精品解析：上海市曹杨第二中学2022-2023学年高二下学期3月阶段性评价考试 化学试卷

2022学年曹杨二中高二年级阶段性评价化学试卷 一、探秘微观世界的工具——原子光谱 1. Ⅰ．光谱是原子结构模型演变过程中的重要工具。氢原子光谱如图所示，光谱上的四条谱线是电子分别从n = 3，4，5，6的轨道跃迁回到n = 2的轨道时释放的能量所形成的，于1885年由瑞士数学教师巴尔末提出，被称为“巴尔末系”。 根据上述信息，回答下列问题： （1）该光谱是___________(选填“吸收光谱”或“发射光谱”)。其中，电子由n = 5的轨道跃迁回n = 2的轨道时，形成的光波波长为___________nm。 Ⅱ．巴耳末系的四种颜色光的光子能量如下表所示，氢原子部分能级的示意图如图所示。 颜色 红 蓝-绿 蓝-紫 紫 光子能量/ eV 1.89 2.55 2.86 3.02 （2）某氢原子处于n = 4的激发态，则该氢原子的电子发射跃迁时，可能发出的光的颜色为___________。 A. 红、蓝-绿 B. 蓝-绿、蓝-紫 C. 蓝-紫、紫 D. 红、蓝-紫 （3）图中x的值为___________ eV。 （4）在氢原子的光谱中，不存在电子由n = 4的轨道跃迁至n = 3的轨道时所产生光谱线，其原因是___________。 A. 氢原子的电子从n = 4的轨道跃迁回n = 2的轨道时，不会经过n = 3的轨道 B. 氢原子的电子从n = 4的轨道跃迁至n = 3的轨道时，辐射出的光波位于红外光区 C. 氢原子的电子从n = 4的轨道跃迁至n = 3的轨道时，辐射出的光波位于紫外光区 D. 在测量原子光谱时，为便于研究，人们只测定电子跃迁至n = 2的轨道的光波波长 （5）有关H原子说法正确的有___________。 A. 原子轨道的能量：2s = 2p < 3s = 3p B. 原子轨道的能量：2s < 2p < 3s < 3p C. H 原子的电子仅能在 1s 的轨道内运动 D. 原子由基态变为激发态时会释放能量 【答案】（1） ①. 发射光谱 ②. 434.1 （2）A （3）-0.54 （4）B （5）B 【解析】 【小问1详解】 电子从高能轨道跃迁到低能轨道放出热量，形成发射光谱；波长与释放的能量成反比，故波长最小对应的能量最大，则由图可知电子由n = 5的轨道跃迁回n = 2的轨道时，形成的光波波长为434.1nm； 【小问2详解】 由图可知n=4的激发态到1、2、3轨道时，能量差可分别为：[-0.85-(-1.51)]=0.66 eV、[-0.85-(-3.40)]=2.55 eV、[-0.85-(-13.6)]=12.75 eV，[-1.51-(-3.40)]=1.89eV，[-1.51-(-13.60)]=12.09eV，[-3.40-(-13.60)]= 10.2eV，结合表中信息，可知可能发出的光的颜色为蓝-绿、红，故A正确； 【小问3详解】 根据能量差与波长成反应可得：，解得：x=-0.54； 【小问4详解】 从n = 4的轨道跃迁至n = 3的轨道时，，辐射出的光波位于红外光区，因此不存在电子由n = 4的轨道跃迁至n = 3的轨道时所产生光谱线，故B正确； 【小问5详解】 A．能层越高，原子轨道能量越大，同能层时轨道能量，s<p，原子轨道的能量：2s < 2p < 3s < 3p，故A错误； B．能层越高，原子轨道能量越大，同能层时轨道能量，s<p，原子轨道的能量：2s < 2p < 3s < 3p，故B正确； C．H 原子的电子不仅能在 1s 的轨道内运动，也可以到2s甚至能量更高的轨道运动，故C错误； D．原子由基态变为激发态时会吸收能量，故D错误； 故选：B。 2. 原子光谱不仅是探索原子结构的重要工具，还在元素的发现史上占有一席之地。1860年，基尔霍夫和本生在用分光镜分析浓缩的杜克海姆矿泉水时，检测到两条陌生的谱线，其波长在485~500nm之间。他们用该谱线颜色的拉丁语“Coesius”命名了这种新元素，后中文名译作“铯”。 （1）推测拉丁语单词“Coesius”的意思为___________。 A. 洋红色 B. 金黄色 C. 天蓝色 D. 深灰色 （2）铯在周期表中的位置为___________，其基态原子的最外层电子排布式为___________。 （3）下列关于铯及其化合物性质的推测正确的是___________。 A. 碳酸铯受热能分解为氧化铯和二氧化碳 B. 氢氧化铯是一种强碱，碱性强于 NaOH C. 无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它易溶于水 D. 铯只存在氧化铯(Cs2O)一种氧化物 【答案】（1）C （2） ①. 第六周期第IA族 ②. 6s1 （3）BC 【解析】 【小问1详解】 由题目提供的信息可知，铯的波长在485~500nm之间，属于可见光中的蓝光，故推测拉丁语单词“Coesius”的意思为天蓝色； 【小问2详解】 铯为55号元素，在周期表中的位置为第六周期第IA族，其基态原子的最外层电子排布式为6s1； 【小问3详解】 A．同主族元素构成的化合物具有相似性，碳酸钠较稳定受热不分解，则碳酸铯受热也不易分解，A错误； B．金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，铯金属性强于钠，则氢氧化铯是一种强碱，碱性强于 NaOH，B正确； C．铯为第六周期第IA族元素，在化合物中化合价为+1，无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，碱金属的硫酸盐均易溶于水，则Cs2SO4易溶于水，C正确； D．钠对应的氧化物有氧化钠、过氧化钠，铯的金属性强于钠，则会存在Cs2O、Cs2O2、CsO2等氧化物，D错误； 故选BC。 二、品读“洪特规则” 3. Ⅰ．1925年，德国人弗里德里希·洪特(F．