闽侯县第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考
化学试题
可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 Si-28 S-32 Ti-48 Fe-56
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 中国传统文化博大精深，蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是
A. “烟花卷陌，依约丹青屏障”中烟花绽放出的绚丽色彩跟原子核外电子跃迁有关
B. 和均属于离子晶体
C. 苏轼的《格物粗谈》中记载：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”，推测文中的“气”在水中能形成分子间氢键
D. 《淮南万毕术》中记载：“曾青得铁则化为铜”，铁位于元素周期表第四周期Ⅷ族
2. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 的电子式：
B. 的最外层电子排布式
C. Se的简化电子排布式：
D. 基态铜原子的外围电子轨道表示式
3. 下列叙述不正确的是
A. 可以利用X射线衍射实验区分晶体和非晶体
B. 光谱分析是利用原子光谱特征谱线来鉴定元素
C. 电子云图中的小黑点越密，表示该原子核外空间的电子越多
D. 电子的运动状态可从能层、能级、伸展方向、自旋方向4个方面进行描述
4. 下列电子排布图中，所表示氮原子的能量状态最高的是
A. B.
C. D.
5. 萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是
A. CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B. CaF2的熔点较高，硬度较大
C. CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D. CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
6. 通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是
A. 晶体熔点： B. 硬度：纯铁>生铁>钠
C. 沸点： D. 稳定性：
7. “冰面为什么滑？”，这与冰层表面的结构有关(如图)。下列有关说法错误的是
A. 由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解
B. 第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构
C. 第二层“准液体”中，水分子间形成氢键的机会比固态冰中少
D. 当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑
8. 设NA为阿佛加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A. 32gS8(分子结构：)中的共价键数目为2NA
B. 100g质量分数为17%的H2O2水溶液中极性键数目为NA
C. 18g重水中含有的中子数为10NA
D. 30g二氧化硅晶体中含有的σ键数目为2NA
9. 短周期常见元素X、Y、W、Z原子半径及主要化合价如图所示，下列叙述正确的是
A. 最高价氧化物的水化物的碱性X小于Y
B. 简单氢化物的热稳定性以及沸点均为W大于Z
C. 常温下，Y的单质能溶于Z最高价氧化物的水化物的浓溶液
D. 与Y同周期且第一电离能小于Y的元素有两种
10. 北宋名画《千里江山图》历经千年色彩依然，其青色来自青金石，它含有H、O、Si元素，以及X、Y、Z、M、Q等前20号元素，X、Y、Z、M同周期，Z的原子序数小于M，Z最高价氧化物对应水化物0.005mol·L-1的pH=2。X、Y、Z、M原子的最外层电子数之和为17，Q与青金石中其他7种元素均不同周期也不同族。下列说法错误的是
A. X、Y的单质都能形成氧化物保护膜
B. 金属活动性强弱：X
C. ZM2分子中各原子均满足8电子稳定结构
D. 氢化物稳定性：Si11. Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图的Born-Haber循环计算得到。下列说法错误的是
A. Li原子的第一电离能为520kJ/mol
B. O=O键的键能为249kJ/mol
C. Li2O的晶格能为2908kJ/mol
D. 1molLi(s)转变成Li(g)需要吸收的能量为159kJ
12. 原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，如图为单晶晶胞，其中原子坐标参数A为，B为(，0，)，C为(，，0)。则D原子的坐标参数为
A. (，，) B. (0，，0) C. (，，) D. (，0，0)
13. 科学家合成出了一种新化合物，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法正确的是
A. 元素非金属性强弱的顺序为X>Y>Z
B. W、Z对应的简单离子半径：WC. 元素Z、元素X、元素W的单质晶体熔点依次升高
