- 电离能
- 共448题
根据下列五种元素的电离能数据（单位：kJ/mol），回答下列问题．
（1）在周期表中，最可能处于同一族的是______．
A．Q和R B．S和T C．T和U D．R和T E．R和U
（2）电解它们的熔融氯化物，以下过程最可能正确的是______．
A．Q2++2e-→Q B．R2++2e-→R
C．S3++3e-→S D．T3++3e-→T
（3）它们的氯化物的化学式，最可能正确的是______．
A．QCl2 B．RCl C．SCl3 D．TCl
（4）S元素最可能是______．
A．S区元素 B．稀有气体元素 C．p区元素 D．准金属
（5）下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是______．
A．氦（1s2） B．铍（1s22s2） C．锂（1s22s1） D．氢（1s1）
正确答案
解：根据元素电离能知，Q元素第一电离能到第四电离能之间相差不大，且其第一电离能较大，所以Q可能是稀有气体元素；
R第一电离能和第二电离能相差较大，则R为第IA族元素；
S元素第二电离能和第三电离能相差较大，则S为第IIA族元素；
T元素第三电离能和第四电离能相差较大，则T元素为第IIIA族元素；
U元素第一电离能和第二电离能相差较大，则U为第IA族元素，
（1）这几种元素中，电离能变化趋势相似的是R和U，是在周期表中，最可能处于同一族的是R和U，故选E（2）Q可能是稀有气体、R为第IA族元素、S为第IIA族元素、T为第IIIA族元素，主族元素中，元素最高化合价与其族序数相等，但O、F元素除外，所以T元素常见化合价为+3价，则电解它们的熔融氯化物，以下过程最可能正确的是 D，故选D；
（3）Q为稀有气体，不易形成化合物，R、S、T在氯化物中的化合价分别是+1、+2、+3价，所以它们的氯化物的化学式，最可能正确的是RCl，故选B；
（4）S元素的第一、第二电离能较小，所以最可能是S区元素，故选A；
（5）Q元素第一电离能到第四电离能之间相差不大，且其第一电离能较大，所以Q可能是稀有气体元素，化学性质和物理性质最像Q元素的是A，故选A．
解析
解：根据元素电离能知，Q元素第一电离能到第四电离能之间相差不大，且其第一电离能较大，所以Q可能是稀有气体元素；
R第一电离能和第二电离能相差较大，则R为第IA族元素；
S元素第二电离能和第三电离能相差较大，则S为第IIA族元素；
T元素第三电离能和第四电离能相差较大，则T元素为第IIIA族元素；
U元素第一电离能和第二电离能相差较大，则U为第IA族元素，
（1）这几种元素中，电离能变化趋势相似的是R和U，是在周期表中，最可能处于同一族的是R和U，故选E（2）Q可能是稀有气体、R为第IA族元素、S为第IIA族元素、T为第IIIA族元素，主族元素中，元素最高化合价与其族序数相等，但O、F元素除外，所以T元素常见化合价为+3价，则电解它们的熔融氯化物，以下过程最可能正确的是 D，故选D；
（3）Q为稀有气体，不易形成化合物，R、S、T在氯化物中的化合价分别是+1、+2、+3价，所以它们的氯化物的化学式，最可能正确的是RCl，故选B；
（4）S元素的第一、第二电离能较小，所以最可能是S区元素，故选A；
（5）Q元素第一电离能到第四电离能之间相差不大，且其第一电离能较大，所以Q可能是稀有气体元素，化学性质和物理性质最像Q元素的是A，故选A．
（1）在铜催化作用下F2和过量NH3反应得到NF3，其构型为三角锥形，沸点-129℃，则NF3属于______晶体．
（2）氢叠氮酸（HN3）是一种弱酸，它的酸性类似于醋酸，微弱电离出H+和N3-．
①与N3-互为等电子体的分子有：______（举1例），由此可推知N3-的空间构型是______．
②叠氮化物、氰化物能与Fe3+及Cu2+及Co3+等形成络合物，如：[Co（N3）（NH3）5]SO4、Fe（CN）64-．写出钴原子在基态时的价电子排布图：______；[Co（N3）（NH3）5]SO4中钴的配位数为______； CN-中C原子的杂化类型是______．
（3）由叠氮化钠（NaN3）热分解可得纯N2：2NaN3（s）=2Na（l）+3N2（g），有关说法正确的是______ （选填序号）
A．第一电离能（I1）：N＞P＞S
