1.2原子结构与元素的性质 课时作业
一、单选题
1．下列关于元素第一电离能的说法错误的是
A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠
B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大
C．最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大
D．对于同一元素而言，原子的电离能I1＜I2＜I3……
2．“中国天眼”探测到距离地球79光年的恒星光谱，经光谱分析该恒星的组成元素有硅、磷、铁硫等。下列说法错误的是（ ）
A．硅位于元素周期表的p区
B．基态磷原子的未成对电子数为3
C．基态铁原子的电子排布式为[Kr]3d64s2
D．硫的第一电离能小于磷的第一电离能
3．元素的化学性质主要取决于原子的（ ）
A．原子序数 B．核外电子数
C．核内中子数 D．最外层电子数
4．下列关于原子结构与元素周期表的说法错误的是（ ）
A．“电子云”中的小黑点描述的是电子在原子核外空间出现的概率密度
B．某基态原子的价电子排布式为，则该元素位于周期表第四周期第ⅢA族
C．表示3p能级有2个轨道
D．焰色试验是与原子核外电子跃迁有关的物理现象
5．下列说法没有因果关系的是（ ）
A．氧化铝熔点高，故作耐高温材料
B．聚乙炔能燃烧，故作导电高分子材料
C．浓硫酸具有吸水性，故用于干燥
D．电负性，故酸性
6．短周期元素X、Y，Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是（ ）
元素最高价氧化物的水化物 X Y Z W
分子式 H3ZO4
0.1mol L-1溶液对应的pH(25℃) 1.00 13.00 1.57 0.70
A．元素电负性：W
A．熔点：Y单质高于X单质
B．元素非金属性强弱的顺序为W＞Y＞Z
C．W的简单氢化物稳定性比Y的简单氢化物稳定性低
D．W分别与X、Y、Z形成的二元化合物均只有两种
8．核电荷数小于18的某元素X，某原子核外电子层数为a，最外层电子数为（2a+1），下列有关元素X的说法中，不正确的是（ ）
A．元素X的原子核内质子数为（2a2﹣1）
B．元素X的原子半径一定小于钠的原子半径
C．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用
D．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个（n表示电子层数）
9．下列关于四种粒子的结构示意图的说法中正确的是（ ）
A．①③属于同种元素
B．①属于离子，离子符号为Cl﹣1
C．①④的化学性质相似
D．②表示的元素在化合物中通常显﹣1价
10．部分卤族元素的某种性质A随核电荷数的变化趋势如图所示，则A可能表示（ ）
A．原子半径 B．氢化物的稳定性
C．电子层数 D．单质的熔沸点
11．已知X，Y均为1～18号之间的元素，X，Y可形成化合物X2Y和X2Y2，又知Y的原子序数小于X的原子序数，则两种元素的原子序数之和为（ ）
A．19 B．18 C．27 D．9
12．x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知（ ）
A．x的原子半径大于y的原子半径
B．x的第一电离能小于y 的第一电离能
C．x阴离子的半径小于y阳离子的半径
D．x的电负性大于y的电负性
13．X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素，已知X、Q为同主族元素且这两种元素能组成离子化合物；Y元素的气态氢化物水溶液显碱性。下列说法正确的是（ ）
A．简单离子半径：
B．分子的空间结构为平面三角形
C．X分别与Y、Z、W组成的常见化合物均为极性分子
D．由Y、Z、Q组成的化合物的水溶液一定显中性
14．下列有关粒子性质的排列顺序中，不正确的是 （ ）
A．元素的电负性：P＜O＜F
B．元素的第一电离能：C＜O＜N
C．离子半径：O2-＜Na＋＜Mg2＋
D．基态原子中未成对电子数：Mn>Si>Cl
15．中学化学中很多“规律”都有其适用范围，下列根据有关“规律”推出的结论合理的是( )
A．根据同周期元素的第一电离能变化趋势，推出Al的第一电离能比Mg大
B．根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是+7
C．根据溶液的pH与溶液酸碱性的关系，推出pH=6.8的溶液一定显酸性
D．根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO
16．a、b、c、d均为短周期元素，它们原子的最外层电子数分别为1、3、6、7．a、d的简单离子的电子层结构相同，b、c原子的次外层电子数均为8．下列说法正确的是（ ）
A．氢化物的沸点：c＞d
B．a、b、d的最高价氧化物对应的水化物两两皆能反应