D. 该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
14. 下表是第三周期部分元素的电离能数据。
元素
甲 5.7 47.1 71.8
乙 7.7 15.1 80.3
丙 13.0 23.9 400
丁 15.7 27.6 40.7
下列说法正确的是
A. 甲金属性比乙强 B. 乙的常见化合价为+1价
C. 丙不可能为非金属元素 D. 丁一定为金属元素
15. 某种离子液体的阴离子结构如图，Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大，基态Q原子的电子填充3个能级，有4对成对电子，Z与其他元素不在同一周期，下列说法正确的是
A. 最高价氧化物对应水化物的酸性：Q>X
B. Q、W、X的第一电离能依次减小
C. 氢化物的沸点：W>Y
D. X、Y、Z均至少有两种氧化物
16. 某水性钠离子电池电极材料由、、、组成，随着立方晶胞嵌入和嵌出，与含量发生变化，依次为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质，其过程如图。下列说法不正确的是
A. 基态Fe原子的价电子排布式为，失去4s电子转化为
B. 导电能力普鲁士蓝小于普鲁士白
C. 普鲁士蓝中与个数比为1：2
D. 普鲁士白的化学式可表示为
第Ⅱ卷 (填空题，共52分)
二、填空题(本大题共4道题，共5分。)
17. A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，相关信息如下表：
元素 元素相关信息
A 原子核外有6种不同运动状态的电子
C 基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D 原子半径在同周期元素中最大
E 基态原子最外层电子排布式为
F 基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
G 基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子
H 是我国使用最早合金中的最主要元素
请用化学用语填空：
（1）A元素在元素周期表中的位置___________；C元素和F元素的电负性比较，较小的是___________(填元素符号)。
（2）B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的电子式为___________，B元素所形成的单质分子中σ键与π键数目之比为___________。
（3）F元素原子的价电子的轨道表示式是___________；G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为___________；元素X与元素E在周期表中呈对角线关系，且元素X的最高价氧化物的水化物也具有两性，试写出X元素的最高价氧化物的水化物与D元素的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式___________。
18. I.根据下列5种元素的电离能数据(单位为kJ/mol)，回答问题。
元素符号
Q 2080 4000 6100 9400
R 500 4600 6900 9500
S 740 1500 7700 10500
T 580 1800 2700 11600
V 420 3100 4400 5900
（1）在元素周期表中，最有可能处于同一族的是_______(填字母，下同)。
A.Q和R B.S和T C.T和V D.R和T E.R和V
（2）在这5种元素中，最容易与氯元素形成离子化合物的是_______。
A.Q B.R C.S D.T E.V
（3）利用表中的数据，V元素最有可能是下列元素中的_______。
A. H B. Li C. Na D. K
II.某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
（4）将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1的盐酸中，试预测实验结果：_______与盐酸反应最剧烈，_______与盐酸反应最慢。
（5）将NaOH溶液与溶液混合生成，从而验证NaOH的碱性大于，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？_______ (填“合理”或“不合理”)理由是_______。
III.铁铜是人类最早大规模使用的金属。
（6）铁有δ、γ、α三种同素异形体，图甲是它们的晶胞结构图。三种晶体中铁原子周围距离最近的铁原子个数之比为_______。
（7）某种具有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积结构，晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置。氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与的结构(晶胞结构如图乙)相似。该晶体储氢后的化学式为_______。
19. 科技的发展为新能源开发和新材料研制开拓出更大的空间。中科院科学家最近合成了一种新型材料，其结构简式为：
