的单质溶于水反应生成两种强酸的方程式_______。
17. 元素周期表体现了元素位构性的关系，揭示了元素间的内在联系。
右图是元素周期表的一部分，回答下列问题：
、的最高正价为：_______，
的最高价氧化物对应水化物的化学式为：_______。
、根据元素周期律等有关知识，推断：
、阴影部分元素的氢化物沸点最高的是_______填化学式。
、、、，四种离子半径大小顺序：________________________ 用离子符号排序。
、已知某主族元素离子结构示意图为 ，其中，此元素在元素周期表中的
位置为：_______。
、卤素互化物如与卤素单质性质相似。已知能与水发生非氧化还原反应，
写出与水反应的化学方程式：__________________________________________________；
中含有的化学键是___________________填“离子键”、“极性键”或“非极性键”。
三、实验题（本大题共1小题，共10.0分）
18. 分工业上氯气用途非常广泛，回答下列问题：
实验室制取氯气的化学方程式为__________________
下表是某同学研究氯水性质实验片断的活动记录。
实验内容 实验现象 解释原因文字或反应
观察氯水颜色 __________________ 氯水中含有氯气分子
向氯水中滴入溶液 有无色气体生成 __________________写出离子方程式
用玻璃棒蘸取氯水，点在品红试纸上 红色褪去 __________________
防止氯气污染空气，实验室常用溶液来吸收尾气，写出离子方程式：_________________
验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强，某同学设计实验如图所示：
装置中盛放的试剂是________填字母，装置中发生反应的离子方程式为________________
溶液 溶液 溶液
下列不能用于说明氯元素比硫元素非金属性强的依据是_______。填序号
酸性强于 稳定性强于 可以氧化生成
若装置中加入淀粉碘化钾溶液，通入少量氯气后，观察到装置中溶液______________，即
可证明非金属性：。
下图是用强光照射密闭广口瓶中新制氯水时，用数字化传感器采集的图像，下列纵坐标代表的物理量与图像相符的是____________________填字母。
溶液颜色的变化 瓶中氧气的体积分数
溶液的导电能力 溶液的漂白能力
四、简答题（本大题共2小题，共16.0分）
19. 下表为周期表的一部分，其中的字母代表对应的元素，请针对这些元素回答下列问题。
请回答下列问题：
元素Ⅰ的元素符号________；己知离子轨道中有个电子，试推出元素位于周期表的位置________。
表中元素第一电离能最小的是________填元素符号，下同，电负性最大的是________，化学性质最稳定的是________。
表中元素处于区的是________填元素符号。
某同学根据上述信息，推断基态原子的核外电子排布图为，该同学所画的电子排布图违背了________________。
请举出的金属性比强的实验事实：________，并用原子结构理论解释其原因________。
、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：
元素
电离能
锰元素位于第四周期第Ⅶ族。请写出基态的价电子排布式：________，比较两元素的、可知，气态再失去个电子比气态再失去个电子难，对此你的解释是________。
20. 氨硼烷含氢量高、热稳定性好，是具有潜力的储氢材料。回答下列问题：
氮在元素周期表中的位置是_____________，基态原子中电子占据最高能级的电子云轮廓图为__________形，基态原子的电子排布图为_______________________________。
的第一电离能，判断__________填“”或“”，结合电子排布式说明判断理由____________________________________________。
分子中，与原子相连的呈正电性，与原子相连的呈负电性。在、、三种元素中：
电负性由大到小的顺序是____________________。
原子半径由大到小的顺序是_________________。
根据对角线规则，在、所在周期中，有一种元素与元素性质具有相似性，写出其对应的氢氧化物与烧碱溶液反应的化学方程式______________________________________。
、、、是目前氨硼烷水解产氢催化剂研究的热点。不同催化剂催化氨硼烷水解产氢的性能如图所示。这四种催化剂中：
催化效果最好的金属基态原子中未成对的电子数为__________。
催化效果最差的金属其二价阳离子外围电子排布式为__________。