C．a、b、c的简单离子都会破坏水的电离平衡
D．简单离子的半径：c＞d＞a＞b
二、综合题
17．A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如下。
元素 相关信息
A 基态原子的价电子排布式为nsnnpn
B 基态原子中的未成对电子数是同周期元素原子中最多的
C 最外层电子数是电子层数的3倍
D 简单离子是第三周期元素所形成的离子中半径最小的
E 价电子层中的未成对电子数为4
请回答下列问题(用对应元素的元素符号作答)。
（1）写出D元素基态原子的价电子排布式： ，基态E2+的价电子轨道表示式： 。
（2）这5种元素中电负性最大的元素是 A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
（3）B、C、D的简单离子的半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。
（4）写出C的核外有18个电子的氢化物的电子式： 。
18． 、 、 、 、 五种元素的原子序数依次递增。已知：① 位于周期表中第四周期 族，其余的均为短周期主族元素：② 的氧化物是光导纤维的主要成分；③ 原子核外 层电子数为奇数；④ 是形成化合物种类最多的元素；⑤ 原子 轨道的电子数为4。请回答下列问题：
（1）写出一种 元素形成氢化物的化学式 。
（2）在1个由 与 形成的 晶胞中(结构如图所示)所包含的 原子数目为 个。
（3）在[F(NH3)4]2+离子中， 的空轨道接受 的氮原子提供的 形成配位键。
（4）常温下 、 和氢元素按原子数目1:1:2形成的气态常见物质 是 (写名称)， 物质分子中 原子轨道的杂化类型为 ， 分子中 键的数目为 。
（5） 、 、 三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为 (写元素符号)。
19．
（1）铁离子(Fe3+)最外层电子排布式为 ，其核外共有 种不同运动状态的电子。
（2）硒、砷、溴三种元素的第一电离能从大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
（3）两种三角锥形气态氢化物PH3和NH3的键角分别为93.6°和107°，试分析PH3的键角小于NH3的原因 。
（4）常温下PCl5是白色晶体，在148℃时熔化成能导电的熔体。该熔体由A、B两种微粒构成，A、B分别与CCl4、SF6互为等电子体，则A的化学式为 ，其中心原子杂化方式为 。
（5）Cu与Au的某种合金可形成面心立方最密堆积的晶体(密度为ρg·cm-3)，在该晶胞中Cu原子处于面心，用NA表示阿伏加德罗常数的值。
①与Au距离最近的Cu个数为 。
②该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到Cu原子与Au原子构成的立方体空隙中，储氢后的晶胞结构与金刚石晶胞结构(如图)相似，该晶体储氢后的化学式为 ，则晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d= cm。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为 （ ）。
20．聚氮化硫(SN)x和K3C60是两种不同类型的超导材料。回答下列问题：
（1）在基态K原子中，能量最低的空轨道的符号是 。
（2）S、N、K三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 。
（3）(SN)x具有类似黄铜的金属光泽和导电性，其结构如下图：
以S2Cl2为原料可制取(SN)x：S2Cl2→…S4N4 S2N2 (SN)x
①(SN)x中N 原子的杂化方式是 ； (SN)x的晶体类型是 ；
②S2Cl2的结构式为 ；
③Ag元素位于周期表第5周期、IB族，基态Ag原子的价电子排布式为 。
（4）K3C60是由足球烯(C60) 与金属钾反应生成的盐。
①在K3C60晶胞中，C603-堆积方式为面心立方结构，每个晶胞中形成4 个八面体空隙和8个四面体空隙，K+填充在空隙中。晶胞中被K+占据的空隙百分比为 。
②C60与金刚石互为同素异形休，比较两者的熔沸点并说明理由 。
③C60的结构是一种多面体，如图。多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定律：顶点数+面数-棱边数=2。C60分子中所含的五边形和六边形的个数分别为 、 。
21．氟及其化合物用途非常广泛。回答下列问题：
（1）聚四氟乙烯商品名称为“特氟龙”，可做不粘锅涂层。它是一种准晶体，该晶体是一种无平移周期序、但有严格准周期位置序的独特晶体。可通过 方法区分晶体、准晶体和非晶体。
（2）基态锑（Sb）原子价电子排布的轨道式为 。[H2F]+[SbF6]—（氟酸锑）是一种超强酸，存在[H2F]+，该离子的空间构型为 ，依次写出一种与[H2F]+具有相同空间构型和键合形式的分子和阴离子分别是 、 。
