1、1学业分层测评(四) 电离能及其变化规律(建议用时：45 分钟)学业达标1下列说法中不正确的是( )A电离能最小的电子能量最高B同主族元素，随着核电荷数的增加， I1逐渐增大C通常情况下，电离能 I1 I2 I3D通常情况下，电离能越小，元素的金属性越强【解析】 同主族元素，随核电荷数的增大， I1逐渐减小，B 错误。【答案】 B2下列原子中，第一电离能最大的是( )AB BCCAl DSi【解析】 B、C 属于同周期元素，故 I1(C)I1(B)，Al、Si 属于同周期元素，故 I1(Si)I1(Al)；C、Si 属于同主族元素，故 I1(C)I1(Si)，B、Al 属于同主族元素，故 I1
2、(B)I1(Al)。综上所述知 I1(C)最大。【答案】 B3在第 2周期中，B、C、N、O 四种元素的第一电离能由大到小的排列顺序是( )A I1(N)I1(C)I1(O)I1(B)B I1(N)I1(O)I1(B)I1(C)C I1(N)I1(O)I1(C)I1(B)D I1(O)I1(N)I1(C)I1(B)【解析】 B、C、N、O 属于同周期元素，同一周期元素随原子序数递增，第一电离能有增大的变化趋势，但A 族元素大于A 族元素，VA 族元素大于A 族元素。【答案】 C4元素周期表第 3周期所含主族元素(Ar 除外)中，第一电离能最大和最小的两元素形成的化合物是( )ANa 2S BM
3、gCl 2CNaCl DAlCl 3【解析】 第 3周期主族元素中，第一电离能最大的元素为 Cl，第一电离能最小的元素为 Na，二者形成的化合物为 NaCl。【答案】 C5下列四种元素中，第一电离能由大到小顺序正确的是( )原子含有未成对电子最多的第 2周期元素2电子排布为 1s2的元素周期表中电负性最强的元素原子最外层电子排布为 3s23p4的元素A BC D无法比较【解析】 根据原子的核外电子排布及元素周期律可知，、分别表示氮、氦、氟和硫，第一电离能由大到小的顺序是 HeFNS，A 项正确。【答案】 A6下列选项中，第二电离能最大的元素所具有的电子层结构为( )A1s 2 B1s 22s1
4、C1s 22s2 D1s 22s22p2【解析】 I2最大的元素应失去的是内层上已达稳定结构的电子层上的电子。【答案】 B7已知 X、Y 是主族元素， I为电离能，单位是 kJ/mol。根据下表所列数据判断错误的是( )元素 I1 I2 I3 I4X 500 4 600 6 900 9 500Y 580 1 800 2 700 11 600A.元素 X的常见化合价是1 价B元素 X与氯形成化合物时，化学式可能是 XClC元素 Y是A 族的元素D若元素 Y处于第 3周期，它可与冷水剧烈反应【解析】 对元素 X， I2开始突跃，说明 X最容易失去 1个 e ，对于元素 Y， I4开始突跃，说明 Y
5、容易失去 3个 e ，由此可知 X的常见化合价为1 价，元素 Y是A 族元素，若 Y处于第 3周期，Y 是 Al，Al 与冷水不反应。【答案】 D8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kJmol1 )元素 I1 I2 I3 I4 R 7401 5007 70010 500下列关于元素 R的判断中一定正确的是( )AR 的最高正价为3 价BR 元素位于元素周期表中第A 族3CR 元素的原子最外层共有 4个电子DR 元素基态原子的电子排布式为 1s22s2【解析】 由表中数据 I3I2知其最高正价为2 价，R 元素位于A 族，最外层有 2个电子，R 不一定是 B
6、e元素。【答案】 B9下列各组元素，按原子半径依次减小、第一电离能逐渐增大的顺序排列的是( )AK、Na、Li BAl、Mg、NaCN、O、C DCl、S、P【解析】 同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小(除稀有气体元素)，第一电离能在总体上呈现从小到大的变化趋势。同主族元素，从上到下，原子半径递增，第一电离能递减。【答案】 A10不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的最低能量 I1如下图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。(1)同主族内不同元素原子的 I1变化的特点是_，各主族中 I1的这种变化特点体现了元素性质的_变化规律。(2)同周期内，随原