（1）基态氟原子的最高能级的电子云有___________种空间伸展方向；基态硒原子的价层电子排布式是___________；氟、氧、氮三种元素的第一电离能由大到小的顺序___________(用元素符号表示)。
（2）该分子中含有氮、氧、氟三种电负性很大的原子，也含有氢原子，它___________(填“能”或“不能”)形成分子内或者分子间氢键，其原因是___________。
（3）硒能形成两种常见的氧化物，分子式为___________。
（4）常压下，氨气在300℃时约有10%分解，水蒸气在2000℃时约有5%分解，从物质结构的角度看，其原因是___________。
20. 钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”。一种制备金属钛的工艺流程如下所示：
（1）在高温、惰性气氛中用镁还原四氯化钛(TiCl4)是得到金属钛主要方法之一，试写出该还原过程的反应方程式___________。
（2）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为-37℃，沸点为136℃，结构与CCl4相似。试预测CCl4的沸点___________136℃(填“>”“<”或“=”)并阐述推测理由___________。
（3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化作用的一个实例如下所示：
化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因为___________。
（4）硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，该阳离子的结构片段如图所示。该阳离子中Ti与O的原子数之比为___________。
（5）TiO2在自然界中有三种同素异形态，即金红石型、锐钛型和斜钛型三种，其中金红石型是三种变体中最稳定的一种，其晶胞如图所示，该晶体的密度为___________g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、NA的代数式表示)。闽侯县第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考
化学试题
可能用到的相对原子质量：H-1 O-16 Si-28 S-32 Ti-48 Fe-56
一、选择题：本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 中国传统文化博大精深，蕴含着丰富化学知识。下列说法错误的是
A. “烟花卷陌，依约丹青屏障”中烟花绽放出的绚丽色彩跟原子核外电子跃迁有关
B. 和均属于离子晶体
C. 苏轼的《格物粗谈》中记载：“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味”，推测文中的“气”在水中能形成分子间氢键
D. 《淮南万毕术》中记载：“曾青得铁则化为铜”，铁位于元素周期表的第四周期Ⅷ族
【答案】C
【解析】
【详解】A．烟花绽放出的绚丽色彩是金属元素核外电子从较高能级跃迁到较低能级时，以光的形式释放能量产生的，跟原子核外电子跃迁有关，故A正确；
B．硝酸钾和硫酸钠都是由阴、阳离子形成的离子晶体，故B正确；
C．由题意可知，文中的“气”为不溶于水的乙烯，不能与水分子形成分子间氢键，故C错误；
D．铁元素的原子序数为26，位于元素周期表的第四周期Ⅷ族，故D正确；
故选C。
2. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 的电子式：
B. 的最外层电子排布式
C. Se的简化电子排布式：
D. 基态铜原子的外围电子轨道表示式
【答案】B
【解析】
【详解】A．N2的电子式为，A项错误；
B．基态Zn核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，最外层电子排布式为3s23p63d10，B项正确；
C．Se的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4，C项错误；
D．基态Cu的简化电子排布式为[Ar]3d104s1，外围电子轨道表示式为，D项错误；
答案选B。
3. 下列叙述不正确的是
A. 可以利用X射线衍射实验区分晶体和非晶体
B. 光谱分析是利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素
C. 电子云图中的小黑点越密，表示该原子核外空间的电子越多
D. 电子的运动状态可从能层、能级、伸展方向、自旋方向4个方面进行描述
【答案】C
【解析】
【详解】A．晶体和非晶体的本质区别是组成物质的粒子在微观空间是否是有序排列，X射线衍射可以看到微观结构，所以可以利用X射线衍射实验区分晶体和非晶体，A正确；
B．不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，常利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素，B正确；
C．电子云图中的小黑点越密，表示该原子核外空间的电子出现得几率越大，C错误；
