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2022成都武侯高级中学高二下学期期中考试化学试题含解析
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这是一份2022成都武侯高级中学高二下学期期中考试化学试题含解析，文件包含四川省成都市武侯高级中学2021-2022学年高二下学期期中考试化学试题含解析docx、四川省成都市武侯高级中学2021-2022学年高二下学期期中考试化学试题无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
武侯高中高2020级2021-2022学年下期4月半期考试试题
化学
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2.请将答案正确填写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Al-27 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
第I卷(选择题)
1. 下列表述正确的是
A. 基态Cl-的电子排布式：1s22s22p63s23p6
B. H2S的电子式：
C. s能级上电子的能量小于p能级上电子的能量
D. 轨道表示式违背了洪特规则
【答案】A
【解析】
【详解】A．Cl-的核外电子排布为2、8、8，基态氯离子的电子排布式为：1s22s22p63s23p6，故A正确；
B．H2S为共价化合物，电子式为：，故B错误；
C．能级的能量高低首先要看能层高低，同能层电子s能级能量小于p能级能量，故C错误；
D．该轨道表示式违背了泡利不相容原理，故D错误；
故选：A。
2. 下列化学用语正确的是
A. HClO的电离方程式：HClO=H++ClO-
B. CO2的电子式：
C. 氯原子价电子的轨道表示式：
D. Al3+的结构示意图：
【答案】C
【解析】
【详解】A．HClO为弱酸，不完全电离，电离方程式为HClOH++ClO-，A错误；
B．CO2分子中C原子与每个O原子共用两对电子，电子式为，B错误；
C．氯原子的价电子为3s23p5，轨道表示式为：，C正确；
D．Al3+核电荷数为13，结构示意图为，D错误；
综上所述答案为C。
3. 如图所示，甲池的总反应式为，下列关于该电池工作时的说法正确的是
A. 该装置工作时，Ag电极上有气体生成
B. 甲池中负极反应式为
C. 甲池和乙池中的溶液的均减小
D. 当甲池中消耗时，乙池中理论上最多产生固体
【答案】C
【解析】
【分析】该装置图中，甲池为燃料电池，其中左电极为负极，右电极为正极，乙池为电解池，石墨电极为阳极，Ag电极为阴极，由此分析。
【详解】A．由分析可知，该极为阴极，产生Cu，A项错误。
B．由图可知，甲池环境为碱性，电极反应式不产生H+，B项错误。
C．甲池的总反应方程式为：N2H4+O2==N2+2H2O，电解液被稀释，故碱性减弱，减小，电解池的总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，电解液酸性增强，减小，C项正确。
D．的物质的量为0.1 mol，转移电子的物质的量为0.4mol，产生0.2molCu，质量为12.8g，D项错误。
故答案为：C。
4. 中国科学家经过光谱分析发现了一颗锂元素含量极高的恒星。下列说法不正确的是
A. LiOH的碱性弱于Be(OH)2
B. 在碱金属元素中，锂元素的第一电离能最大
C. 依据对角线规则，锂元素和镁元素的有些性质相似
D. 原子光谱的产生与电子跃迁有关，可利用原子光谱中的特征谱线来鉴定锂元素
【答案】A
【解析】
【详解】A．同周期元素，从左到右元素的金属性依次减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性减弱，则氢氧化锂的碱性强于氢氧化铍，故A错误；
B．同主族元素，从上到下的第一电离能依次减小，所以在碱金属元素中，锂元素的第一电离能最大，故B正确；
C．依据对角线规则可知，元素周期表中位于对角线上的锂元素和镁元素的有些性质相似，故C正确；
D．用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱，原子光谱的产生与电子跃迁有关，不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，所以可以利用原子光谱中的特征谱线来鉴定锂元素，故D正确；
故选A。
5. 基态铬(原子序数24)原子的电子排布式是
A. 1s22s22p63s23p64s14p5 B. 1s22s22p63s23p63d6
C. 1s22s22p63s23p64s13d4 D. 1s22s22p63s23p63d54s1
【答案】D
【解析】
【详解】Cr为24号元素，原子核外有24个电子，根据能量最低原理、泡利原理和洪特规则，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，故选D。
6. N原子核外能量最高的电子具有不同的
A. 电子亚层 B. 电子云伸展方向 C. 电子云形状 D. 自旋方向
【答案】B
【解析】
【分析】N原子核外电子排布为1s22s22p3，N原子核外能量最高的电子是2p能级上有3个电子。
【详解】A．N原子核外能量最高的电子是2p能级上有3个电子，这三个电子都在2p亚层，故A不符合题意；
B．三个电子有三个伸展方向分别为px、py、pz，故B符合题意；
C．p轨道电子云形状为纺锤形，故C不符合题意；
D．p轨道三个电子自旋方向相同，故D不符合题意。
综上所述，答案为B。
7. 下列措施不能加快Zn与1mol/LH2SO4反应产生H2的速率的是
A. 用Zn粉代替Zn粒 B. 滴加少量的CuSO4溶液
C. 升高温度 D. 再加入1mol/LCH3COOH溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A．用Zn粉代替Zn粒，可以增大接触面积，加快反应速率，A不符合题意；
B．滴加少量的CuSO4溶液，Zn会先置换出铜，之后形成原电池，可以加快反应速率，B不符合题意；
C．升高温度可以加快反应速率，C不符合题意；
D．CH3COOH为弱酸，1mol/LCH3COOH溶液溶液中c(H+)＜1mol/L，加入后相当于稀释，会使氢离子浓度变小，减慢反应速率，D符合题意；
综上所述答案为D。
8. 根据所学习的电化学知识，下列说法正确的是
A. 酸雨后钢铁易发生析氢腐蚀、铁锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀
B. 铁表面的镀锌层破损后，就完全失去了对铁的保护作用
C. 水库的钢闸门与电源正极连接可实现电化学保护
D. 智能手机常用的锂离子电池属于一次电池
【答案】A
【解析】
【详解】A．酸雨后钢铁所处环境酸性较强，发生析氢腐蚀，盐液显中心，铁锅发生吸氧腐蚀，A正确；
B．锌比铁活泼，镀层破损后形成原电池，Zn为负极，Fe被保护起来，B错误；
C．与电源正极相连后，钢闸门上发生氧化反应，加速腐蚀，钢闸门应与电源负极相连，C错误；
D．锂离子电池可以充电，为二次电池，D错误；
综上所述答案为A。
9. 工业上电解熔融NaCl与电解食盐水都能直接得到的物质是
A. Na B. NaOH C. H2 D. Cl2
【答案】D
【解析】
【详解】电解熔融氯化钠生成氯气和钠，方程式为：2NaCl2Na+Cl2↑；电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；所以二者都能得到的为Cl2，故选：D。
10. 下列说法或化学用语的使用正确的是
A. 构造原理呈现的能级交错源于光谱学实验
B. 符号为M的能层最多容纳的电子数为32个
C. 基态碳原子的价电子轨道表示式：
D. 24Cr的原子核外电子排布式：[Ar]3d44s2
【答案】A
【解析】
【详解】A．以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理，A正确；
B．符号为M的能层序号为3，最多容纳的电子数为2×32=18个，B错误；
C．基态碳原子的价电子为2s22p2，轨道表示式为，C错误；
D．24Cr的原子核外有24个电子，排布式为[Ar]3d54s1，D错误；
综上所述答案为A。
11. 化学与生活密不可分，下列说法错误的是
A. 大力开发氢能、风能，有利于我国2060年实现“碳中和”目标
B. 植物油中含有较多不饱和碳，在空气中长时间放置容易氧化变质
C. 电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是外加电流的阴极保护法
D. 高铁酸钾是一种新型水处理剂，既可杀菌消毒，又能处理水中的悬浮物
【答案】C
【解析】
【详解】A．开发太阳能、氢能、风能，可减少的排放，有利于实现“碳中和”目标，故A正确；
B．不饱和碳可被氧化，故B正确；
C．热水器内胆成分为不锈钢，连接镁棒形成原电池，比活泼作负极被腐蚀，而铁被保护，为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；
D．高铁酸钾被还原为三价铁后，可形成胶体，吸附水中悬浮的杂质，故D正确；
答案选C。
12. 铅蓄电池的两极分别为 Pb、PbO2，电解质溶液为 30% H2SO4溶液，放电时的电池反应Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，下列说法正确的是
A. Pb 为负极，被还原 B. 溶液的 pH 减小
C. 向 Pb 极移动 D. 外电路电流由Pb流向PbO2
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．由铅蓄电池的总反应Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O可知，Pb为负极，发生失电子的氧化反应，被氧化，故A错误；