Hund)根据大量光谱实验数据总结出一个规律：当电子在能量相同的原子轨道上排布时，电子总是优先按自旋状态相同的方式单独地占据各个原子轨道，然后再配对，这样体系能量最低。洪特规则同时指出，当np、nd、nf 能级上电子排布为全满、半满时，体系能量最低。 （1）依据洪特规则书写下列基态原子的化学用语： ①Cr价电子的轨道表示式：___________。 ②Cu的价电子排布式：___________。 （2）同周期元素中，与Cu最外层电子数相同的元素还有___________种。 （3）对于基态Cu原子，下列说法正确的有___________。 A. M层的能量总是比N层低，故电子先填充3d轨道再填充4s轨道 B. Cu原子或离子的4s能级的能量总是低于3d能级 C. 电负性比钾高，原子对价电子的吸引力比钾大 D. 铜元素位于元素周期表的d区 （4）N原子的第一电离能___________O 原子(填“>”、“=”或“<”)，其原因是___________。 Ⅱ．钨元素(74W)是周期表中不满足洪特规则的特例之一，其价电子的构型为5d46s2。 （5）钨元素最外层的电子云形状为___________。钨元素核外有___________种能量不同的电子。 （6）钨与铬位于同一副族。钨在周期表中的位置是___________。 （7）存在像钨一样不满足洪特规则的特例，其原因是___________。 A. 洪特规则是根据一定理论推导出来的公式，其理论存在瑕疵 B. 洪特规则只适用于主族元素，不适用于过渡金属 C. 洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素 D. 在洪特研究原子光谱时，诸如钨这类的例外的元素还没有被发现 【答案】（1） ①. ②. 3d104s1 （2）2 （3）C （4） ①. > ②. N原⼦2p层处于洪特规则的半满状态，O原⼦失去1个电⼦2p层恰好达到洪特规则的半满状态，因此N失去第⼀个电⼦所需要的能量比O更高 （5） ①. 球形 ②. 14 （6）第六周期第VIB族 （7）C 【解析】 【小问1详解】 在元素周期表中的位置是第四周期ⅥB族，原子序数为24，铬的轨道电子排布式为，其价电子的轨道表示式为；铜在元素周期表中的位置是第四周期第IB族‌，铜的原子序数为29，核外电子排布式为，价电子排布式为。 【小问2详解】 同周期元素中，与最外层电子数相同的元素还有种‌，这些元素是，它们的最外层电子数都是1。 【小问3详解】 A．对铜原子来说，如果其电子排布为，那么轨道就是不全满、全空或半满状态，不符合洪特规则，而如果电子排布为，那么轨道就达到了全满状态，这样更加稳定，A错误； B．当铜原子失去电子形成，表面在原子态的时候的电子能量高于电子的能量，因为原子失电子时总是能量较高的电子，以达到最稳定状态，B错误； C．在元素周期表中，钾（K）位于第一主族，是一种碱金属元素，其电负性相对较低，而铜（Cu）则位于过渡金属区域，其电负性相对较高；因此，铜原子对价电子的吸引力会比钾原子更强‌，C正确； D．铜元素位于元素周期表的，属于区‌，D错误； 答案选C。 【小问4详解】 N原子的价电子排布为，而O原子的价电子排布为。根据洪特规则，原子轨道中的电子处于全满、半满、全空时最稳定。因此，N原子的2p轨道上电子排布呈半充满状态，这种状态使得N原子相对更稳定，更难失去电子，因此其第一电离能相对较大。相反，O原子的2p轨道上电子并非半充满状态，其稳定性相对较差，更容易失去电子，所以其第一电离能相对较小。 【小问5详解】 钨元素最外层电子云形状为球形，同一能层同一能级的电子能量相同，的电子排布式为，则钨元素核外有种能量不同的电子。 【小问6详解】 铬在元素周期表中位于第四周期第VIB族，钨与铬位于同一副族，则钨在周期表中的位置是第六周期第VIB族。 【小问7详解】 A．洪特规则描述的是原子处于稳定状态的一个排布准则，是对原子核外电子排列的规律进行解释的重要理论之一。洪特规则是根据一定理论推导出来的公式，因此其理论并不存在所谓的瑕疵，故A不符合题意；‌ B．洪特规则适用于主族元素，也适用于大多数过渡金属，故B不符合题意；  C．洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素，故C符合题意；  D．存在像钨一样不满足洪特规则的特例，并不是在洪特研究原子光谱时，诸如钨这类的例外的元素还没有被发现，而只因为洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素，故D不符合题意； 答案为C。 三、你真的了解“碳、氮、氧”吗？ 4. 碳、氮、氧三种元素之间可以组成多种化合物，如CO2、NO2等。 （1）CO2的电子式为___________，CO2属于___________。 A．含有极性键的极性分子 B．含有极性键的非极性分子 C．含有非极性键的极性分子 D．含有非极性键的非极性分子 （2）NO2中，N原子的杂化形式为___________，其分子构型为___________。 （3）有机化合物 W 的结构简式如图，该分子中碳原子的杂化轨道类型有___________种；N、O杂化轨道类型分别为___________、___________。 【答案】（1） ①. ②. B （2） ①. sp2 ②. V形 （3） ①. 2 ②. sp2 ③. sp3 【解析】 【小问1详解】 CO2的结构式为O=C=O，电子式为，CO2中形成C=O键，为直线形结构，结构对称，为极性键形成的非极性分子，故选B。 【小问2详解】 根据价层电子对互斥理论，NO2中心原子N的价电子对个数为，N原子的杂化形式为不等性的sp2杂化，且含有一个孤电子对，因此其空间立体构型为V形。 【小问3详解】 该分子中，苯环中碳原子以及形成C=N双键的碳原子均为sp2杂化、-C8H17中碳原子为饱和碳原子，为sp3杂化，故杂化轨道类型有2种；N原子形成双键和一个单键，存在一对孤电子对，为sp2杂化，O原子形成2个单键，存在2对孤电子对，杂化类型为sp3。 5. 