D．决定电子的运动状态有四个量：主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数，所以电子的运动状态可从能层、能级、伸展方向、自旋方向4个方面进行描述，D正确；
故选C。
4. 下列电子排布图中，所表示氮原子的能量状态最高的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】中2s轨道的一个电子跃迁到2p轨道，为激发态氮原子的电子排布图，中2p轨道上的3个电子的自旋方向不同，不符合洪特规则，不是氮原子的排布图，是基态氮原子的电子排布图，激发态能量比基态能量高，所以表示氮原子的能量状态最高的是，故选A。
5. 萤石(CaF2)是一种难溶于水的固体。下列实验事实能说明CaF2一定是离子晶体的是
A. CaF2难溶于水，其水溶液的导电性极弱
B. CaF2的熔点较高，硬度较大
C. CaF2固体不导电，但在熔融状态下可以导电
D. CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．CaF2难溶于水，水溶液的导电性极弱，与其是否是离子晶体没有关系，A不符合；
B．CaF2的熔点较高，硬度较大，但不能说明是离子晶体，也可能是原子晶体，B不符合；
C．离子晶体是由离子构成的，熔化时克服的是离子键，产生自由移动的离子，能导电，而分子晶体、原子晶体熔化时，不能产生自由移动的离子，不导电，所以CaF2固体不导电，但在熔融状态下可导电一定能说明CaF2是离子晶体，C符合；
D．CaF2在有机溶剂(如苯)中的溶解度极小，不能说明是离子晶体，有些分子晶体，例如水也难溶于苯，D不符合；
故选C。
6. 通常条件下，下列各组物质的性质排列正确的是
A. 晶体熔点： B. 硬度：纯铁>生铁>钠
C. 沸点： D. 稳定性：
【答案】D
【解析】
【详解】A．一般情况下，熔点：共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，故熔点NaF＞SiC＞SO3，故A错误；
B．一般情况下，合金硬度比纯金属大，生铁是铁合金，所以，生铁的硬度比纯铁的硬度大，故B错误；
C．水分子和氟化氢分子都能形成分子间氢键，但水分子间形成氢键的数目多于氟化氢，所以分子间作用力强于氟化氢，沸点高于氟化氢，故C错误；
D．同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，简单气态氢化物的稳定性依次减弱，则氢化物稳定性强弱顺序为，故D正确；
故选D。
7. “冰面为什么滑？”，这与冰层表面的结构有关(如图)。下列有关说法错误的是
A. 由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解
B. 第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构
C. 第二层“准液体”中，水分子间形成氢键的机会比固态冰中少
D. 当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑
【答案】A
【解析】
【详解】A．水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分子间形成的氢键无关，A错误；
B．固态冰中，1个水分子与周围的4个水分子通过氢键相连接，从而形成空间网状结构，B正确；
C．“准液体”中，水分子间的距离不完全相等，所以1个水分子与少于4个的水分子间距离适合形成氢键，形成氢键的机会比固态冰中少，C正确；
D．当温度达到一定数值时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏，使一部分水分子能够自由流动，从而产生“流动性的水分子”，造成冰面变滑，D正确；
故选A。
8. 设NA为阿佛加德罗常数的值，下列叙述正确的是
A. 32gS8(分子结构：)中的共价键数目为2NA
B. 100g质量分数为17%的H2O2水溶液中极性键数目为NA
C. 18g重水中含有的中子数为10NA
D. 30g二氧化硅晶体中含有的σ键数目为2NA
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据分子结构示意图，1molS8含有8molS－S键，32gS8的物质的量为，则含有共价键的物质的量为，其数目为1NA，A错误；
B．在双氧水溶液中，除了双氧水外，水也含极性键，而100g17%的双氧水溶液中，双氧水的质量为17g，物质的量为0.5mol，故双氧水含极性键的数目为1NA，而水中含极性键，故此溶液中含有的极性键的条数多于1NA，B错误；
C．1mol重水(D2O)含有10mol中子，摩尔质量为20g·mol-1，则18g重水，其物质的量为，含有中子的物质的量为，其数目为9NA，C错误；
D．1molSiO2中含有4molSi—O键，均为的σ键。30gSiO2的物质的量为，其含有的σ键的物质的量为4×0.5mol=2mol，数目为2NA，D正确；
答案选D。
9. 短周期常见元素X、Y、W、Z原子半径及主要化合价如图所示，下列叙述正确的是
A. 最高价氧化物的水化物的碱性X小于Y
B. 简单氢化物的热稳定性以及沸点均为W大于Z
C. 常温下，Y的单质能溶于Z最高价氧化物的水化物的浓溶液
D. 与Y同周期且第一电离能小于Y的元素有两种
【答案】B
【解析】