（3）硼酸（H3BO3）和四氟硼酸铵（NH4BF4）都有着重要的化工用途。
①H3BO3和NH4BF4涉及的四种元素中第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序 （填元素符号）。
②H3BO3本身不能电离出H+，在水中易结合一个OH﹣生成[B(OH)4]﹣，而体现弱酸性。[B(OH)4]﹣中B原子的杂化类型为 。
③NH4BF4（四氟硼酸铵）可用作铝或铜焊接助熔剂、能腐蚀玻璃等。四氟硼酸铵中存在 （填序号）：
A 离子键 B σ键 C π键 D 氢键 E 范德华力
（4）SF6被广泛用作高压电气设备绝缘介质。SF6是一种共价化合物，可通过类似于Born-Haber循环能量构建能量图（见图a）计算相联系的键能。则S—F的键能为 kJ·mol-1。
（5）CuCl的熔点为426℃，熔化时几乎不导电；CuF的熔点为908℃，密度为7.1g·cm-3。
①CuF比CuCl熔点高的原因是 ；
② 已知NA为阿伏加德罗常数。CuF的晶胞结构如上“图b”。则CuF的晶胞参数a= nm （列出计算式）。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【解答】A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，说明钾失电子能力比钠强，所以钾的活泼性强于钠，故A不符合题意；
B．同一周期元素原子半径随着原子序数的增大而减小，第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族元素大于第IIIA族元素，第VA族元素大于第VIA族元素，故B符合题意；
C．最外层电子排布为ns2np6（若只有K层时为1s2）的原子达到稳定结构，再失去电子较难，所以其第一电离能较大，故C不符合题意；
D．对于同一元素来说，原子失去电子个数越多，其失电子能力越弱，所以原子的电离能随着原子失去电子个数的增多而增大，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，说明钾失电子能力比钠强；
C.原子轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失电子较难，电离能较大；
D.对于同一元素来说，原子失去电子个数越多，其失电子能力越弱。
2．【答案】C
【解析】【解答】A．硅为14号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，位于元素周期表的p区，A不符合题意；
B．磷为15号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，基态原子的未成对电子数为3，B不符合题意；
C．铁为26号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p6或[Ar]3d64s2，C符合题意；
D．第一电离能指气态、基态原子失去最外层的一个电子所需要的能量，磷元素的3p能级容纳了3个电子，处于半充满稳定状态，失去一个电子比硫难，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.硅位于p区；
B.基态磷原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，未成对电子数为3；
D.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。
3．【答案】D
【解析】【解答】A、决定元素种类的是核内质子数，核内质子数等于原子序数，元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子数，A不符合题意；
B、元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子数，和核外电子数无关，B不符合题意；
C、决定核素种类的是核内质子数和中子数，元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子数，C不符合题意；
D、元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子数，D符合题意；
故答案为：D
【分析】元素的化学性质取决于最外层电子数。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．用小黑点来描述电子在原子核外空间出现的概率密度称为“电子云”，A项不符合题意；
B．基态原子的价电子排布式为，则该元素有4个电子层，且最外层电子数为3，则该元素位于周期表第四周期第ⅢA族，B项不符合题意；
C．表示3p能级轨道中有2个电子，C项符合题意；
