第61讲-电离能与电负性
1.（2022年全国甲卷节选）(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是_______(填标号)，判断的根据是_______；第三电离能的变化图是_______(填标号)。
2.（2022福建莆田二十五中期末）已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol-1请根据下表数据判断，错误的是（    ）
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
A.元素X的常见化合价是+1价
B.元素Y是第ⅢA族元素
C.元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCI
D.若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应
3.（2021年江苏卷）前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，Y的周期序数与族序数相等，基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，W与Z处于同个主族。下列说法正确的是
A．原子半径：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
B．X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
D．Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
4.(21年湖北卷)下列有关N、P及其化合物的说法错误的是
A．N的电负性比P的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大
B．N与N的π键比P与P的强，可推断N≡N的稳定性比P≡P的高
C．NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大
D．HNO3的分子间作用力较小，可推断HNO3的熔点比H3PO4的低
5.（21年辽宁卷）某多孔储氢材料前驱体结构如图，M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列说法正确的是
   
A．氢化物沸点：X>Y    B．原子半径：M<X<Y<Z
C．第一电离能：W<X<Y<Z    D．阴、阳离子中均有配位键
6.（2021重庆卷18题）单晶边缘纳米催化剂技术为工业上有效利用二氧化碳提供了一条经济可行的途径，其中单晶氧化镁负载镍催化剂表现出优异的抗积碳和抗烧结性能。
（1）基态镍原子的核外电子排布式为             。
（2）氧化镁载体及镍催化反应中涉及到CH4、CO2和CH3OH等物质。元素Mg、O和C的第一电离能由小到大排序为             ；在上述三种物质的分子中碳原子杂化类型不同于其他两种的是           ，立体构型为正四面体的分子是           ，三种物质中沸点最高的是CH3OH，其原因是                                           。
7.X、Y、Z、W为周期表中前四周期元素，它们的原子序数依次增大。X的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；Y与X同周期，Y的第一电离能高于同周期与之相邻的元素；Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同；W元素原子最外层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第ⅠA族元素。
(1) 请写出W基态原子的电子排布式：______________________________。
(2) 写出X原子价电子的轨道表示式：______________________________。
(3) X、Y、Z三种元素第一电离能由大到小的顺序是_____________________ __________________(填元素符号，下同)，三种元素的电负性由大到小的顺序是____________________。
8. (1) 碳原子的核外电子排布式为_____________________________。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能，原因是_____________ _______________________________________________。
(2) A、B均为短周期金属元素。依据下表数据，写出B原子的电子排布式：______________________。
电离能/(kJ/mol)
I3d走视图1
I2
I3
I4
A
932
1 821
15 390
21 771
B
738
1 451
7 733
10 540
9. 有A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中C、E是金属元素；A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1。B和D也属同一族，它们原子最外
层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。A、B、C、D、E五种元素的电负性分别为、、、、。回答下列问题：
(1) A是________(用元素符号填空，下同)，B是________，C是________，D是________，E是________。
(2) 由电负性判断，以上五种元素中金属性最强的是________，非金属性最强的是________。
(3) B与A、C、D分别形成化合物时，B显________价，其他元素显________价。
(4) 当B与A、C、D、E(与E形成E2B)分别形成化合物时，化合物中含有离子键的是_________________________________________________(填化学式)。
10.铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答：