【分析】W的化合价为 2价，没有最高正化合价+6价，故W为O元素；Z元素的化合价为+5、+3、 3，Z处于第ⅤA族，原子半径与氧元素相差不大，则Z与氧元素处于同一周期，故Z为N元素；X的化合价为+2价，则X应为ⅡA族元素，Y的化合价为+3价，Y处于第ⅢA族，二者原子半径相差较小，可知两者位于同一周期相邻主族，由于X、Y的原子半径与W、Z原子半径相差很大，则X、Y应在第三周期，所以X为Mg元素，Y为Al元素，以此解答。
【详解】A．同周期主族元素随原子序数增大，金属性减弱，故金属性Mg>Al，则碱性Mg(OH)2>Al(OH)3，A错误；
B．非金属性越强，简单氢化物的热稳定性越强，非金属性O大于N，故热稳定性H2O>NH3，水常温下为液态，沸点H2O>NH3，B正确；
C．常温下，Al在浓HNO3溶液中钝化，C错误；
D．与Al同周期且第一电离能小于Al的元素为Na，只有一种，D错误；
故选B。
10. 北宋名画《千里江山图》历经千年色彩依然，其青色来自青金石，它含有H、O、Si元素，以及X、Y、Z、M、Q等前20号元素，X、Y、Z、M同周期，Z的原子序数小于M，Z最高价氧化物对应水化物0.005mol·L-1的pH=2。X、Y、Z、M原子的最外层电子数之和为17，Q与青金石中其他7种元素均不同周期也不同族。下列说法错误的是
A. X、Y的单质都能形成氧化物保护膜
B. 金属活动性强弱：XC. ZM2分子中各原子均满足8电子稳定结构
D. 氢化物稳定性：Si【答案】A
【解析】
【分析】Z最高价氧化物对应水化物0.005mol·L-1的pH=2，即c(H+)=0.01mol·L-1，说明Z最高价氧化物对应水化物为H2SO4，则Z为S；Z、M同周期，Z的原子序数小于M，则M为Cl；X、Y、Z、M同周期，X、Y、Z、M原子的最外层电子数之和为17，则X与Y在第三周期，最外层电子数为1或3，那么X与Y为Na或Al；Q与青金石中其他7种元素均不同周期也不同族，且为前20号元素，说明Q为Ca。
【详解】A．Na的单质不能形成氧化物保护膜，A错误；
B．根据金属活动性顺序表可知，Ca的金属性强于Na、Al，B正确；
C．SCl2的电子式为：，各原子均满足8电子稳定结构，C正确；
D．非金属性Si故选A。
11. Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图的Born-Haber循环计算得到。下列说法错误的是
A. Li原子的第一电离能为520kJ/mol
B. O=O键的键能为249kJ/mol
C. Li2O的晶格能为2908kJ/mol
D. 1molLi(s)转变成Li(g)需要吸收的能量为159kJ
【答案】B
【解析】
【详解】A．原子的第一电离能是由气态原子失去1个电子形成气态离子所需要的能量，应为，故A正确；
B．键的键能为1molO2(g)分解为2molO(g)所吸收的能量，即，故B错误；
C．晶格能是指气态离子形成1mol离子晶体释放的能量，即的晶格能为，故C正确；
D．转变成需要吸收的能量为，故D正确；
故选：B。
12. 原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置，如图为单晶晶胞，其中原子坐标参数A为，B为(，0，)，C为(，，0)。则D原子的坐标参数为
A. (，，) B. (0，，0) C. (，，) D. (，0，0)
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据各个原子的相对位置可知，D在各个方向的处，则D原子的坐标参数为(，，)；
答案选A。
13. 科学家合成出了一种新化合物，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法正确的是
A. 元素非金属性强弱的顺序为X>Y>Z
B. W、Z对应的简单离子半径：WC. 元素Z、元素X、元素W的单质晶体熔点依次升高
D. 该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
【答案】B
【解析】
【分析】该化合物由阴、阳离子组成，说明它是离子化合物。从该化合物的结构式看出，W为金属元素；1个Z原子形成1个共价键，说明Z原子最外层有1个或7个电子；1个X原子形成4个共价键，说明X原子最外层有4个电子；1个Y原子形成2个共价键，阴离子得1个电子，说明Y原子最外层有5个电子；根据“Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半”知，W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl。
【详解】A．元素非金属性强弱的顺序为SiB．Na+有2个电子层，Cl 有3个电子层，W、Z对应的简单离子半径r(Na+)C．元素Z、元素X、元素W的单质分别为Cl2、Si、Na，分别属于分子晶体、共价晶体、金属晶体，Si的熔点最高，氯气的熔点最低，C错误；
D．2个硅原子和1个Р原子形成2个共价键，阴离子得到1个电子，所以该化合物中磷原子最外层达到8电子稳定结构，D错误；
故选B。
14. 下表是第三周期部分元素的电离能数据。
元素
甲 5.7 47.1 71.8
乙 7.7 15.1 80.3
丙 13.0 23.9 40.0
丁 15.7 27.6 40.7
下列说法正确的是
A. 甲的金属性比乙强 B. 乙的常见化合价为+1价