催化效果第三的金属位于元素周期表的__________区。
答案和解析
1.【答案】
【解析】由图示关系可推知：为氦元素，为氟元素，为氯元素，为硫元素。项，元素的电负性关系为，不正确；项，离子半径关系为，不正确；项，的电子式为：，正确；项，元素第一电离能大小关系为，不正确。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查元素的推断和元素周期律的应用，难度一般，正确推断出元素是解题关键。
【解答】
均为短周期元素，有、、价，可推知为元素；、化合价分别为、，原子半径硫，可推知为、为；化合价为，半径小于，为。化合价均为价，原子半径与相差较大，可推知为．
根据表中的信息可得为，为，为，为，为。
A.和具有相同的电子层数，故A错误；
B.铍与铝处于对角线位置，性质相似，既能与强酸反应又能与强碱反应，故B正确；
C.镁原子最外层能级处于全满状态，难失去电子，故第一电离能，故C错误；
D.非金属性：，故F形成的气态氢化物比形成的气态氢化物更稳定，故D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原子结构和元素周期律，明确同一周期元素原子半径、第一电离能、电负性等元素周期律特点是解本题关键，注意第一电离能规律中的异常现象，题目难度不大。
【解答】
A.如果轴为原子序数，则该图中从左到右原子序数依次增大，其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，其中第族、第族元素第一电离能大于其相邻元素，所以图象不符合，故A错误；
B.如果轴为原子序数，同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小，所以图象不符合，故B错误；
C.如果轴为最高正化合价，其最高正化合价随着原子序数增大而增大；同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大，所以图象符合，故C正确；
D.如果轴为族序数，其最高价氧化物的水合物依次减小，所以图象不符合，故D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了元素周期律的相关知识，试题难度较易。
【解答】
A.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，故A正确；
B.同主族元素从上到下金属性逐渐增强，故B正确；
C.元素的非金属性很强，难以失去电子，没有正价，元素无最高正价，故C错误；
D.同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，故D正确。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题以制备高纯为题材，考查物质结构与性质的基础知识，主要涉及元素非金属性强弱比较、微粒半径比较、第一电离能大小比较、共价键极性强弱比较等，题目难度不大。
【解答】
A.元素的非金属性越强，其简单氢化物的热稳定性越强，非金属性：，故A正确；
B.和的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，离子半径：，故B错误；
C.同周期主族元素，从左到右，元素的第一电离呈增大趋势，则第一电离能：，故C错误；
D.元素电负性差值越大，共价键极性越强，与的电负性差值小于与，则共价键的极性：，故D错误。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原子结构与元素周期律的应用，为高考的高频题，推断元素为解答关键，注意掌握元素周期律内容及原子核外电子排布规律，试题侧重考查学生的分析能力及逻辑推理能力，题目难度不大。
【解答】
、、、、是五种短周期主族元素，原子序数依次增大，元素的一种离子与具有相同的电子层排布且半径稍大，说明的原子序数小于，则为元素；与同主族，的价电子排布式为，二者位于Ⅵ族，则为，为元素；原子核外层的电子数与原子核外层的电子数之比为：，的层含有个电子，则的层含有个电子，为元素；的原子序数大于，则为元素，以此分析解答。
结合分析可知，为，为，为，为，为元素，
A.非金属性，则简单气态氢化物的热稳定性：，故A正确；
B.同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：，故B正确；
C.同一周期从左向右第一电离能呈增大趋势，同一主族从上到下第一电离能逐渐减小，则第一电离能，即，故C正确；
D.同一周期从左向右电负性逐渐增大，同一主族从上到下电负性逐渐减小，而在分子中为价，为价，则电负性：，即，故D错误。
7.【答案】
