第二章 分子结构与性质 测试题
一、选择题
1．下列关于N2与CO的说法错误的是
A．互为等电子体
B．均含配位键
C．CO的沸点高于N2
D．等质量的N2和CO所含σ键数目相等
2．下列物质属于共价化合物的是
A．H2O B．MgO C．NH4Cl D．KBr
3．下列说法错误的是
A．分子中，中心原子上的孤电子对数最多的是
B．第三周期主族元素中第一电离能介于和P之间的有3种
C．某元素气态基态原子的逐级电离能依次为：738、1451、7733、10540、13630……，当它与氯气反应时生成物的化学式为
D．有机物中，键和π键的比例为9∶1
4．对乙酰氨基酚是一种用于治疗疼痛与发热的药物，可用于缓解轻度至中度的疼痛，其结构如图所示。基于结构视角，下列说法正确的是
A．所有C原子的杂化方式均相同 B．所含元素的第一电离能：O>N>C
C．该分子能与水形成分子间氢键 D．O的价层电子轨道表示式：
5．下列有关离子或分子的空间结构的说法不正确的是
A．为正四面体形 B．为三角锥形
C．为直线形 D．中六个氢原子位于同一平面
6．下列分子的VSEPR模型为四面体形且其空间结构为V形的是
A． B． C． D．
7．氟他胺是一种抗肿瘤药，其结构简式如下。下列关于氟他胺说法正确的是
A．第一电离能：C＜N＜O＜F
B．所有元素都处于元素周期表的p区
C．1个分子中采取杂化的原子数为4
D．基态氟原子最高能级的轨道形状为哑铃形
8．同学们使用的涂改液中含有很多有害的挥发性物质，二氯甲烷就是其中一种，吸入会引起慢性中毒，有关二氯甲烷的的说法正确的是
A．含有非极性共价键 B．键角均为109°28′
C．有两种同分异构体 D．分子属于极性分子
9．下列微粒的VSEPR模型与其空间结构一致的是
A． B． C． D．
10．冰晶石()是工业上冶炼金属铝所需要的助熔剂，制备反应为，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．常温常压下，22.4 L 中含有的σ键数目为2 NA
B．室温下，1 L 0.1 mol L 溶液中的数目为0.1 NA
C．的HF溶液中含有的数目为0.01 NA
D．常温常压下，18 g 中含有的电子数为10 NA
11．下列说法正确的是
A．所有的σ键的强度都比π键的大
B．H2O2分子中含有非极性键，属于极性分子
C．X-H-Y三原子不在一条直线上时，不能形成氢键
D．两个p轨道只能形成π键
12．2021年9月30日，我国科学家实现了二氧化碳到淀粉的合成。下列关于的说法中，不正确的是
A．属于酸性氧化物 B．属于非电解质
C．含有非极性键 D．原子的最外层都达到8电子稳定结构
13．下列有关化学用语的表示方法中错误的是
A．钾离子的结构示意图：
B．HCl的形成过程：
C．的电子式为
D．的结构式：O=C=O
14．下列关于σ键和π键的说法中，不正确的是
A．N2分子中的π键为p-pπ键，π键不能绕键轴旋转
B．HCl分子中的σ键为s-sσ键
C．乙烯分子中σ键与π键的个数比为5：1
D．p轨道和p轨道之间既能形成π键，又能形成σ键
15．1987年诺贝尔化学奖授予了三位在超分子化学理论方面有开创性贡献的化学家。如图表示的是用“杯酚”对和进行分离的过程，下列有关说法正确的是
A．可以与杯酚通过分子间作用力形成超分子
B．由上图可知：可溶于甲苯，而不溶于甲苯
C．上述过程所使用的氯仿结构简式为
D．和是碳的两种同位素
二、填空题
16．绿芦笋中含有天门冬氨酸(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。回答下列问题：
(1)天门冬氨酸中C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是____，电负性最大的元素的价层电子轨道表示式____。铬元素位于周期表第____周期____族，其基态原子的电子排布式为____。
(2)天门冬氨酸中的共价键类型为____(填“σ键”、“π键”)，其中N原子的杂化轨道类型为____，图中O—C—C的键角__C—C—N的键角(填“大于”或“小于”)。
