第一章 原子结构与性质 测试题
一、单选题（共15题）
1．关于元素周期表的说法正确的是
A．每一族元素的族序数都等于其最外层电子数
B．只有第二列的元素原子最外层电子排布为ns2
C．第IA族的元素全部是金属元素
D．短周期是指第一、二、三周期
2．下列有关化学用语表达正确的是
A．四氯化碳的球棍模型：
B．次氯酸的电子式：
C．质子数为35、中子数为45的溴原子：Br
D．S2-的结构示意图：
3．某元素基态原子的价电子排布为3d74s2，该元素在周期表中的位置是
A．第三周期，第ⅡB族 B．第四周期，第ⅡB族
C．第三周期，第ⅦA族 D．第四周期，第Ⅷ族
4．下列说法正确的是
A．同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B．原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表第ⅡA族
C．同周期中金属性最强的元素是ⅠA族金属元素
D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
5．用化学用语表示中的相关微粒，其中正确的是
A．中子数56，质量数102的Pd原子： B．COS的结构式：O=C=S
C．硫原子核外电子排布式： D．的电子式：
6．经研究发现，镭能蜕变为Rn，故将Rn称之为镭射气；钍能蜕变为Rn，故将Rn称之为钍射气；錒能蜕变为Rn，故将Rn称之为锕射气。下列说法正确的是
A． Rn的中子数比质子数多50
B．Rn、Rn、 Rn互为同素异形体
C．Rn的最外层电子数为8，故其在第VIII族
D．镭(Ra)可以通过释放蜕变为Rn
7．下列事实中能说明氯的非金属性比硫强的是
①氯气与氢气化合比硫与氢气化合要容易进行
②比稳定
③氢氯酸的酸性比氢硫酸的酸性强
④常温下，氯气是气态而硫是固态
⑤能被氧化生成硫
⑥分子中氯显-1价
⑦的氧化性比稀的氧化性强
⑧与反应生成，与反应生成FeS
A．①②③④⑤⑥ B．①④⑤⑥⑦ C．①②⑤⑥⑧ D．③④⑤⑦⑧
8．四种元素的基态原子的电子排布式如下：下列说法中正确的是
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。
A．原子半径：④>③>②>① B．最高正化合价：④>①>③=②
C．电负性：④>③>②>① D．第一电离能：④>③>②>①
9．X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期非金属元素，其中X、Y、Q是构成糖类物质的三种元素，W、Z同主族，下列有关说法正确的是
A．第一电离能：
B．X、Y形成的化合物一定比X、Q形成的化合物熔点低
C．氧化物水化物酸性：
D．X、Y、Z、Q、W可形成核酸
10．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X、Z同主族，这四种元素与C、Li形成的某种离子液体的结构式为，下列说法正确的是
A．最简单氢化物的热稳定性：W
C．将酚酞试液滴入0.1mol/L的Na2Z溶液中，溶液变红
D．该离子液体中各原子最外层电子均满足8电子稳定结构(离子可以看成是带电的原子)
11．下列说法正确的是（ ）
A．最外层都只有2个电子的X、Y原子，化学性质一定相似
B．质子数相同的粒子不一定属于同种元素
C．重水、超重水都是水的同位素
D．酸碱中和反应放出的能量可设计为原电池转化为电能
12．化学推动着社会的进步和科技的发展．下列说法错误的是
A．过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
B．漂白粉既可作漂白纸张的漂白剂，又可作游泳池的消毒剂
C．由生铁铸造的下水井盖的硬度大、抗压，含碳量比钢低
D．利用某些放射性同位素释放的射线可以有种、给金属探伤、诊断和治疗疾病
13．下列说法正确的是
A．原子核外电子排布式为的原子与原子核外电子排布式为的原子化学性质相似
B．是基态原子的电子排布式
C．某价电子排布为的基态原子，该元素位于周期表中第六周期ⅡB族
D．基态碳原子的最外层电子轨道表示式为
14．下列表述中，正确的是
A．最外层只有一个电子的元素，不一定是族元素
B．原子的价电子排布为的元素一定是副族元素
C．已知非金属性：，则酸性：
D．在周期表里，元素所在的族序数等于原子最外层电子数
