甘肃省张掖市高台县重点中学2022-2023学年高二下学期3月月考试题 化学 Word版含解析

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2023年春学期高二年级三月月考
化学试卷
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 Fe 56
一、选择题(共25小题，共50分，每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列能层中包含f能级的是
A. K层 B. L层 C. M层 D. N层
【答案】D
【解析】
【详解】A．K层包含1s能级，A错误；
B．L层包含2s和2p能级，B错误；
C．M层包含3s、3p、3d，C错误；
D．N层包含4s、4p、4d、4f能级，D正确；
故选D。
2. 图1和图2分别是1s电子的概率分布图和原子轨道图。下列有关认识正确的是

A. 图1中的每个小黑点表示1个电子
B. 图2表示1s电子只能在球体内出现
C. 图2表明1s轨道呈圆形，有无数对称轴
D. 图1中的小黑点是电子在原子核外出现的概率密度的形象描述
【答案】D
【解析】
【分析】电子云就是用小黑点的 疏密来表示电子出现概率大小的一种图形。
【详解】A．小黑点表示电子出现的几率，每个小黑点不表示1个电子，A错误；
B．在界面内出现该电子的几率大于90%，界面外出现该电子的几率不足10%，B错误；
C．1s轨道呈球形，C错误；
D．小黑点表示空间各电子出现的几率，即某一时刻电子在核外所处的位置，D正确；
故选D。
3. 下列说法中，正确的是
A. 处于最低能量的原子叫做基态原子
B. 表示能级有两个轨道
C. 同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D. 2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
【答案】A
【解析】
【详解】A．原子具有的能量越高越不稳定，化学上把处于最低能量的原子叫做基态原子，A正确；
B．3p能级有3个轨道，3p2 表示3p轨道上电子数为2，B错误；
C．能级符号相同，能层越大，电子能量越高,所以1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，C错误；
D．同一原子中，2p、3p、 4p能级的轨道数相等，都为3，D错误；
故选A。
4. 下列说法中错误的是
A. 水汽化和水分解两个变化过程中都破坏了共价键
B. 酸性强弱：三氟乙酸>三氯乙酸>乙酸
C. 基态碳原子核外有三种能量不同的电子
D. 测定晶体结构可利用X射线衍射实验
【答案】A
【解析】
【详解】A．水汽化过程破坏了氢键，氢键不是化学键；水分解过程中破坏了H-O共价键，A错误；
B．非金属性F>Cl>H，非金属性越强，对羧基中羟基氧共用电子对吸引能力越强，氢离子更容易电离出来，酸性越强，B正确；
C．基态碳原子核外子排布为1s22s22p2，1s、2s、2p能级上的电子能量不同，C正确；
D．测定晶体结构可利用X射线衍射实验，D正确；
故选A。
5. 下列化学用语使用正确的是
A. 基态C原子价电子排布图： B. 结构示意图：
C. 形成过程： D. 质量数为2的氢核素：
【答案】D
【解析】
【详解】A．基态C原子价电子排布图为： ，A错误；
B．结构示意图为：，B错误；
C．形成过程为：，C错误；
D．质量数为2的氢核素为：，D正确；
故答案为：D。
6. 下列组合中，属于含有极性键的非极性分子的是
A. 、、 B. 、、
C. 、、 D. 、、HCHO
【答案】A
【解析】
【详解】A．三种物质都含有极性键，结构对称，属于非极性分子，A项符合题意；
B．甲烷含有极性键，为正四面体结构，属于非极性分子，三氯甲烷含有极性键，为四面体结构，结构不对称，属于极性分子，三氟化硼是含有极性键的非极性分子，B项不符合题意；
C．三种物质都是只有非极性键的非极性分子，C项不符合题意；
D．只有氢气是非极性分子，D项不符合题意。
故选A。
7. 有机物H3CH=H—≡CH中标有“·”的碳原子的杂化方式依次为
A sp3、sp2、sp B. sp、sp2、sp3
C. sp2、sp、sp3 D. sp3、sp、sp2
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，如果价层电子对个数是4，则C原子采用sp3杂化，如果价层电子对个数是3，则C原子采用sp2杂化，如果价层电子对个数是2，则C原子采用sp杂化，
甲基上C原子含有4个σ键，则C原子采用sp3杂化，碳碳双键两端的C原子含有3个σ键，则C原子采用sp2杂化，碳碳三键两端的C原子含有2个σ键，则C原子采用sp杂化，
答案选A。
8. 下列说法正确的是
A. 124g含有的P—P键的个数为
B. 结构与过氧化氢相似，是直线形分子
C. 分子中σ键和π键数目比是4：1
D. 的空间结构是平面三角形
【答案】A
【解析】
【详解】A．124g P4的物质的量为1mol，1个P4分子含有6个P-P键，故1mol P4含有的P-P键的个数为6NA，A正确；
B．S2Cl2结构与过氧化氢相似，都不是直线形分子，B错误；
C．1个C2H4分子中，含有4个碳氢单键和1个碳碳双键，单键是σ键，1个双键含有1个σ键和1个π键，故C2H4分子中σ键和π键数目比是5:1，C错误；
D．SO2的中心原子价层电子对数为2+=3，采取sp2杂化，有1对孤电子，空间构型为V型，D错误；
故选A。
9. 下列说法正确的是
A. 可燃冰()中甲烷分子与水分子间形成了氢键
B. “X—H…Y”三原子不在一条直线上时，不可能形成氢键
C. Al原子核外电子有7种空间运动状态
D. 卤素单质的熔沸点均随着摩尔质量的增大而降低
【答案】C
【解析】
【详解】A．可燃冰中水分子间存在氢键，但CH4与H2O之间不存在氢键，A错误；
B．“X—H…Y”三原子不在一条直线上时，也可以形成氢键，如H2O分子之间的氢键，B错误；
C．Al核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，共有7个存在电子的轨道，电子有7种空间运动状态，故C正确；
D．卤素单质的熔沸点均随着摩尔质量的增大而增大，D错误；
故选C。
10. 己二酸是一种重要的化工原料，科学家在现有工业路线基础上，提出了一条“绿色”合成路线；