B．NaN3与KN3结构类似，前者晶格能较小
C．钠晶胞结构如图，该晶胞分摊2个钠原子
D．氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性大
（4）化学式为Pt（NH3）2Cl2的化合物有两种异构体，其中一种异构体可溶于水，该种异构体的结构可用示意图表示为______．
正确答案
分子
N2O
直线形
3d74s2
6
sp杂化
AC
解析
解：（1）NF3的沸点较低，所以是分子晶体，故答案为：分子；
（2）①N3-含有三个原子22个电子，与其等电子体的分子有N2O或CO2或CS2或BeCl2，N3-与CO2是等电子体，具有相同的价电子数，它们具有相似的化学结构，二氧化碳是直线型分子，所以N3-的空间构型是直线型．
故答案为：N2O或CO2或CS2或BeCl2；直线；
②钴是37号元素，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，所以其原子在基态时的价电子排布式为3d74s2； 其配位数是1+5=6；CN-中价层电子对数=1+
（3）A、第一电离能（I1）：N＞P＞S，故A正确；
B、相同电荷时，晶格能与离子的半径成反比，离子半径越大，晶格能越小，钠离子的离子半径小于钾离子的离子半径，所以NaN3的晶格能大于KN3的晶格能，故B错误；
C、钠晶胞中原子数为1+8×
D、氮气分子中含有氮氮三键，键能较大，所以性质稳定，故D错误；
故答案为：AC；
（4）根据物质的相似相溶原理，极性溶质极易溶于极性溶剂，水是极性溶剂，所以此种化合物是极性溶质，其异构体的结构可用示意图表示为：
碳的多样性体现了物质世界的多样性．
（1）C、Si、N三种元素的电负性由大到小的顺序为______．
（2）2010年诺贝尔物理学奖所指向的是碳的又一张奇妙面孔；人类已知的最薄材料--石墨烯．
①下列说法中，正确的是______．（填标号）
A．碳各种单质的晶体类型相同 B．石墨烯含有非极性键
C．从石墨剥离得到石墨烯需要破坏化学键 D．石墨烯具有导电性
②石墨烯中，每个碳原子通过______杂化与周围碳原子成键，12g石墨烯含σ键数约为______．
③化学气相沉积法是获得石墨烯的有效方法之一，催化剂可以用金、铜等金属．根据下表数据，铜的第一电离能 （I1） 小于锌的第一电离能，试解释铜的第二电离能（I2）却大于锌的第二电离能的主要原因______．
（3）CO与N2相似，分子中都存在一个共价叁键，CO分子中含______个π键．分析下表中的有关数据，说明CO 的化学性质比N2活泼的原因：______．
正确答案
解：（1）同一周期元素，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，同一主族元素，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以这三种元素第一电离能大小顺序是N＞C＞Si，
故答案为：N＞C＞Si；
（2）①A．碳各种单质的晶体类型相同，如金刚石属于原子晶体，足球烯属于分子晶体，故A错误；
B．石墨烯中碳原子间含有非极性键，故B正确；
C．石墨中层与层间存在分子间作用力，所以从石墨剥离得到石墨烯需要破坏分子间作用力，故C错误；
D．石墨烯中含有自由移动的电子，所以具有导电性，故D正确；
故选B、D；
②石墨烯中每个碳原子价层电子对个数是3，所以碳原子采用sp2杂化，每个碳原子平均含有1.5个σ键，所以12g石墨烯含σ键数约为1.5NA（或9.03×1023），
故答案为：sp2；1.5NA（或9.03×1023）；
③轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，所以气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+，能量较低，所以Cu的第二电离能相对较大（或气态Zn失去一个电子变成结构为[Ar]3d104s1的Zn+，易再失去一个电子，所以Zn的第二电离能相对较小），
故答案为：气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+，能量较低，所以Cu的第二电离能相对较大（或气态Zn失去一个电子变成结构为[Ar]3d104s1的Zn+，易再失去一个电子，所以Zn的第二电离能相对较小）；