D．焰色试验主要利用原子发射光谱，是与原子核外电子跃迁有关的物理现象，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、用小黑点来描述电子在原子核外空间出现的概率密度称为“电子云”；
B、结合价电子可知该原子有4个电子层，且外层有3个电子；
C、3p2表示3p能级有2个电子；
D、焰色试验主要利用原子发射光谱，是与原子核外电子跃迁有关的物理现象。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．氧化铝熔点高，高温时不熔化，可作高温材料，有因果关系，A不符合题意；
B．燃烧和导电之间没有必然联系，B符合题意；
C．浓硫酸具有吸水性，可以吸收水蒸气，可用于干燥，有因果关系，C不符合题意；
D．电负性，电负性越大，羧基上碳上电子云密度越小，羟基上碳和氢之间的共用电子对向氧靠近，更加容易断裂，有因果关系，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.氧化铝的熔点高，因此可作耐高温材料；
C.浓硫酸用于干燥氢气是因为浓硫酸具有吸水性；
D.电负性越大，酸中的氢离子越容易电离，酸性越强。
6．【答案】C
【解析】【解答】A．同周期元素从左到右电负性逐渐增强，故电负性：S>P，A不符合题意；
B．当粒子电子层数相同时，核电荷数越大半径越小，故离子半径：，B不符合题意；
C．因为P原子价层电子排布为3s23p3，3p能级为半充满状态，较稳定，故第一电离能：P>S，C符合题意；
D．因为N的非金属性比P强，故简单气态氢化物的稳定性：NH3>PH3，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】 本题首先要推出各元素，然后根据它们在周期表中的位置，结合元素周期律进行解答。这四种元素均为短周期元素，由表格中X、Y的信息，及pH=-lg[c(H+)]=-lg可知，X为一元强酸，Y为一元强碱，即X为氮元素，Y为钠元素。根据表格中Z的分子式，说明Z的最高化合价为+5，而Z在Y之后，则Z为磷元素。由表格中W的信息可知，W为强酸，且至少为二元强酸，而氯元素的最高价氧化物为HClO4，为一元酸，所以W只能是硫元素。
A.同周期，从左到右电负性逐渐增大；同主族，从上到下电负性逐渐减小。
B.电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。
C.一般，同周期，电离能逐渐增大；同主族，电离能逐渐减小。注意特殊情况：当原子的最外层电子排布中某能级有半充满状态时，其电离能较大。
D.气态氢化物的稳定性取决于对应元素的非金属性。非金属性越强，氢化物越稳定。同周期，从左到右非金属性逐渐增强；同主族，从上到下非金属性逐渐减弱。
7．【答案】A
【解析】【解答】A. 单质Si为原子晶体，单质Na是金属晶体，单质Si的熔点高于单质Na，A符合题意；
B. W为O元素、Y为Si元素、Z为Cl元素，同周期，从左到右，非金属性增强；同主族，从上到下，非金属性减弱，O、Si、Cl三种元素非金属性强弱为：O>Cl>Si，B不符合题意；
C. W为O元素、Y为Si元素，O的非金属性比Si强，所以O的氢化物的稳定性比Si的氢化物强，C不符合题意；
D. W为O元素，与Si元素只能组成SiO2，D不符合题意；
故答案为A。
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，X为Na元素；由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构分析，Y形成四个共价键，说明Y为Si元素；Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，则Z为Cl元素；W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，W为O元素；依此答题。
8．【答案】D
【解析】【解答】解：核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为a，最外层电子数为2a+1，假设a=1时，最外层电子数为3，不符合题意；a=2时，最外层电子数为5，质子数为7，符合题意，为N元素；a=3时，最外层电子数为7，质子数为17，符合题意，为Cl元素，
A．X为N或Cl元素，元素X的原子核内质子数满足（2a2﹣1），故A正确，
B．X为N或Cl元素，原子半径都小于Na原子半径，故B正确；
C．若X为Cl元素，其次氯酸盐等具有杀菌消毒的作用，故C正确；
D．若X为Cl元素，氯离子最外层电子数不满足2n2个（n表示电子层数），故D错误，
故选D．
【分析】核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为a，最外层电子数为2a+1，假设a=1时，最外层电子数为3，不符合题意；a=2时，最外层电子数为5，质子数为7，符合题意，为N元素；a=3时，最外层电子数为7，质子数为17，符合题意，为Cl元素，以此来解答．
