题目内容
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：
（1）表中的金属元素是 （填字母），其中化合价为+3价的是 （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 ．
（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．钴原子在基态时，核外电子排布式为 ．
（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 和 （填化学式）[等电子体为原子数相同，核外电子总数相同的粒子]．
（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 ．
| 电离能I（eV） | A | B | C | D | E |
| I1 | 11.3 | 14.5 | 13.6 | 5.2 | 6.0 |
| I2 | 24.4 | 29.6 | 35.1 | 49.3 | 18.8 |
| I3 | 47.9 | 47.4 | 54.9 | 71.6 | 28.4 |
| I4 | 64.5 | 77.5 | 77.4 | 98.9 | 112.0 |
| I5 | 392.1 | 97.9 | 113.9 | 138.3 | 153.7 |
（1）表中的金属元素是
（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．钴原子在基态时，核外电子排布式为
（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
（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
考点：原子轨道杂化方式及杂化类型判断,元素电离能、电负性的含义及应用
专题：原子组成与结构专题,化学键与晶体结构
分析：（1）原子越容易失电子，则其电离能越小，表中A、B、C第一电离能较大，应该是非金属元素，C和D第一电离能较小，则C和D应该是金属元素；
如果前三电离能相差不大，第四电离能突然增大，则该元素的最外层电子数是3，常常呈现+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；
（2）Co元素原子序数为27，其基态原子核外有27个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；
（3）与CO互为等电子体的分子有氮气、离子有 CN-；
（4）根据价层电子对互斥理论确定C原子杂化方式．
如果前三电离能相差不大，第四电离能突然增大，则该元素的最外层电子数是3，常常呈现+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；
（2）Co元素原子序数为27，其基态原子核外有27个电子，根据构造原理书写其基态原子核外电子排布式；
（3）与CO互为等电子体的分子有氮气、离子有 CN-；
（4）根据价层电子对互斥理论确定C原子杂化方式．
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：DE；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）钴原子为27号元素，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，故答案为：[Ar]3d74s2；
（3）等电子体为价层电子数相等、原子个数相等，CO分子中电子数为14，与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为N2、CN-等，故答案为：N2；CN-；
④C-N=C中氮原子价层电子对个数是3且含有一个孤电子对，所以为sp2杂化，C-NH-C中氮原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，所以为sp3杂化，故答案为：sp2和sp3．
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：DE；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）钴原子为27号元素，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，故答案为：[Ar]3d74s2；
（3）等电子体为价层电子数相等、原子个数相等，CO分子中电子数为14，与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为N2、CN-等，故答案为：N2；CN-；
④C-N=C中氮原子价层电子对个数是3且含有一个孤电子对，所以为sp2杂化，C-NH-C中氮原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，所以为sp3杂化，故答案为：sp2和sp3．
点评：本题考查物质结构和性质，涉及原子杂化方式判断、得电子体、原子核外电子排布等知识点，根据价层电子对互斥理论、得电子体理论、构造原理等知识点即可解答，侧重考查基本理论和基本概念，题目难度中等．
练习册系列答案
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