题目内容
【题目】(1)与CO互为等电子体的分子和离子分别为______和______。
(2)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况，试判断哪些违反了泡利原理__________，哪些违反了洪特规则__________。
(3)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为__________；其最高价氧化物对应水化物的化学式是__________。
(4)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序排列。
①2s ②3d ③4s ④3s ⑤4p ⑥3p
轨道能量由低到高排列顺序是__________。
【答案】 N2 C22- 或 CN- ③ ②④⑥ 1s22s22p63s23p4 H2SO4 ①④⑥③②⑤
【解析】分析：(1)原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体；
(2)泡利原理是指在一个原子轨道中，最多只能容纳2个电子，并且这两个电子的自旋方向相反。洪特规则是指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1个轨道，并且自旋方向相同。
(3)根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子，根据能量最低原理分析其基态原子核外电子排；
(4)相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd；形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s……。
详解：(1)原子数和价电子数分别都相等的互为等电子体，则与CO互为等电子体的分子和离子分别为N2、C22-或CN-。
(2)在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，称为泡利不相容原理，所以违反泡利不相容原理的有③；当电子排布在同一个能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是单独优先占据一个轨道，而且自旋状态相同，称为洪特规则，所以违反洪特规则的有②④⑥；
(3)根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子，为S元素；根据能量最低原理，其基态原子核外电子排是1s22s22p63s23p4；S元素最外层有6个电子，所以最高价是+6价，最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4；
(4)相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd；形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s……，因此多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序是①④⑥③②⑤。
【题目】CO2的利用是国际社会普遍关注的问题。
（1）CO2的电子式是__________
（2）CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇，但若反应温度过高，乙二醇会深度加氢生成乙醇。
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
I. 
II.EC加氢能生成乙二醇与甲醇。
①步骤II的热化学方程式是__________；
②研究反应温度对EC加氢的影响(反应时间均为4小时)，实验数据见下表:
反应温度/℃ | EC转化率/ % | 产率/% | |
乙二醇 | 甲醇 | ||
160 | 23.8 | 23.2 | 12.9 |
180 | 62.1 | 60.9 | 31.5 |
200 | 99.9 | 94.7 | 62.3 |
220 | 99.9 | 92.4 | 46.1 |
由上表可知，温度越高，EC的转化率越高，原因是__________。温度升高到220℃时，乙二醇的产率反而降低，原因是__________
（3）用稀硫酸作电解质溶液，电解CO2可制取甲醇，装置如下图所示，电极 a 接电源的__________极(填“正”或“负”)，生成甲醇的电极反应式是__________
（4）CO2较稳定、能量低。为实现CO2的高效使用，下列研究方向合理的是__________(填序号)。
a.降低CO2参与反应的速率和比例
b.利用电能、光能或热能预先活化CO2分子
c.选择高效的催化剂降低反应条件
