化学一轮复习：第1章 原子结构4

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＜I3

D．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】 B

2．下列原子中，第一电离能最大的是( )

A．B B．C

C．Al D．Si

【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(B)>I1(Al)。综上所述知I1(C)最大。

【答案】 B

3．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ⅡA族元素大于ⅢA族元素，VA族元素大于ⅥA族元素。

【答案】 C

4．元素周期表第3周期所含主族元素中，第一电离能最大和最小的两元素形成的化合物是( ) A．Na2S B．MgCl2

C．NaCl D．AlCl3

【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】 C

5．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电子排布为1s2的元素

③周期表中电负性最强的元素

④原子最外层电子排布为3s23p4的元素

A．②③①④B．③①④②

C．①③④②D．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，①、②、③、④分别表示氮、氦、氟和硫，第一电离能由大到小的顺序是He＞F＞N＞S，A项正确。

【答案】 A

6．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( )

A．1s2B．1s22s1

C．1s22s2D．1s22s22p2

【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】 B

7．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( )

B．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl

C．元素Y是ⅢA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ⅢA族元素，若Y处于第3周期，Y是Al，Al与冷水不反应。

【答案】 D

8．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)

下列关于元素R

A．R的最高正价为＋3价

B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族

C．R元素的原子最外层共有4个电子

D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2

【解析】由表中数据I3≫I2知其最高正价为＋2价，R元素位于ⅡA族，最外层有2个电子，R不一定是Be元素。

【答案】 B

9．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( )

A．K、Na、Li B．Al、Mg、Na

C．N、O、C D．Cl、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】 A

10．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)。

①I1(砷)>I1(硒) ②I1(砷)I1(硒) ④I1(溴)

(3)10号元素I1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(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)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ⅢA、第ⅥA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)。

(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)①③

(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：kJ·mol－1)，回答下列问题。

(1)

A．Q和R B．S和T

C．T和V D．R和T

E．R和V

(2)它们的氯化物的化学式，最有可能正确的是________。

A．QCl2B．RCl C．SCl3D．TCl E．VCl4

(3)下列元素中，最有可能与Q元素处于同一族的是________。