【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】
为号元素为，为号元素为，为号元素为，为号元素为；
A.、最外层电子数相同，最高正化合价相同，都为价，最外层电子数为，最高正化合价为，没有正价，最高正化合价：，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：，故B正确；
C.非金属性越强，元素的电负性越大，则电负性：，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Ⅱ族、第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，的电子为半满稳定结构，第一电离能大于，同一主族，从上到下，第一电离能逐渐减小，因此第一电离能：，故D错误。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原子结构和元素周期律，侧重考查分析判断能力，把握元素周期律、元素周期表结构及物质结构是解本题关键，知道非金属性强弱、金属性强弱判断方法，题目难度不大。
【解答】
主族元素其最高正化合价与其族序数相等、除外，最低化合价族序数，同一主族元素原子半径随着原子序数增大而增大，同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小，用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气来源，为过氧化钠，则为、为元素，根据表中数据知，原子半径最小且位于第族，为元素；为元素、为元素、为元素、为元素。
A.元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水合物酸性越强，非金属性，则其最高价氧化物的水合物酸性：，故A正确；
B.、、的单质失电子能力与其金属性成正比，金属性越强，其单质失电子能力越强，金属性，则金属单质失电子能力最强的是即元素，故B错误；
C.、形成的化合物是或，或中只含共价键，为共价化合物，故C错误；
D.、、分别是、、元素，位于第周期、位于第周期、位于第周期，故D错误。
故选A。
9.【答案】
【解析】解：第一电离能大于，而大于，所以电离能大小：，故A错误；
B.同主族自上而下电负性减小，故电负性：，故B错误；
C.电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径大小：，故C正确；
D.金属性：，则碱性：，故D错误；
故选：。
本题考查电离能、电负性、元素周期律，题目基础性强，旨在考查学生对基础知识的掌握情况。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原子结构与元素周期律，结合原子序数、原子结构来推断元素为解答关键，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】
某锂盐的结构如图所示，其阴离子是由原子序数依次增大的短周期主族元素、、、形成，、与同一周期，与同族，形成个共价键，形成个共价键，二者位于Ⅵ族，则为，为；、位于第二周期，形成个共价键，则为；形成个共价键，且得个电子使阴离子带有个单位负电荷，则为元素。
根据分析可知，为，为，为，为元素，
A.主族元素同周期从左向右电负性逐渐增强，同主族从上到下电负性逐渐减弱，则元素的电负性：，故A错误；
B.主族元素同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，原子的电子为半充满，其第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大，同主族从上到下第一电离能逐渐减弱，则第一电离能：，故B正确；
C.非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性：，则简单气态氢化物的热稳定性：，，故C错误；
D.电子层越多离子半径越大，电子层结构相同时，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子的半径：，故D错误。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有利于培养学生的应试能力和逻辑推理能力。
【解答】
根据原子核外电子排布式可知是元素，是元素，是元素，是元素，然后根据元素周期律分析解答。
A.原子核外电子层数越多，原子半径越大；同一周期元素原子序数越小，原子半径越大，则上述四种元素的原子半径大小关系为：，A错误；