下列说法正确的是
A. 苯和环己烷分子中碳的杂化轨道类型均为sp2杂化
B. 环己醇分子含有1个手性碳原子
C. 环己醇的沸点比甲基环己烷()高，是因为环己醇形成分子间氢键
D. 己二酸分子中所含键个数与键个数之比为：11∶2
【答案】C
【解析】
【详解】A．环己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子，杂化轨道类型为sp3杂化，故A错误；
B．周围所连四个原子或原子团均不相同的为手性碳原子，环己醇中不含有手性碳原子，故B错误；
C．环己醇分子间可以形成氢键，故沸点比甲基环己烷高，故C正确；
D．所有的单键均为键，双键中含有一个键和一个键，故己二酸分子中所含键个数与键个数之比为：19∶2，故D错误；
故选C。
11. 基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s1 的元素所属的区、周期和族为
A. p 区、第五周期、第ⅠB 族 B. ds 区、第五周期、第Ⅷ族
C. d 区、第四周期、第ⅠB 族 D. ds 区、第五周期、第ⅠB 族
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由该原子电子排布式知，其最高能层为第5层，故位于第五周期，根据其价电子排布特点确定其位于ds区，对应族为IB，故答案选D。
12. 已知X、Y是短周期的两种元素，下表中由条件得出的结论一定正确的是
选项
条件
结论
A
若原子半径：
原子序数：
B
若常见化合物中Y显负价
元素的电负性：
C
若元素原子的价层电子数：
元素的最高正化合价：
D
若X、Y原子最外层电子数分别为1、7
元素的第一电离能：