(3)H2S和H2Se热稳定性较好的是____，从分子结构角度解释其原因：____。
(4)分子结构修饰在药物设计与合成中有广泛的应用。若将天门冬氨酸中的—NH2，换成—NO2，得到的新物质的酸性会增强，原因是____。
(5)四个主族元素部分简单氢化物沸点随周期序数的变化如图所示。其中表示第VIA族元素简单氢化物沸点变化的是曲线____(填字母)，用分子间作用力解释该曲线：____。O—H…O的键能小于F—H…F，但水的沸点高于HF的原因可能是____。
某些氢键的键能和键长
氢键X—H…Y 键能/(kJ·mol-1) 键长/pm 代表性例子
F—H…F 28.1 255 (HF)n
O—H…O 18.8 276 冰
O—H…O 25.9 266 甲醇，乙醇
N—H…F 20.9 268 NH4F
N—H…O 20.9 286 CH3CONH2
N—H…N 5.4 338 NH3
17．氮是一种典型的非金属元素，其单质及化合物在生活和生产中具有广泛的用途。请回答下列问题：
(1)科学家目前合成了分子，其结构如图所示。分子中氮原子的杂化轨道类型是_______，键角为_______；分解后能产生并释放出大量能量，推测其用途可为_______。
(2)①维生素可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用，该物质的结构简式如图所示：
以下关于维生素的说法正确的是_______。
a.只含σ键和π键
b.既有共价键又有离子键
c.既含有极性键又含有非极性键
②维生素燃烧可生成、、、、、等物质，这些物质中属于非极性分子的化合物有_______。
(3)液氨常被用作制冷剂，若不断地升高温度，实现“液氨氨气氮气和氢气氮原子和氢原子”的变化，在变化的各阶段被破坏的粒子间的相互作用是①_______；②极性键；③_______。
18．磷是人体含量较多的元素之一，磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。
回答下列问题：
(1)酸性关系：H3PO4___________ H2SO4，(填“＞”、“＜”或“=”)利用元素周期律解释该酸性关系是：P和S原子的能层数相同，___________。
(2)P4S3可用于制造火柴，其分子结构如图甲所示。
①电负性：磷___________硫(填“＞”、“＜” 或“=”)。
②P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为___________。
③1mol P4S3分子中孤电子对的数目为___________。
④∠S-P-S___________ 109°28’(填“＞”、“＜” 或“=”)。
(3)在BF3分子中，F—B—F的键角度数是___________， BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF空间构型为___________。
19．请根据所学知识点，完成以下填空。
(1)基态P原子的价电子轨道表示式_______。
(2)基态K原子的简化电子排布式为_______，其能量最高的电子所在的能级是_______，该能级的原子轨道呈_______形。
(3)基态Ni原子核外电子的运动状态有_______种，基态中未成对的电子数与成对电子数之比为_______。
(4)的VSEPR模型和空间构型分别为_______、_______。
(5)一氯乙烷()和四氟乙烯()分子中C的杂化轨道类型分别为_______和_______。
(6)分子中各原子都满足最外层8电子结构，分子中σ键与π键数目之比为_______，分子为_______(填“极性分子”或“非极性分子”)。
20．用序号回答：①HCl②NaOH③Cl2④H2O⑤NH4Cl⑥P4⑦NH3·H2O⑧Na2O2⑨HClO⑩CaO HF MgCl2。
（1）只存在离子键的是___。
（2）属于共价化合物的是___。
（3）既存在离子键又存在共价键的是__。
