Question

（1）下表为原子序数依次增大的短周期元素A_～ E的第一到第五电离能数据．

请回答：表中的金属元素是

DE

（填字母），其中化合价为+3价的是

E

（填字母）；若A、B、C依次为同周期相邻元素，表中显示B比A和C的第一电离能都略大，其原因是

B的np轨道上的电子半满，能量比A和C低，第一电离能比A和C大

．
（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，石墨烯的碳源可以由一氧化碳、乙醇、酞菁等中的一种或任意组合提供．
①钴原子在基态时，核外电子排布式为

[Ar]3d⁷4s²

．
②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是

乙醇分子间可形成氢键，而氯乙烷分子间无氢键

．
③与CO分子互为等电子体的分子和离子各写出1种，分别为

N₂

和

CN^-

（填化学式）
④酞菁与酞菁铜染料分子结构如图，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式是

sp³和sp²

；酞菁铜分子中心原子的配位数为

2

．

Answer 1

分析：（1）金属元素的第一电离能比较小，第一个电子易失去，通过表格可以看出第一电离能比较小属于金属元素；前三电离能比较小，第四电离能突然增大，此元素的化合价为+3价；同周期相邻元素，第一电离能一般为非金属性越强，第一电离能越大，若某元素np轨道上的电子半满，不易失去一个电子，第一电离能比较大，为特殊情况；
（2）①元素周期表中元素的位置及核外电子排布，27号元素钴的核外电子排布式为[Ar]3d⁷4s²；
②分子间形成氢键使沸点升高；
③等电子体为电子数相等；
④已知结构式判断中心原子的杂化类型和配位数，C-N=C中氮为sp³杂化，C-NH-C中氮为sp² 杂化．

解答：解：（1）金属元素的第一电离能比较小，第一个电子容易失去，通过表格可以看出DE的第一电离能比较小；化合价为+3价，说明前三电离能比较小，第四电离能突然增大，故符合的只有E；
若A、B、C依次为同周期相邻元素，第一电离能一般为非金属性越强，第一电离能越大，有特殊情况为，若B的np轨道上的电子半满，能量比A和C低，不易失去一个电子，故第一电离能比A和C大；
故答案为（1）D E；E；B的np轨道上的电子半满，能量比A和C低，第一电离能比A和C大；
（2）①钴原子为27号元素，核外电子排布式为[Ar]3d⁷4s²
②乙醇沸点比氯乙烷高，是因为乙醇分子间可形成氢键，而氯乙烷分子间无氢键，形成氢键使沸点升高；
③等电子体为电子数相等，一氧化碳中电子数为14，与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为N₂ CN^-等；
④C-N=C中氮为sp³杂化，C-NH-C中氮为sp² 杂化；酞菁铜中铜左右的两个氮是在酞菁的基础上失去两个氢反应而来，而上下两个氮则是提供孤电子对与铜直接键和，跟金属离子直接键合的原子有几个，配位数就为几，可知铜的配位数为2；
故答案为（2）①[Ar]3d⁷4s²
②乙醇分子间可形成氢键，而氯乙烷分子间无氢键；
③N₂ CN^-；
④sp³和sp²；2．

点评：本题考查了金属元素的电离能特点，第一个电离能较小，元素的化合价为+n价，前n电离能比较小，第n+1电离能突然增大，同周期相邻元素，第一电离能一般为非金属性越强，第一电离能越大，若某元素np轨道上的电子半满，不易失去一个电子，造成第一电离能比较大；元素周期表中元素的位置及核外电子排布，分子间形成氢键使沸点升高，等电子体，判断中心原子的杂化类型和配位数等知识点．