(1)已知高温下CuO―→Cu2O＋O2，从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看，能生成Cu2O的原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，若“Si­H”中共用电子对偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为Se____________Si(填“>”或“<”)。与Si同周期部分元素的电离能如图所示，其中a、b和c分别代表________(填字母)。
A．a为I1、b为I2、c为I3
B．a为I2、b为I3、c为I1
C．a为I3、b为I2、c为I1
D．a为I1、b为I3、c为I2
第61讲-电离能与电负性答案及解析
1.【答案】(2) 图a  同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高  图b
【解析】C、N、O、F四种元素在同一周期，同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高，因此C、N、O、F四种元素的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N<F，满足这一规律的图像为图a，气态基态正2价阳离子失去1个电子生成气态基态正3价阳离子所需要的的能量为该原子的第三电离能，统一周期原子的第三电离能的总体趋势也一次升高，但由于C原子在失去2个电子之后的2s能级为全充满状态，因此其再失去一个电子需要的能量稍高，则满足这一规律的图像为图b，故答案为：图a、同一周期第一电离能的总体趋势是依次升高的，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高、图b。
2.【答案】D
【解析】由数据分析X元素I2》I1，X易呈十1价，为第IA族元素，A项正确；由数据分析Y元
素I4》I3，易呈十3价，应在第ⅢA族，B项正确；由数据分析X元素I2》I1，X易呈十1价，氯的化合价存在一1价，若X与氯形成化合物，化学式有可能为XCl，C项正确；若Y处于第三周期，则Y为铝元素，Al不与冷水反应，D项错误。
3.【答案】B
【详解】
A．根据同周期从左到右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，因此原子半径：r(X)＜r(Z)＜r(Y)＜r(W)，故A错误；
B．根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但N的2p处于半充满状态，因此X(N)的第一电离能比同周期相邻元素的大，故B正确；
C．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱即Al(OH)3＜HClO4，故C错误；
D．同主族从上到下，非金属性逐渐减弱，简单氢化物的稳定性逐渐减弱，所以Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，故D错误。
4.【答案】A
【解析】
A．P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大，因此PCl3分子的极性比NCl3分子极性大，A项错误；
B．N与N的π键比P与P的强，故的稳定性比的高，B项正确；
C．N的电负性比P大，NH3中成键电子对距离N比PH3中成键电子对距离P近，NH3中成键电子对间的斥力大，因此NH3的键角比PH3的大，C项正确；
D．相对分子质量：HNO3<H3PO4，因此HNO3的分子间作用力比磷酸的分子间作用力小，从而导致HNO3的熔点比H3PO4的低，D项正确。
5.【答案】D
【解析】
由题干信息可知，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子，故Z为C或者O，根据多孔储氢材料前驱体结构图可知Y周围形成了4个单键，再结合信息M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，故Y为N，故Z为O，M只形成一个单键，M为H，X为C，则W为B，据此分析解题。
A．由分析可知，X、Y的氢化物分别为：CH4和NH3，由于NH3存在分子间氢键，故氢化物沸点：X<Y，A错误；
B．根据同一周期从左往右主族元素的原子半径依次减小，同一主族从上往下依次增大，故原子半径：M<Z<Y<X，B错误；
C．根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，IIA与IIIA，VA与VIA反常，故第一电离能：W<X<Z<Y，C错误；
D．由于阳离子中的Y原子是N原子，形成了类似于铵根离子的阳离子，故存在配位键，阴离子中的W为B，最外层上只有3个电子，能形成3个共价键，现在形成了4个共价键，故还有一个配位键，D正确。
6．【答案】（1）1s22s22p63s23p63d84s2
（2）Mg＜C＜O      CO2   CH4
【解析】（1）镍为28号元素，基态镍原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。
（2）根据Mg、O和C在元素周期表中的位置的第一电离能的变化规律，第一电离能由小到大排序为Mg＜C＜O。CH4中碳原子杂化类型为sp3杂化、CO2中碳原子杂化类型为sp杂化、CH3OH中碳原子杂化类型为sp3杂化，故在上述三种物质的分子中碳原子杂化类型不同于其他两种的是CO2，立体构型为正四面体的分子是CH4。CH4、CO2和CH3OH均为分子晶体，但由于CH3OH分子间存在氢键，导致CH3OH沸点最高。
7.【答案】 (1) 1s22s22p63s23p63d104s1
(2)
(3) N>O>C　O>N>C
【解析】 X、Y、Z、W为周期表中前四周期元素，它们的原子序数依次增大。X的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等，核外电子排布为1s22s22p2，是碳元素；Y与X同周期，第一电离能高于同周期与之相邻的元素，Y为氮元素；Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同，为氧元素；W元素原子最外层只有未成对电子，内层所有轨道全部充满，但并不是第ⅠA族元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，为29号元素铜。(3) X是C，Y为N，Z为O，同周期元素第一电离能呈增大的趋势，N的2p能级为半充满状态，较稳定，第一电离能N>O>C；一般同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，电负性O>N>C。