15．CO2的应用领域广泛，是一种廉价易得的基本化工原料，我国提出力争在 2060 年前实现碳中和。碳中和：通过节能减排，植树造林，化工合成等治理 CO2的手段，使 CO2排放量减少甚至是回收利用，以此达到 CO2“零排放”的目的。在二氧化碳合成甲醇的研究中，催化剂是研究的关键。目前国内外研究主要集中于铜基催化剂，有学者提出了 CO2的转化过程如图所示。下列说法正确的是
A．基态铜电子排布：[Ar]3d94s2
B．甲酸乙酯是该过程的催化剂
C．步骤④中有化学键的断裂和形成
D．反应过程中，催化剂参与反应，降低了反应的焓变
16．短周期元素R、X、Y、Z、M原子序数依次递增，原子最外层电子数存在关系：，其中元素R、X、Y、M形成的化合物(结构式)具有如图所示转化关系。下列说法正确的是
A．原子半径：
B．M在同周期的元素中，第一电离能最大
C．R、X、Y形成的化合物可能会使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．Z分别与R、Y、M形成的化合物中均只含离子键
二、填空题（共8题）
17．下图是元素周期表的一部分，图中所列字母分别代表一种化学元素。
请回答下列问题：
(1)元素b位于周期表中_______区，其基态原子核外有_______种运动状态不同的电子。
(2)基态c原子中有_______个未成对电子，其中能量最高的电子所在原子轨道的电子云轮廓图为_______形。
(3)理论上为离子化合物，猜测其电子式为_______。
(4)基态外围电子的电子排布图为_______，已知高温下化合物比化合物fd更稳定，试从核外电子排布的角度解释原因_______。
(5)b、c、d三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_______(填元素符号)。
18．根据下列五种元素的电离能数据(单位∶ kJ/mol)，回答下列问题。
元素代号 I1 I2 I3 I4
Q 2080 4000 6100 9400
R 500 4600 6900 9500
S 740 1500 7700 10500
T 580 1800 2700 11600
U 420 3100 4400 5900
(1)在周期表中，最可能处于同一族的是_______。
A．Q和 R B．S和T C．T和U D．R和T E.R和U
(2)电解它们的熔融氯化物，以下过程最可能正确的是_________。
A．Q2++2e-→Q B．R2++2e-→R
C．S3++3e-→S D．T3++3e-→T
(3)它们的氯化物的化学式，最可能正确的是________
A．QCl2 B．RCl C．SCl3 D．TCl
(4)S 元素最可能是________素
A．S区元素 B．稀有气体元素 C．p 区元素 D .准金属
(5)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是_____。
A．氦(1s2) B．铍(1s12s2) C．锂(1s22s1) D．氢(1s1)
19．X、Y、Z、R、Q是元素周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下：X原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；Y的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；Z与Y同周期，其第一电离能高于同周期与之相邻的元素；R元素的电负性在同周期元素中最大；Q元素的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。据此，请回答下列问题。
(1)写出X的元素符号______，基态Q原子的电子排布式______。
(2)R元素的基态原子核外电子共占据______个原子轨道？
(3)与Q同周期的元素的基态原子中最外层电子数与Q原子相同的元素有______？
(4)将X、Y、Z三种元素按电负性由大到小的顺序排列______ (用元素符号表示)。
(5)已知X、Y、Z组成的一种物质的结构式为，尝试推断该物质中Y元素的化合价______。
20．现有位于元素周期表前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种非零族元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关问题。
A 在周期表的所有元素中原子半径最小
B 基态原子中有两个未成对电子
C 基态原子在同周期中未成对电子数最多
D 基态原子中有两个未成对电子
E 基态原子中没有未成对电子
F 同周期元素中电负性最大
G 同周期元素中第一电离能最小