C. 丙不可能为非金属元素 D. 丁一定为金属元素
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．由表中数据可知，甲的第一电离能比乙低，所以甲的金属性比乙强，故A正确；
B．乙的第三电离能明显比第一、第二电离能高了很多，所以乙的最外层只有两个电子，乙为金属镁，其化合价为+2，故B错误；
C．甲第一电离能远远小于第二电离能，所以甲为钠。丙一定不是铝，因为铝的第一电离能比镁小，所以丙一定是非金属元素，故C错误；
D．丁的第一电离能比丙更大，所以丁一定为非金属，故D错误；
故选A。
【点睛】同一周期中各元素的第一电离能随原子序数递增呈逐渐增大的趋势，但是每一周期的第IIA和第VA元素的第一电离能高于相邻的两种元素。同一元素的电离能逐级升高，但是升高的幅度不同，根据这个特点可以把核外电子分成不同的电子层，并由此确定元素的主要化合价。
15. 某种离子液体的阴离子结构如图，Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大，基态Q原子的电子填充3个能级，有4对成对电子，Z与其他元素不在同一周期，下列说法正确的是
A. 最高价氧化物对应水化物的酸性：Q>X
B. Q、W、X的第一电离能依次减小
C. 氢化物的沸点：W>Y
D. X、Y、Z均至少有两种氧化物
【答案】D
【解析】
【分析】Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大，基态Q原子的电子填充了3个能级，有4对成对电子，则Q为F元素；阴离子中W、X、Y、Z形成共价键的数目分别为2、2、4、6，Z与其他元素不在同一周期，则W为O元素、X为N元素、Y为C元素、Z为S元素。
【详解】A．元素周期表中氟元素的非金属性最强，只有负化合价，不存在最高价氧化物对应水化物，故A错误；
B．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则三种元素第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O，故B错误；
C．碳元素形成的氢化物可能为固态烃，固态烃的沸点高于水，故C错误；
D．氮元素可以形成一氧化氮、二氧化氮等多种氧化物，碳元素形成的氧化物可能为一氧化碳、二氧化碳，硫元素形成的氧化物可能为二氧化硫和三氧化硫，则三种元素均至少有两种氧化物，故D正确；
故选D。
16. 某水性钠离子电池电极材料由、、、组成，随着立方晶胞嵌入和嵌出，与含量发生变化，依次为格林绿、普鲁士蓝、普鲁士白三种物质，其过程如图。下列说法不正确的是
A. 基态Fe原子的价电子排布式为，失去4s电子转化为
B. 导电能力普鲁士蓝小于普鲁士白
C. 普鲁士蓝中与个数比为1：2
D. 普鲁士白的化学式可表示为
【答案】C
【解析】
【详解】A．Fe的原子序数为26，价电子排布式为：，失去2个电子后，转化为Fe2+，A正确；
B．Na+嵌入越多，导电性越好，根据晶胞结构可判断，1个普鲁士蓝晶胞中含有4个Na+，1个普鲁士白晶胞中含有8个Na+，所以导电能力普鲁士蓝小于普鲁士白，B正确；
C．普鲁士蓝晶胞一个小立方体中个数、Fe原子个数、个数，所以其原子个数比为1:2:6，化学式为，为价、的化合价为价，该化学式中Fe元素化合价为，与个数比为1：1，C错误；
D．普鲁士白晶胞中1个晶胞含有的Na+为8个，Fe原子个数，个数，化学式可表示为，D正确；
故选C。
第Ⅱ卷 (填空题，共52分)
二、填空题(本大题共4道题，共5分。)
17. A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，相关信息如下表：
元素 元素相关信息
A 原子核外有6种不同运动状态的电子
C 基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D 原子半径在同周期元素中最大
E 基态原子最外层电子排布式为
F 基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
G 基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子
H 是我国使用最早的合金中的最主要元素
请用化学用语填空：
（1）A元素在元素周期表中的位置___________；C元素和F元素的电负性比较，较小的是___________(填元素符号)。
（2）B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的电子式为___________，B元素所形成的单质分子中σ键与π键数目之比为___________。
（3）F元素原子的价电子的轨道表示式是___________；G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为___________；元素X与元素E在周期表中呈对角线关系，且元素X的最高价氧化物的水化物也具有两性，试写出X元素的最高价氧化物的水化物与D元素的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式___________。
【答案】（1） ①. 第二周期ⅣA族 ②. Cl
（2） ①. ②. 1：2
（3） ①. ②. ③.