B．由铅蓄电池的总反应Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O可知，放电过程中硫酸被消耗，所以酸性减弱，pH不断增大，故B错误；
C．原电池放电时阳离子向正极移动，阴离子硫酸根向负极移动，即向 Pb 极移动，故C正确；
D．电子由负极Pb电极沿导线流向正极PbO2电极，外电路电流则从PbO2电极流向Pb电极，故D错误；
综上所述，说法正确的是C项，故答案为C。
13. 下列关于共价键的叙述，正确的是
A. σ键键能一定比π键键能大，且σ键与π键电子云均为镜面对称
B. C－C键的键长比C=C键长，C=C键的键能是C－C键的两倍
C. 分子中有σ键不一定有π键，有π键则一定有σ键
D. 根据等电子体原理判断，1molNO+离子含有π键的数目为1NA
【答案】C
【解析】
【详解】A．σ键为“头碰头”方式重叠形成的，为轴对称，π键为 “肩并肩”方式重叠形成的，为镜面对称，A错误；
B．C－C键的键长比C=C键长，C=C键的键能大于C－C键的键能且小于其两倍，B错误；
C．σ键能单独存在，而π键不能单独存在；分子中有σ键不一定有π键，有π键则一定有σ键，C正确；
D．NO+离子与N2为等电子体，根据等电子体原理判断，则1个离子中含有2个π键，1molNO+离子含有π键的数目为2NA，D错误；
故选C。
14. 已知外电路中，电子由b极流向锌，有关如图所示的装置分析不合理的是
A. 该装置中Cu极为正极
B. 当铜极的质量变化为32g时，a极上消耗的在标准状况下的体积为5.6L
C. b极反应的电极反应式为
D. 一段时间后锌片一极质增加
【答案】A
【解析】
【分析】已知外电路中，电子由b极流向锌，根据装置图分析，左边为氢氧燃料电池，a为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，b为负极电极反应为H2+2OH--2e-=2H2O，右边装置为电解池，Zn做阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu；Cu做阳极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，据此分析解题。
【详解】A．分析判断，铜为电解池中的阳极，故A错误；
B．当铜极的质量变化为32g时物质的量为0.5ml，依据电子守恒和电极反应可知，O2+2H2O+4e-=4OH-，Cu-2e-=Cu2+；2Cu～O2，a极上消耗的O2在物质的量为0.25mol在标准状况下的体积为5.6L，故B正确；
C．b电极是氢气失电子发生氧化反应，在碱性溶液中生成水，电极反应为：H2+2OH--2e-=2H2O，故C正确；
D．Zn做阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，质量增加，故D正确；
故选A。
15. 以下是摘自高二实验班某学生在这次考试复习中对教材选修3第一章《原子结构和性质》的总结，其中与教材说法不符的是
A. 同一原子的能层越高，s电子云半径越大
B. 任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数
C. 书写电子排布式时，按照构造原理，依据电子的填充顺序从左到右书写能级
D. 处于最低能量的原子叫做基态原子，我们通常所说的电子排布指的是基态原子的电子排布
【答案】C
【解析】
【详解】A．能层越高，能量越大，即不同能层同一能级的电子云半径越大，故A说法正确；
B．每一个能层都是从s能级开始，其能级数等于该能层的序数，故B说法正确；
C．书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写，故C说法错误；
D．基态原子是处于最低能量的原子，通常所说的电子排布指的是基态原子的电子排布，故D说法正确；
答案选C。
16. 科学家采用碳基电极材料设计了一种新的电解氯化氢回收氯气的工艺方案，原理如图所示。下列说法错误的是
A. a是电源的正极
B. 阴极的电极反应式为：Fe2＋-e-=Fe3＋
C. 电路中每转移1mole-理论上可以回收氯气11.2L(标准状况)
D. 该工艺涉及的总反应为4HCl＋O22Cl2＋2H2O
【答案】B
【解析】
【分析】整个过程是电解条件下，Fe3+起催化剂作用， HCl与O2反应生成Cl2和H2O ，所以该工艺的总反应式为4HCl+O22Cl2+2H2O，电解池阳极发生氧化反应，HCl转化为Cl2，H+向阴极移动，阳极的电极反应为：2HCl(g)-2e-=Cl2(g)+2H+，阴极区上Fe3+得电子生成Fe2+，Fe3+与Fe2+间循环转化，阴极区反应有Fe3++e-=Fe2+，然后发生4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，以此来解析；
【详解】A．连接电源a的电极上，HCl转化为Cl2，发生氧化反应，电解池阳极发生氧化反应，阳极极连接的是电源正极，所以a为电源正极，A正确；
B．阴极区上Fe3+得电子生成Fe2+，阴极发生的电极反应为Fe3++e-=Fe2+，B错误；
C．根据阳极的电极反应2HCl(g)-2e-=Cl2(g)+2H+，可知2e-～Cl2(g)，故电路中每转移1mole-理论上可以回收氯气V=nVm=×1mol×22.4L/mol=11.2L，C正确；
D．整个过程是电解条件下，Fe3+起催化剂作用， HCl与O2反应生成Cl2和H2O ，所以该工艺总反应式为：4HCl+O22Cl2+2H2O，D正确；
故选B。
17. 若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是( )
A. 该元素基态原子中共有3个电子 B. 该元素原子核外有5个电子层
C. 该元素原子最外层共有3个电子 D. 该元素原子M能层共有8个电子
【答案】B
【解析】
【分析】某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则该元素基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，共5个电子层，据此分析。
【详解】A．该元素基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，共有 39个电子，故A错误；
B．由元素基态原子的电子排布式可知，该元素原子核外有 5 个电子层，故B正确；
C．该元素原子最外层为第 5层，有2个电子，故C错误；
D．M层为第3层，共18个电子，故D错误；
故答案为B。
18. 根据等电子原理：由短周期元素原子构成的微粒，它们具有相似的结构特征。以下各组微粒结构不相似的是
A. CO和 B. 和 C. 和 D. 和
【答案】D
【解析】
【详解】A．CO和N2的原子数目都为2；价电子数：CO为10，N2为10，两者原子数和价电子数都相等，属于等电子体，两者具有相似的结构特征，故A不选；
B．O3和的原子数目都为3；价电子数：O3为18，为18，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，两者具有相似的结构特征，故B不选；
C．CO2和N2O的原子数目都为3；价电子数：CO2为16，N2O为16，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，两者具有相似的结构特征，故D不选；
C．N2H4和C2H4的原子数目都为6；价电子数：N2H4为14，C2H4为12，原子数相等，但价电子数不相等，不属于等电子体，所以两者结构不相似，故D选；
答案选D。
19. 下列关于共价键的说法正确的是
A. σ键和π键均能绕键轴旋转
B. 共价键都具有方向性和饱和性
C. C2H4分子和H2O2分子中都含有极性键和非极性键
D. 共价键的键长越长，键能越小，越稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A．π键不能绕键轴旋转，故A错误；
B．s-sσ键没有方向性，故B错误；
C．C2H4分子含有C-H键、C=C键，H2O2分子中含有O-H、O-O键，都含有极性键和非极性键，故C正确；
D．共价键的键长越长，键能越小，越不稳定，故D错误；
选C。
20. 从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据：
O
O
O2
O
键长(10-12m)
149
128
121
112
键能(kJ·mol-1)
x
y
z=494
w=628
其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为w>z>y>x；该规律是
A. 成键的电子数越多，键能越大 B. 键长越长，键能越小
C. 成键所用的电子数越少，键能越小 D. 成键时电子对越偏移，键能越大
【答案】B
【解析】
【详解】A．成键的电子数越多，形成的共价键越多，但与键能大小无关，A错误；
B．键长O＞O＞O2＞O，而键能w＞z＞y＞x，可知键长越长，键能越小，B正确；
C．O2和O成键所用电子数均为4个，但键能不同，分别为：494kJ/mol、628kJ/mol，说明键能与成键所用电子数无关，C错误；
D．这些微粒都是由相同的原子组成，电子对无偏移，且电子对偏移程度与键能无关，而是与原子吸引电子能力的相对大小有关，D错误；
综上所述答案为B。
第II卷(非选择题)共60分
21. Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素的研究一直在进行中，其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）钠在火焰上灼烧的黄光是一种___________(填字母)。
A．吸收光谱 B．发射光谱
（2）下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是___________，能量最低的是___________(填序号)。
a. b.