21．现有四种系列同族元素形成的物质，它们的沸点（℃,P=1.01×105Pa）如下表所示，
① He －268.8 Ne －249.5 Ar （x） Kr －151.7
② F2－187.0 Cl2－33.6 （a） 58.7 I2184.0
③ HF （y） HCl －84.0 HBr －67.0 HI －35.3
④ H2O （z） H2S －60.2 （b） －42.0 H2Te －1.8
试根据上表回答下列问题
（1）a为____________色液体；b的分子式为_______________。
（2）写出②系列中物质主要化学性质的递变规律（任写一种）____________________；能够说明该递变规律的化学事实是_________________________
（任举一例，用离子方程式表示）。
（3）除极少数情况外，上述四种系列中物质的沸点与相对分子质量之间均存在一定的关系，该关系是___________________________________________________________________。
（4）上表中，______和______两种物质的沸点较同系列其它物质反常，反常的主要原因是___________________________________________________________________________。
22．下图是元素周期表的一部分
(1)④号元素形成单质的电子式___________，该单质分子中键与键的数目之比为___________。
(2)③④⑤这三种元素第一电离能由小到大的顺序为___________(用相应元素符号表示，下同)，电负性由大到小的顺序为___________。
(3)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑦与元素②的氢氧化物有相似的性质。写出元素②的氢氧化物与溶液反应的离子方程式___________。
(4)通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，元素③和⑤可以原子个数比1：2形成化合物，请在①~⑩号元素中选择元素组合，写出与它互为等电子体的一种分子化学式___________，该分子的空间构型是___________。
(5)⑩号元素在周期表中的位置___________，其基态原子价层电子轨道表示式为___________，写出其单质与④的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液反应的离子反应方程式为___________。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．等电子体是原子数和价电子数相同的粒子互称，氮气和CO的原子数均为2，价电子数均为10，互为等电子体，故A正确；
B．氮气分子中氮原子之间共用三对电子形成，不存在配位键，故B错误；
C．N2和CO均为分子晶体，两者相对分子质量相同，但CO为极性分子沸点比非极性分子氮气高，故C正确；
D．1molN2和1mol CO均只含1molσ键，两者摩尔质量相同，因此等质量的N2和CO所含σ键数目相等，故D正确；
故选：B。
2．A
【分析】全部由共价键构成的化合物属于共价化合物，据此结合化学键与物质类别进行分析。
解析：A．H2O是由氢氧共价键构成的共价化合物，A符合题意；
B．MgO是由离子键构成的离子化合物，B不符合题意；
C．NH4Cl是由离子键和共价键构成的离子化合物，C不符合题意；
D．KBr是由离子键构成的离子化合物，D不符合题意；
故选A。
3．B
解析：A．NH3、H2O、CO2分子中，中心原子上的孤电子对数分别为(5-3×1)=1、(6-2×1)=2、(4-2×2)=0，所以最多的是H2O，故A正确；
B．同周期主族元素第一电离能从左到右有增大的趋势，第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能高于其后的元素，所以第三周期主族元素中第一电离能介于Mg和P之间的有Si和S两种元素，故B错误；