电负性是一种重要的元素性质，某些元素的电负性(鲍林标度)数值如下表所示： 元素 H Li O Al P S Cl 电负性 2.1 1.0 3.5 1.5 2.1 2.5 3.0 （1）下列说法不正确的是___________。 A. LiAlH4中H是-1价，该物质具有还原性 B. 非金属性：O>Cl C. H-Cl键比H-S键极性大 D. Si的电负性范围在2～3之间 （2）碳、氮、氧三种元素的原子电负性由高到低排序为___________，下列事实正确的有___________。 A．碳、氮、氧元素最高价氧化物的水化物的酸性依次升高 B．共价键的极性：O—H > N—H > C—H C．碳、氮、氧的简单气态氢化物的沸点：H2O > NH3 > CH4 D．碳、氮、氧的简单气态氢化物的稳定性：H2O > CH4 > NH3 （3）写出一个能够比较N和O的非金属性强弱的方程式：___________。 （4）朗缪尔认为等电子体呈现出相似的“结构特征”，据此原理，的键角可能是___________，和 的空间结构是___________。 A．三角锥形 B．正四面体形 C．平面三角形 （5）下列说法正确的是___________。 A. 分子间作用力比化学键弱得多，但它对物质的熔点、沸点有较大的影响，而对溶解度无影响 B. 根据π键的成键特征判断C=C键能是C-C键能的2倍 C. 酸性：H3PO4>HClO，因为H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多 D. 葡萄糖分子(HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)中的手性碳原子数为5 【答案】（1）D （2） ①. O>N>C ②. B （3）4NH3+3O22N2+6H2O （4） ①. 180° ②. C （5）C 【解析】 【小问1详解】 A．Li、Al、H三种元素中，H的电负性最大，所以LiAlH4中H是－1价，该物质具有还原性，故A正确； B．O的电负性大于Cl，元素的电负性越大，其非金属性越强，所以非金属性：O＞Cl，故B正确； C．Cl的电负性大于S，则Cl和H形成的H－Cl键的极性比 S和H形成的H－S键极性大，故C正确； D．Si位于周期表第三周期第ⅣA族，其电负性应介于它前面的元素Al和它后面的元素P之间，即Si的电负性范围在1.5~2.1之间，故D错误； 故选D。 【小问2详解】 非金属性：C<N<O，所以四种元素的电负性由大到小的顺序是O>N>C。 A．氧元素不存在最高价氧化物的水化物，A错误； B．非金属性：C<N<O，共价键的极性：O—H > N—H > C—H，B正确； C．N、O的氢化物可以形成分子间氢键，沸点较高，但是C的气态氢化物为各种烃，熔沸点差异较大，C错误； D．非金属性：C<N<O，碳、氮、氧的简单气态氢化物的稳定性：H2O > NH3> CH4，D错误； 故选B。 【小问3详解】 可以通过置换反应比较N和O的非金属性强弱的方程式：4NH3+3O22N2+6H2O。 【小问4详解】 朗缪尔认为等电子体呈现出相似的“结构特征”，CO2和互为等电子体，CO2为直线形结构，键角为180°，据此原理，的键角可能是180°，碳酸根的中心原子碳为sp2杂化，空间结构为平面三角形，和 互为等电子体，故空间结构是平面三角形，故选C。 【小问5详解】 A．化学键是指分子或晶体中，直接相邻的原子之间的强烈相互作用，分子间作用力是指分子间存在着将分子聚集在一起的作用力，分子间作用力比化学键弱得多，化学键影响物质的化学性质和物理性质，分子间作用力影响物质熔沸点和溶解性，影响着物质的溶解度，故A错误； B．已知碳碳双键中含有1个σ键和1个π键，C-C中只含有1个σ键，而且π键不稳定，键能比σ键小，所以碳碳双键的键能比碳碳单键键能的2倍要小，故B错误； C．H3PO4的非羟基氧原子数为1，HClO没有非羟基氧原子，含氧酸中非羟基氧原子数越多，酸性越强，所以磷酸的酸性强于次氯酸，故C正确； D．碳原子连接四个不同的原子或原子团时，该碳原子为手性碳原子，根据葡萄糖分子的结构式，葡萄糖分子(HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)中的手性碳原子数为4，除1号和6号C外的4个碳原子为手性碳原子，故D错误； 答案：C。 四、神奇的共轭 6. 共轭效应又称离域效应，是因原子间的相互影响而起，使体系内的π电子(或p电子)分布发生变化的一种电子效应。以最简单的共轭体系1，3-丁二烯为例，四个碳原子未参与杂化的p轨道相互之间平行，于是π电子的运动范围不再局限于两个碳原子之间，而是扩充到四个碳原子之间。 回答下列问题： Ⅰ．共轭加成 （1）共轭二烯烃的1，4加成也被称作共轭加成，1，3-丁二烯与溴发生共轭加成的方程式为：___________。 （2）下列不属于与H2发生1：1加成产物的是___________。 A. B. C. D. （3）化合物的名称为___________，其与1mol溴发生加成时，最多可能生成___________种不同的有机物(不考虑立体异构)。 Ⅱ．甲苯可以通过三步反应转化为对甲基环己醇： （4）X的结构简式为___________。 （5）有人认为保持试剂与条件不变，仅将第二步与第三步顺序交换，最终也能得到对甲基环己醇。评价这种说法是否正确，并从共价键的角度说明理由：___________。 Ⅲ．共轭二烯烃的性质之一是可以与双烯体发生Diels-Adler反应，如：+。 （6）环戊二烯()与乙烯发生DA反应，可生成降冰片烯，其键线式为___________。 A. B. C. D. （7）关于环戊二烯说法正确的是___________。 A. 分子内所有原子共平面 B. 同分异构体中属于不饱和链烃的共有4种(不考虑立体异构) C. 所有的碳原子均为sp2杂化 D. 两分子环戊二烯加热能够生成六元环化合物 IV．