c. d.
（3）Ti原子位于元素周期表中的___________区，最高能层电子的电子云轮廓形状为___________，其价电子排布式为___________。与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的的基态原子的外围电子的轨道表示式___________。
（4）Fe3+与Fe2+的离子半径大小关系为Fe3+___________Fe2+(填“大于”或“小于”)
（5）下列各组多电子原子的能级能量比较不正确的是___________
①2p=3p ②4s>2s ③4p>4f ④4d>3d
A. ①④ B. ①③ C. ③④ D. ②③
【答案】（1）B （2） ①. b ②. d
（3） ①. d ②. 球形 ③. 3d24s2 ④.
（4）小于 （5）B
【解析】
【小问1详解】
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，故答案为：B；
【小问2详解】
a．1s22s22p43s13px13py13pz1即2个2p上的电子跃迁到3p上，1个3s的电子跃迁到3p上；
b．1s22s22p33s23px13py13pz1是2p上的3个电子跃迁到3p上；
c．1s22s22p63s13px1为3s上的1个电子跃迁到3p上；
d．1s22s22p63s2为基态原子；
故能量最高的为b，最低为d，故答案为：b；d；
【小问3详解】
已知Ti是22号元素，故其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，电子最后进入3d能级，故Ti原子位于元素周期表中的d区，最高能层为第4层，即4s电子，s能级的电子云轮廓形状为球形，其价电子排布式为3d24s2，与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的即Cr，其的基态原子的外围电子排布图为：，故答案为：d；球形；3d24s2；；
【小问4详解】
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Fe3+的核外电子数比Fe2+少，故离子半径大小关系为Fe3+小于Fe2+，故答案为：小于；
【小问5详解】
根据能级构造原理可知：不同能层的相同能级的能量大小为：（n-1）s＜ns＜(n+1)s，（n-1）p＜np＜(n+1)p，（n-1）d＜nd＜(n+1)d，故2p＜3p，故①不正确；4s>2s，故②正确；4d>3d，故④正确；相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf，所以4p＜4f，故③不正确；
故①③不正确，答案为B。
22. 现有六种元素。其中A、B、C、D为短周期主族元素，E、F为第四周期元素。它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题；
A元素核电荷数和电子层数相等
B基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等
C气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐
D原子的第一至第四电离能为I1=578 kJ/mol、I2=1817 kJ/mol、I3=2745 kJ/mol、I1=11575 kJ/mol
E是前四周期中电负性最小的元素
F的一种核素的质量数是63，中子数是34
（1）写出C2A4的结构式_______。
（2）B元素基态原子中能量最高的电子的原子轨道呈_______形。
（3）写出D的基态原子的价层电子排布图_______。
（4）F元素位于元素周期表_______区，该元素的核外电子排布式为_______。
（5）检验E元素的方法是_______，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：_______。
【答案】（1） （2）纺锤形
（3） （4） ①. ds ②. [Ar]3d104s1
（5） ①. 焰色试验 ②. 电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态时，以光的形式释放能量
【解析】
【分析】A元素的核电荷数和电子层数相等，则A是H元素；B基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等，则B为C元素；C气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐，则C为N元素；根据D原子第四电离能剧增，可知D是Al元素；E是前四周期中电负性最小的元素，则E是K元素；F的一种核素的质量数是63，中子数是34，则F的质子数是63-34=29，则F是Cu元素，然后根据物质的性质及元素周期律分析解答。
【小问1详解】
根据上述分析可知A是H，B是C，C是N，D是Al，E是K，F是Cu元素。C2A4表示的物质是N2H4，在该物质分子中， 2个N原子形成共价单键，每个N原子与2个H原子形成2个共价键，则N2H4的结构式是：；
【小问2详解】
B为C，根据构造原理，可知基态C原子核外电子排布式是1s22s22p2，基态原子能量最高的电子处于2p能级，原子轨道呈纺锤形；
【小问3详解】
D是Al，根据构造原理，可知基态Al原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p1，则基态Al的基态原子的价层电子排布图为；
【小问4详解】
F是Cu元素，位于元素周期表第四周期第ⅠB族，属于ds区元素；根据构造原理可知基态Cu原子核外电子排布式是[Ar]3d104s1；
【小问5详解】
E是K元素，可根据其焰色试验进行判断。K元素的单质或化合物在灼烧时，通过蓝色钴玻璃观察，会看到火焰呈紫色，据此判断K元素的存在。这是由于电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态时，以光的形式释放能量，元素种类不同，发生跃迁释放的能量不同，光的颜色也不同。
23. 如图是元素周期表中的前四周期，回答下列问题：
（1）a元素的基态原子的电子排布图是图①、②中的一个。
① ②
另一个电子排布图错误的原因是：它不符合_______(填标号)。
A.构造原理 B.泡利原理 C.洪特规则
b元素的正二价离子的核外价电子排布图是_______。
（2）b、e两种元素的第四电离能大小关系为____>_____，_______(填元素符号)，原因是_______。
（3）已知元素c、f的最简单的化合物中共用电子对偏向f，元素c、g的最简单的化合物中共用电子对偏向c，则元素c、f、g的电负性由大到小的顺序为_______(填元素符号)
（4）某元素的原子价电子排布式为，该基态原子核外电子空间运动状态有_______种。
（5）d元素的下列微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。
A. B. C. D.
（6）下列现象与原子核外电子跃迁有关的是_______(填标号)
a.激光 b.LED灯光 c.金属导电 d.核辐射
【答案】（1） ①. C ②.