B.一般情况下原子核外电子层数越少，元素的电负性越大；当元素处于同一周期时，元素的电负性随原子序数的增大而增大，所以上述四种元素的电负性大小关系为：，B错误；
C.一般情况下原子核外电子层数越少，第一电离能越大；当元素处于同一周期时，第一电离能随原子序数的增大而增大，若元素处于第，电子处于轨道的半充满的稳定状态，第一电离能大于相邻元素，故上述四种元素的第一电离能大小关系为：，C正确；
D.一般情况下，元素最高化合价数值等于原子核外最外层电子数，但由于原子半径小，得到电子能力强，没有价。、最高为价，最高为价，所以上述四种元素的最高正化合价大小关系为：，D错误。
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查元素周期表的结构及应用，把握扇形元素周期表与常见元素周期表的关系为解答的关键，题目难度不大。
【解答】
由元素在周期表中的位置可知，为、为、为、为、为、为、为、为、为、为、为、为、为、为、为。
A.电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径，故A正确；
B.为、为，金属性，单质还原性：，故B错误；
C.为、为，第一电离能，故C错误；
D.元素处于常见周期表第四周期第Ⅲ族，位于常见元素周期表的区，故D错误。
13.【答案】
【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】
、、的原子序数依次递减且核外电子的空间运动状态数相同，、、分别为、、；的原子序数是的两倍，为。
A.因为原子的电负性大于原子，所以极性，故A错误；
B.电负性：，但是原子的能级为半满稳定状态，第一电离能大于，故B错误；
C.第二周期元素中，的非金属性最大，所以在第二周期中，的氢化物最稳定，故C正确；
D.为，基态原子电子排布为：，未成对电子为，在第三周期主族元素中，比它未成对电子数少的有：、、种，故D错误；
故选C。
14.【答案】
【解析】略
15.【答案】
【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】
原子的最外层电子数是其内层电子总数的倍，所以为元素， 元素在地壳中的含量位居第二，所以为，元素的单质是目前使用量最大的主族金属元素， 为， 、、的原子核外最外层电子数为互不相等的偶数，最外层电子数为，最外层电子数为，为主族元素且原子序数介于与之间，所以最外层电子数为，为，综上，为， 为， 为，为，据此分析解题。
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，A错误；
B.、、的最高价氧化物的水化物即、、，显碱性，为两性氢氧化物，显酸性，B错误；
C.由分析可知，为、为，由于分子间能够形成分子间氢键，而不能，故元素和的简单氢化物的沸点：，C错误；
D.由分析可知，为，为，为，为，则元素与、、形成的二元化合物分别为：、、，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： 。
16.【答案】（1） ①. < ②. >
（2） ①. < ②. >
（3） ①. O> N> C ②. Mg>Al>Na
（4） ①. Cl->O2-> Na+ ②. H2SO4 > H2CO3> H2SiO3
（5）NH4NO3 （6）SO2+Cl2+2H2O = H2SO4+2HCl
【解析】
【分析】由图可知，A为H元素，B为C元素，C为N元素，D为O元素，K为F元素，E为Na元素，F为Mg元素，G为Al元素，H为Si元素，I为S元素，J为Cl元素。
【小问1详解】
BD2为CO2，HD2为SiO2，CO2为分子晶体，SiO2为原子晶体，因此熔沸点：CO2< SiO2，即BD2< HD2；A2D为H2O，A2I为H2S，水分子间能形成氢键，因此熔沸点：H2O>H2S，即 A2D> A2I，故答案为：<；>；
【小问2详解】
A2D为H2O，CA3为NH3，NH3、H2O分子中N、O原子的孤电子对数分别是1、2，孤电子对数越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小，因此键角：H2O< NH3，即 A2D< CA3；A2D为H2O，DK2为O2F， H2O和O2F均为V形， F的电负性大于O，因此键角：H2O>O2F，故答案为：<；>；
【小问3详解】
B、C、D分别为C、N、O，同周期元素从左至右电负性逐渐增大，因此电负性：O>N>C；E、F、G分别为Na、Mg、Al，同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，因此第一电离能：Mg>Al>Na，故答案为：O>N>C；Mg>Al>Na；
【小问4详解】