【解析】
【分析】A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，A原子核外有6种不同运动状态的电子，则A为C元素；D原子半径在同周期元素中最大，基态E原子最外层电子排布式为3s23p1，则D为Na元素、E为Al元素；C基态原子中s电子总数与p电子总数相等， 则B为N元素、C为O元素；基态G原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子，则G为Fe元素；基态F原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反，则F为Cl元素；H是我国使用最早的合金中的最主要元素，则H为Cu元素。
【小问1详解】
碳元素的原子序数为6，位于元素周期表第二周期ⅣA族；元素的非金属性越强，电负性越大，氧元素的非金属性强于氯元素，则氯元素的电负性小于氧元素，故答案为：第二周期ⅣA族；Cl；
【小问2详解】
氮元素与氢元素形成的最简单化合物为只含有共价键的氨分子，电子式为，氮气分子中含有氮氮三键，三键中含有1个σ键和2个π键，则分子中σ键与π键数目之比为1：2，故答案为：；1：2；
【小问3详解】
氯元素的原子序数为17，基态原子的价电子排布式为3s23p5，轨道表示式为；溶液中铁离子与铜反应生成亚铁离子和铜离子，反应的离子方程式为；由题给信息可知，氢氧化铍是两性氢氧化物，与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铍酸钠，反应的化学方程式为，故答案为：；；。
18. I.根据下列5种元素的电离能数据(单位为kJ/mol)，回答问题。
元素符号
Q 2080 4000 6100 9400
R 500 4600 6900 9500
S 740 1500 7700 10500
T 580 1800 2700 11600
V 420 3100 4400 5900
（1）在元素周期表中，最有可能处于同一族的是_______(填字母，下同)。
A.Q和R B.S和T C.T和V D.R和T E.R和V
（2）在这5种元素中，最容易与氯元素形成离子化合物的是_______。
A.Q B.R C.S D.T E.V
（3）利用表中的数据，V元素最有可能是下列元素中的_______。
A. H B. Li C. Na D. K
II.某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
（4）将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1的盐酸中，试预测实验结果：_______与盐酸反应最剧烈，_______与盐酸反应最慢。
（5）将NaOH溶液与溶液混合生成，从而验证NaOH碱性大于，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？_______ (填“合理”或“不合理”)理由是_______。
III.铁铜是人类最早大规模使用的金属。
（6）铁有δ、γ、α三种同素异形体，图甲是它们的晶胞结构图。三种晶体中铁原子周围距离最近的铁原子个数之比为_______。
（7）某种具有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积结构，晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置。氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与的结构(晶胞结构如图乙)相似。该晶体储氢后的化学式为_______。
【答案】（1）E （2）E （3）D
（4） ①. 钾(或K) ②. 铝(或Al)
（5） ①. 不合理 ②. 不是N元素最高价氧化物对应的水化物
（6）4∶6∶3 （7）Cu3AuH8
【解析】
【分析】由电离能数据可以看出，Q的第一电离能非常大，其可能为0族元素；R、V的第一电离能较小，第二电离能剧增，则它们的最外层电子数均为1；S的第三电离能比第一、二电离能大得多，其最外层电子数为2；T的第四电离能比第一、二、三电离能大得多，其最外层电子数为3。
【小问1详解】
由分析可知，R、V的最外层电子数为1，则在元素周期表中，最有可能处于同一族的是R、V，故选E。答案为：E；
【小问2详解】
从电离能数看，V的第一电离能最小，金属性最强，则在这5种元素中，最容易与氯元素形成离子化合物的是V，故选E。答案为：E；
【小问3详解】
利用表中的数据推测，V元素的最外层有1个电子，且金属性最强，所以最有可能是下列元素中的K，故选D。答案为：D；
【小问4详解】
将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1mol/L的盐酸中，因为钾的金属性最强，铝的金属性最弱，所以可以预测实验结果：钾(或K)与盐酸反应最剧烈，铝(或Al)与盐酸反应最慢。答案为：钾(或K)；铝(或Al)；
【小问5详解】
将NaOH溶液与溶液混合生成，从而验证NaOH的碱性大于，但不能验证Na的金属性大于N，所以此设计不合理，理由是：不是N元素最高价氧化物对应的水化物。答案为：不合理；不是N元素最高价氧化物对应的水化物；
【小问6详解】
在铁的δ、γ、α三种晶体中，铁原子周围距离最近的铁原子个数之比为8::6=4∶6∶3。答案为：4∶6∶3；
【小问7详解】
晶胞中所含Cu原子个数为=3，Au原子个数为=1，氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似。CaF2晶胞中含有4个Ca2+和8个F-，氢原子相当于晶胞中的F-，则晶胞中Cu、Au原子总数与H原子数目之比为1:2，所以晶胞中含8个H原子，该晶体储氢后的化学式为Cu3AuH8。答案为：Cu3AuH8。