C．根据某元素气态基态原子的逐级电离能数据，第二电离能大约是第一电离能的2倍，而第三电离能大约是第二电离能的5倍，说明该原子核外最外层有两个电子，所以该元素的化合价为+2价，当它与氯气反应时生成物的化学式为XCl2，故C正确；
D．有机物H2NCH2COOH中，有两个N-H键、两个C-H键、一个C-N键、一个C-C键、一个C-O键和一个O-H键，单键均为σ键，还有一个C=O键，其中有一个σ键、一个π键，则在有机物H2NCH2COOH中σ键和π键的比例为9∶1，故D正确；
故选B。
4．C
解析：A．苯环和羰基上的C原子杂化方式为sp2杂化，甲基上的C原子杂化方式为sp3杂化，A错误；
B．同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，N原子的核外价电子排布为半满，第一电离能大于O，故所含元素的第一电离能：N>O>C，B错误；
C．该分子中含羟基，能与水分子之间形成氢键，C正确；
D．O的价层电子排布式：，D错误；
故选C。
5．D
解析：A． 中心原子孤电子对数为 、价层电子对个数=4+0=4，则为正四面体形，A正确；
B． 中心原子孤电子对数为 、价层电子对个数=3+1=4，则为三角锥形，B正确；
C． 中C原子连有2个σ键和2个π键，孤电子对为0，所以C原子为sp杂化，为直线形，故C正确；
D．双键C原子为sp2杂化， 碳碳双键为平面型，饱和C原子为sp3杂化，为四面体型，则中六个氢原子不可能位于同一平面，D错误；
答案选D。
6．C
解析：A．有2个σ键和1个孤电子对，价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形且其空间结构为V形，故A错误；
B．有2个σ键和0个孤电子对，价层电子对数为2，VSEPR模型为直线形且其空间结构为直线形，故B错误；
C．有2个σ键和2个孤电子对，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形且其空间结构为V形，故C正确；
D．有3个σ键和1个孤电子对，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形且其空间结构为三角锥形，故D错误；
故答案选C。
7．D
解析：A．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：C＜O＜N＜F，A错误；
B．氢元素位于s区，B错误；
C．4个饱和碳原子采取杂化，-NH-中氮原子采取杂化，则1个分子中采取杂化的原子数为5，C错误；
D．基态氟原子最高能级为2p，轨道形状为哑铃形，D正确；
故选D。
8．D
解析：A．二氯甲烷分子结构中含有碳氢键、碳氯键，全部是极性键，没有非极性键，A项错误；
B．甲烷属于正四面体构型，键角是109°28′，二氯甲烷不是正四面体结构，所以键角不是109°28′，B项错误；
C．甲烷属于正四面体构型，二氯甲烷为甲烷的二氯代物，没有同分异构体，C项错误；
D．甲烷属于正四面体构型，二氯甲烷为甲烷的二氯代物，二氯甲烷的正负电荷重心不重合，是极性分子，D项正确；
答案选D。
9．B
解析：A．中心原子价层电子对数为，VSEPR模型为正四面体形，其空间结构为三角锥形，故A不符合题意；
B．中心原子价层电子对数为，VSEPR模型和空间结构为平面三角形，故B符合题意；
C．中心原子价层电子对数为，VSEPR模型为正四面体形，空间结构为V形，故C不符合题意。
D．中心原子价层电子对数为，VSEPR模型为正四面体形，空间结构为V形，故D不符合题意。
综上所述，答案为B。
10．D
解析：A．常温常压下，气体摩尔体积大于22.4L/mol，则22.4 L二氧化碳中含有的σ键数目大于×2×NAmol—1=2NA，故A错误；
B．碳酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性，则室温下，1L0.1mol/L碳酸钠溶液中碳酸根离子的数目小于0.1mol/L×1L×NAmol—1=0.1NA，故B错误；
