Question

根据下列五种元素的第一至第四电离能数据（单位：kJ/mol），回答下面各题：

元素代号	Ⅰ1	Ⅰ2	Ⅰ3	Ⅰ4
Q	2080	4000	6100	9400
R	500	4600	6900	9500
S	740	1500	7700	10500
T	580	1800	2700	11600
U	420	3100	4400	5900

（1）在周期表中，最可能处于同一族的是    ．
A．Q和R      B．S和T       C．T和U     D．R和T      E．R和U
（2）下列离子的氧化性最弱的是    ．
A．S²⁺        B．R²⁺         C．T ³⁺       D．U⁺
（3）下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是    ．
A．硼         B．铍          C．氦         D．氢
（4）T元素最可能是    区元素，其氯化物的化学式为    ．
（5）每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明了原子核外    ，如果U元素是短周期的元素，你估计它的第2次电离能飞跃数据将是第    个
（6）如果R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是    ，其中元素    的第一电离能反常高的原因是    ．

Answer 1

【答案】分析：由元素的电离能可以看出，Q的电离能很大，可能为零族元素，R和U的第一电离能较小，第二电离能剧增，故表现+1价，最外层电子数为1，二者位于同一族，S的第一、第二电离能较小，第三电离能剧增，故表现+2价，最外层电子数为2，T的第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增，表现+3价，最外层电子数为3，
（1）R和U的第一至第四电离能变化规律相似，即R和U最可能在同一主族；
（2）离子的氧化性最弱，即其对应的电离能最小；
（3）Q元素各电离能都较大，而且各电离能之间无太大差距，故Q最可能为稀有气体元素；
（4）T元素表现+3价，最外层电子数为3，应为ns²np¹，
（5）相邻两个电离能数据相差较大，从一个侧面说明电子是分层排布的，且各能层能量不同；
若U为短周期元素，据表中数据第一次电离能飞跃是失去第2个电子时，可推知U在ⅠA族，则第二次电离能飞跃是在失去第一能层电子时发生；
（6）根据最外层电子数确定原子序数，S元素的第一电离能失去的是s能级的电子，s能级为全满稳定结构、能量降低，故第一电离能反常．
解答：解：由元素的电离能可以看出，Q的电离能很大，可能为零族元素，R和U的第一电离能较小，第二电离能剧增，故表现+1价，最外层电子数为1，二者位于同一族，S的第一、第二电离能较小，第三电离能剧增，故表现+2价，最外层电子数为2，T的第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增，表现+3价，最外层电子数为3，则
（1）由上述分析可知，R和U的第一电离能较小，第二电离能剧增，故表现+1价，最外层电子数为1，二者位于同一族，
故答案为：E；
（2）离子的氧化性最弱，即其对应的电离能最小，由表中数据看出U的第一电离能为420 kJ?mol^-1，数值最小，故U⁺
氧化性最弱，
故答案为：D；
（3）由表中数据可知，Q元素各电离能都较大，而且各电离能之间无太大差距，故Q最可能为稀有气体元素，化学性质和物理性质最像氦，
故答案为：C；
（4）由上述分析可知，T的第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增，表现+3价，最外层电子数为3，可能为P区元素，氯化物的化学式为TCl₃，
故答案为：P，TCl₃；
（5）相邻两个电离能数据相差较大，从一个侧面说明核外电子分层排布的，且各能层能量不同．若U为短周期元素，据表中数据第一次电离能飞跃是失去第2个电子时，可推知U在ⅠA族，则第二次电离能飞跃是在失去第10个电子时发生的，
故答案为：电子分层排布，且各能层能量不同；10；
（6）由上述分析可知，R最外层电子数为1，S的最外层电子数为2，T的最外层电子数为3，R、S、T若是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是R＜S＜T，其中由于S的第一电离能失去的是s能级的电子，s能级为全满稳定结构、能量降低，第一电离能反常高．
故答案为：R＜S＜T，S，S元素的第一电离能失去的是s能级的电子，s能级为全满稳定结构、能量降低．
点评：本题考查电离能知识，题目难度中等，注意原子的最外层电子与电离能以及化合价的关系．