9．【答案】A
【解析】【解答】解：A．①③中质子数相同，为同种元素，故A正确；
B．①中质子数小于电子数，为阴离子，带1个单位负电荷，1省略不写，阴离子为Cl﹣，故B错误；
C．④为稳定的原子结构，①中氯离子具有还原性，则性质不相似，故C错误；
D．②表示的元素为Na，易失去电子，在化合物中通常显+1价，故D错误；
故选A．
【分析】A．①③中质子数相同；
B．①中质子数小于电子数，为阴离子，带1个单位负电荷，1省略不写；
C．④为稳定的原子结构，①中氯离子具有还原性；
D．②表示的元素为Na，易失去电子．
10．【答案】B
【解析】【解答】解：A．卤素元素随核电荷数增大，电子层数增多、原子半径逐渐增大，故A不选；
B．卤素元素随核电荷数增大，元素的非金属性减弱，氢化物的稳定性减弱，故B选；
C．卤素元素随核电荷数增大，电子层数增多，故C不选；
D．卤素元素随核电荷数增大，单质分子的相对分子质量大，单质的熔沸点升高，故D不选．
故选B．
【分析】卤素元素随核电荷数增大，电子层数增多、原子半径逐渐增大、单质的熔沸点升高，元素的非金属性减弱，据此分析．
11．【答案】A
【解析】【解答】解：X、Y均为1～18号之间的元素，X、Y可形成化合物Y2X、Y2X2，推断化合物Y2X和Y2X2可能为H2O、H2O2或Na2O、Na2O2，又知Y的原子序数大于X的原子序数，所以只能是Na2O、Na2O2，即X为Na、Y为O，二者原子序数之和为11+8=19，故选A．
【分析】X、Y均为1～18号之间的元素，X、Y可形成化合物Y2X、Y2X2，推断化合物Y2X和Y2X2可能为H2O、H2O2或Na2O、Na2O2，又知Y的原子序数大于X的原子序数，所以只能是Na2O、Na2O2，据此解答．
12．【答案】D
【解析】【解答】解：x元素的阴离子和y元素的阳离子具有相同的电子层结构，离子核外电子数目相等，则y元素处于x元素的下一周期，x为非金属元素，最外层电子数较多，y为金属元素，最外层电子数相对较少，
A．y元素处于x元素的下一周期，电子层越多，半径越大，故原子半径y＞x，故A错误；
B．x为非金属元素，y为金属元素，故x的第一电离能大于y的第一电离能，故B错误；
C．核外电子排布相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，所以x阴离子的半径大于y阳离子的半径，故C错误；
D．x为非金属元素，y为金属元素，故x的电负性高于y的电负性，故D正确；
故选D．
【分析】x元素的阴离子和y元素的阳离子具有相同的电子层结构，离子核外电子数目相等，则y元素处于x元素的下一周期，x为非金属元素，最外层电子数较多，y为金属元素，最外层电子数相对较少，据此分析．
13．【答案】C
【解析】【解答】根据题意， X、Q为同主族元素且这两种元素能组成离子化合物 ，X为H，Q为Na； Y元素的气态氢化物水溶液显碱性，Y为N，则Z、W 为O、F。
X、Y、Z、W、Q分别是H、N、O、F、Na。
A.Q、Z、W的简单离子半径分别是Na+、O2-、F-，当离子结构相同时序大径小，离子半径：O2-＞F-＞Na+，A错误；
B.YW3是NF3，N有一个孤电子对，价层电子对是4，空间构型是三角锥型，B错误；
C.X分别与Y、Z、W形成常见的化合物为：NH3、H2O、HF，均是由极性键形成的极性分子，C正确；
D. 由Y、Z、Q组成的化合物 可以是NaNO3或者NaNO2，NaNO2溶液显碱性，D错误；
故答案为：C
【分析】元素推断与元素性质主要以元素周期表为工具考查“位—构—性”三者的关系，命题既可对原子结构、元素周期表、元素周期律进行单独考查，也可结合元素及其化合物的性质进行综合考查。
做题时应针对以下几点进行：
(1)原子结构——构造原理(1～36号元素核外电子排布)、原子内粒子数量之间的关系；
(2)元素性质——原子半径、主要化合价、金属性、非金属性、第一电离能、电负性的周期性变化规律；
(3)“位—构—性”——用好元素周期表这一工具，实现分析与推理能力、宏观辨识与微观探析的学科核心素养的提升。
14．【答案】C
【解析】【解答】A．得电子能力越强，电负性越大，元素的电负性：P＜O＜F，A不符合题意；
B．同一周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势，第IIA族、第VA族第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大 ，C＜O＜N ，B不符合题意；
C．电子层数相同时，核电荷数越多、微粒半径越小，C符合题意；
D．Mn、Si、Cl的基态原子中未成对电子数分别为5、2、1，未成对电子数：Mn>Si>Cl，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A．得电子能力越强，电负性越大；