金属的含氧酸根离子也可以看作含有双键，能够发生“类DA反应”。例如，中性条件下，高锰酸根离子与乙烯可以发生如下反应： + （8）反应后Mn的化合价为___________。 （9）已知SO2的中心原子上存在孤对电子。书写1，3-丁二烯与SO2发生类DA反应的产物：(用小黑点标出参与反应的电子) +___________ 或+ ___________。 【答案】（1）CH2=CHCH=CH2+Br2→CH2BrCH=CHCH2Br （2）D （3） ①. 1，3，5-己三烯 ②. 4 （4） （5）不合理，溴原⼦与苯环的⼤π键形成共轭，难以在NaOH水溶液的条件下发⽣取代反应 （6）A （7）BD （8）+5 （9） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 1，3-丁二烯与溴发生共轭加成生成1，4-二溴-2-丁烯，反应方程式为CH2=CHCH=CH2+Br2→CH2BrCH=CHCH2Br。 【小问2详解】 与H2发生1：1加成产物是、、，发生共轭加成生成、，故选BD。 【小问3详解】 化合物，1、3、5号碳原子后各有1个碳碳双键，名称为1，3，5-己三烯，其与1mol溴发生加成时，可以生成、、、，最多可能生成4种不同的有机物。 【小问4详解】 甲苯和溴发生取代反应生成X，X与氢气发生加成反应生成C7H13Br，C7H13Br水解生成对甲基环己醇，根据对甲基环己醇个结构简式，可知甲基对位引入取代基，所以X是，C7H13Br的结构简式为。 【小问5详解】 溴原⼦与苯环的⼤π键形成共轭，难以在NaOH水溶液的条件下发⽣取代反应，所以不能将第二步与第三步顺序交换。 【小问6详解】 环戊二烯()与乙烯发生DA反应，可生成降冰片烯，根据+，可知降冰片烯结构简式为，选A； 小问7详解】 A．分子中含有饱和碳，不可能所有原子共平面，故A错误； B．的同分异构体中属于不饱和链烃的有CH2=CHCH2C≡CH、CH2=CHC≡CCH3、CH3CH=CHC≡CH、CH2=C(CH3)C≡CH，共有4种，故B正确； C．分子中含有单键碳，单键碳原子均为sp3杂化，故C错误； D．两分子环戊二烯加热能够生成六元环化合物两个环戊二烯在加热条件下可以通过Diels-Alder反应生成六元环化合物，故D正确； 选BD； 【小问8详解】 产物中Mn与O形成5个共价键，所以Mn化合价为+5； 【小问9详解】 根据高锰酸根离子与乙烯可以发生反应+，SO2的中心原子上存在孤对电子，1，3-丁二烯与SO2发生类DA反应，+或+ 。 五、杂环化合物 7. 碳原子在形成有机物时，可以成链，也可以成环。当碳原子成环后，若在碳环中增加氮、氧或其他原子，则称该化合物为杂环化合物。一种含有咪唑杂环的药物中间体Q的合成方法如下图所示： 已知：—NH2+ （1）试剂a为___________。 （2）咪唑的结构为，是一个平面形分子，其沸点比苯要高，原因是___________。 （3）已知C→D为取代反应，写出该反应的方程式：___________。 （4）写出G生成X的方程式：___________。 （5）W可以发生聚合反应，形成一种高分子化合物，该化合物的结构简式为___________。 （6）由化合物E和W合成Q包含多步反应，写出该合成路线___________(无机试剂任选)。 (合成路线的表示方式为：甲乙……目标产物) 【答案】（1）浓硝酸、浓硫酸 （2）咪唑可以形成分子间氢键 （3）+2NH3+NH4Cl （4）+n H2O+nCH3COOH （5） （6） 【解析】 【分析】A和Cl2发生取代反应生成B为，在浓硝酸、浓硫酸条件下发生硝化反应，结合Q结构，C为，和NH3发生取代反应生成D为，D发还原反应生成E为；F发生聚合反应生成G，则F含有双键，结构为CH2=CHOOCCH3，G为，G发酸性水解生成X为CH3COOH，以及，X和Cl2发生取代反应生成Y为CH2ClCOOH，Y和NH3发生取代反应生成W为H2N－CH2COOH，E、W经多步反应生成Q。 小问1详解】 根据分析，试剂a为浓硝酸、浓硫酸。 【小问2详解】 咪唑沸点比苯要高，原因是咪唑可以形成分子间氢键。 【小问3详解】 C→D为取代反应，该反应的方程式+2NH3+NH4Cl。 【小问4详解】 G为，G生成X的方程式+n H2O+nCH3COOH。 小问5详解】 W为H2N－CH2COOH，W发生聚合反应，形成一种高分子化合物，该化合物的结构简式为。 【小问6详解】 E为，W为H2N－CH2COOH，由化合物E和W合成Q的合成路线。 六、元素的“位-构-性” 8. 1869年，门捷列夫发现并创造了第一张周期表。1905年，维尔纳在此基础上提出长式元素周期表，经过后人多年的完善后，形成了我们现在的《元素周期表》。 （1）按要求在上表中填写： ①用罗马数字填写缺失的族序数___________。 ②将Fe、Cu、Bi三种元素的元素符号填在正确的位置上___________。 ③描出金属与非金属的分界线___________。 （2）依据元素原子的___________特征可以将元素周期表分区。下列关于元素周期表的说法正确的是___________。 A. 非金属元素都在p区，金属元素都在d区 B. 过渡元素都是金属元素 C. 第1族和第18族的元素最多 D. p区元素的最后一个电子均填在p轨道上 （3）从原子结构角度，比较a、b氢化物的稳定性：___________。 （4）元素d为镓元素，其简化电子排布式为___________。镓是1871年门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的熔点为29.78℃，沸点高达2403℃，有过冷现象(即冷至熔点下不凝固)，可过冷到-120℃。由此判断下列有关该元素的单质的性质及其用途的叙述错误的是___________。 A. 镓是制造高温温度计的上佳材料 B. 镓能溶于强酸和强碱中 C. 镓与锌、锡、铟等金属制成的合金，可用在自动救火的水龙头中 D. 