- 电离能
- 共448题
电离能是指气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量，常用符号I表示．I1表示第一电离能，I2表示第二电离能，依此类推．现有5种元素，A、B、C、D、E，其中有三种金属元素，一种稀有气体元素，其I1～I3分别如下表．根据表中的数据判断其中的金属元素有______，稀有气体元素有______，最活泼的金属是______，显二价的金属是______．
正确答案
BCD
E
B
D
解析
解：由题意知，电离能越小，失电子越容易，该元素金属性越强，因为 B、C、D的电离能较小，所以B、C、D是金属；
E的第一、第二、第三电离能都比较大，所以是稀有气体；
第一电离能最小的是B，所以其金属性最强；
D元素的第一电离能和第二电离能差比第三电离能和第二电离能的差小很多，所以显二价的金属是D，
故答案为：BCD；E；B；D．
卤族元素包括F、Cl、Br等．
（1）下面曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是______．
（2）利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，如图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为______，该功能陶瓷的化学式为______．
（3）BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为______和______．第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有______种．
（4）若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物中提供孤对电子的原子是______．
正确答案
解：（1）a．同一主族中，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以从氟到溴，其电负性逐渐减小，故正确；
b．氟元素没有正化合价，第VIIA族氯、溴元素的最高化合价数值等于其族序数，故错误；
c．第VIIA族元素氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而增大，但HF分子间能形成氢键，氢键属于特殊的分子间作用力，强度大于分子间作用力，沸点最高，故错误；
d．由于卤族元素的单质均属于分子晶体，随相对分子质量增大范德华力增大，因而沸点逐渐升高，故错误；
故选a；
（2）B的原子半径比N大，因而结构示意图中大球代表B原子，B原子个数=8×
=2，该晶胞中N原子和B原子个数之比=2：2=1：1，所以其化学式为BN，
故答案为：2；BN；
（3）BCl3中的B原子的价层电子对数是3且不含孤电子对，所以B原子属于sp2杂化；NCl3中的N原子的价层电子对个数为4且含有一个孤电子对，所以N原子属于sp3杂化；
同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，根据电离能的变化规律，半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期原子序数大的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素，
故答案为：sp2；sp3 ；3
（4）BCl3是缺电子化合物，B原子的所有价电子已经使用，因而提供孤对电子的原子是X，故答案为：X．
解析
解：（1）a．同一主族中，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以从氟到溴，其电负性逐渐减小，故正确；
b．氟元素没有正化合价，第VIIA族氯、溴元素的最高化合价数值等于其族序数，故错误；
c．第VIIA族元素氢化物的沸点随着相对分子质量的增大而增大，但HF分子间能形成氢键，氢键属于特殊的分子间作用力，强度大于分子间作用力，沸点最高，故错误；
d．由于卤族元素的单质均属于分子晶体，随相对分子质量增大范德华力增大，因而沸点逐渐升高，故错误；
故选a；
（2）B的原子半径比N大，因而结构示意图中大球代表B原子，B原子个数=8×
=2，该晶胞中N原子和B原子个数之比=2：2=1：1，所以其化学式为BN，
故答案为：2；BN；
（3）BCl3中的B原子的价层电子对数是3且不含孤电子对，所以B原子属于sp2杂化；NCl3中的N原子的价层电子对个数为4且含有一个孤电子对，所以N原子属于sp3杂化；
同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于相邻元素，根据电离能的变化规律，半充满的N原子和全充满的Be原子第一电离能要比同周期原子序数大的原子高，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素，
故答案为：sp2；sp3 ；3
（4）BCl3是缺电子化合物，B原子的所有价电子已经使用，因而提供孤对电子的原子是X，故答案为：X．
（1）单晶硅市传统的导电材料，单晶硅的晶体类型是______；硅的第一电离能比碳的______（填“大”或“小”，下同）．硅的电负性比Al的______；
（2）太阳能热水器中常使用一种以镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的价层电子排布式______，它位于周期表______区．
（3）今年来，铜系薄膜太阳能电池因其具有较强的抗辐射能力受到了广泛关注．Cu单质的晶鲍结构如图1所示，则晶胞中Cu原子的配位数为______，若晶胞的边长为apm，则晶体Cu的密度为______g•cm-3．
（4）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途，富勒烯（C60）的结构如图2，分子中碳原子轨道的杂化类型为______，1molC60分子中含有______mol键．
正确答案
原子晶体
小
大
3d84s2
d
12
sp2
90NA
解析
解：（1）单晶硅由Si原子直接构成，属于原子晶体；同一主族元素，其第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以硅的第一电离能高于碳，同周期从左到右电负性增强，所以硅的电负性比Al的大，