(1)由A、C形成的18电子分子的电子式为___________。
(2)B元素的原子核外共有_______种不同运动状态的电子，B元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈_______形。由B、C形成的直线形分子中，σ键和π键数目之比为_______。
(3)某同学推断E元素基态原子的核外电子轨道表示式为。该同学所画的电子轨道表示式违背了_____，该元素的第三电离能I3远远大于其第二电离能I2，其原因是______。
(4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是_____。(用离子符号表示)。
(5)检验G元素的方法是______，请用原子结构的知识解释其原理：_______。
21．用表示原子：
(1)中性原子的中子数N=___________。
(2)共有x个电子，则该阳离子的中子数N=___________。
(3)共有x个电子，则该阴离子的中子数N=___________。
22．已知一个12C原子的质量为1.993×10-23 g。填表：(保留三位小数)
35Cl 37Cl
原子质量(×10-23 g) 5.807 6.139
相对原子质量 ①________ ②________
原子百分率(丰度) 74.82% 25.18%
元素的相对原子质量 ③________
23．电解普通水和重水（H2O）的混合物，通电一段时间后，两极共生成气体18.5g，体积为33.6L（标况下）。求所生成的气体中氕和氘的原子个数比是多少。
24．实验室以活性炭为催化剂，用制取三氯化六氨合钴(Ⅲ)，装置如图所示。回答下列问题：
已知：①具有较强还原性，溶液呈棕色；呈橘黄色。②硫酸铵溶液的约为。
(1)基态原子的价电子排布式为___________。
(2)实验中将、和活性炭在三颈烧瓶中混合，滴加浓氨水，溶液变为棕色，除了作反应物之外，还可防止浓度过大，其原理是______________；充分反应后缓慢滴加双氧水，水浴加热，该过程生成的离子方程式为_____________________________。
(3)将反应后的混合物趁热过滤，待滤液冷却后加入适量浓盐酸，冰水冷却、抽滤、乙醇洗涤、干燥，得到晶体。该过程中冰水冷却的目的是_________________，抽滤的优点是________________。
(4)产品纯度的测定．实验如下：
取产品加入锥形瓶中，再加入足量溶液并加热，将蒸出后，加入足量的稀硫酸酸化，使全部转化为后，加适量水稀释，加入过量的溶液，再用标准溶液滴定，反应原理为，。
①滴定时应选用的指示剂为__________，滴定终点的颜色变化为_______________。
②实验中，消耗了标准溶液，则产品的纯度为____________。
参考答案：
1．D
【解析】A．元素周期表中，主族元素的族序数=最外层电子数，副族、0族等没有此规律，A错误；
B．氦原子及一些过渡元素原子最外层电子排布也为ns2，B错误；
C．H元素为第IA族元素，为非金属元素，C错误；
D．短周期不含有过渡元素，包括第一、二、三周期，D正确；
综上所述答案为D。
2．C
【解析】A．四氯化碳分子中，Cl原子的半径大于C原子，其球棍模型为，A错误；
B．次氯酸分子中O为中心原子，其电子式为：，B错误；
C．质量数=质子数+中子数，因此质子数为35、中子数为45的溴原子可表示为：Br，C正确；
D．S原子核外有16个电子，得到2个电子得到S2-，S2-的离子结构示意图为：，D错误；
答案选C。
3．D
【解析】某元素基态原子的价电子排布为3d74s2，该元素是27号元素Co，该元素在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。
答案选D。
4．C
【解析】A．同主族自上而下非金属性减弱，最高价含氧酸的酸性减弱，不是最高价含氧酸则不一定，故A错误；
B．原子最外层电子数为2的元素不一定处于周期表第ⅡA族，如氦原子最外层电子数为2，它处于周期表的0族，故B错误；
C．同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，则第ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素，故C正确；
D．周期表中金属和非金属分界线附近的元素可能作半导体材料，过渡元素位于副族和第VⅢ族，故D错误；
答案选C。
5．B
【解析】A．中子数56，质量数102的Pd原子的质子数=102-56=46，该原子正确的表示方法为，故A错误；