（2） ①. I4(Fe)> I4(Co) ②. 铁失去的是较稳定的3d5的一个电子，钴失去的是3d6上的一个电子
（3）C>H>Si （4）9 （5）A
（6）ab
【解析】
【分析】由元素在周期表的位置可知，c为H，f为C，a为N，d为Mg，g为Si，b为Fe，e为Co；
【小问1详解】
N为7号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p3，轨道表达式为：，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，且自旋状态相同，称为洪特规则，图①不符合洪特规则，故答案为：C；
b为Fe，Fe位于周期表中第4周期第ⅤⅢ族元素，价电子排布式为3d64s2，则Fe2+价电子排布式为3d6，则Fe2+的价电子排布图为：；
【小问2详解】
b为Fe、e为Co，第四电离能I4(Fe)> I4(Co)，其原因是铁失去的是较稳定的3d5的一个电子，钴失去的是3d6上的一个电子；
【小问3详解】
c为H、f为C、g为Si，共用电子对偏向电负性大的原子，已知元素H、C的最简单的化合物中共用电子对偏向C，则电负性：C>H，元素H、Si的最简单的化合物中共用电子对偏向H，则电负性：H>Si，电负性由大到小的顺序为C>H>Si；
【小问4详解】
价电子排布式为nsn-1npn+1，由于s能级容纳2个电子，即n-1=2，则n=3，C原子价电子排布为3s2np3，故为P元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，核外电子空间运动状态由能层、能级、原子轨道决定，有1s轨道、2s轨道、3s轨道，2p、3p均有3个轨道，3p有3个轨道填充电子，故核外有9种不同空间运动状态的电子；
【小问5详解】
A、D表示Mg+，B、C表示Mg，Mg的第二电离能大于第一电离能，所以A、D失去最外层有关电子需要的能量大于B、C，3p能级的能量大于3s，3p能级上的电子易失去，电离最外层一个电子所需能量最大的是A，故答案为：A；
【小问6详解】
a．激光是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，a选；
b．LED灯光是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，b选；
c．金属导电是由于金属电子在通电后作定向移动，与电子跃迁无关，c不选；
d．核辐射是原子核从一种一种能量状态结构或转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观离子流，与电子跃迁无关，d不选；
故选：ab。
24. 依据原子结构知识回答下列问题。
（1）下列有关说法错误的是_______。
A. 简单离子的还原性：P3->O2->F-
B. 在元素周期表第二周期中元素原子的第一电离能介于硼和氮之间的元素有两种
C. 焰色试验与电子跃迁有关
D. 基态铝原子占据的最高能级的电子云轮廓图的形状为球形
（2）基态V原子中具有_______种不同能量的电子，具有_______种不同空间运动状态的电子，具有_______种不同运动状态的电子。
（3）基态Cu原子的简化电子排布式为_______，基态Se原子的价电子轨道表示式为_______，基态Mn2+的价电子排布式为_______。
（4）Li2O是离子晶体，其形成过程中的能量变化如图(a)所示。
可知，Li原子的第一电离能为_______kJ·mol-1，O=O键键能为_______kJ·mol-1。
【答案】（1）BD （2） ①. 7 ②. 13 ③. 23
（3） ①. [Ar]3d104s1 ②. ③. 3d5
（4） ①. 520 ②. 498
【解析】
【小问1详解】
A．元素的非金属性越强，其简单离子的还原性越弱，非金属性：F＞O＞P，则简单离子的还原性：P3-＞O2-＞F-，故A正确；
B．在元素周期表第二周期中元素原子的第一电离能介于硼和氮之间的元素有Be、C、O元素，三种元素，故B错误；
C．形成烟花的过程中金属原子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，电子发生跃迁，故C正确；
D．基态铝原子占据的最高能级为p能级，p能级的电子电子云形状为哑铃形，故D错误；
故答案为：BD；
【小问2详解】
基态V原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，该原子中具有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7种不同能量的电子，s能级的电子有1种空间运动状态，p能级上的电子有3种不同空间运动状态，d能级上的电子有5种不同空间运动状态，所以具有1+1+3+1+3+3+1=13种不同空间运动状态的电子，每一个电子具有一种移动状态，所以具有23种不同运动状态的电子，故答案为：7；13；23；
【小问3详解】
基态Cu原子核外有29个电子，根据构造原理书写其简化基态核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Se原子的价电子为4s、4p能级上的电子，其价电子轨道表示式为，基态Mn2+的价电子为3d能级上的5个电子，其价电子排布式为3d5，故答案为：[Ar]3d104s1；；3d5；
【小问4详解】
Li原子的第一电离能为Li(g)原子失去1个电子形成Li+(g)所需要的能量，故Li的第一电离能为：=520kJ/mol；O=O键键能是指断裂1molO=O键生成O(g)原子所需能量，故O=O键的键能为：2×249kJ/mol=498kJ/mol，故答案为：520；498。
25. 回答下列问题：
（1）已知：①Fe(s)+O2(g)=FeO(s) ΔH1=-272.0kJ·mol-1；
②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH2=-1675.7kJ·mol-1。
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是____。
（2）N2O和CO是常见环境污染气体。
对于反应N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)来说，“Fe+”可作为此反应的催化剂。其总反应分两步进行：
第一步为Fe++N2OFeO++N2；则第二步为___(写方程式)。
已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知，第一步反应的活化能____(填“大于”“小于”或“等于”)第二步反应的活化能。
（3）纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用肼(N2H4)燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中的c(OH-)制备纳米Cu2O，其装置如图甲、乙。
①上述装置中D电极应连接肼燃料电池的____极(填“A”或“B”)，该电解池中离子交换膜为____(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②该电解池的阳极反应式为____，肼燃料电池中A极发生的电极反应为____。
③当反应生成14.4gCu2O时，至少需要肼____mol。
【答案】（1）3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7kJ·mol-1
（2） ①. FeO++COFe++CO2 ②. 大于
（3） ①. B ②. 阴 ③. 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O ④. N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O ⑤. 0.05
【解析】
【小问1详解】
该铝热反应的化学方程式为3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)，其热化学方程式可由②-①×3得到，故该反应的ΔH=ΔH2-ΔH13=(-1675.7kJ·mol-1)-( -272.0kJ·mol-1)3=-859.7 kJ·mol-1，故答案为：3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7kJ·mol-1。
【小问2详解】
总反应分两步进行，根据催化剂定义，第一步：Fe++N2OFeO++N2，第二步反应中，中间产物(FeO+)氧化CO生成CO2，本身被还原成Fe+，FeO++COFe++CO2；第二步反应对总反应速率没有影响，说明第一步是慢反应，控制总反应速率，第二步反应速率大于第一步反应速率，则第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能，故答案为：FeO++COFe++CO2；大于。
【小问3详解】
①燃料电池正极通氧化剂，负极通燃料，即A极为负极，B极为正极。图乙为电解池装置，电解目的为制备Cu2O，则D极作阳极，接电池正极(B极)，铜被氧化。阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O，反应消耗OH-，采用阴离子交换膜使OH-向阳极移动，故答案为：B；阴；
②根据上述分析，阳极反应为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O；A极为负极，N2H4失电子，转化为N2，故电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，故答案为：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O；N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；