故答案为：原子晶体；小；大；
（2）28号元素镍，核外有28个电子，Ni原子3d、4s能级上电子为其价电子，3d能级上有8个电子、4s能级上有2个电子，其价电子就是外围电子，所以其外围电子排布式为3d84s2 ；最后排入的电子是d电子，所以属于d区，
故答案为：3d84s2 ；d；
（3）每个晶胞中铜原子个数=8×
故答案为：12；
（4）根据富勒烯（C60）的结构可以看出每个C原子和其它三个C原子成键，为三个δ键和一个π键，故杂化类型为sp2杂化，C60分子中每个C原子和其它C原子形成三个δ键，平均一个C原子生成
故答案为：sp2；90NA．
已知X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、电负性大的元素在化合物中显负价，所以X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，故A正确；
B、第一电离能可能Y大于X，如N＞O，也可能小于X，故B正确；
C、非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性X＞Y，则X对应的酸性强于Y对应的酸的酸性，故C错误；
D、非金属性越强，气态氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：HmY小于HnX，故D正确；
故选：C．
下表中数据是第三周期的三种金属元素X、Y、Z逐渐失去电子的电离能．
试回答下列问题
（1）根据数据分析，X、Y、Z的最外层电子数，简述理由______．
（2）X元素的原子核外最外层电子排布式为______．
（3）X、Y、Z三元素的原子半径由大到小顺序为______；X、Y、Z三元素的离子半径由大到小顺序为______．
（4）第三周期中能与Y元素形成YD型化合物的元素D位于______族，用电子式表示化合物YD的形成过程______．
（5）写出金属Y与石墨电极、稀硫酸构成的原电池的电极反应式：
负极：______
正极：______．
正确答案
解：（1）由上述数据可以看出，X元素第一、二、三电离能相差不大，但第三、四电离能差距很大，故X元素的原子最外层电子数为为3（为铝原子），
Y元素的一、二电离能相差不大，第二、三电离能差距很大，故Y元素的原子最外层电子数为2（为镁原子），
Z元素的第一电离能和第二电离能相对差距很大，其他电离能差距不大，故Z元素的原子最外层电子数为1（为钠元素），
故答案为：X、Y、Z的最外层电子数分别是3、2、1，由电离能相差很大时较小的电离能即为其最外层电子全失去时的电离能，从而确定其最外层电子数；
（2）X为铝元素，根据能量最低原理书写电子排布式为1S2 2S22P63s23p1，其最外层是M层，M层上S能级最多排2个电子，P能级排1个电子，所以X元素的原子核外最外层电子排布式为3s23p1，故答案为：3s23p1；
（3）由元素周期律知，同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小，所以X、Y、Z三元素的原子半径由大到小顺序为Z＞Y＞X（或Na＞Mg＞Al）；具有相同电子层结构的离子其离子半径随着原子序数的增大而减小，所以X、Y、Z三元素的离子半径由大到小顺序为Z＞Y＞X（或Z+＞Y2+＞X3+或Na+＞Mg2+＞Al3+），
故答案为：Z＞Y＞X（或Na＞Mg＞Al）；Z＞Y＞X（或Z+＞Y2+＞X3+或Na+＞Mg2+＞Al3+）；
（4）在YD中，Y是镁元素，显+2价，根据化合物中各元素的化合价的代数和为0，所以D显-2价；主族元素中，最低负价的绝对值+最高正价=8，所以最高正价为+6价，最高正价序数=其最外层电子数，结合题意知，D是硫元素，在ⅥA族；硫化镁是离子化合物，镁原子失去2个电子生成镁离子，硫原子得电子生成硫离子，其形成过程为：
故答案为：ⅥA；
（5）镁、石墨电极、稀硫酸构成原电池，活泼金属镁作负极，石墨作正极，负极上失电子生成离子进入溶液，正极上氢离子得电子生成氢气，所以负极上电极反应式为：Mg-2e-═Mg2+，正极上电极反应式为：2H++2e-═H2↑，
故答案为：Mg-2e-═Mg2+；2H++2e-═H2↑．
解析
解：（1）由上述数据可以看出，X元素第一、二、三电离能相差不大，但第三、四电离能差距很大，故X元素的原子最外层电子数为为3（为铝原子），
Y元素的一、二电离能相差不大，第二、三电离能差距很大，故Y元素的原子最外层电子数为2（为镁原子），
Z元素的第一电离能和第二电离能相对差距很大，其他电离能差距不大，故Z元素的原子最外层电子数为1（为钠元素），
故答案为：X、Y、Z的最外层电子数分别是3、2、1，由电离能相差很大时较小的电离能即为其最外层电子全失去时的电离能，从而确定其最外层电子数；
（2）X为铝元素，根据能量最低原理书写电子排布式为1S2 2S22P63s23p1，其最外层是M层，M层上S能级最多排2个电子，P能级排1个电子，所以X元素的原子核外最外层电子排布式为3s23p1，故答案为：3s23p1；
（3）由元素周期律知，同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小，所以X、Y、Z三元素的原子半径由大到小顺序为Z＞Y＞X（或Na＞Mg＞Al）；具有相同电子层结构的离子其离子半径随着原子序数的增大而减小，所以X、Y、Z三元素的离子半径由大到小顺序为Z＞Y＞X（或Z+＞Y2+＞X3+或Na+＞Mg2+＞Al3+），
故答案为：Z＞Y＞X（或Na＞Mg＞Al）；Z＞Y＞X（或Z+＞Y2+＞X3+或Na+＞Mg2+＞Al3+）；
（4）在YD中，Y是镁元素，显+2价，根据化合物中各元素的化合价的代数和为0，所以D显-2价；主族元素中，最低负价的绝对值+最高正价=8，所以最高正价为+6价，最高正价序数=其最外层电子数，结合题意知，D是硫元素，在ⅥA族；硫化镁是离子化合物，镁原子失去2个电子生成镁离子，硫原子得电子生成硫离子，其形成过程为：
故答案为：ⅥA；
（5）镁、石墨电极、稀硫酸构成原电池，活泼金属镁作负极，石墨作正极，负极上失电子生成离子进入溶液，正极上氢离子得电子生成氢气，所以负极上电极反应式为：Mg-2e-═Mg2+，正极上电极反应式为：2H++2e-═H2↑，
故答案为：Mg-2e-═Mg2+；2H++2e-═H2↑．
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