C．缺溶液的体积，无法计算pH为2的氢氟酸溶液中的氢离子的物质的量和氢离子的数目，故C错误；
D．水分子的电子数为10，则常温常压下，18 g水分子中含有的电子数为×10×NAmol—1=10NA，故D正确；
故选D。
11．B
解析：A． 在N2中，σ键的强度比π键的小，A错误；
B．过氧根的两个氧原子之间即为非极性键，其正负电荷重心不重合，属于极性分子，B正确；
C．氢键不一定在同一直线上，只要满足稳定结构就可以。分子内氢键就属于这种情况。通常分子内氢键可形成六元环或五元环，C错误；
D．两个p轨道头对头就能形成σ键，D错误；
故选B。
12．C
解析：A．二氧化碳能和碱反应只生成盐和水，为酸性氧化物，故A正确；
B．二氧化碳在水溶液中和熔融状态下均不能自身电离出自由移动离子而导电，为非电解质，故B正确；
C．二氧化碳的结构式为O=C=O，只含极性键，故C错误；
D．二氧化碳的电子式为，原子的最外层都达到8电子稳定结构，故D正确；
故答案选C。
13．C
解析：A．钾离子的质子数为19，核外电子数为18，故A正确；
B．氯化氢为共价化合物，以共用电子对结合在一起，氯化氢分子的形成过程为：，故B正确；
C．氮气中含有1个氮氮三键，每个氮原子都达到了8电子结构，氮气的电子式为，故C错误；
D．二氧化碳中氧原子和碳原子共用2对电子对，结构式为O=C=O，故D正确；
故选：C。
14．B
解析：A．氮气的结构式为N≡N，分子中含有三键含有1个σ键和2个π键，π键为p-p π键，π键不能绕键轴旋转，A正确；
B．H只有1s电子，Cl的3p轨道上的电子与H的1s轨道电子以“头碰头”方式重叠构建s-pσ键，B错误；
C．乙烯分子中含有一个碳碳双键，故π键的个数为1，σ键为5，σ键与π键的个数比为5：1，C正确；
D．p和p轨道头对头能形成σ键、肩并肩能形成π键，所以p和p轨道既能形成σ键又能形成π键，D正确；
答案选B。
15．A
解析：A．是分子晶体，杯酚也是分子晶体，二者只能通过分子间作用力形成超分子，A正确；
B．由图可知，是和杯酚形成的超分子不溶于甲苯，而不是不溶于甲苯，B错误；
C．氯仿是三氯甲烷，即CHCl3，C错误；
D．质子数相同，中子数不同的同一元素的不同种原子互为同位素，和均是由碳元素组成的单质，二者互为同素异形体，D错误；
答案选A。
二、填空题
16．(1) N、O、C 四 VIB 1s22s22p63s23p63d54s1
(2) σ键、π键 sp3 大于
(3) H2S S的原子半径小于Se，S—H键长较短，键能较大，分子的热稳定性更强
(4)O的电负性比H大，所以—NO2的极性大于—NH2，导致羧基上羟基的极性更大，更易电离出氢离子
(5) d H2O分子间形成氢键，所以水的沸点反常高；H2Te、H2Se、H2S均为分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，则沸点越高 H2O分子间形成氢键的数量大于HF
解析：（1）同周期元素从左到右，第一电离能有增大趋势，N原子2p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C；电负性最大的元素是O，价层电子轨道表示式。铬是24号元素，位于周期表第四周期VIB族；根据洪特规则，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
（2）单键为σ键，双键中有1个σ键、1个π键，天门冬氨酸中的既有σ键又有π键， N原子形成3个σ键，有1个孤电子对，杂化轨道类型为sp3，双键碳价电子数为3，价电子对空间构型为平面三角形，单键碳原子有4个价电子对，价电子对空间构型为四面体，图中O—C—C的键角大于C—C—N的键角。
（3）同主族元素从上到下，气态氢化物稳定性减弱，H2S和H2Se热稳定性较好的是H2S；S的原子半径小于Se，S—H键长较短，键能较大，所以分子的热稳定性更强。