③根据电极反应可知，Cu2O与N2H4、e-的数量关系式为4e-～2Cu2O～N2H4，所以n(N2H4)=0.5n(Cu2O)=×0.5=0.05 mol，故答案为：0.05。
武侯高中高2020级2021-2022学年下期4月半期考试试题
化学
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2.请将答案正确填写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Al-27 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
第I卷(选择题)
1. 下列表述正确的是
A. 基态Cl-的电子排布式：1s22s22p63s23p6
B. H2S的电子式：
C. s能级上电子的能量小于p能级上电子的能量
D. 轨道表示式违背了洪特规则
【答案】A
【解析】
【详解】A．Cl-的核外电子排布为2、8、8，基态氯离子的电子排布式为：1s22s22p63s23p6，故A正确；
B．H2S为共价化合物，电子式为：，故B错误；
C．能级的能量高低首先要看能层高低，同能层电子s能级能量小于p能级能量，故C错误；
D．该轨道表示式违背了泡利不相容原理，故D错误；
故选：A。
2. 下列化学用语正确的是
A. HClO的电离方程式：HClO=H++ClO-
B. CO2的电子式：
C. 氯原子价电子的轨道表示式：
D. Al3+的结构示意图：
【答案】C
【解析】
【详解】A．HClO为弱酸，不完全电离，电离方程式为HClOH++ClO-，A错误；
B．CO2分子中C原子与每个O原子共用两对电子，电子式为，B错误；
C．氯原子的价电子为3s23p5，轨道表示式为：，C正确；
D．Al3+核电荷数为13，结构示意图为，D错误；
综上所述答案为C。
3. 如图所示，甲池的总反应式为，下列关于该电池工作时的说法正确的是
A. 该装置工作时，Ag电极上有气体生成
B. 甲池中负极反应式为
C. 甲池和乙池中的溶液的均减小
D. 当甲池中消耗时，乙池中理论上最多产生固体
【答案】C
【解析】
【分析】该装置图中，甲池为燃料电池，其中左电极为负极，右电极为正极，乙池为电解池，石墨电极为阳极，Ag电极为阴极，由此分析。
【详解】A．由分析可知，该极为阴极，产生Cu，A项错误。
B．由图可知，甲池环境为碱性，电极反应式不产生H+，B项错误。
C．甲池的总反应方程式为：N2H4+O2==N2+2H2O，电解液被稀释，故碱性减弱，减小，电解池的总反应方程式为：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4，电解液酸性增强，减小，C项正确。
D．的物质的量为0.1 mol，转移电子的物质的量为0.4mol，产生0.2molCu，质量为12.8g，D项错误。
故答案为：C。
4. 中国科学家经过光谱分析发现了一颗锂元素含量极高的恒星。下列说法不正确的是
A. LiOH的碱性弱于Be(OH)2
B. 在碱金属元素中，锂元素的第一电离能最大
C. 依据对角线规则，锂元素和镁元素的有些性质相似
D. 原子光谱的产生与电子跃迁有关，可利用原子光谱中的特征谱线来鉴定锂元素
【答案】A
【解析】
【详解】A．同周期元素，从左到右元素的金属性依次减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性减弱，则氢氧化锂的碱性强于氢氧化铍，故A错误；
B．同主族元素，从上到下的第一电离能依次减小，所以在碱金属元素中，锂元素的第一电离能最大，故B正确；
C．依据对角线规则可知，元素周期表中位于对角线上的锂元素和镁元素的有些性质相似，故C正确；
D．用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱，原子光谱的产生与电子跃迁有关，不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，所以可以利用原子光谱中的特征谱线来鉴定锂元素，故D正确；
故选A。
5. 基态铬(原子序数24)原子的电子排布式是
A. 1s22s22p63s23p64s14p5 B. 1s22s22p63s23p63d6
C. 1s22s22p63s23p64s13d4 D. 1s22s22p63s23p63d54s1
【答案】D
【解析】
【详解】Cr为24号元素，原子核外有24个电子，根据能量最低原理、泡利原理和洪特规则，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，故选D。
6. N原子核外能量最高的电子具有不同的
A. 电子亚层 B. 电子云伸展方向 C. 电子云形状 D. 自旋方向
【答案】B
【解析】
【分析】N原子核外电子排布为1s22s22p3，N原子核外能量最高的电子是2p能级上有3个电子。
【详解】A．N原子核外能量最高的电子是2p能级上有3个电子，这三个电子都在2p亚层，故A不符合题意；
B．三个电子有三个伸展方向分别为px、py、pz，故B符合题意；
C．p轨道电子云形状为纺锤形，故C不符合题意；
D．p轨道三个电子自旋方向相同，故D不符合题意。
综上所述，答案为B。
7. 下列措施不能加快Zn与1mol/LH2SO4反应产生H2的速率的是
A. 用Zn粉代替Zn粒 B. 滴加少量的CuSO4溶液
C. 升高温度 D. 再加入1mol/LCH3COOH溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A．用Zn粉代替Zn粒，可以增大接触面积，加快反应速率，A不符合题意；
B．滴加少量的CuSO4溶液，Zn会先置换出铜，之后形成原电池，可以加快反应速率，B不符合题意；
C．升高温度可以加快反应速率，C不符合题意；
D．CH3COOH为弱酸，1mol/LCH3COOH溶液溶液中c(H+)＜1mol/L，加入后相当于稀释，会使氢离子浓度变小，减慢反应速率，D符合题意；
综上所述答案为D。
8. 根据所学习的电化学知识，下列说法正确的是
A. 酸雨后钢铁易发生析氢腐蚀、铁锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀
B. 铁表面的镀锌层破损后，就完全失去了对铁的保护作用
C. 水库的钢闸门与电源正极连接可实现电化学保护
D. 智能手机常用的锂离子电池属于一次电池
【答案】A
【解析】
【详解】A．酸雨后钢铁所处环境酸性较强，发生析氢腐蚀，盐液显中心，铁锅发生吸氧腐蚀，A正确；
B．锌比铁活泼，镀层破损后形成原电池，Zn为负极，Fe被保护起来，B错误；
C．与电源正极相连后，钢闸门上发生氧化反应，加速腐蚀，钢闸门应与电源负极相连，C错误；
D．锂离子电池可以充电，为二次电池，D错误；
综上所述答案为A。
9. 工业上电解熔融NaCl与电解食盐水都能直接得到的物质是
A. Na B. NaOH C. H2 D. Cl2
【答案】D
【解析】
【详解】电解熔融氯化钠生成氯气和钠，方程式为：2NaCl2Na+Cl2↑；电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑；所以二者都能得到的为Cl2，故选：D。
10. 下列说法或化学用语的使用正确的是
A. 构造原理呈现的能级交错源于光谱学实验
B. 符号为M的能层最多容纳的电子数为32个
C. 基态碳原子的价电子轨道表示式：
D. 24Cr的原子核外电子排布式：[Ar]3d44s2
【答案】A
【解析】
【详解】A．以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理，A正确；
B．符号为M的能层序号为3，最多容纳的电子数为2×32=18个，B错误；
C．基态碳原子的价电子为2s22p2，轨道表示式为，C错误；
D．24Cr的原子核外有24个电子，排布式为[Ar]3d54s1，D错误；
综上所述答案为A。
11. 化学与生活密不可分，下列说法错误的是
A. 大力开发氢能、风能，有利于我国2060年实现“碳中和”目标
B. 植物油中含有较多不饱和碳，在空气中长时间放置容易氧化变质
C. 电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是外加电流的阴极保护法
D. 高铁酸钾是一种新型水处理剂，既可杀菌消毒，又能处理水中的悬浮物
【答案】C
【解析】
【详解】A．开发太阳能、氢能、风能，可减少的排放，有利于实现“碳中和”目标，故A正确；
B．不饱和碳可被氧化，故B正确；
C．热水器内胆成分为不锈钢，连接镁棒形成原电池，比活泼作负极被腐蚀，而铁被保护，为牺牲阳极的阴极保护法，故C错误；
D．高铁酸钾被还原为三价铁后，可形成胶体，吸附水中悬浮的杂质，故D正确；
答案选C。
12. 铅蓄电池的两极分别为 Pb、PbO2，电解质溶液为 30% H2SO4溶液，放电时的电池反应Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，下列说法正确的是
A. Pb 为负极，被还原 B. 溶液的 pH 减小
C. 向 Pb 极移动 D. 外电路电流由Pb流向PbO2
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．由铅蓄电池的总反应Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O可知，Pb为负极，发生失电子的氧化反应，被氧化，故A错误；