镓是半导体，近年来成为电子工业的新宠 【答案】（1） ①. ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB ②. ③. 见上图 （2） ①. 元素原子的价电子排布 ②. B （3）硫和磷的电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，键长：P-H＞S-H，则键能：P-H＜S-H，所以H2S比PH3稳定； （4） ①. [Ar]3d104s24p1 ②. D 【解析】 【小问1详解】 ①缺失的部分为副族和VIII族元素，从左到右依次是ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB； ②Fe是26号元素，位于元素周期表第四周期Ⅷ族、Cu是29号元素，位于元素周期表第四周期ⅠB族、Bi与N元素位于同一主族，是第六周期ⅤA族，它们在元素周期表的位置是： ③铝和硅之间是金属与非金属的分界线，分界线基本呈阶梯状分布，具体见上图粗黑色实线； 【小问2详解】 元素周期表的分区是依据元素原子的价电子排布； A．非金属元素H在s区，碱金属元素以及ⅡA族金属元素在s区，A错误； B．过渡元素全部都是金属元素，B正确； C．ⅢB族元素包含镧系和锕系，所含元素种类最多，C错误； D．He是p区元素，最后一个电子填充在1s能级的轨道上，D错误； 故选B； 【小问3详解】 a是P，b是S，硫和磷的电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，形成气态氢化物时，共价键越短，键能则越大，物质越稳定； 【小问4详解】 元素d为镓元素，与Al位于同一主族，其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1； A．镓的熔点为29.78 ℃，沸点高达2403 ℃；镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固)，可过冷到-120 ℃，因此是制作高温温度计的上佳材料，A正确； B．铝能溶于强酸和强碱中，镓是“类铝”元素，所以镓能溶于强酸和强碱中，B正确； C．镓的熔点为29.78 ℃，可以和锌、锡、铟等金属制成合金，从而熔点会更低，自动救火水龙头遇热即开启，C正确； D．镓是金属，是电良导体而不是半导体，D错误； 故选D。 9. I~Ⅶ七种元素的核电荷数依次增大。它们的信息如下： I 原子的核外电子数等于其电子层数 Ⅱ 原子核外K层和L层电子数相等 Ⅲ 原子的最外层电子数等于Ⅱ的核电荷数与Ⅳ的最外层电子数之和 Ⅳ 基态原子的s电子比p电子少1个 Ⅴ 最高价氧化物的水化物呈两性 Ⅵ 基态原子的最外层电子排布式为ns(n-1)np(n+2) Ⅶ 核外电子占据15个轨道，M层有4个未成对电子 （1）元素I、元素Ⅲ与元素Ⅵ组成的一种离子化合物电子式为___________。该化合物在500℃高温下分解的方程式为___________、___________。上述反应物和产物中存在着多种作用力，其中既有方向性又有饱和性的作用力有___________。 A．离子键 B．s-s σ 键 C．s-p σ 键 D．p-p π 键 E．氢键 F．范德华力 （2）比较元素Ⅳ和元素Ⅴ的金属性，下列实验方案不可行的是___________。 A. 比较两种元素的单质与水反应的剧烈程度 B. 观察两种元素氢氧化物之间的反应 C. 利用Ⅳ元素的单质从Ⅴ元素的盐溶液中置换出Ⅴ D. 观察Ⅳ元素的氢氧化物与Ⅴ元素的盐溶液反应 （3）元素Ⅱ与元素Ⅴ的化学性质相似，写出Ⅱ的单质溶于Ⅳ的氢氧化物的化学方程式：___________。 （4）元素Ⅱ与元素Ⅵ组成的化合物的空间构型为___________，下列物质的空间构型与该化合物相同的是___________。 A．CO2 B．SO2 C．PbBr2 D． E． F．O2F2 （5）将22.4 g元素Ⅶ的单质逐渐加到含HNO3 0.8 mol的稀硝酸溶液中，整个过程中只放出NO气体。忽略水电离出的H+，随Ⅶ单质物质的量的增多，下列图像正确的是___________。 A. B. C. D. 【答案】（1） ①. ②. NH4ClNH3↑+HCl↑ ③. 2NH3N2+3H2 ④. BCDE （2）C （3）Be+2NaOH+2H2O=Na2[Be(OH)4]+H2↑ （4） ①. 直线形 ②. AE （5）BD 【解析】 【分析】Ⅰ原子的核外电子数等于其电子层数，则Ⅰ是H元素；Ⅱ的原子核外K层和L层电子数相等，则Ⅱ原子核外电子排布为2、2，所以Ⅱ为Be元素；Ⅳ的基态原子的s电子比p电子少1个，则Ⅳ原子核外电子排布式是1s22s22p5或1s22s22p63s1，所以Ⅳ为F元素或者Na元素；Ⅲ原子的最外层电子数等于Ⅱ的核电荷数与Ⅳ的最外层电子数之和，若Ⅳ是F元素，则Ⅲ原子的最外层电子数为4+7=11＞8，不符合原子核外电子排布规律，应该舍弃，若Ⅳ是Na元素，则Ⅲ原子的最外层电子数为4+1=5＜8，符合原子核外电子排布规律，可知Ⅲ为N元素；Ⅳ为Na元素；Ⅴ最高价氧化物的水化物呈两性，则Ⅴ为Al元素；Ⅵ基态原子的最外层电子排布式为ns(n-1)np(n+2)，由于s轨道最多有2个电子，则n=3，Ⅵ基态原子的最外层电子排布式为3s23p5，Ⅵ为Cl元素，Ⅶ的原子核外电子占据15个轨道，M层有4个未成对电子，Ⅶ的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2或者1s22s22p63s23p63d64s2，Ⅶ为Cr或Fe元素，结合(5)中Ⅶ的质量与其物质的量，可知Ⅶ为Fe元素，然后根据元素周期律及物质的结构与性质的关系分析解答。 【小问1详解】 根据上述分析可知：Ⅰ是H，Ⅱ是Be，Ⅲ是N，Ⅳ是Na，Ⅴ是Al，Ⅵ是Cl，Ⅶ为Fe元素。 