【点睛】计算晶胞中所含原子数目时，可采用均摊法。
19. 科技的发展为新能源开发和新材料研制开拓出更大的空间。中科院科学家最近合成了一种新型材料，其结构简式为：
（1）基态氟原子的最高能级的电子云有___________种空间伸展方向；基态硒原子的价层电子排布式是___________；氟、氧、氮三种元素的第一电离能由大到小的顺序___________(用元素符号表示)。
（2）该分子中含有氮、氧、氟三种电负性很大原子，也含有氢原子，它___________(填“能”或“不能”)形成分子内或者分子间氢键，其原因是___________。
（3）硒能形成两种常见的氧化物，分子式为___________。
（4）常压下，氨气在300℃时约有10%分解，水蒸气在2000℃时约有5%分解，从物质结构的角度看，其原因是___________。
【答案】（1） ①. 3 ②. 4s24p4 ③. F>N>O
（2） ①. 不能 ②. 氢原子没有直接与氮、氧、氟原子连接，故不能形成分子内或者分子间氢键
（3）、
（4）H-N键的键长大于H-O键的键长，键能N-H小于O-H，故氨气比水更易分解
【解析】
【小问1详解】
氟元素的原子序数为9，基态原子的价电子排布式为2s22p5，原子的最高能级2p电子云有3种伸展方向；硒元素的原子序数为34，基态原子的价电子排布式为4s24p4；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则三种元素的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O，故答案为：3；4s24p4；F>N>O；
【小问2详解】
由结构简式可知，该分子中含有氮、氧、氟三种电负性很大的原子，也含有氢原子，但是氢原子没有直接与氮、氧、氟原子连接，所以不能形成分子内或者分子间氢键，故答案为：不能；氢原子没有直接与氮、氧、氟原子连接，故不能形成分子内或者分子间氢键；
【小问3详解】
同主族元素的性质相似，由硫元素可以形成二氧化硫和三氧化硫两种氧化物可知，硒元素能形成两种常见的氧化物为二氧化硒、三氧化硒，故答案为：、；
【小问4详解】
氧原子的原子半径小于氮原子，氢氧键的键长小于氮氢键，氧元素的电负性大于氮元素，氢氧键的键能大于氮氢键，所以氨气比水更易分解，故答案为：H-N键的键长大于H-O键的键长，键能N-H小于O-H，故氨气比水更易分解。
20. 钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”。一种制备金属钛的工艺流程如下所示：
（1）在高温、惰性气氛中用镁还原四氯化钛(TiCl4)是得到金属钛主要方法之一，试写出该还原过程的反应方程式___________。
（2）已知TiCl4在通常情况下是无色液体，熔点为-37℃，沸点为136℃，结构与CCl4相似。试预测CCl4的沸点___________136℃(填“>”“<”或“=”)并阐述推测理由___________。
（3）纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化作用的一个实例如下所示：
化合物乙的沸点明显高于化合物甲，主要原因为___________。
（4）硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，该阳离子的结构片段如图所示。该阳离子中Ti与O的原子数之比为___________。
（5）TiO2在自然界中有三种同素异形态，即金红石型、锐钛型和斜钛型三种，其中金红石型是三种变体中最稳定的一种，其晶胞如图所示，该晶体的密度为___________g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b、NA的代数式表示)。
【答案】（1）
（2） ①. < ②. 二者均为分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高
（3）乙分子间存在氢键
（4）1∶1 （5）
【解析】
【分析】钙钛矿加硫酸溶解过滤得到硫酸氧钛溶液，再经过水解过滤得到钛酸沉淀，焙烧分解得到TiO2，经过与C和Cl2发生的氧化还原反应得到TiCl4最后进一步得到钛单质。
【小问1详解】
在高温、惰性气氛中用镁还原四氯化钛(TiCl4)是得到金属钛的反应方程式：。
答案为：。
【小问2详解】
根据信息可判断TiCl4是分子晶体，CCl4与其结构一样也是分子晶体。TiCl4的相对分子质量大于CCl4，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高。
故答案为：＜；二者均为分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高。
【小问3详解】
乙分子中含有－NH2，分子间可形成氢键，使得沸点升高。
答案为乙分子间存在氢键。
【小问4详解】
该阳离子中每个Ti原子连接2个O原子、每个O原子连接2个Ti原子，则O、Ti原子个数之比为1:1。
答案为：1:1。
【小问5详解】
在晶胞中，一共有9个Ti，有8个位于顶点，被8个晶胞所共有；有1个位于晶胞内部，被1个晶胞所共有；则属于该晶胞的Ti有个；此晶胞中，一共有6个O，有4个位于面上，被2个晶胞所共有；有2个位于晶胞内部，被1个晶胞所共有；则属于该晶胞的O有个。可知该晶胞占有2个TiO2，该晶胞体积，根据，带入计算可得。
答案为：。