B．由铅蓄电池的总反应Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O可知，放电过程中硫酸被消耗，所以酸性减弱，pH不断增大，故B错误；
C．原电池放电时阳离子向正极移动，阴离子硫酸根向负极移动，即向 Pb 极移动，故C正确；
D．电子由负极Pb电极沿导线流向正极PbO2电极，外电路电流则从PbO2电极流向Pb电极，故D错误；
综上所述，说法正确的是C项，故答案为C。
13. 下列关于共价键的叙述，正确的是
A. σ键键能一定比π键键能大，且σ键与π键电子云均为镜面对称
B. C－C键的键长比C=C键长，C=C键的键能是C－C键的两倍
C. 分子中有σ键不一定有π键，有π键则一定有σ键
D. 根据等电子体原理判断，1molNO+离子含有π键的数目为1NA
【答案】C
【解析】
【详解】A．σ键为“头碰头”方式重叠形成的，为轴对称，π键为 “肩并肩”方式重叠形成的，为镜面对称，A错误；
B．C－C键的键长比C=C键长，C=C键的键能大于C－C键的键能且小于其两倍，B错误；
C．σ键能单独存在，而π键不能单独存在；分子中有σ键不一定有π键，有π键则一定有σ键，C正确；
D．NO+离子与N2为等电子体，根据等电子体原理判断，则1个离子中含有2个π键，1molNO+离子含有π键的数目为2NA，D错误；
故选C。
14. 已知外电路中，电子由b极流向锌，有关如图所示的装置分析不合理的是
A. 该装置中Cu极为正极
B. 当铜极的质量变化为32g时，a极上消耗的在标准状况下的体积为5.6L
C. b极反应的电极反应式为
D. 一段时间后锌片一极质增加
【答案】A
【解析】
【分析】已知外电路中，电子由b极流向锌，根据装置图分析，左边为氢氧燃料电池，a为正极，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，b为负极电极反应为H2+2OH--2e-=2H2O，右边装置为电解池，Zn做阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu；Cu做阳极，电极反应为Cu-2e-=Cu2+，据此分析解题。
【详解】A．分析判断，铜为电解池中的阳极，故A错误；
B．当铜极的质量变化为32g时物质的量为0.5ml，依据电子守恒和电极反应可知，O2+2H2O+4e-=4OH-，Cu-2e-=Cu2+；2Cu～O2，a极上消耗的O2在物质的量为0.25mol在标准状况下的体积为5.6L，故B正确；
C．b电极是氢气失电子发生氧化反应，在碱性溶液中生成水，电极反应为：H2+2OH--2e-=2H2O，故C正确；
D．Zn做阴极，电极反应为Cu2++2e-=Cu，质量增加，故D正确；
故选A。
15. 以下是摘自高二实验班某学生在这次考试复习中对教材选修3第一章《原子结构和性质》的总结，其中与教材说法不符的是
A. 同一原子的能层越高，s电子云半径越大
B. 任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数
C. 书写电子排布式时，按照构造原理，依据电子的填充顺序从左到右书写能级
D. 处于最低能量的原子叫做基态原子，我们通常所说的电子排布指的是基态原子的电子排布
【答案】C
【解析】
【详解】A．能层越高，能量越大，即不同能层同一能级的电子云半径越大，故A说法正确；
B．每一个能层都是从s能级开始，其能级数等于该能层的序数，故B说法正确；
C．书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写，故C说法错误；
D．基态原子是处于最低能量的原子，通常所说的电子排布指的是基态原子的电子排布，故D说法正确；
答案选C。
16. 科学家采用碳基电极材料设计了一种新的电解氯化氢回收氯气的工艺方案，原理如图所示。下列说法错误的是
A. a是电源的正极
B. 阴极的电极反应式为：Fe2＋-e-=Fe3＋
C. 电路中每转移1mole-理论上可以回收氯气11.2L(标准状况)
D. 该工艺涉及的总反应为4HCl＋O22Cl2＋2H2O
【答案】B
【解析】
【分析】整个过程是电解条件下，Fe3+起催化剂作用， HCl与O2反应生成Cl2和H2O ，所以该工艺的总反应式为4HCl+O22Cl2+2H2O，电解池阳极发生氧化反应，HCl转化为Cl2，H+向阴极移动，阳极的电极反应为：2HCl(g)-2e-=Cl2(g)+2H+，阴极区上Fe3+得电子生成Fe2+，Fe3+与Fe2+间循环转化，阴极区反应有Fe3++e-=Fe2+，然后发生4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，以此来解析；
【详解】A．连接电源a的电极上，HCl转化为Cl2，发生氧化反应，电解池阳极发生氧化反应，阳极极连接的是电源正极，所以a为电源正极，A正确；
B．阴极区上Fe3+得电子生成Fe2+，阴极发生的电极反应为Fe3++e-=Fe2+，B错误；
C．根据阳极的电极反应2HCl(g)-2e-=Cl2(g)+2H+，可知2e-～Cl2(g)，故电路中每转移1mole-理论上可以回收氯气V=nVm=×1mol×22.4L/mol=11.2L，C正确；
D．整个过程是电解条件下，Fe3+起催化剂作用， HCl与O2反应生成Cl2和H2O ，所以该工艺总反应式为：4HCl+O22Cl2+2H2O，D正确；
故选B。
17. 若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是( )
A. 该元素基态原子中共有3个电子 B. 该元素原子核外有5个电子层
C. 该元素原子最外层共有3个电子 D. 该元素原子M能层共有8个电子
【答案】B
【解析】
【分析】某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则该元素基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，共5个电子层，据此分析。
【详解】A．该元素基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，共有 39个电子，故A错误；
B．由元素基态原子的电子排布式可知，该元素原子核外有 5 个电子层，故B正确；
C．该元素原子最外层为第 5层，有2个电子，故C错误；
D．M层为第3层，共18个电子，故D错误；
故答案为B。
18. 根据等电子原理：由短周期元素原子构成的微粒，它们具有相似的结构特征。以下各组微粒结构不相似的是
A. CO和 B. 和 C. 和 D. 和
【答案】D
【解析】
【详解】A．CO和N2的原子数目都为2；价电子数：CO为10，N2为10，两者原子数和价电子数都相等，属于等电子体，两者具有相似的结构特征，故A不选；
B．O3和的原子数目都为3；价电子数：O3为18，为18，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，两者具有相似的结构特征，故B不选；
C．CO2和N2O的原子数目都为3；价电子数：CO2为16，N2O为16，原子数和价电子数都相等，属于等电子体，两者具有相似的结构特征，故D不选；
C．N2H4和C2H4的原子数目都为6；价电子数：N2H4为14，C2H4为12，原子数相等，但价电子数不相等，不属于等电子体，所以两者结构不相似，故D选；
答案选D。
19. 下列关于共价键的说法正确的是
A. σ键和π键均能绕键轴旋转
B. 共价键都具有方向性和饱和性
C. C2H4分子和H2O2分子中都含有极性键和非极性键
D. 共价键的键长越长，键能越小，越稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A．π键不能绕键轴旋转，故A错误；
B．s-sσ键没有方向性，故B错误；
C．C2H4分子含有C-H键、C=C键，H2O2分子中含有O-H、O-O键，都含有极性键和非极性键，故C正确；
D．共价键的键长越长，键能越小，越不稳定，故D错误；
选C。
20. 从实验测得不同物质中氧氧之间的键长和键能的数据：
O
O
O2
O
键长(10-12m)
149
128
121
112
键能(kJ·mol-1)
x
y
z=494
w=628
其中x、y的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为w>z>y>x；该规律是
A. 成键的电子数越多，键能越大 B. 键长越长，键能越小
C. 成键所用的电子数越少，键能越小 D. 成键时电子对越偏移，键能越大
【答案】B
【解析】
【详解】A．成键的电子数越多，形成的共价键越多，但与键能大小无关，A错误；
B．键长O＞O＞O2＞O，而键能w＞z＞y＞x，可知键长越长，键能越小，B正确；
C．O2和O成键所用电子数均为4个，但键能不同，分别为：494kJ/mol、628kJ/mol，说明键能与成键所用电子数无关，C错误；
D．这些微粒都是由相同的原子组成，电子对无偏移，且电子对偏移程度与键能无关，而是与原子吸引电子能力的相对大小有关，D错误；
综上所述答案为B。
第II卷(非选择题)共60分
21. Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素的研究一直在进行中，其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）钠在火焰上灼烧的黄光是一种___________(填字母)。
A．吸收光谱 B．发射光谱
（2）下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是___________，能量最低的是___________(填序号)。
a. b.