Ⅰ是H，Ⅲ为N，Ⅵ为Cl元素，这三种元素形成的离子化合物为NH4Cl，与Cl-之间以离子键结合，在阳离子中，N与H原子之间以共价键结合，因此NH4Cl中每一种元素原子最外层都达到2个或8个电子的稳定结构，NH4Cl的电子式为：；NH4Cl不稳定，受热分解产生NH3、HCl，该反应的化学方程式为：NH4ClNH3↑+HCl↑；分解产生的NH3在500℃高温时又会分解产生N2、H2，该反应是可逆反应，反应的化学方程式为：2NH3N2+3H2； A．在NH4Cl中，与Cl-之间以离子键结合，离子键没有方向性、饱和性，A不符合题意； B．在反应产生的H2分子中存在s-s σ键，该共价键具有方向性和饱和性，B符合题意； C．在反应产生的NH3中存在s-p σ键，该共价键具有方向性和饱和性，C符合题意； D．在反应产生的N2中存在p-pπ键，该共价键具有方向性和饱和性，D符合题意； E．在反应产生的NH3分子之间存在氢键，氢键具有方向性和饱和性，E符合题意； F．在反应产生的NH3及HCl、N2、H2分子之间都存在范德华力，范德华力无方向性和饱和性，F不符合题意； 故合理选项是BCDE； 【小问2详解】 根据上述分析可知：Ⅳ是Na元素，Ⅴ为Al元素。 A．元素的金属性越强，其单质与水反应就越剧烈。Na能够与冷水剧烈反应产生NaOH、H2，而Al与冷水不能反应，能够与热水微弱反应产生Al(OH)3、H2，因此可根据元素的单质与水反应的剧烈程度判断元素金属性强弱，A正确； B．NaOH是强碱，Al(OH)3是两性氧化物，能够与强酸、强碱发生反应，故可以根据两种元素氢氧化物之间的反应，来判断Na、Al两种元素的金属性强弱，B正确； C．由于Na的金属性很强，Na单质能够与溶液中的溶剂H2O剧烈反应产生NaOH、H2，反应产生的NaOH再与溶液中的Al3+反应，最终产生[Al(OH)4]-，可见金属Na不能与铝盐发生置换反应产生Al单质，C错误； D．少量NaOH能够与铝盐如AlCl3反应发生复分解反应产生Al(OH)3沉淀、NaCl；当NaOH溶液过量时，过量的NaOH与Al(OH)3反应产生盐Na[Al(OH)4]，说明Al(OH)3已经具有酸的性质，因此可以据此判断Na、Al的金属性强弱，D正确； 故合理选项是C； 【小问3详解】 根据上述分析可知：Ⅱ是Be，Ⅳ是Na，Ⅴ是Al，二者化学性质相似，Be与NaOH溶液反应产生Na2[Be(OH)4]、H2，该反应的化学方程式为：Be+2NaOH+2H2O=Na2[Be(OH)4]+H2↑； 【小问4详解】 根据上述分析可知：Ⅱ是Be，Ⅵ为Cl元素，二者反应产生BeCl2，中心Be原子价层电子对数为2+=2，无孤对电子，因此BeCl2的空间构型为直线形； A．CO2分子中的中心C原子价层电子对数为2+=2，无孤对电子，因此CO2的空间构型为直线形，与BeCl2的空间构型相同，A符合题意； B．SO2分子中的中心S原子价层电子对数为2+=3，有1对孤对电子，因此SO2的空间构型为V形，与BeCl2的空间构型不相同，B不符合题意； C．PbBr2分子中的中心Pb原子价层电子对数为2+=3，有1对孤对电子，因此PbBr2的空间构型为V形，与BeCl2的空间构型不相同，C不符合题意； D．中的中心Cl原子价层电子对数为2+=4，有2对孤对电子，因此的空间构型为V形，与BeCl2的空间构型不相同，D不符合题意； E．分子中的中心N原子价层电子对数为2+=2，无孤对电子，因此的空间构型为直线形，与BeCl2的空间构型相同，E符合题意； F．O2F2的空间结构与H2O2结构相似，O化合价为+1价，F为-1价，为空间立体结构，不是直线形，F不符合题意； 故合理选项是AE； 【小问5详解】 22.4 gFe的物质的量是n(Fe)==0.4 mol，Fe元素有+2、+3两种不同价态。将0.4 mol Fe逐渐加入带含有0.8 mol HNO3的溶液中，发生反应：Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，其离子方程式为：Fe+4H++=Fe3++NO↑+2H2O，n(HNO3)=0.8 mol，n(H+)=n(HNO3)=0.8 mol，根据反应方程式中转化关系可知：当H+反应消耗完全时，反应消耗0.2 mol，此时溶液中剩余0.6 mol，反应产生0.2 mol NO气体，同时消耗0.2 mol Fe单质，后来会发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，但溶液中H+、不变，故合理选项是BD。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2022学年曹杨二中高二年级阶段性评价化学试卷 一、探秘微观世界的工具——原子光谱 1. Ⅰ．光谱是原子结构模型演变过程中的重要工具。氢原子光谱如图所示，光谱上的四条谱线是电子分别从n = 3，4，5，6的轨道跃迁回到n = 2的轨道时释放的能量所形成的，于1885年由瑞士数学教师巴尔末提出，被称为“巴尔末系”。 根据上述信息，回答下列问题： （1）该光谱是___________(选填“吸收光谱”或“发射光谱”)。其中，电子由n = 5的轨道跃迁回n = 2的轨道时，形成的光波波长为___________nm。 Ⅱ．巴耳末系的四种颜色光的光子能量如下表所示，氢原子部分能级的示意图如图所示。 颜色 红 蓝-绿 蓝-紫 紫 光子能量/ eV 1.89 2.55 2.86 3.02 （2）某氢原子处于n = 4的激发态，则该氢原子的电子发射跃迁时，可能发出的光的颜色为___________。 A. 红、蓝-绿 B. 蓝-绿、蓝-紫 C. 蓝-紫、紫 D. 红、蓝-紫 （3）图中x的值为___________ eV。 （4）在氢原子光谱中，不存在电子由n = 4的轨道跃迁至n = 3的轨道时所产生光谱线，其原因是___________。 A. 氢原子的电子从n = 4的轨道跃迁回n = 2的轨道时，不会经过n = 3的轨道 B. 氢原子的电子从n = 4的轨道跃迁至n = 3的轨道时，辐射出的光波位于红外光区 C. 