D、E、 J的离子分别为O2-、Na+、Cl-，电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小，因此离子半径：Cl->O2-> Na+；B、H、I分别为C、Si、S，元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，非金属性：S>C>Si，因此最高价含氧酸的酸性：H2SO4 > H2CO3> H2SiO3，故答案为：Cl->O2-> Na+；H2SO4 > H2CO3> H2SiO3；
【小问5详解】
A、C、D分别为H、N、O，H、N、O可形成离子化合物NH4NO3，故答案为：NH4NO3；
【小问6详解】
I的氧化物为SO2、SO3，J的单质为Cl2，I的氧化物与J的单质溶于水反应生成两种强酸，应为SO2、Cl2溶于水生成硫酸和盐酸，反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O = H2SO4+2HCl，故答案为：SO2+Cl2+2H2O = H2SO4+2HCl。
17.【答案】
第四周期第Ⅱ族 极性键
【解析】略
18.【答案】 浓
氯水为浅黄绿色
次氯酸具有漂白性
变蓝
【解析】略
19.【答案】；第四周期第Ⅷ族；
；；；
、
泡利原理；
相同条件下，与水反应钾比钠剧烈氢氧化钾的碱性比氢氧化钠强；钾的原子半径比钠大，原子核对最外层电子的吸引力较弱，比较容易失电子；
；由转化为时，能级由较稳定的半充满状态转变为不稳定的状态需要的能量较多，而转化为时，能级由不稳定的状态转变为较稳定的半充满状态需要的能量相对要少。
【解析】
【分析】
本题考查位置、结构与性质的关系，为高频考点，把握元素的位置、性质及结构与性质为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。
【解答】
由元素在周期表的位置可知，分别为、、、、、、、、，
元素为，离子轨道中有个电子，的价电子为，则原子序数为，为元素，位于周期表的第四周期第Ⅷ族，
故答案为：；第四周期第Ⅷ族；
的金属性最强，第一电离能最小；的非金属性越强，电负性越大；稀有气体的性质最稳定，则的化学性质最稳定，
故答案为：；；；
最后填充的电子位于区，可知元素处于区的是、，
故答案为：、；
某同学根据上述信息，推断基态原子的核外电子排布为，该同学所画的电子排布图中能级中个电子自旋方向相同，违背了泡利原理，
故答案为：泡利原理；
图表中号元素的金属性比号元素强，即元素的金属性比元素的强，相同条件下，与水反应钾比钠剧烈氢氧化钾的碱性比氢氧化钠强，用原子结构理论解释其原因为钾的原子半径比钠大，原子核对最外层电子的吸引力较弱，比较容易失电子，
故答案为：相同条件下，与水反应钾比钠剧烈氢氧化钾的碱性比氢氧化钠强；钾的原子半径比钠大，原子核对最外层电子的吸引力较弱，比较容易失电子；
为号元素，于第四周期第Ⅶ族，原子失去两个电子形成的的价电子排布式为；由图表得知，，是因为由转化为时，能级由较稳定的半充满状态转变为不稳定的状态需要的能量较多，而转化为时，能级由不稳定的状态转变为较稳定的半充满状态需要的能量相对要少，
故答案为：；由转化为时，能级由较稳定的半充满状态转变为不稳定的状态需要的能量较多，而转化为时，能级由不稳定的状态转变为较稳定的半充满状态需要的能量相对要少。
20.【答案】第二周期第Ⅴ族；哑铃；
；和的基态原子电子排布式分别为和，能级的能量高于能级的能量，处于能级的电子更容易失去，因此
【解析】
【分析】
本题考查原子结构和元素性质，难度一般，掌握核外电子排布、原子半径、电离能、电负性的大小比较为解题关键，侧重考查学生的分析能力和灵活运用知识能力。
【解答】
是号元素，位于元素周期表的第二周期第Ⅴ族，价电子排布式为，电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形，基态原子的电子排布图为；
从电子排布的角度说明判断：和的基态原子电子排布式分别为和，半径小，第一电离能比大，，因为能级的能量高于能级的能量，处于能级的电子更容易失去，因此；
与原子相连的呈正电性，电负性，与原子相连的呈负电性电负性，电负性由大到小的顺序是；
同周期元素从左到右半径依次减小，原子半径由大到小的顺序是；
元素与元素位于对角线上，性质具有相似性，其对应的氢氧化物与烧碱溶液反应的化学方程式为；
从图上可以看出，催化用时最短，产氢体积也最大，故催化效果最好，的价电子排布式为，原子中未成对的电子数为；
从图上可以看出，催化用时最长，产氢体积也最小，故催化效果最差，原子的价层电子排布式为，其二价阳离子外围电子排布式为；
催化效果第三的金属为，价层电子排布式为，位于元素周期表的区。
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