（4）O的电负性比H大，所以—NO2的极性大于—NH2，导致羧基上羟基的极性更大，更易电离出氢离子，所以若将天门冬氨酸中的—NH2，换成—NO2，得到的新物质的酸性会增强。
（5）水的沸点是100℃，表示第VIA族元素简单氢化物沸点变化的是曲线d；H2O分子间形成氢键，所以水的沸点反常高；H2Te、H2Se、H2S均为分子晶体，随相对分子质量增大，熔沸点升高；H2O分子间形成氢键的数量大于HF，所以水的沸点高于HF。
17．(1) 用于制造火箭推进剂或炸药
(2) bc
(3)氢键、范德华力 非极性键
解析：（1）N4分子与P4结构相似，为正四面体构型，4分子中N原子形成3个σ键、含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，N原子采取sp3杂化；每个面为正三角形，N- N键的键角为60°；N4分解后能产生N2并释放出大量能量，可以制造火箭推进剂或炸药；
（2）①a．由维生素B1的结构可知，分子中含有单键和双键，因此既有σ键也有π键，分子中含有阴阳离子，因此具有离子键，a错误；
b．分子中含有阴阳离子，因此具有离子键，除图中的阴阳离子形成的离子键之外，其它化学键均为共价键，b正确；
c．分子中既有同种非金属元素形成的非极性共价键，也有不同种非金属形成的极性共价键，c正确；
故选bc；
②非极性分子的正负电荷中心重合，N2为单质，不是化合物；NH3为三角锥形，正负电荷中心不重合，是极性分子；CO2为直线形分子，正负电荷中心重合，是非极性分子；SO2和H2O为V形分子，正负电荷中心不重合，是极性分子；HCl为直线形，正负电荷中心不重合，是极性分子；因此只有CO2为非极性分子的化合物；
（3）液氨汽化破坏了分子间作用力，包括氢键和范德华力；N2、H2生成氮原子和氢原子，破坏了非极性键。
18．(1) ＜ 硫原子的最外层电子数比磷原子多，原子半径更小，更容易获得电子，非金属性比磷强，最高价氧化物对应的水化物酸性更强
(2) ＜ sp3 10NA ＜
(3) 120° 正四面体
解析：（1）硫原子的最外层电子数比磷原子多，原子半径更小，更容易获得电子，非金属性比磷强，最高价氧化物对应的水化物酸性更强，故酸性关系：H3PO4＜H2SO4。
（2）①同周期元素的电负性从左往右增强，故电负性：磷＜硫；
②从P4S3分子结构图中得知，硫原子有2个σ键和2对孤电子对，其杂化轨道类型为sp3杂化；
③从P4S3分子结构图中得知，每个S原子有2对孤电子对，每个P原子有1对孤电子对，则1mol P4S3分子中孤电子对的数目为10NA；
④从P4S3分子结构图中得知，P原子有1对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对与成键电子对之间的排斥力，故∠S-P-S小于正四面体的夹角，即∠S-P-S＜109°28’。
（3）在BF3分子中，中心原子B原子价层电子对数为3，是sp2杂化，分子呈平面三角形结构，F—B—F的键角度数是120°；BF中心原子B原子价层电子对数为4，是sp3杂化，其空间构型为正四面体。
19．(1)
(2) [Ar]4s1 4s 球
(3) 28 5∶18
(4) 正四面体 三角锥
(5) sp3杂化 sp2杂化
(6) 3∶4 非极性分子
解析：（1）磷元素为15号元素，位于第三周期第ⅤA族，基态P原子的价电子轨道表示式 ，故为：；
（2）基态K原子的简化电子排布式为[Ar]4s1，其能量最高的电子所在的能级是4s，该能级的原子轨道呈球形，故为：[Ar]4s1；4s；球；
（3）Ni原子核外有28个电子。原子核外没有2个运动状态完全相同的电子，所以基态Ni原子核外电子的运动状态有28种。基态电子排布式1s22s22p63s23p63d5，有未成对的电子数为5，成对电子数18，故为：28；5∶18；
（4）中心原子的价层电子对数为，所以VSEPR模型四面体，中心原子N原子上有1对孤电子对，所以空间构型为三角锥，故为：四面体；三角锥；
（5）一氯乙烷()中C原子形成4个键，C原子杂化轨道类型为sp3杂化，四氟乙烯()分子中C形成3个键，C原子杂化轨道类型为sp2杂化，故为：sp3杂化；sp2杂化；