（3）根据氮气分子结构知，一个CO分子中含有2个π键，根据表中键能知，断裂一个π键所需的能量，CO比N2小很多，所以一氧化碳比氮气活泼，
故答案为：2；断裂一个π键所需的能量，CO比N2小很多．
解析
解：（1）同一周期元素，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，同一主族元素，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以这三种元素第一电离能大小顺序是N＞C＞Si，
故答案为：N＞C＞Si；
（2）①A．碳各种单质的晶体类型相同，如金刚石属于原子晶体，足球烯属于分子晶体，故A错误；
B．石墨烯中碳原子间含有非极性键，故B正确；
C．石墨中层与层间存在分子间作用力，所以从石墨剥离得到石墨烯需要破坏分子间作用力，故C错误；
D．石墨烯中含有自由移动的电子，所以具有导电性，故D正确；
故选B、D；
②石墨烯中每个碳原子价层电子对个数是3，所以碳原子采用sp2杂化，每个碳原子平均含有1.5个σ键，所以12g石墨烯含σ键数约为1.5NA（或9.03×1023），
故答案为：sp2；1.5NA（或9.03×1023）；
③轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，所以气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+，能量较低，所以Cu的第二电离能相对较大（或气态Zn失去一个电子变成结构为[Ar]3d104s1的Zn+，易再失去一个电子，所以Zn的第二电离能相对较小），
故答案为：气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+，能量较低，所以Cu的第二电离能相对较大（或气态Zn失去一个电子变成结构为[Ar]3d104s1的Zn+，易再失去一个电子，所以Zn的第二电离能相对较小）；
（3）根据氮气分子结构知，一个CO分子中含有2个π键，根据表中键能知，断裂一个π键所需的能量，CO比N2小很多，所以一氧化碳比氮气活泼，
故答案为：2；断裂一个π键所需的能量，CO比N2小很多．
氮、磷、硫的化合物种类繁多，应用广泛．
（1）工业中可用POF3合成杀虫农药，组成该物质的三种元素的电负性由大到小的顺序是______．
（2）普鲁士蓝的化学式是KFe[Fe（CN）6]，该物质中含有的Fe2+的核外电子排布式为______，存在的化学键有离子键、______和______．
（3）KCN可被H2O2氧化为KOCN
①KOCN可作为制药原料，其晶体类型是______；碳原子采取sp杂化，1mol该物质中含有的π键数目为______．
②H2O2常温下是液体，沸点较高（150℃），其主要原因是______．
（4）SO3和O3的混合气体经光解作用，可生成一种结构如图所示的物质，该物质中S原子的轨道杂化方式是______，该分子属于______分子 （填“极性”、“非极性”）．
正确答案
解：（1）根据非金属性越强电负性越强，非金属性F＞O＞P，所以电负性由大到小的顺序是F、O、P，故答案为：F、O、P；
（2）铁是26号元素，铁原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变成亚铁离子，Fe2+在基态时，核外电子排布式为：[Ar]3d6，当中心原子有空轨道，配离子含有孤对电子时，能形成配位键；非金属原子间能形成共价键，所以KFe[Fe（CN）6]含有离子键、共价键、配位键，
故答案为：[Ar]3d6；共价键、配位键；
（3）①KOCN是由活泼金属和非金属构成的属于离子晶体，C能形成的4个共价键，已知其杂化方式为sp杂化，说明含有2个δ键即有2个价层电子对，另外的2个共价键为π键，所以1mol该物质中含有的π键数目为2NA，
故答案为：2NA；
②H2O2分子之间存在氢键，使其沸点较高，故答案为：H2O2分子之间存在氢键；
（4）由图可知S形成了4个共价键，即含有4个价层电子对，所以S原子的轨道杂化方式是sp3杂化；由于分子结构空间结构不对称，是极性分子，