A. A B. B C. C． D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A．若X、Y位于同周期时，原子半径X＞Y，则原子序数X＜Y；X、Y不同周期时，原子半径X＞Y时，原子序数X＞Y，A错误；
B．化合物XnYm中Y显负价，说明得电子能力：X＜Y，则电负性：X＜Y，B正确；
C．F元素的价电子数大于N的价电子数，但F没有正价，C错误；
D．若X、Y原子最外层电子数分别为1、7，X为K元素，Y为F元素时，K的原子半径大于F，则第一电离能K＜F，D错误；
答案选B。
13. 下列四种元素中，第一电离能由大到小顺序正确的是(　　)
①原子含有未成对电子最多的第2周期元素
②基态原子电子排布式为1s2的元素
③周期表中电负性最强元素
④原子最外层电子排布式为3s23p4的元素
A. ②③①④
B. ③①④②
C. ①③④②
D. 无法比较
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】①原子含有未成对电子最多的第2周期元素为N；②基态原子电子排布式为1s2的元素为He元素；③周期表中电负性最强的元素为F元素；④原子最外层电子排布式为3s23p4的元素为S元素；同周期自左至右元素的第一电离能呈增大趋势，第IIA和第VA族比相邻元素大；同主族从上到下元素的第一电离能减小，所以第一电离能由大到小的顺序是He＞F＞N＞S，即②＞③＞①＞④；
答案为A。
14. 下列过程中共价键被破坏的是（ ）
①碘升华 ②溴蒸气被木炭吸附 ③乙醇溶于水 ④HCl气体溶于水 ⑤冰融化 ⑥NH4Cl受热 ⑦氢氧化钠熔化 ⑧(NH4)2SO4溶于水
A. ①④⑥⑦ B. ③④⑥⑧
C. ①②④⑤ D. ④⑥
【答案】D
【解析】
【详解】①与②均是物理变化，无共价键被破坏，故①、②不符合题意；
③乙醇为非电解质，溶于水不发生电离，破坏的为分子间作用力，故③不符合题意；
④HCl为电解质，溶于水发生电离，H—Cl共价键被破坏，故④符合题意；
⑤冰属于分子晶体，融化时破坏的为分子间作用力，故⑤不符合题意；
⑥NH4Cl受热发生化学变化，生成NH3和HCl，N—H共价键被破坏，故⑥符合题意；
⑦氢氧化钠为离子化合物，熔化时发生电离，离子键被破坏，故⑦不符合题意；
⑧(NH4)2SO4为电解质，溶于水发生电离，离子键被破坏，故⑧不符合题意。
综上所述答案为D。
15. 下列叙述正确的是
A. 离子化合物中不可能存在非极性键
B. 非极性分子中不可能既含极性键又含有非极性键
C. 非极性分子中一定含有非极性键
D. 不同非金属元素的原子之间形成的化学键都是极性键
【答案】D
【解析】
【详解】A．过氧根离子的电子式为，其中含有非极性键，A错误；
B．CH2CH2、CH≡CH均为非极性分子，分子中C—H键为极性键、CC键和C≡C键均为非极性键，B项错误；
C．CO2、BF3、CCl4等是由极性键形成的非极性分子，C项错误；
D．不同非金属元素形成的共用电子对发生偏移，形成极性键，D项正确。
16. 含有手性碳原子的有机物具有光学活性。下列分子中，没有光学活性的是
A. 乳酸：
B. 甘油：
C. 脱氧核糖：
D. 核糖：
【答案】B
【解析】
【详解】A．乳酸：的中间碳连接了-CH3、H、-OH、-COOH等四个不同基团是手性碳原子，有光学活性，故A错误；
B．甘油：分子没有连接四个不同基团的碳原子，不存在手性碳原子，没有光学活性，故B正确；
C．脱氧核糖：从左数第二个碳原子连接-CH2OH、H、-OH、-CH2CHO等四个不同基团，是手性碳原子，有光学活性，故C错误；
D．核糖：从左数第二个碳原子、第三个碳原子、第四个碳原子均连接了四个不同基团，均是手性碳原子，有光学活性，故D错误；
故答案选B。
17. 下列对有关事实的解释正确的是

事实
解释
A
某些金属盐灼烧呈现不同焰色
电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同
B
与分子的空间构型不同
二者中心原子杂化轨道类型不同
C
HF的热稳定性比HCl强
HF分子间存在氢键
D
比在水中溶解度大
和是极性分子，是非极性分子