（6）的结构式为，分子中σ键为3个，π键4个，分子中σ键与π键数目之比为3∶4，分子为直线形，为对称结构，属于非极性分子，故为：3∶4；非极性分子。
20． ⑩ ①④⑦⑨ ②⑤⑧
解析：①HCl只含有极性键，是共价化合物；
②NaOH存在离子键和极性键，是离子化合物；
③Cl2只含有非极性键，是单质；
④H2O只含有极性键，是共价化合物；
⑤NH4Cl存在离子键和极性键，是离子化合物；
⑥P4只含有非极性键，是单质；
⑦NH3·H2O只含有极性键，是共价化合物；
⑧Na2O2存在离子键和非极性键，是离子化合物；
⑨HClO只含有极性键，是共价化合物；
⑩CaO只含有离子键，是离子化合物；
HF只含有极性键，是共价化合物；
MgCl2只含有离子键，是离子化合物；
(1)只存在离子键的是⑩ ；故答案为：⑩ ；
(2)属于共价化合物的是①④⑦⑨ ；故答案为：①④⑦⑨ ；
(3)既存在离子键又存在共价键的是②⑤⑧。
21． 红棕色 H2Se 氧化性逐渐减弱 Cl2+2Br－=2Cl－+Br2（其它合理答案也可） 随着相对分子质量增大，沸点逐渐升高 HF H2O 它们分子间易形成氢键
【分析】①描述的是稀有气体单质的沸点；②描述的是卤素单质的沸点，故a为溴单质；③描述的是卤素氢化物的沸点；④描述的是氧族元素氢化物的沸点，b是H2Se。
解析：（1）a为溴单质，为红棕色液体；b是硒化氢，分子式为H2Se。
（2）写出②系列中物质主要化学性质的递变规律（任写一种）氧化性逐渐减弱，能够说明该递变规律的化学事实是氯水滴入溴化钾溶液，溶液变成橙色，离子方程式为： Cl2+2Br－=2Cl－+Br2（其它合理答案也可）（任举一例，用离子方程式表示）。
（3）除极少数情况外，上述四种系列中物质均属于分子晶体，沸点与相对分子质量之间均存在一定的关系，该关系是随着相对分子质量增大，沸点逐渐升高。
（4）上表中，HF和H2O两种物质的沸点较同系列其它物质反常，反常的主要原因是它们分子间易形成氢键，使分子间作用力增大，沸点更高。
22．(1) 1:2
(2) C
(3)Be(OH)2+2OH-=BeO+2H2O
(4) N2O 直线型
(5) 第四周期第IB族 3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O
解析：由元素周期表的结构可知，①~⑩号元素分别为H、Be、C、N、O、F、Al、Cl、K、Cu。
（1）④为N，单质为氮气，氮气的电子式为：；氮气的结构式为N≡N，含氮氮三键，一个氮分子中含1个σ键和2个π键，分子中σ键与π键的数目之比为：1:2。
（2）③、④、⑤分别为C、N、O，同一周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势，而氮的最外层电子处于半满结构，较稳定，第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大，因此三种元素第一电离能由小到大的顺序为：C
（3）②为Be，⑦为Al，氢氧化铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，Be与Al的氢氧化物有相似的性质，则Be的氢氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：Be(OH)2+2OH-=BeO+2H2O。
（4）③为C，⑤为O，C与O以原子个数比1:2形成的化合物为CO2，原子总数为3、价电子总数为16，利用同主族变换和左右移位法，①~⑩号元素可组成的与二氧化碳互为等电子体的分子的化学式为：N2O，N2O的中心原子价层电子对数为2+(6-23)=2，采取sp杂化，分子空间构型为直线型。
（5）⑩为Cu，在元素周期表中位于第四周期第IB族；铜的基态原子价电子排布式为3d104s1，价层电子轨道表示式为：；④为N，氮的最高价氧化物对应的水化物为HNO3，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O。