7、子序数增大， I1增大。但个别元素的 I1出现反常，试预测下列关系中正确的是_(填序号)。 I1(砷) I1(硒) I1(砷) I1(硒) I1(溴) I1(硒)(3)第 10号元素 XT较大的原因是_。【解析】 (1)从 Li、Na、K 等可以看出，同主族元素随原子序数的增大， I1变小；H到 He、Li 到 Ne、Na 到 Ar呈现明显的周期性变化。(2)考查第一电离能与洪特规则的关系。同一周期元素的第一电离能存在一些反常，这与它们的原子价电子排布的特征有关。如镁的第一电离能比铝的大，磷的第一电离能比硫的大。基本规律：当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p 0、d 0、f 0)、
8、半满(p3、d 5、f 7)和全满(p 6、d 10、f 14)状态时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。从第 2、3 周期可以看出第A、第A 族元素比同周期相邻两种元素的 I1都低，由此可以推测： I1(砷) I1(硒)， I1(溴) I1(硒)。4(3)10号元素是稀有气体元素氖，已达到稳定结构，此时失去一个电子就需要很高的能量。【答案】 (1)随着原子序数增大， I1变小 周期性 (2)(3)10号元素是氖，该元素的原子最外层电子排布已达到 8电子的稳定结构11根据下列 5种元素的电离能数据(单位：kJmol 1 )，回答下列问题。元素符号 I1 I2 I3 I4Q 2 080
9、 4 000 6 100 9 400R 500 4 600 6 900 9 500S 740 1 500 7 700 10 500T 580 1 800 2 700 11 600V 420 3 100 4 400 5 900(1)在元素周期表中，最有可能处于同一族的是_(填序号，下同)。AQ 和 R BS 和 TCT 和 V DR 和 TER 和 V(2)它们的氯化物的化学式，最有可能正确的是_。AQCl 2 BRCl CSCl 3 DTCl EVCl 4(3)下列元素中，最有可能与 Q元素处于同一族的是_。A硼 B铍 C锂 D氢 E氦(4)在这 5种元素中，最容易与氯元素形成离子化合物的是_
10、。AQ BR CS DT EV(5)利用表中的数据判断，V 元素最有可能是下列元素中的_。AH BLi CNa DK理论根据是_。_【解析】 各级电离能中发生突跃式增高的情况是R： I2I1、S： I3I2、T： I4I3、V： I2I1，化合价分别为 1、2、3、1；Q 的第一电离能比其他元素的第一电离能明显高得多，最有可能为稀有气体。【答案】 (1)E (2)B (3)E (4)E(5)D R 和 V都是 I2I1，应该属于 A 族元素，因为 R和 V都存在第四电离能，核外电子数应该至少为 4个，故应该是 Na、K，并且 V的第一电离能小于 R的，所以 V的金属性更强，应该是 K512Q、
11、R、X、Y、Z 五种元素的原子序数依次递增。已知：Z 的原子序数为 29，其余的均为短周期主族元素；Y 原子价电子(外围电子)排布 msnmpn；R 原子核外 L层电子数为奇数；Q、X 原子 p轨道的电子数分别为 2和 4。请回答下列问题： 【导学号：66240008】(1)Q是_，R 是_，X 是_，Y是_，Z 是_(用元素符号填写)。(2)Z的核外电子排布式是_。(3)Q、R、X、Y 四种元素的第一电离能由小到大的顺序是_(用元素符号表示)。(4)Q、R、Y 三种元素最高价氧化物对应水化物酸性强弱顺序为_(用化学式表示)。【解析】 由得 Z为铜元素，3d 轨道是全充满状态；由得 Y为A 族
12、元素；由得 R原子 L层电子数可能为 1、3、5、7，且为第二周期元素；由得 Q价电子排布为ns2np2，X 价电子排布为 ns2np4。结合原子序数大小关系：QRXYZ 可知，Q 为碳元素，Y 为硅元素，R 为氮元素，X 为氧元素。【答案】 (1)C N O Si Cu(2)1s22s22p63s23p63d104s1(3)SiCON(4)HNO3H 2CO3H 4SiO4(或 H2SiO3)能力提升13某元素 X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是( )AX 元素显4 价BX 为非金属CX 为第 5周期元素DX 与氯反应时最可能生成的阳离子为 X3【解析】 从图可以看出 I4I3，元素