故答案为：sp3杂化；极性；
解析
解：（1）根据非金属性越强电负性越强，非金属性F＞O＞P，所以电负性由大到小的顺序是F、O、P，故答案为：F、O、P；
（2）铁是26号元素，铁原子核外有26个电子，铁原子失去2个电子变成亚铁离子，Fe2+在基态时，核外电子排布式为：[Ar]3d6，当中心原子有空轨道，配离子含有孤对电子时，能形成配位键；非金属原子间能形成共价键，所以KFe[Fe（CN）6]含有离子键、共价键、配位键，
故答案为：[Ar]3d6；共价键、配位键；
（3）①KOCN是由活泼金属和非金属构成的属于离子晶体，C能形成的4个共价键，已知其杂化方式为sp杂化，说明含有2个δ键即有2个价层电子对，另外的2个共价键为π键，所以1mol该物质中含有的π键数目为2NA，
故答案为：2NA；
②H2O2分子之间存在氢键，使其沸点较高，故答案为：H2O2分子之间存在氢键；
（4）由图可知S形成了4个共价键，即含有4个价层电子对，所以S原子的轨道杂化方式是sp3杂化；由于分子结构空间结构不对称，是极性分子，
故答案为：sp3杂化；极性；
氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料．以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如图所示：
请回答下列问题：
（1）由B2O3制备BN的化学方程式是______；
（2）B和N相比，电负性较大的是______，BN中B元素的化合价为______；
（3）在BF3分子中，F-B-F的键角是______，B原子的杂化轨道类型为______；
（4）BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF
（5）六方氮化硼与石墨相似，层内B原子与N原子之间的化学键为______，N原子L层的P电子比S电子多______个．
（6）写出CaF2的电子式：______．
正确答案
解（1）由工艺流程可知，B2O3与NH3反应生成BN，根据原子守恒可知，还有水生成，反应方程式为：B2O3+2NH3
故答案为：B2O3+2NH3
（2）同周期从左到右电负性依次增强，所以电负性N＞B；B第ⅢA族元素，为+3价；
故答案为：N；+3；
（3）BF3分子的中心原子B原子上含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数=
故答案为：120°；sp2杂化；
（4）BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-中B原子的价层电子对=4+
（5）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键，氮原子的外围电子排布为1s22s22p3；所以N原子L层的P电子比S电子多4-3=1，故答案为：共价键；1；
（6）氟化钙为离子化合物，钙离子直接用离子符号Ca2+表示，氟离子需要标出其最外层电子及所带电荷，两个氟离子需要先在钙离子的两边，氟化钙的电子式为：
解析
解（1）由工艺流程可知，B2O3与NH3反应生成BN，根据原子守恒可知，还有水生成，反应方程式为：B2O3+2NH3
故答案为：B2O3+2NH3
（2）同周期从左到右电负性依次增强，所以电负性N＞B；B第ⅢA族元素，为+3价；
故答案为：N；+3；
（3）BF3分子的中心原子B原子上含有3个σ 键，中心原子上的孤电子对数=
故答案为：120°；sp2杂化；
（4）BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4-中B原子的价层电子对=4+
（5）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为共价键，氮原子的外围电子排布为1s22s22p3；所以N原子L层的P电子比S电子多4-3=1，故答案为：共价键；1；
（6）氟化钙为离子化合物，钙离子直接用离子符号Ca2+表示，氟离子需要标出其最外层电子及所带电荷，两个氟离子需要先在钙离子的两边，氟化钙的电子式为：
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