B．COS的结构与二氧化碳类似，结构式为：O=C=S，故B正确；
C．硫原子核外有16个电子，则核外电子排布为1s22s22p63s23p4，故C错误；
D．H2O2为共价化合物，H2O2的电子式为，故D错误；
故选：B。
6．A
【解析】A．Rn的中子数为136，质子数为86，所以中子数比质子数多50，A项正确；
B．Rn、Rn、Rn属于同一种元素，质子数相同，中子数不同，互为同位素，B项错误；
C．Rn的最外层电子数为8，故其在元素周期表的0族，C项错误；
D．镭(Ra)释放蜕变为Rn时，不满足质子守恒和质量守恒，D项错误；
故答案选A。
7．C
【解析】①氯气与氢气化合比硫与氢气化合要容易进行，说明氯的非金属性较强，故①正确；
②比稳定，说明非金属性：Cl＞S，故②正确；
③比较非金属性强弱，应用最高价氧化物对应的水化物的酸性，而不能用氢化物的酸性比较，故③错误；
④常温下，氯气是气态而硫是固态，属于物理性质，不能用于比较化学性质，故④错误；
⑤元素的非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，能被氧化生成硫，可说明氯的非金属性比硫强，故⑤正确；
⑥分子中氯显-1价，说明元素易得到电子，非金属性较强，故⑥正确；
⑦的氧化性比稀的氧化性强，不能说明氯与硫的非金属性强弱，不是最高价氧化物对应的水化物，故⑦错误；
⑧与反应生成，与反应生成，说明氯气的氧化性较强，则氯元素的非金属性较强，故⑧正确；
答案选C。
8．D
由四种元素基态原子电子排布式可知，①是16号元素S；②是15号元素P；③是7号元素N；④是9号元素F。
【解析】A．同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，所以原子半径：，，电子层越多原子半径越大，故原子半径：②>①>③>④，A错误；
B．主族元素中最高正化合价等于原子最外层电子数，但F元素没有正化合价，所以最高正化合价：①>③=②，B错误；
C．同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，所以电负性：，，N元素非金属性比S元素强，所以电负性：，故电负性：④>③>①>②，C错误；
D．一般规律：非金属性越强，第一电离能越大，P元素原子的3p轨道为较稳定的半充满状态，第一电离能高于同周期相邻元素，则P元素原子的第一电离能大于S元素，因此第一电离能：④>③>②>①，D正确；
答案选D。
9．D
X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期非金属元素，其中X、Y、Q是构成糖类物质的三种元素，故X、Y、Q分别为H、C、O，故Z为N，W、Z同主族，故W为P，据此分析解答。
【解析】A．因N元素2p轨道为半充满更稳定，故第一电离能： N大于O，A错误；
B．X、Y形成的化合物为烃类，X、Q形成的化合物为H2O，不同烃的熔点也不相同，B错误；
C．W的氧化物水化物有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，Z的氧化物水化物有HNO3、HNO2等，未说明最高价氧化物水化物，无法比较酸性强弱，C错误；
D．X、Y、Z、Q、W分别为H、C、N、O、P可形成核酸，D正确；
故答案选D。
10．AC
短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X能形成2个共价键，Z形成6个共价键，X、Z同主族，X是O元素、Z是S元素；Y能形成1个共价键，Y是F元素；W形成3个共价键，W是N元素；
【解析】A．同周期元素从左到右，非金属性依次增强，气态氢化物的稳定性依次增强，热稳定性： NH3
C．Na2S溶液显碱性，能使酚酞试液变红，选项C错误；
D．该离子液体中，Li+不满足最外层8电子稳定结构，选项D错误；
答案选A。
11．B
【解析】A．最外层只有2个电子的X、Y原子，可能是He原子和Mg原子，He原子为稀有气体原子，化学性质稳定；而Mg原子容易失去2个电子，形成Mg2＋，化学性质活泼，A错误；
B．H2O和NH3的质子数均为10，但不属于同种元素，B正确；
C．重水D2O，超重水，T2O，属于水，不是水的同位素，C错误；
D．设计成原电池的反应，需是放热的氧化还原反应，酸碱中和不是氧化还原反应，不能设计成原电池，D错误；
答案选B。
12．C
【解析】A．过氧化钠与人呼出的二氧化碳或水蒸气反应均生成氧气，过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，故A正确；