A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．金属的焰色反应是金属在加热时电子由低能轨道跃迁到高能轨道后，又从高能轨道向低能跃迁，释放出不同波长的光，故A错误；
B．与分子的空间构型不同，但是二者中心原子杂化轨道类型都是sp3杂化，故B错误；
C．HF的热稳定性比HCl强是因为F的非金属性强于Cl，H-F比H-Cl的键能大，故C错误；
D．是非极性分子，和是都极性分子，相似相溶，所以比在水中的溶解度大，故D正确；
故答案选D。
18. 下列现象与氢键有关的是
①NH3的熔、沸点比PH3的高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑤水分子高温下也很稳定
A. ①②③④⑤ B. ①②③④
C. ①②③ D. ①②
【答案】B
【解析】
【详解】①NH3分子间能形成氢键，所以NH3的熔、沸点比PH3的高，故选①；
②水分子与小分子的醇、羧酸可以形成分子间氢键，所以小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶，故选②；
③冰中水分子间形成的氢键数目多，水分子间的间空隙多，所以冰的密度比液态水的密度小，故选③；
④邻羟基苯甲酸易形成分之内氢键，对羟基苯甲酸易形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，故选④；
⑤水分子高温下也很稳定，与化学键的键能大有关，与氢键无关，故不选⑤；
与氢键有关的是①②③④，选B。
19. 下列由电子排布式或排布图所得的结论错误的是
选项
电子排布式
结论
A
1s22s22p2p2p
违背洪特规则
B
1s22s22p63s23p63d3
违背能量最低原理
C
N的电子排布图：
违背泡利原理
D
1s22s22p63s23p63d54s1
违背能量最低原理

A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．由1s22s22p2p2p可知，px轨道上有2个电子，而py、pz轨道上没有电子，根据洪特规则，原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同，这样整个原子的能量最低，A项违背了洪特规则，A项正确；
B．由构造原理可知，从第三能层开始各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，E3p＜E4s＜E3d，根据能量最低原理，正确的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d14s2。B项违背了能量最低原理，B项正确；
C．根据泡利不相容原理，每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子，题中N的电子排布图违背了这一原理，C项正确；
D．当能量相同的原子轨道在全充满、半满和全空的状态时，体系的能量最低，1s22s22p63s23p63d54s1为半充满状态，此时能量最低，符合能量最低原理，D项错误；
答案选D。
20. 下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－1)。关于元素R的判断中一定正确的是

I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500


①R的最高正价为＋3价 ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族 ③R元素第一电离能大于同周期相邻元素 ④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】
【详解】从表中所给短周期元素R原子的第一至第四电离能可以看出，元素的第一、第二电离能都较小，可失去2个电子，最高化合价为+2价，即最外层应有2个电子，应为第IIA族元素；
①．最外层应有2个电子，所以R的最高正价为+2价，故①错误；
②．最外层应有2个电子，所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族，故②正确；
③．同周期第ⅡA族核外电子排布式为ns2，达稳定结构，所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素，故③正确；
④．R元素可能是Mg或Be，故④错误；
答案选B。
21. X、Y为第三周期元素，Y最高正价与最低负价的代数和为6，二者形成的一种化合物能以的形式存在。下列说法错误的是
A. 最高价氧化物水化物的酸性：
B. 简单氢化物的还原性：
C. 同周期元素形成的单质中Y氧化性最强
D. 同周期中第一电离能小于X的元素有4种
【答案】D
【解析】
【分析】Y位于第三周期，且最高正价与最低负价的代数和为6，则Y是Cl元素，由X、Y形成的阴离子和阳离子知，X与Y容易形成共价键，根据化合物的形式知X是P元素。
【详解】A．P与Cl在同一周期，Cl的非金属性比P强，最高价氧化物对应水化物的酸性HClO4>H3PO4，故A正确；
B．两者对应的简单氢化物分别是PH3和HCl，半径是P3->Cl-，所以PH3的失电子能力强，还原性强，即X>Y，故B正确；
C．同周期元素从左往右，金属性减弱，非金属性增强，各元素对应的金属单质还原性减弱，非金属单质的氧化性增强，所以Cl2的氧化性最强，故C正确；
D．同一周期，从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，但IIA>IIIA，VA>VIA，所以第三周期第一电离能从小到大依次为Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl，所以同周期中第一电离能小于P的元素有5种，故D错误；
故答案选D。
22. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是
A. 原子半径：
B. W与X只能形成一种化合物
C. Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D. W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
【答案】D
【解析】
【分析】W．X、Y、Z为原子序数依次增大短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍，则分析知，Z的最外层电子数为偶数，W和X的单质常温下均为气体，则推知W和X为非金属元素，所以可判断W为H元素，X为N元素，Z的最外层电子数为1+5=6，Y的最外层电子数为=3，则Y为Al元素，Z为S元素，据此结合元素及其化合物的结构与性质分析解答。
【详解】根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y为Al元素，Z为S元素，则
A．电子层数越多的元素原子半径越大，同周期元素原子半径依次减小，则原子半径：Y(Al)＞Z(S)＞X(N)＞W(H)，A错误；
B．W为H元素，X为N元素，两者可形成NH3和N2H4，B错误；
C．Y为Al元素，其氧化物为两性氧化物，可与强酸、强碱反应，C错误；
D．W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS，两者既含有离子键又含有共价键，D正确。
故选D。
23. 我国嫦娥五号探测器带回的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，下列结论正确的是
A. 原子半径大小顺序
B. 化合物XW中的化学键为离子键
C. Y单质的导电性能弱于Z单质的
D. Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
【答案】B
【解析】
【分析】由短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15， X、Y、Z为同周期相邻元素，可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素，又因X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族，故W一定不是第ⅢA族元素，即W一定是第ⅥA族元素，进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si，据此答题。
【详解】A．O原子有两层，Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大，故原子半径大小顺序为Mg＞Al＞Si＞O，即，A错误；
B．化合物XW即MgO为离子化合物，其中的化学键为离子键，B正确；
C．Y单质为铝单质，铝属于导体，导电性很强，Z单质为硅，为半导体，半导体导电性介于导体和绝缘体之间，故Y单质的导电性能强于Z单质的，C错误；
D．Z的氧化物的水化物为硅酸，硅酸酸性弱于碳酸，D错误；
故选B。
24. X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素，X和Z同主族，Y、Z、W、R同周期，W的简单氢化物可用作制冷剂。它们组成的某种化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是