B．同一周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势，第IIA族、第VA族第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大；
C．电子层数相同时，核电荷数越多、微粒半径越小；
D．未成对电子数判断。
15．【答案】D
【解析】【解答】A.由于Mg的最外层电子排布为3s2，Al的最外层电子排布为3p1，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空、半满和全满结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能，A不符合题意；
B.F元素不显正价，更没有+7价，B不符合题意
C.若溶液温度为25 ℃时，pH=6.8的溶液显酸性，若温度为100 ℃时，则显碱性，C不符合题意；
D.H2CO3的酸性比HClO强，D符合题意。
故答案为：D
【分析】A.镁的最外层电子处于半充满状态，因此具有较高的第一电离能
B.F的氧化性太强，无正价，常见的溴、氯、碘均含有正七价
C.溶液的pH与温度有关，未指明温度
D.符合强酸制取弱酸的原理
16．【答案】D
【解析】【解答】解：A、非金属性：S＜F，氟化氢分子间存在氢键，所以化物的沸点：c＜d，故A错误；
B、氟元素没有最高价氧化物对应的水化物，故B错误；
C、a、b、c简单离子分别为Na+、Al3+、S2﹣，Al3+、S2﹣均水解，破坏水的电离平衡，但Na+不水解，不破坏水的电离平衡，故C错误；
D、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，故离子半径c（S2﹣）＞d（F﹣）＞a（Na+）＞b（Al3+），故D正确；
故选D．
【分析】a、b、c、d均为短周期元素，它们原子的最外层电子数分别为1、3、6、7．b、c原子的次外层电子数均为8，则b为Al、c为S，a、d的简单离子的电子层结构相同，则a为Na、d为F．
A、非金属性：S＜F，氟化氢分子间存在氢键；
B、氟元素没有最高价氧化物对应的水化物；
C、a、b、c简单离子分别为Na+、Al3+、S2﹣，Na+不水解，不破坏水的电离平衡；
D、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．
17．【答案】（1）3s23p1 ；
（2）O；N>O>C
（3）N3->O2->Al3+
（4）
【解析】【解答】D元素的简单离子是第三周期元素中离子半径最小的，则D是铝元素；A元素基态原子的价电子排布式为nsnnpn，则n=2，A是碳元素；C元素的最外层电子数是电子层数的3倍，则C是氧元素；B元素基态原子中的未成对电子数是同周期元素原子中最多的，且B的原子序数小于O，则B是氮元素；E元素价电子层中的未成对电子数为4，则基态E原子的价电子排布式是3d64s2 ，E为铁元素。
(1)Al元素的原子序数是13，其基态原子的价电子排布式为3s23p1，基态Fe2+的价电子轨道表示式为
(2)同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但由于N元素的2p轨道处于半充满状态，稳定性强，使得N元素的第一电离能大于相邻的O元素，则A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
(3)核外电子排布相同的离子，离子半径随原子序数的增大而减小，则B、C、D的简单离子的半径由大到小的顺序为N3->O2- >Al3+。
(4)O元素形成的核外有18个电子的氢化物是H2O2，属于共价化合物，电子式为。
【分析】(1)掌握常见基态原子的价电子排布式和价电子轨道表示式；
(2)同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，处于半充满状态，稳定性强，第一电离能大于相邻的元素。
(3)核外电子排布相同的离子，离子半径随原子序数的增大而减小。
(4)归纳总结核外有18个电子的氢化物H2O2、HCl、H2O2、H2S、SiH4、C2H6、N2H4。
18．【答案】（1）CH4
（2）4
（3）孤电子对
（4）甲醛；sp2杂化；3
（5）Si＜C＜N
【解析】【解答】(1)X为C， 元素形成的氢化物有很多，有烷烃、烯烃、炔烃等，其中的一种的化学式为CH4；(2) 为Cu2O，根据化学式中原子个数比Cu:O=2:1，然后算出图中该晶胞的黑球个数为：1×4=4，白球个数为：8×1/8+1=2，所以黑球代表的是Cu原子，白球代表的是O原子，所以该晶胞中所包含的Cu原子数目为4个；