B．漂白粉的有效成分是次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，能使蛋白质变性而杀菌消毒；同时漂白粉在空气中会和二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以漂白粉既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂，故B正确；
C．生铁中的含碳量为2%~4.3%，钢中的含碳量为0.03%~2%，生铁含碳量高，生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料，故C错误；
D．放射性同位素可以用于透视和放疗，因此可以给金属探伤、诊断和治疗疾病，故D正确；
答案选C。
13．B
【解析】A．原子核外电子排布式为的原子为He，He为稀有气体元素，原子核外电子排布式为的原子为Be，Be为金属元素，化学性质不相似，A错误；
B．电子排布式符合能量最低原理，是基态原子的电子排布式，B正确；
C．由价电子排布为，可判断此元素位于周期表中第六周期ⅢB族，C错误；
D．基态碳原子的能级比能级能量低，电子应先填满轨道再填轨道，即，D错误；
答案选B。
14．A
【解析】A．最外层只有一个电子的元素，不一定是第IA族元素，比如价层电子排布式为3d54s1的是Cr，是第ⅥB族元素，故A正确；
B．价电子排布为的原子为VIII族元素，不是副族元素，故B错误；
C．F无最高正价，无含氧酸，故C错误；
D．周期表里，主族元素所在的族序数等于原子的核外最外层电子数，其余元素不一定，故D错误；
故选A。
15．C
【解析】A．电子排布为全满或半满时，原子的能量最低，较稳定，所以基态铜（Cu）原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，选项A错误；
B．催化剂在反应前后的量是不变的，反应④生成了甲酸乙酯，但在其它步骤中未有甲酸乙酯的参与，即甲酸乙酯只有生成，没有消耗，所以甲酸乙酯不是催化剂，选项B错误；
C．由图可知步骤④中的 C O 和 H O 键均发生了断裂，生成了金属羟基化合物(H O M)和甲酸乙酯，选项C正确；
D．催化剂可以加快反应速率，降低反应的活化能，改变反应历程，但不改变焓变，选项D错误；
答案选C。
16．C
短周期元素R、X、Y、Z、M原子序数依次递增，其中元素R、X、Y、M形成的化合物结构如图所示，X形成4个共价键，Y形成2个共价键，R形成1个共价键，M形成1个共价键，X、Y、M的最外层电子数分别为4、6、7，最外层电子数3Z+M=X+Y，则Z的最外层电子数为×(4+6-7)=1，结合原子序数可知Z为Na元素，R为H，X为C，Y为O，Z为Na，M为Cl元素，以此分析解答。
【解析】A．由分析可知，R为H，X为C，Y为O，Z为Na，则原子半径：，A错误；
B．由分析可知，M为Cl，根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，IIA与IIIA、VA与VIA反常，故M在同周期的元素中，第一电离能不最大，Ar是最大的，B错误；
C．由分析可知，R为H，X为C，Y为O，则R、X、Y形成的化合物如醛类物质CH3CHO等，醇类物质如CH3CH2OH等均可使酸性高锰酸钾溶液褪色，C正确；
D．由分析可知，R为H，Y为O，Z为Na，M为Cl， Z分别与R、Y、M形成的化合物中不一定均只含离子键，如Na2O2既有离子键又有共价键，D错误；
故答案为：C。
17． p 6 3 哑铃(或纺锤) 的最外层电子排布式为，而的最外层电子排布式为，最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态稳定性强于CuO N>O>C
由题可知，元素a、b、c、d、e、f分别为H、C、N、O、Na、Cu。
【解析】(1)C位于周期表中p区，其基态原子核外各电子的运动状态都不相同，故有6种，故答案为：p；6；
(2)基态N原子中有3个未成对电子，其中能量最高的电子所在原子轨道为2p轨道，电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形，故答案为：3；哑铃(纺锤)形；
(3)根据铵根离子与氢负离子推测，离子化合物为，其电子式为，故答案为：；