氢原子的电子从n = 4的轨道跃迁至n = 3的轨道时，辐射出的光波位于紫外光区 D. 在测量原子光谱时，为便于研究，人们只测定电子跃迁至n = 2的轨道的光波波长 （5）有关H原子说法正确的有___________。 A. 原子轨道的能量：2s = 2p < 3s = 3p B. 原子轨道的能量：2s < 2p < 3s < 3p C. H 原子电子仅能在 1s 的轨道内运动 D. 原子由基态变为激发态时会释放能量 2. 原子光谱不仅是探索原子结构的重要工具，还在元素的发现史上占有一席之地。1860年，基尔霍夫和本生在用分光镜分析浓缩的杜克海姆矿泉水时，检测到两条陌生的谱线，其波长在485~500nm之间。他们用该谱线颜色的拉丁语“Coesius”命名了这种新元素，后中文名译作“铯”。 （1）推测拉丁语单词“Coesius”的意思为___________。 A. 洋红色 B. 金黄色 C. 天蓝色 D. 深灰色 （2）铯在周期表中的位置为___________，其基态原子的最外层电子排布式为___________。 （3）下列关于铯及其化合物性质的推测正确的是___________。 A. 碳酸铯受热能分解为氧化铯和二氧化碳 B. 氢氧化铯是一种强碱，碱性强于 NaOH C. 无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它易溶于水 D. 铯只存在氧化铯(Cs2O)一种氧化物 二、品读“洪特规则” 3. Ⅰ．1925年，德国人弗里德里希·洪特(F．Hund)根据大量光谱实验数据总结出一个规律：当电子在能量相同的原子轨道上排布时，电子总是优先按自旋状态相同的方式单独地占据各个原子轨道，然后再配对，这样体系能量最低。洪特规则同时指出，当np、nd、nf 能级上电子排布为全满、半满时，体系能量最低。 （1）依据洪特规则书写下列基态原子的化学用语： ①Cr价电子的轨道表示式：___________。 ②Cu的价电子排布式：___________。 （2）同周期元素中，与Cu最外层电子数相同的元素还有___________种。 （3）对于基态Cu原子，下列说法正确的有___________。 A. M层的能量总是比N层低，故电子先填充3d轨道再填充4s轨道 B. Cu原子或离子的4s能级的能量总是低于3d能级 C. 电负性比钾高，原子对价电子的吸引力比钾大 D. 铜元素位于元素周期表的d区 （4）N原子的第一电离能___________O 原子(填“>”、“=”或“<”)，其原因是___________。 Ⅱ．钨元素(74W)是周期表中不满足洪特规则的特例之一，其价电子的构型为5d46s2。 （5）钨元素最外层的电子云形状为___________。钨元素核外有___________种能量不同的电子。 （6）钨与铬位于同一副族。钨在周期表中的位置是___________。 （7）存在像钨一样不满足洪特规则的特例，其原因是___________。 A. 洪特规则是根据一定理论推导出来的公式，其理论存在瑕疵 B. 洪特规则只适用于主族元素，不适用于过渡金属 C. 洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素 D. 在洪特研究原子光谱时，诸如钨这类的例外的元素还没有被发现 三、你真的了解“碳、氮、氧”吗？ 4. 碳、氮、氧三种元素之间可以组成多种化合物，如CO2、NO2等。 （1）CO2的电子式为___________，CO2属于___________。 A．含有极性键的极性分子 B．含有极性键的非极性分子 C．含有非极性键的极性分子 D．含有非极性键的非极性分子 （2）NO2中，N原子的杂化形式为___________，其分子构型为___________。 （3）有机化合物 W 结构简式如图，该分子中碳原子的杂化轨道类型有___________种；N、O杂化轨道类型分别为___________、___________。 5. 电负性是一种重要的元素性质，某些元素的电负性(鲍林标度)数值如下表所示： 元素 H Li O Al P S Cl 电负性 2.1 1.0 3.5 1.5 2.1 2.5 3.0 （1）下列说法不正确的是___________。 A. LiAlH4中H是-1价，该物质具有还原性 B. 非金属性：O>Cl C. H-Cl键比H-S键极性大 D. Si的电负性范围在2～3之间 （2）碳、氮、氧三种元素的原子电负性由高到低排序为___________，下列事实正确的有___________。 A．碳、氮、氧元素最高价氧化物的水化物的酸性依次升高 B．共价键的极性：O—H > N—H > C—H C．碳、氮、氧的简单气态氢化物的沸点：H2O > NH3 > CH4 D．碳、氮、氧的简单气态氢化物的稳定性：H2O > CH4 > NH3 （3）写出一个能够比较N和O的非金属性强弱的方程式：___________。 （4）朗缪尔认为等电子体呈现出相似的“结构特征”，据此原理，的键角可能是___________，和 的空间结构是___________。 A．三角锥形 B．正四面体形 C．平面三角形 （5）下列说法正确的是___________。 A. 分子间作用力比化学键弱得多，但它对物质的熔点、沸点有较大的影响，而对溶解度无影响 B. 根据π键的成键特征判断C=C键能是C-C键能的2倍 C. 酸性：H3PO4>HClO，因为H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多 D. 葡萄糖分子(HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO)中的手性碳原子数为5 四、神奇的共轭 6. 共轭效应又称离域效应，是因原子间的相互影响而起，使体系内的π电子(或p电子)分布发生变化的一种电子效应。