A. Z可以形成互为同素异形体的不同单质
B. 简单离子半径：
C. R单质在空气中点燃主要生成
D. 能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了其漂白性
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素，W的简单氢化物可用作制冷剂，该氢化物为氨气，则W为N元素，由图示物质结构可知，X形成6个共价键，说明X为S元素，X和Z同主族，则Z为O元素；Y、Z、W、R同周期，均为第二周期元素，Y形成1个共价单键，R形成+1价阳离子，则Y为F元素，R为Li元素，以此分析解答。
【详解】根据分析可知，X为S，Y为F，Z为O，W为N，R为Li元素。
A．Z的单质有氧气和臭氧，二者互为同素异形体，故A正确；
B．Li+只有1个电子层，N3-、O2-、F-均有2个电子层，且电子排布完全相同，随着核电荷数的增加，简单离子半径逐渐减小，则简单离子半径Li+＜F-＜O2-＜N3-，即R＜Y＜Z＜W，故B错误；
C．锂的活泼性较弱，金属锂在空气中燃烧生成Li2O，故C错误；
D．XZ2为SO2，SO2与NaOH反应使溶液碱性减弱，从而使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，SO2体现了酸性氧化物的性质，与漂白性无关，故D错误；
故选A。
25. 高温下，超氧化钾晶体呈立方体结构。如图为超氧化钾晶体的一个晶胞晶体中最小的重复单元则有关下列说法正确的是

