Question

根据下列五种元素的第一至第四电离能数据（单位：kJ?mol^-1），回答下列各题：

元素代号	I1	I2	I3	I4
Q	2 080	4 000	6 100	9 400
R	496	4 562	6 912	9 543
S	738	1 451	7 733	10 540
T	578	1 817	2 745	11 575
U	420	3 100	4 400	5 900

（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．T³⁺  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）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：

 

，如果U元素是短周期元素，你估计它的第2次电离能飞跃数据将发生在失去第

 

个电子时．
（5）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

 

的第一电离能异常高的原因是

 

．

Answer 1

考点：元素周期表的结构及其应用,元素周期律的作用,元素电离能、电负性的含义及应用

专题：元素周期律与元素周期表专题

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）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；
（5）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）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；
（5）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．