c. d.
（3）Ti原子位于元素周期表中的___________区，最高能层电子的电子云轮廓形状为___________，其价电子排布式为___________。与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的的基态原子的外围电子的轨道表示式___________。
（4）Fe3+与Fe2+的离子半径大小关系为Fe3+___________Fe2+(填“大于”或“小于”)
（5）下列各组多电子原子的能级能量比较不正确的是___________
①2p=3p ②4s>2s ③4p>4f ④4d>3d
A. ①④ B. ①③ C. ③④ D. ②③
【答案】（1）B （2） ①. b ②. d
（3） ①. d ②. 球形 ③. 3d24s2 ④.
（4）小于 （5）B
【解析】
【小问1详解】
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，故答案为：B；
【小问2详解】
a．1s22s22p43s13px13py13pz1即2个2p上的电子跃迁到3p上，1个3s的电子跃迁到3p上；
b．1s22s22p33s23px13py13pz1是2p上的3个电子跃迁到3p上；
c．1s22s22p63s13px1为3s上的1个电子跃迁到3p上；
d．1s22s22p63s2为基态原子；
故能量最高的为b，最低为d，故答案为：b；d；
【小问3详解】
已知Ti是22号元素，故其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d24s2，电子最后进入3d能级，故Ti原子位于元素周期表中的d区，最高能层为第4层，即4s电子，s能级的电子云轮廓形状为球形，其价电子排布式为3d24s2，与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的即Cr，其的基态原子的外围电子排布图为：，故答案为：d；球形；3d24s2；；
【小问4详解】
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Fe3+的核外电子数比Fe2+少，故离子半径大小关系为Fe3+小于Fe2+，故答案为：小于；
【小问5详解】
根据能级构造原理可知：不同能层的相同能级的能量大小为：（n-1）s＜ns＜(n+1)s，（n-1）p＜np＜(n+1)p，（n-1）d＜nd＜(n+1)d，故2p＜3p，故①不正确；4s>2s，故②正确；4d>3d，故④正确；相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf，所以4p＜4f，故③不正确；
故①③不正确，答案为B。
22. 现有六种元素。其中A、B、C、D为短周期主族元素，E、F为第四周期元素。它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题；
A元素核电荷数和电子层数相等
B基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等
C气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐
D原子的第一至第四电离能为I1=578 kJ/mol、I2=1817 kJ/mol、I3=2745 kJ/mol、I1=11575 kJ/mol
E是前四周期中电负性最小的元素
F的一种核素的质量数是63，中子数是34
（1）写出C2A4的结构式_______。
（2）B元素基态原子中能量最高的电子的原子轨道呈_______形。
（3）写出D的基态原子的价层电子排布图_______。
（4）F元素位于元素周期表_______区，该元素的核外电子排布式为_______。
（5）检验E元素的方法是_______，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：_______。
【答案】（1） （2）纺锤形
（3） （4） ①. ds ②. [Ar]3d104s1
（5） ①. 焰色试验 ②. 电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态时，以光的形式释放能量
【解析】
【分析】A元素的核电荷数和电子层数相等，则A是H元素；B基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等，则B为C元素；C气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐，则C为N元素；根据D原子第四电离能剧增，可知D是Al元素；E是前四周期中电负性最小的元素，则E是K元素；F的一种核素的质量数是63，中子数是34，则F的质子数是63-34=29，则F是Cu元素，然后根据物质的性质及元素周期律分析解答。
【小问1详解】
根据上述分析可知A是H，B是C，C是N，D是Al，E是K，F是Cu元素。C2A4表示的物质是N2H4，在该物质分子中， 2个N原子形成共价单键，每个N原子与2个H原子形成2个共价键，则N2H4的结构式是：；
【小问2详解】
B为C，根据构造原理，可知基态C原子核外电子排布式是1s22s22p2，基态原子能量最高的电子处于2p能级，原子轨道呈纺锤形；
【小问3详解】
D是Al，根据构造原理，可知基态Al原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p1，则基态Al的基态原子的价层电子排布图为；
【小问4详解】
F是Cu元素，位于元素周期表第四周期第ⅠB族，属于ds区元素；根据构造原理可知基态Cu原子核外电子排布式是[Ar]3d104s1；
【小问5详解】
E是K元素，可根据其焰色试验进行判断。K元素的单质或化合物在灼烧时，通过蓝色钴玻璃观察，会看到火焰呈紫色，据此判断K元素的存在。这是由于电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态时，以光的形式释放能量，元素种类不同，发生跃迁释放的能量不同，光的颜色也不同。
23. 如图是元素周期表中的前四周期，回答下列问题：
（1）a元素的基态原子的电子排布图是图①、②中的一个。
① ②
另一个电子排布图错误的原因是：它不符合_______(填标号)。
A.构造原理 B.泡利原理 C.洪特规则
b元素的正二价离子的核外价电子排布图是_______。
（2）b、e两种元素的第四电离能大小关系为____>_____，_______(填元素符号)，原因是_______。
（3）已知元素c、f的最简单的化合物中共用电子对偏向f，元素c、g的最简单的化合物中共用电子对偏向c，则元素c、f、g的电负性由大到小的顺序为_______(填元素符号)
（4）某元素的原子价电子排布式为，该基态原子核外电子空间运动状态有_______种。
（5）d元素的下列微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。
A. B. C. D.
（6）下列现象与原子核外电子跃迁有关的是_______(填标号)
a.激光 b.LED灯光 c.金属导电 d.核辐射
【答案】（1） ①. C ②.
