题目内容

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
 
．
元素 I1/eV I2/eV I3/eV
A 13.0 23.9 40.0
B 4.3 31.9 47.8
C 5.7 47.4 71.8
D 7.7 15.1 80.3
E 21.6 41.1 65.2
分析：根据电离能定义知，元素的金属性越强，该元素的原子越容易失去电子，则其电离能越小，元素的非金属性越强，原子得电子能力越强，其电离能越大，如果元素原子完全失去最外层电子后，该离子达到稳定结构，要再失去电子就很困难，则其电离能就更大．
解答：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．
点评：本题考查了元素电离能与元素原子结构、元素金属性和非金属性强弱的关系，明确电离能大小与元素金属性和非金属性强弱的关系是解本题关键，根据电离能大小判断即可，注意化合价判断的方法，为易错点．
练习册系列答案
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【化学--选修3：物质结构与性质】
VA族的氮、磷、砷（As）等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含VA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途．请回答下列问题：
（1）白磷单质的中P原子采用的轨道杂化方式是
sp3
sp3
；
（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为
N＞P＞As
N＞P＞As
；
（3）As原子序数为
33
33
，其核外M层和N层电子的排布式为
3s23p63d104s24p3
3s23p63d104s24p3
；
（4）NH3的沸点比PH3
高
高
（填“高”或“低”），原因是
NH3分子间存在较强的氢键，而PH3分子间仅有较弱的范德华力
NH3分子间存在较强的氢键，而PH3分子间仅有较弱的范德华力
．
PO43-离子的立体构型为
正四面体
正四面体
；
（5）H3PO4的K1、K2、K3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13．硝酸完全电离，而亚硝酸K=5.1×10-4，请根据结构与性质的关系解释：
①H3PO4的K1远大于K2的原因
第一步电离出的氢离子抑制第二步的电离
第一步电离出的氢离子抑制第二步的电离
；
②硝酸比亚硝酸酸性强的原因
硝酸中N呈+5价，N-O-H中O的电子更向N偏移，导致其越易电离出氢离子
硝酸中N呈+5价，N-O-H中O的电子更向N偏移，导致其越易电离出氢离子
；
（6）NiO晶体结构与NaCl晶体类似，其晶胞的棱长为a cm，则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离为
2
2
a
2
2
a
cm（用含有a的代数式表示）．
在一定温度下NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”（如图），可以认为氧离子作密致单层排列，镍离子填充其中，列式并计算每平方米面积上分散的该晶体的质量为
1.83×10-3
1.83×10-3
g （氧离子的半径为1.40×10-10m）
请回答下列问题：

（1）S单质的常见形式为S8，其环状结构如图1所示，S原子采用的轨道杂化方式是
sp3
sp3
．
（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量．Mg与Al原子的第一电离能大到小的顺序为
Al＞Mg
Al＞Mg
；O与F电负性大到小的顺序为
F＞O
F＞O
．（用＜或=或＞表示）
（3）34号元素的价层电子的电子排布图为
1s22s22p63s23p63d104s24p4
1s22s22p63s23p63d104s24p4
，在周期表位于
第四周期第ⅥA族
第四周期第ⅥA族
区；Mn2+基态的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d5
1s22s22p63s23p63d5
．
（4）气态SO2分子的立体构型为
V形
V形
；SO32-离子的立体构型为
三角锥型
三角锥型
（均用文字描述）
（5）H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10-2，请根据结构与性质的关系解释；
①H2SeO4和H2SeO3第一步电离程度大于第二部电离的原因：
酸第一步电离产生的酸根阴离子带有负电荷，吸引H+，同时产生的H+抑制第二步电离
酸第一步电离产生的酸根阴离子带有负电荷，吸引H+，同时产生的H+抑制第二步电离
；
②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：
H2SeO4和H2SeO3可以分别表示为（HO）2SeO2、（HO）2SeO，H2SeO3中Se为+4价，而H2SeO4中Se为+6价，后者Se原子吸电子能力强，导致羟基上氢原子更容易电离H+
H2SeO4和H2SeO3可以分别表示为（HO）2SeO2、（HO）2SeO，H2SeO3中Se为+4价，而H2SeO4中Se为+6价，后者Se原子吸电子能力强，导致羟基上氢原子更容易电离H+
；
（6）向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu（OH）4]2-．不考虑空间构型，[Cu（OH）4]2-的结构可用示意图表示为
．
（7）Cu元素的一种氯化物晶体的晶胞结构如图2所示，该氯化物的化学式是
CuCl
CuCl
．
ⅥA族的氧、硫、硒（Se）、碲（Te）等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途．请回答下列问题：

（1）S单质的常见形式是S8，其环状结构如图1所示，S原子采用的轨道杂化方式是
sp3
sp3
；
（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为
O＞S＞Se
O＞S＞Se
；
（3）Se的原子序数为
34
34
，其核外M层电子的排布式为
3s23p63d10
3s23p63d10
；
（4）H2Se的酸性比 H2S
强
强
（填“强”或“弱”）．气态SeO3分子的立体构型为
平面三角形
平面三角形
，
SO
2-
3
离子的立体构型为
三角锥形
三角锥形
；
（5）H2SeO3 的K1和K2分别是2.7×10-3和2.5×10-8，H2SeO4的第一步几乎完全电离，K2是1.2×10-2，请根据结构与性质的关系解释：
①H2SeO3和H2SeO4的第一步电离程度大于第二步电离的原因：
第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子
第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子
；
②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：
H2SeO3和H2SeO4可表示为（HO）SeO和（HO）SeO2．H2SeO3中Se为+4价，而H2SeO4中Se为+6价，正电性更高．导致Se-O-H中的O原子更向Se偏移，越易电离出H+
H2SeO3和H2SeO4可表示为（HO）SeO和（HO）SeO2．H2SeO3中Se为+4价，而H2SeO4中Se为+6价，正电性更高．导致Se-O-H中的O原子更向Se偏移，越易电离出H+
．
（6）ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛．立方ZnS晶体结构如图2所示，其晶胞边长为540.0pm，密度为
4×(65+32)g?mol-1
6.02×1023mol-1
(540.0×10-10cm)3
=4.1
4×(65+32)g?mol-1
6.02×1023mol-1
(540.0×10-10cm)3
=4.1
g?cm-3（列式并计算），a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为
270.0
1-cos109°28′
或
135.0×
2
sin
109°28′
2
或135
3
270.0
1-cos109°28′
或
135.0×
2
sin
109°28′
2
或135
3
pm（列式表示）
VA族的氮、磷、砷（As）等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含VA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途．请回答下列问题：
（1）白磷单质的中P原子采用的轨道杂化方式是
 
；
（2）原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为
 
；
（3）As原子序数为
 
，其核外M、N层电子的排布式为
 
；
（4）NH3的沸点比PH3
 
（填“高”或“低”），原因是
 
．PO43-离子的立体构型为
 
；
（5）H3PO4的K1、K2、K3分别为7.6×10-3、6.3×10-8、4.4×10-13．请根据结构与性质的关系解释，H3PO4的K1远大于K2的原因
 
．

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