；(3)在[Cu(NH3)4]2+离子中， 的空轨道接受 的氮原子提供的孤电子对形成配位键；(4)常温下C、O和氢元素按原子数目1:1:2形成的气态常见物质 是甲醛，甲醛分子中C原子可以形成四个化学键，因为碳的价电子数是4，其中，有两个单电子一起与氧的两个电子形成C=O，C剩余的两个单电子各与两个H形成两个C-H键，双键中含有一条σ键和一条π键，两条C-H单键都是σ键，所以σ键数=2+1=3，杂化轨道数=σ键数+孤对电子数(C无孤对电子，所以孤对电子数为0)，所以杂化轨道数=3，为sp2杂化，1mol HCHO分子中σ键的数目为3 ；(5) 、 、 三种元素分别为C、N、Si，根据每周期第一种元素电离能最小，最后一种元素的电离能最大，呈逐渐增大的趋势；同族元素从上到下第一电离能变小来进行判断，C、N、Si的第一电离能数值由小到大的顺序为：Si＜C＜N。
【分析】 、 、 、 、 五种元素的原子序数依次递增。根据①F位于周期表中第四周期 族可判断其为Cu；根据②E的氧化物是光导纤维的主要成分可判断E为Si；根据④X是形成化合物种类最多的元素可判断X为C；根据③Y原子核外L层电子数为奇数且原子序数比X的大可判断其属于第二周期的元素，可能为N或F；根据⑤Z的原子P轨道的电子数为4推测出Z可能为O或S，但E的原子序数大于Z，E为Si，所以Z只能为O，处于C和O之间的Y只能为N，所以 、 、 、 、 分别为C、N、O、Si、Cu，据此解题。
19．【答案】（1）3s23p63d5；23
（2）Br As Se
（3）N电负性强于P，且原子半径小于P， NH3中成键电子对离中心原子更近，成键电子对间距离更小，致使其成键电子对间斥力大，键角更大
（4）PCl4+；sp3
（5）12；Cu3AuH4；；44800ρ/389（或115.2ρ）
【解析】【解答】解：(1) 铁原子的核电荷数为26，1s22S22p63s23p63d64s2，铁离子(Fe3+)失去3个电子，最外层电子排布式为3s23p63d5；其核外共有23种不同运动状态的电子；正确答案：3s23p63d5 ；23。
(2) 同周期主族元素的第一电离通常随核电荷数增大，呈增大趋势，但As的p轨道为半充满结构，相对稳定，第一电离能较大，所以第一电离能从大到小的顺序为Br As Se ；正确答案：Br As Se。
(3) N电负性强于P，且原子半径小于P， NH3中成键电子对离中心原子更近，成键电子对间距离更小，致使其成键电子对间斥力大，键角更大，所以两种三角锥形气态氢化物PH3和NH3的键角相比较，NH3分子的键角较大；正确答案：N电负性强于P，且原子半径小于P， NH3中成键电子对离中心原子更近，成键电子对间距离更小，致使其成键电子对间斥力大，键角更大。
(4) CCl4的原子数为5，价电子总数为32，SF6的原子数为7，价电子总数为48，因为A与 CCl4互为等电子体，B与 SF6互为等电子体，则A为PCl4+ ，B为PCl6- ；PCl4+ 的中心P原子的成键电子对数为 ，其中心原子杂化轨道类型为sp3；正确答案：PCl4+ ； sp3 。
（5）①根据晶胞结构分析可知，每个Au原子周围等距离且最近的Cu原子数为3×8×1/2=12；正确答案：12。
②立方晶胞中，顶点粒子占1/8，面心粒子占1/2，内部粒子为整个晶胞所有，所以一个晶胞中含有粒子个数：Au ：8×1/8=1，Cu ：6×1/2=3，H：4；所以该晶体储氢后的化学式为Cu3AuH4。设有1mol晶胞，晶胞边长为acm，则一个晶胞的体积为V=a3cm3，1mol晶胞含有Na的晶胞，1mol晶胞的质量为m=389g，则晶胞的密度为ρ=m/V=389/a3Na，则可知a3= 389/ρNa；根据几何知识，晶胞中Cu原子与Au原子中心的最短距离d= = ；若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为44800ρ/389=115.2ρ；正确答案：Cu3AuH4 ； ；44800ρ/389（或115.2ρ）
【分析】（1）易错点：铁离子失去三个电子，因此最外层电子排布式为3s23p63d5
（2）半满全满时，较稳定，第一电离能增大，因此As大于Br
（3）N电负性强于P，且原子半径小于P， NH3中成键电子对离中心原子更近，成键电子对间距离更小，致使其成键电子对间斥力大，键角更大。
（4）CCl4的原子数为5，价电子总数为32，SF6的原子数为7，价电子总数为48，因为A与 CCl4互为等电子体，B与 SF6互为等电子体，则A为PCl4+；
（5）体心为1，面心为1/2，顶点为1/8.可算晶胞中各原子个数，从而推出化学式
V=a3cm3，ρ=m/V=389/a3Na则可知a3= 389/ρNa，d=a
20．【答案】（1）3d
（2）N、S、K
（3）sp2；分子晶体；；4d105s1
（4）100%；金刚石的熔点高。C60是分子晶体，金刚石是原子晶体，所以金刚石的熔点较高；12；20
【解析】【解答】（1）基态K位于第四周期IA族，按照构造原理，因此能量最低空轨道的符号是3d；
（2）同周期从左向右第一电离能逐渐增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，即N的第一电离能大于O，同主族从上到下第一电离能减小，即O的第一电离能大于S，K是活泼金属，第一电离能最小，故第一电离能的顺序是N>S>K；