(4)基态外围电子的电子排布图为；的最外层电子排布式为，而的最外层电子排布式为，最外层电子排布达到全满时稳定，所以高温下稳定性强于CuO，故答案为：；的最外层电子排布式为，而的最外层电子排布式为，最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态稳定性强于CuO；
(5)同周期 从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，N的2p半充满，较稳定，第一电离能大于O，C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C，故答案为：N>O>C。
18． D D B A D
根据得失电子规律，同一主族从上到下电离能依次递减，同一周期从左到右电离能依次递增。根据元素的电离能可知，Q的第一电离能最大，很可能是稀有气体。R和U的第2电离能均远远大于第一电离能，因此最外层电子数都是1个，最有可能处于同一主族。S的第三电离能远远大于第二电离能，所以S的最外层有2个电子。同理分析T的最外层电子数是3个。由于最外层2个电子属于全充满，稳定性强，所以第一电离能大于T的，因此金属性强弱顺序为U＞R＞S＞T＞Q。。
【解析】(1)R和U的第一电离能较小，最外层电子数为1，二者位于同一族；答案是：D。
(2)根据分析可知，金属性越强，相应阳离子的氧化性就越弱，而Q又很有可能是稀有气体，熔融状态下难于电离，所以阴极放电反应最可能是T3+，选D，答案是：D。
(3)由分析可知根据R、S、T、U最高化合价为+1、+2、+3、+1，所以各氯化物分别是RCl、SCl2、TCl3、UCl；B符合，答案是：B。
(4)S的第一、第二电离能较小，最外层电子数为2，可能为S区元素，所以答案是:A。
(5)Q的电离能很大，可能为0族元素，化学性质和物理性质最像氦，所以答案是：D。
19．(1) H 1s22s22p63s23p63d54s1
(2)9
(3)K、Cu
(4)N>C>H
(5)+2
根据题目信息，X、Y、Z、R、Q元素的原子序数依次增大，且分布于前四周期的各周期中，故X位于第一周期，X基态原子只有一种形状电子云且易形成共价键，则X是氢；Y基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，为第6号元素碳；Z与Y同周期，且第一电离能高于同周期相邻元素，则Z是氮；R位于第三周期，是同周期电负性最大元素，则R是氯；Q位于第四周期，未成对电子数最多，则价层电子的排布式为3d54s1，为第24号元素铬。
【解析】（1）X是氢，元素符号为H，Q是第24号铬元素，基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1。
（2）R是第17号元素氯，基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p5，s能级各有1个轨道，p能级各有3个轨道，共9个原子轨道。
（3）Q最外层电子排布为4s1，第四周期最外层电子数与之相同的基态原子的简化电子排布为：[Ar]4s1、[Ar]3d104s1，分别是第19号钾元素和第29号铜元素。
（4）Y、Z同周期，分别是碳和氮，电负性大小为N>C，X是氢，与Y、Z形成的简单化合NH3、CH4中，H显+1价，因此电负性比N、C都小，故三者电负性大小顺序为N>C>H。
（5）该化合物为，H电负性比C小，化合价为+1价，N电负性比C大，化合价为-3价，根据分子化合价之和为0，可计得C的化合价为+2价。
20．(1)
(2) 6 哑铃(或纺锤) 3：4
(3) 泡利原理 Mg原子失去2个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难
(4)
(5) 焰色试验 基态原子的电子吸收能量后，会跃迁到较高的能级，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量
A、B、C、D、E、F、G元素位于周期表前四周期的非零族元素，A在周期表的所有元素中原子半径最小，则A是H元素；G的原子序数最大，同周期元素中第一电离能最小，则G是K元素；它们的原子序数依次增大，F在同周期元素中电负性最大，则F是Cl元素；E的基态原子中没有未成对电子，根据基态原子核外电子排布规律，E最外层电子排布是3s2，则E是Mg元素；B、C、D处于第二周期，B基态原子中有两个未成对电子，原子序数较小，电子排布是2s22p2，则B是C元素；C的基态原子在同周期中未成对电子数最多，则C是N元素；D的基态原子中有两个未成对电子，原子序数较B大，则G最外层电子排布是2s22p4，G是O元素。故A、B、C、D、E、F、G七种元素分别是H、C、N、O、Mg、Cl、K，据此答题。