A. 中只存在离子键
B. 晶体中，所有原子之间都是以离子键结合
C. 晶体中与每个距离最近的有6个
D. 超氧化钾化学式为，每个晶胞含有1个和1个
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A. K+离子与O2-离子形成离子键，O2-离子中O原子间形成共价键，故A错误；
B. O2-离子中O原子间形成共价键，故B错误；
C. 由晶胞图可知，以晶胞上方面心的K+离子为研究对象，其平面上与其距离最近的O2-有4，上方和下方各有一个，共有6个，故C正确；
D. K+离子位于顶点和面心，数目为，O2-离子位于棱心和体心，数目为，即每个晶胞中含有4个K+和4个O2-，该晶体中阴阳离子个数之比为1：1，超氧化钾化学式为KO2，故D错误；
答案选C。
二、填空题(共3小题，共50分)
26. X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大，其相关信息如下表：
元素
相关信息
X
原子核外有6种不同运动状态的电子
Y
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
Z
原子半径在同周期元素中最大
M
逐级电离能(kJ∙mol-1)依次为578、1817、2745、11575、14830、18376
Q
基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
R
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
请用化学用语填空：
（1）X元素位于元素周期表第_______周期_______族；R是_______区的元素。
（2）请写出Q元素基态原子的简化电子排布式：_______。
（3）X、Y、Z、M四种元素的原子半径由小到大的顺序是_______(用元素符号表示)。
（4）R元素可形成R2+和R3+，其中较稳定的是R3+，原因是_______。
（5）含Z元素的物质焰色试验呈_______色。
（6）M元素原子的逐级电离能越来越大的原因是_______。
（7）与M元素成“对角线规则”关系的某短周期元素T的最高价氧化物的水化物具有两性，写出该两性物质与Z元素的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式：_______；已知T元素和Q元素的电负性分别为1.5和3.0，则它们形成的化合物是_______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
【答案】（1） ①. 2 ②. IVA族 ③. d
（2）
（3）
（4）Fe3+的价层电子排布为3d5，d能级处于半充满状态，能量低更稳定
（5）黄 （6）随着电子逐个失去，阳离子所带正电荷越来越多，再失去1个电子需克服的电性引力也越来越大，消耗的能量越来越多
（7） ①. ②. 共价化合物
【解析】
【分析】X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大；X原子核外有6种不同运动状态的电子，则X为C；Y的基态原子中s电子总数与p电子总数相等，则其核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2，即Y为O或Mg；M的第四电离能远远大于第三电离能，说明M易形成+3价化合物，故M为Al；原子序数：M＞Z＞Y，且Z的原子半径在同周期元素中最大，则Z为Na，Y为O；R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，则R的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，R为Fe；Q的基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，说明其最外层p轨道上共有5个电子，则其最外层电子排布式为ns2np5，由于Q的原子序数小于R（Fe），故Q为Cl；综上所述，X为C，Y为O，Z为Na，M为Al，Q为Cl，R为Fe。
【小问1详解】
由分析可知，X为C，其位于元素周期表第2周期IVA族；R为Fe，是d区元素。
【小问2详解】
由分析可知，Q为Cl，其基态原子的简化电子排布式为[Ne]3s23p5。
【小问3详解】
由分析可知，X为C，Y为O，Z为Na，M为Al，这四种元素的原子半径由小到大的顺序是O＜C＜Al＜Na。
【小问4详解】
由分析可知，R为Fe，其价电子排布式为3d64s2，则Fe3+的价层电子排布为3d5，d能级处于半充满状态，能量低更稳定。
【小问5详解】
由分析可知，Z为Na，含Na元素的物质焰色试验呈黄色。
【小问6详解】
由分析可知，M为Al，随着电子逐个失去，阳离子所带正电荷越来越多，再失去1个电子需克服的电性引力也越来越大，消耗的能量越来越多，所以Al元素原子的逐级电离能越来越大。
【小问7详解】
由分析可知，M为Al，Z为Na，Q为Cl；与Al元素成“对角线规则”关系的某短周期元素T是Be，其最高价氧化物的水化物Be(OH)2与Na的最高价氧化物的水化物NaOH反应的化学方程式为Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O；Be元素和Cl元素的电负性分别为1.5和3.0，则它们形成的化合物是共价化合物。
27. 原子序数小于36的X、Y、Z、W、J、G六种元素，原子序数依次增大，其中X元素的原子在所有原子中半径最小，Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，J元素原子核外的3p能级有两个电子，G元素原子核外有6个未成对电子(用元素符号或化学式表示)。
（1）写出G元素的基态原子的价电子排布式_______；分子中σ键与π键数目之比为_______。
（2）Y、Z、W三种元素第一电离能由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。
（3）在水中的溶解度较大，可能的原因有_______、_______。(写出两个即可)
（4）判断J与W形成的化合物JW2是晶体还是非晶体，最科学的办法是_______；XYZ分子中Y原子轨道的杂化类型为_______。
（5）G元素有δ、γ、α三种同素异形体，晶胞结构如图所示。三种晶体的晶胞中所含有的G原子数之比为_______。