（3）①根据结构，N有2个σ键，1个孤电子对，价层电子对数为3，即N的杂化类型为sp2；(SN)x的晶体类型为分子晶体；②S2Cl2的结构式类似H2O2的结构式，即S2Cl2的结构式为 ；③Ag属于过过渡元素，价电子包括最外层电子和次外层d能级上的电子，即Ag价电子排布式为4d105s1；
（4）①C603－堆积方式为面心立方结构，C603－位于顶点和面心，个数为8×18＋6×1/2=4，根据化学式K3C60，K＋的个数为12，K＋位于空隙中，晶胞中被K＋占据的空隙百分比为100%；②C60为分子晶体，金刚石为原子晶体，原子晶体的熔沸点高于分子晶体；③设五边形个数为x，六边形个数为y，根据足球烯结构，足球烯有60个顶点，面数为(x＋y)，每个棱被2个面共有，棱数为(3×60)/2，根据欧拉定律，有60＋(x＋y)－(3×60)/2=2，根据键数和顶点，得出(5x＋6y)/2=(3×60)/2，推出x=12，y=20。
【分析】（2）根据同周期和同主族元素的第一电离能变化规律进行判断即可。
21．【答案】（1）X—射线衍射
（2）；V型；H2O；NH2-
（3）F＞N＞O＞B；sp3；AB
（4）327
（5）由两者的熔点可知，CuCl是分子晶体，而CuF为离子晶体，CuF离子晶体的晶格能大于CuCl分子间范德华力； ×107
【解析】【解答】（1）从外观无法区分三者，区分晶体、非晶体、准晶体最可靠的方法是X—射线衍射法。本小题答案为：X-射线衍射。（2）锑为51号元素，Sb位于第五周期VA族，则基态锑（Sb）原子价电子排布的轨道式为 ；[H2F]+[SbF6]—（氟酸锑）是一种超强酸，存在[H2F]+，[H2F]+中中心原子F的价层电子对数为2+ =4，σ键电子对数为2，该离子的空间构型为V型，与[H2F]+具有相同空间构型和键合形式的分子为H2O、阴离子为NH2- 。本小题答案为： ； V型 ；H2O ； NH2-。（3）①H3BO3和NH4BF4涉及的四种元素中第二周期元素是B、N、O、F四种元素，同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势，N的2p能级半充满较稳定，N的第一电离能大于O，则这四种元素第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O＞B。本小题答案为：F＞N＞O＞B。②[B(OH)4]﹣中B的价层电子对=4+1/2（3+1-4×1）=4，所以B采取sp3杂化。本小题答案为：sp3。③NH4BF4（四氟硼酸铵）中含铵根离子和氟硼酸根离子，铵根离子中含3个σ键和1个配位键，氟硼酸根离子中含3个σ键和1个配位键，铵根离子和氟硼酸根离子以离子键相结合，则四氟硼酸铵中存在离子键、σ键、配位键。本小题答案为：AB。（4）键能指气态基态原子形成1mol化学键释放的最大能量。由图a可知，气态基态S（g）和6F（g）原子形成SF6（g）释放的能量为1962kJ，即形成6molS—F键释放的能量为1962kJ，则形成1molS—F键释放的能量为1962kJ÷6=327kJ，则S—F的键能为327kJ·mol-1。本小题答案为：327。（5）①CuCl的熔点为426℃，熔化时几乎不导电，CuCl是分子晶体，而CuF的熔点为908℃，CuF为离子晶体，CuF离子晶体的晶格能大于CuCl分子间范德华力，故CuF比CuCl熔点高。本小题答案为：由两者的熔点可知，CuCl是分子晶体，而CuF为离子晶体，CuF离子晶体的晶格能大于CuCl分子间范德华力。②晶胞中Cu+数目为8×1/8+6×1/2=4，F-数目为4，故晶胞质量=（4×64+4×19）g÷NA =（4×83）/NA g，根据 =7.1g/cm3×(a ×10-7cm)3，a= ×107nm。本小题答案为： ×107。
【分析】（1）通过X—射线衍射区分晶体、非晶体、准晶体；（2）根据锑元素原子核外电子排布写出基态锑（Sb）原子价电子排布的轨道式；用价层电子对互斥理论判断[H2F]+的空间构型；用替代法书写与[H2F]+具有相同空间构型和键合形式的分子和阴离子；（3）①同周期主族元素自左而右原子半径减小，第一电离能呈增大趋势；②[B(OH)4]﹣中B的价层电子对=4+1/2（3+1-4×1）=4，所以采取sp3杂化；③NH4BF4（四氟硼酸铵）中含铵根离子和氟硼酸根离子，二者以离子键相结合；铵根离子中含3个σ键和1个配位键，氟硼酸根离子中含3个σ键和1个配位键；（4）键能指气态基态原子形成1mol化学键释放的最大能量。由图a可知，气态基态S（g）和6F（g）原子形成SF6（g）释放的能量为1962kJ，即形成6molS—F键释放的能量为1962kJ，则形成1molS—F键释放的能量为1962kJ÷6=327kJ，则S—F的键能为327kJ·mol-1；（5）①CuCl是分子晶体，而CuF为离子晶体，CuF离子晶体的晶格能大于CuCl分子间范德华力，故CuF比CuCl熔点高；②均摊法计算晶胞中Cu+、F-离子数，计算晶胞质量，晶胞质量=晶体密度×晶胞体积；