（2） ①. I4(Fe)> I4(Co) ②. 铁失去的是较稳定的3d5的一个电子，钴失去的是3d6上的一个电子
（3）C>H>Si （4）9 （5）A
（6）ab
【解析】
【分析】由元素在周期表的位置可知，c为H，f为C，a为N，d为Mg，g为Si，b为Fe，e为Co；
【小问1详解】
N为7号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p3，轨道表达式为：，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，且自旋状态相同，称为洪特规则，图①不符合洪特规则，故答案为：C；
b为Fe，Fe位于周期表中第4周期第ⅤⅢ族元素，价电子排布式为3d64s2，则Fe2+价电子排布式为3d6，则Fe2+的价电子排布图为：；
【小问2详解】
b为Fe、e为Co，第四电离能I4(Fe)> I4(Co)，其原因是铁失去的是较稳定的3d5的一个电子，钴失去的是3d6上的一个电子；
【小问3详解】
c为H、f为C、g为Si，共用电子对偏向电负性大的原子，已知元素H、C的最简单的化合物中共用电子对偏向C，则电负性：C>H，元素H、Si的最简单的化合物中共用电子对偏向H，则电负性：H>Si，电负性由大到小的顺序为C>H>Si；
【小问4详解】
价电子排布式为nsn-1npn+1，由于s能级容纳2个电子，即n-1=2，则n=3，C原子价电子排布为3s2np3，故为P元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，核外电子空间运动状态由能层、能级、原子轨道决定，有1s轨道、2s轨道、3s轨道，2p、3p均有3个轨道，3p有3个轨道填充电子，故核外有9种不同空间运动状态的电子；
【小问5详解】
A、D表示Mg+，B、C表示Mg，Mg的第二电离能大于第一电离能，所以A、D失去最外层有关电子需要的能量大于B、C，3p能级的能量大于3s，3p能级上的电子易失去，电离最外层一个电子所需能量最大的是A，故答案为：A；
【小问6详解】
a．激光是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，a选；
b．LED灯光是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，b选；
c．金属导电是由于金属电子在通电后作定向移动，与电子跃迁无关，c不选；
d．核辐射是原子核从一种一种能量状态结构或转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观离子流，与电子跃迁无关，d不选；
故选：ab。
24. 依据原子结构知识回答下列问题。
（1）下列有关说法错误的是_______。
A. 简单离子的还原性：P3->O2->F-
B. 在元素周期表第二周期中元素原子的第一电离能介于硼和氮之间的元素有两种
C. 焰色试验与电子跃迁有关
D. 基态铝原子占据的最高能级的电子云轮廓图的形状为球形
（2）基态V原子中具有_______种不同能量的电子，具有_______种不同空间运动状态的电子，具有_______种不同运动状态的电子。
（3）基态Cu原子的简化电子排布式为_______，基态Se原子的价电子轨道表示式为_______，基态Mn2+的价电子排布式为_______。
（4）Li2O是离子晶体，其形成过程中的能量变化如图(a)所示。
可知，Li原子的第一电离能为_______kJ·mol-1，O=O键键能为_______kJ·mol-1。
【答案】（1）BD （2） ①. 7 ②. 13 ③. 23
（3） ①. [Ar]3d104s1 ②. ③. 3d5
（4） ①. 520 ②. 498
【解析】
【小问1详解】
A．元素的非金属性越强，其简单离子的还原性越弱，非金属性：F＞O＞P，则简单离子的还原性：P3-＞O2-＞F-，故A正确；
B．在元素周期表第二周期中元素原子的第一电离能介于硼和氮之间的元素有Be、C、O元素，三种元素，故B错误；
C．形成烟花的过程中金属原子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，电子发生跃迁，故C正确；
D．基态铝原子占据的最高能级为p能级，p能级的电子电子云形状为哑铃形，故D错误；
故答案为：BD；
【小问2详解】
基态V原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，该原子中具有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7种不同能量的电子，s能级的电子有1种空间运动状态，p能级上的电子有3种不同空间运动状态，d能级上的电子有5种不同空间运动状态，所以具有1+1+3+1+3+3+1=13种不同空间运动状态的电子，每一个电子具有一种移动状态，所以具有23种不同运动状态的电子，故答案为：7；13；23；
【小问3详解】
基态Cu原子核外有29个电子，根据构造原理书写其简化基态核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Se原子的价电子为4s、4p能级上的电子，其价电子轨道表示式为，基态Mn2+的价电子为3d能级上的5个电子，其价电子排布式为3d5，故答案为：[Ar]3d104s1；；3d5；
【小问4详解】
Li原子的第一电离能为Li(g)原子失去1个电子形成Li+(g)所需要的能量，故Li的第一电离能为：=520kJ/mol；O=O键键能是指断裂1molO=O键生成O(g)原子所需能量，故O=O键的键能为：2×249kJ/mol=498kJ/mol，故答案为：520；498。
25. 回答下列问题：
（1）已知：①Fe(s)+O2(g)=FeO(s) ΔH1=-272.0kJ·mol-1；
②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH2=-1675.7kJ·mol-1。
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是____。
（2）N2O和CO是常见环境污染气体。
对于反应N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)来说，“Fe+”可作为此反应的催化剂。其总反应分两步进行：
第一步为Fe++N2OFeO++N2；则第二步为___(写方程式)。
已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知，第一步反应的活化能____(填“大于”“小于”或“等于”)第二步反应的活化能。
（3）纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，采用肼(N2H4)燃料电池为电源，用离子交换膜控制电解液中的c(OH-)制备纳米Cu2O，其装置如图甲、乙。
①上述装置中D电极应连接肼燃料电池的____极(填“A”或“B”)，该电解池中离子交换膜为____(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②该电解池的阳极反应式为____，肼燃料电池中A极发生的电极反应为____。
③当反应生成14.4gCu2O时，至少需要肼____mol。
【答案】（1）3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7kJ·mol-1
（2） ①. FeO++COFe++CO2 ②. 大于
（3） ①. B ②. 阴 ③. 2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O ④. N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O ⑤. 0.05
【解析】
【小问1详解】
该铝热反应的化学方程式为3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)，其热化学方程式可由②-①×3得到，故该反应的ΔH=ΔH2-ΔH13=(-1675.7kJ·mol-1)-( -272.0kJ·mol-1)3=-859.7 kJ·mol-1，故答案为：3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-859.7kJ·mol-1。
【小问2详解】
总反应分两步进行，根据催化剂定义，第一步：Fe++N2OFeO++N2，第二步反应中，中间产物(FeO+)氧化CO生成CO2，本身被还原成Fe+，FeO++COFe++CO2；第二步反应对总反应速率没有影响，说明第一步是慢反应，控制总反应速率，第二步反应速率大于第一步反应速率，则第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能，故答案为：FeO++COFe++CO2；大于。
【小问3详解】
①燃料电池正极通氧化剂，负极通燃料，即A极为负极，B极为正极。图乙为电解池装置，电解目的为制备Cu2O，则D极作阳极，接电池正极(B极)，铜被氧化。阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O，反应消耗OH-，采用阴离子交换膜使OH-向阳极移动，故答案为：B；阴；
②根据上述分析，阳极反应为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O；A极为负极，N2H4失电子，转化为N2，故电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，故答案为：2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O；N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；
③根据电极反应可知，Cu2O与N2H4、e-的数量关系式为4e-～2Cu2O～N2H4，所以n(N2H4)=0.5n(Cu2O)=×0.5=0.05 mol，故答案为：0.05。
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