以最简单的共轭体系1，3-丁二烯为例，四个碳原子未参与杂化的p轨道相互之间平行，于是π电子的运动范围不再局限于两个碳原子之间，而是扩充到四个碳原子之间。 回答下列问题： Ⅰ．共轭加成 （1）共轭二烯烃的1，4加成也被称作共轭加成，1，3-丁二烯与溴发生共轭加成的方程式为：___________。 （2）下列不属于与H2发生1：1加成产物的是___________。 A. B. C. D. （3）化合物的名称为___________，其与1mol溴发生加成时，最多可能生成___________种不同的有机物(不考虑立体异构)。 Ⅱ．甲苯可以通过三步反应转化为对甲基环己醇： （4）X的结构简式为___________。 （5）有人认为保持试剂与条件不变，仅将第二步与第三步顺序交换，最终也能得到对甲基环己醇。评价这种说法是否正确，并从共价键的角度说明理由：___________。 Ⅲ．共轭二烯烃的性质之一是可以与双烯体发生Diels-Adler反应，如：+。 （6）环戊二烯()与乙烯发生DA反应，可生成降冰片烯，其键线式为___________。 A. B. C. D. （7）关于环戊二烯说法正确的是___________。 A. 分子内所有原子共平面 B. 同分异构体中属于不饱和链烃的共有4种(不考虑立体异构) C. 所有的碳原子均为sp2杂化 D. 两分子环戊二烯加热能够生成六元环化合物 IV．金属的含氧酸根离子也可以看作含有双键，能够发生“类DA反应”。例如，中性条件下，高锰酸根离子与乙烯可以发生如下反应： + （8）反应后Mn的化合价为___________。 （9）已知SO2的中心原子上存在孤对电子。书写1，3-丁二烯与SO2发生类DA反应的产物：(用小黑点标出参与反应的电子) +___________ 或+ ___________。 五、杂环化合物 7. 碳原子在形成有机物时，可以成链，也可以成环。当碳原子成环后，若在碳环中增加氮、氧或其他原子，则称该化合物为杂环化合物。一种含有咪唑杂环的药物中间体Q的合成方法如下图所示： 已知：—NH2+ （1）试剂a为___________。 （2）咪唑的结构为，是一个平面形分子，其沸点比苯要高，原因是___________。 （3）已知C→D为取代反应，写出该反应的方程式：___________。 （4）写出G生成X的方程式：___________。 （5）W可以发生聚合反应，形成一种高分子化合物，该化合物的结构简式为___________。 （6）由化合物E和W合成Q包含多步反应，写出该合成路线___________(无机试剂任选)。 (合成路线的表示方式为：甲乙……目标产物) 六、元素的“位-构-性” 8. 1869年，门捷列夫发现并创造了第一张周期表。1905年，维尔纳在此基础上提出长式元素周期表，经过后人多年的完善后，形成了我们现在的《元素周期表》。 （1）按要求在上表中填写： ①用罗马数字填写缺失的族序数___________。 ②将Fe、Cu、Bi三种元素的元素符号填在正确的位置上___________。 ③描出金属与非金属的分界线___________。 （2）依据元素原子的___________特征可以将元素周期表分区。下列关于元素周期表的说法正确的是___________。 A. 非金属元素都在p区，金属元素都在d区 B. 过渡元素都是金属元素 C. 第1族和第18族的元素最多 D. p区元素的最后一个电子均填在p轨道上 （3）从原子结构角度，比较a、b氢化物的稳定性：___________。 （4）元素d为镓元素，其简化电子排布式为___________。镓是1871年门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的熔点为29.78℃，沸点高达2403℃，有过冷现象(即冷至熔点下不凝固)，可过冷到-120℃。由此判断下列有关该元素的单质的性质及其用途的叙述错误的是___________。 A. 镓是制造高温温度计的上佳材料 B. 镓能溶于强酸和强碱中 C. 镓与锌、锡、铟等金属制成的合金，可用在自动救火的水龙头中 D. 镓是半导体，近年来成为电子工业的新宠 9. I~Ⅶ七种元素的核电荷数依次增大。它们的信息如下： I 原子核外电子数等于其电子层数 Ⅱ 原子核外K层和L层电子数相等 Ⅲ 原子的最外层电子数等于Ⅱ的核电荷数与Ⅳ的最外层电子数之和 Ⅳ 基态原子的s电子比p电子少1个 Ⅴ 最高价氧化物的水化物呈两性 Ⅵ 基态原子的最外层电子排布式为ns(n-1)np(n+2) Ⅶ 核外电子占据15个轨道，M层有4个未成对电子 （1）元素I、元素Ⅲ与元素Ⅵ组成的一种离子化合物电子式为___________。该化合物在500℃高温下分解的方程式为___________、___________。上述反应物和产物中存在着多种作用力，其中既有方向性又有饱和性的作用力有___________。 A．离子键 B．s-s σ 键 C．s-p σ 键 D．p-p π 键 E．氢键 F．范德华力 （2）比较元素Ⅳ和元素Ⅴ的金属性，下列实验方案不可行的是___________。 A. 比较两种元素的单质与水反应的剧烈程度 B. 观察两种元素氢氧化物之间反应 C. 利用Ⅳ元素的单质从Ⅴ元素的盐溶液中置换出Ⅴ D. 观察Ⅳ元素的氢氧化物与Ⅴ元素的盐溶液反应 （3）元素Ⅱ与元素Ⅴ的化学性质相似，写出Ⅱ的单质溶于Ⅳ的氢氧化物的化学方程式：___________。 （4）元素Ⅱ与元素Ⅵ组成的化合物的空间构型为___________，下列物质的空间构型与该化合物相同的是___________。 A．CO2 B．SO2 C．PbBr2 D． E． F．O2F2 （5）将22.4 g元素Ⅶ的单质逐渐加到含HNO3 0.8 mol的稀硝酸溶液中，整个过程中只放出NO气体。忽略水电离出的H+，随Ⅶ单质物质的量的增多，下列图像正确的是___________。 A. B. C. D. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$