【答案】（1） ①. 3d54s1 ②. 3∶2
（2）N>O>C （3） ①. NH3能与水反应 ②. NH3与水都是极性分子
（4） ①. X-射线衍射法 ②. sp杂化
（5）2∶4∶1
【解析】
【分析】X元素的原子在所有原子中半径最小，X为H；Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，即1s22s22p2，Y为C；W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍，W为O；X、Y、Z、W、J、G六种元素，原子序数依次增大，则Z为N；J元素原子核外的3p能级有两个电子，即1s22s22p63s23p2，J为Si；G元素原子核外有6个未成对电子，即1s22s22p63s23p63d54s1，G为Cr，据此解答。
【小问1详解】
由分析可知，G为Cr，则其基态原子的价电子排布式为3d54s1；Y2X2分子为C2H2即乙炔，结构式为H-C≡C-H，则分子中含3个σ键、2个π键，σ键与π键的数目之比为：3：2，故答案为：3d54s1；3：2；
【小问2详解】
Y、Z、W分别为C、N、O，同周期自左而右，第一电离能呈增大趋势，但氮元素的2p能级为半满稳定状态，能量低，第一电离能高于同周期相邻元素第一电离能，所以第一电离能N＞O＞C，故答案为：N＞O＞C；
【小问3详解】
化合物ZX3的化学式为NH3，则NH3在水中的溶解度较大的原因有：NH3和H2O极性接近，依据相似相溶原理可知，氨气在水中的溶解度大；氨分子和水分子间可以形成氢键，大大增强溶解能力；部分氨气与水反应，降低了NH3浓度，使溶解量增大；
【小问4详解】
晶体还是非晶体，最科学的办法是X-射线衍射法；XYZ分子是HCN，属于直线形分子，因此其中C原子轨道的杂化类型为sp杂化；
【小问5详解】
G为Cr，利用均摊法，δ晶胞中Cr原子个数为：1+8×=2，γ晶胞中Cr原子个数为：8×+6×=4，α晶胞中Cr原子个数为：8×=1，则三种晶体的晶胞中所含有的Cr原子数之比为：2：4：1，故答案为：2：4：1。
28. 具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点，的合成及应用一直是科学研究的重要课题。
（1）以、合成，Fe是常用的催化剂。遇酸能转化成铵盐。
①中N原子的杂化类型为_______；VSEPR模型为_______。
②实际生产中采用铁的氧化物、FeO，使用前用和的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下：

图1晶胞的棱长为a pm()，代表阿伏伽德罗常数，则其密度_______。
（2）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用“”表示，与之相反的用“”表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的氮原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为_______。
（3）铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有、、CaO、MgO、等氧化物中的几种。
①第四周期ds区元素中，与基态Cr原子最外层电子数目相同的元素的元素符号为_______。
②上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素有_______(填元素符号)
（4）我国科研人员研制出了M-LiH(M为Fe、Mn等金属)等催化剂，使得合成氨工业的温度，压强分别降到了350℃、1 MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
①基态Mn原子未成对的电子数为_______。
②第三电离能_______(填“>”或“”或“＜”)。

【答案】（1） ①. sp3 ②. 正四面体形 ③.
（2）或
（3） ①. Cu ②. Al、O
（4） ①. 5 ②. < ③. 价电子排布为，易失去一个电子形成比较稳定的半满状态，而的价电子排布式为，处于较稳定的半充满状态，所以难失去
（5） ①. 极性 ②. >
【解析】
【小问1详解】
①NH的中心原子N原子的价层电子对数为，为sp3杂化，VSEPR模型为正四面体形；
②根据“均摊法”，晶胞中含个Fe，则晶体密度为；
【小问2详解】
基态的氮原子价电子排布式为2s22p3，根据泡利原理和洪特规则，2s的两个电子自选相反，自旋量子数代数和为0，2p的3个电子自旋相同，故其价电子自旋磁量子数的代数和为或；
【小问3详解】
①基态Cr原子价电子排布为3d54s1，Cr最外层电子数为1，第四周期ds区元素中，与基态Cr原子最外层电子数目相同的元素的元素符号为Cu。
②上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素有Al、O；
【小问4详解】
①基态Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2，基态Mn原子未成对的电子数为5。
②价电子排布为，易失去一个电子形成比较稳定的半满状态，而的价电子排布式为，处于较稳定的半充满状态，所以难失去，故第三电离能。