(1)
由A、C形成的18电子分子是N2H4，电子式为。
(2)
据分析，B元素的原子核外共有6个电子，有6种不同运动状态的电子；B元素基态原子核外电子排布是1s22s22p2，其中能量最高的电子所占据的原子轨道，即2p轨道，呈哑铃(或纺锤)；由B、C形成的直线形分子结构为N≡C-C≡N，其中σ键和π键数目之比为3:4。
(3)
该同学所画的电子轨道表示式的3s轨道两个电子的自旋同向，违背了泡利原理；该元素的第三电离能I3远远大于其第二电离能I2，其原因是Mg原子失去2个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难。
(4)
据分析，D、E、F三种元素的简单离子分别是O2-、Mg2+、Cl-，Cl-电子层数最多，半径最大，O2-和Mg2+具有相同电子层数，Mg2+的核电荷数较大，半径较小，故三者半径由大到小的顺序是。
(5)
据分析，G是K元素，可采用焰色试验检验，若透过蓝色钴玻璃观察其火焰显紫色，则说明存在K元素；基态原子的电子吸收能量后，会跃迁到较高的能级，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量，蓝色钴玻璃能过滤掉黄色光，使K元素的紫色光易于观察。
21． A-Z A-x-n A-x+n
【解析】(1)在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数，又因为中子数＋质子数=质量数，据此可知中性原子的中子数N=A-Z；
(2)中性原子的核外电子数=质子数，所以如果AXn+共有x个电子，则质子数=X＋n，因此该阳离子的中子数N=A-x-n；
(3)同(2)分析可知，如果AXn-共有x个电子，则质子数=X-n，因此该阴离子的中子数N=A-x+n。
22． 34.964 36.963 35.467
计算35Cl和37Cl两种原子的相对原子质量时，可利用相对原子质量的定义进行求解；计算元素的相对原子质量时，利用公式：“元素的相对原子质量=各种能稳定存在的核素的相对原子质量与其丰度的乘积之和”进行计算。
【解析】①M(35Cl)== 34.964；
②M(37Cl)== 36.963；
③M(Cl)= 34.964×74.82%+36.963×25.18%=35.467。
答案为：34.964；36.963；35.467。
23．3:1
【解析】电解水的方程式为2H2O2H2↑+O2↑，由方程式知，氢气和氧气的体积之比为2:1，33.6L混合气体气体的物质的量是n=33.6L÷22.4L/mol=1.5mol，其中氢气的体积为22.4L，氢气的物质的量为1mol；氧气的体积为11.2L，氧气的物质的量是0.5mol，氧气的质量m(O2)=（11.2L÷22.4L/mol）×32g/mol=16g；氢气的质量为2.5g，所以氢气的平均摩尔质量=2.5g÷1mol=2.5g/mol，普通氢和重氢的物质的量之比为：(4-2.5):(2.5-2)=1.5：0.5=3:1，普通氢和重氢都是双原子分子，所以普通氢和重氢的原子个数之比为3:1。
24．(1)3d74s2
(2) 加入NH4Cl可增大铵根离子的浓度，抑制NH3H2O的电离，防止生成Co(OH)2沉淀；
(3) 冰水冷却的目的是降低了的溶解度，有利于结晶析出 过滤较快，并且得到的晶体较干燥
(4) 淀粉溶液 蓝色变为无色
实验室以活性炭为催化剂，用制取三氯化六氨合钴(Ⅲ)，三颈烧瓶中加入、和活性炭，通过恒压分液漏斗加入氨水，防止浓度过大Co2+生成沉淀，反应生成，再通过恒压分液漏斗加入双氧水进行氧化，生成，冷凝管可以冷凝回流增大氨水的利用率，球形干燥管应该放酸性棉球或者P2O5，吸收挥发出的氨气，防止污染空气；反应后的混合物趁热过滤，待滤液冷却后加入适量浓盐酸，冰水冷却降低的溶解度便于晶体析出，抽滤、乙醇洗涤、干燥，得到晶体。
【解析】（1）Co是27号元素，价电子排布式为3d74s2；
（2）加入NH4Cl可增大铵根离子的浓度，抑制NH3H2O的电离，防止生成Co(OH)2沉淀；将、和活性炭在三颈烧瓶中混合，滴加浓氨水，溶液变为棕色，说明生成，具有较强还原性，缓慢滴加双氧水，水浴加热，生成，；
（3）冰水冷却的目的是降低了的溶解度，有利于结晶析出；抽滤的优点是过滤较快，并且得到的晶体较干燥；
（4）①用滴定生成的I2时应选用淀粉溶液做指示剂；滴定终点的颜色由蓝色变为无色且半分钟不变色即达到终点；
②根据反应可得到关系式为，，
则产品的纯度为；