13、X易失去 3个 e 。6【答案】 D14(双选)下列叙述正确的是( )A同周期元素中，A 族元素的原子半径最大BA 族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子C室温时，0 族元素的单质都是气体D同一周期中，碱金属的第一电离能最小【解析】 本题考查元素周期表中，同周期和同主族元素性质的一些递变规律。A 项错，因为在同周期元素中A 族元素原子的半径最小；B 项错，因为在同主族元素中，原子半径越大越难得到电子。【答案】 CD15下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关 R、W、X、Y、Z 五种元素的叙述中，正确的是( )A.W元素的第一电离能小于 Y元素的第一电离能BX 元素的第一电离能小于 Z元素
14、的第一电离能Cp 能级未成对电子最多的是 W元素DX 元素是同周期中第一电离能最大的元素【解析】 根据五种元素所处位置，X、W、Y、R、Z 五种元素分别为：F、P、S、Ar、Br。同周期 VA族元素原子价电子排布为 ns2np3为半充满结构，故 P元素的第一电离能比 S元素的第一电离能要略大；F、Br 在同一主族，F 元素的第一电离能比 Br元素的第一电离能要大，故 A选项和 B选项是错误的。W 元素的 p能级上有 3个未成对的电子，故 C选项是正确的。同周期中碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大，故 D选项错误。【答案】 C16如图是元素周期表的一部分，其中所列的字母分别代表某一
15、化学元素。(1)下列_(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。7a、c、h b、g、k c、h、l d、e、f(2)如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：a原子核对核外电子的吸引力b形成稳定结构的倾向下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJmol 1 )锂 X Y失去第一个电子 519 502 580失去第二个电子 7 296 4 570 1 820失去第三个电子 11 799 6 920 2 750失去第四个电子 9 550 11 600锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子
16、所需的能量，原因是_。表中 X可能为以上 13种元素中的_(填写字母)元素。用元素符号表示 X和 j形成的化合物的化学式_。Y 是周期表中_族的元素。以上 13种元素中，_(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。【解析】 锂原子核外电子排布式为 1s22s1，失去核外第一个电子形成的 Li 核外电子排布式为 1s2，为全充满状态，比较稳定，难以再失电子，所以失去第二个电子时所需能量要远远大于失去第一个电子时所需的能量。由表中所提供数据可知，X 原子的各级电离能数据中， I2I1，可判断其最外层只有一个电子，化合价为1，故可推知 X是钠元素的原子，由 j在元素周期表中的位置可推出 j是氧元素，Na 和 O可形成 Na2O和 Na2O2两种化合物。Y 元素原子的 I4I3，可判断其最外层有 3个电子，故 Y元素位于A 族。因为 m为稀有气体元素氩，价电子排布式为 3s23p6，p 能级达到全充满状态，是稳定结构，难以失去电子，故该元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。【答案】 (1)(2)锂原子失去一个电子后，形成的 Li 核外电子排布式为 1s2，为全充满状态，达到稳定结构，此时再失去一个电子很困难a Na 2O和 Na2O2 A m
