D．电离能越小，元素的金属性越强
答案 B
解析 同周期元素，I1呈增大趋势，但不是逐渐增大。
ⅡA族元素原子最外层为ns2全充满稳定结构和ⅤA族元素原子最外层为np3半充满稳定结构，因此出现反常现象。
2．下列各组元素，按原子半径依次减小、元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是（ ）
A．K、Na、LiB．Al、Mg、Na
C．N、O、CD．Cl、S、P
答案 A
解析 同周期中，从左到右，元素的第一电离能总体逐渐增大；同主族中，从上到下，第一电离能逐渐减小。
ⅡA族中的Be、Mg、Ca及ⅤA族的N、P、As第一电离能出现反常现象。
3．下列叙述正确的是（ ）
A．通常，同周期元素中ⅦA族元素的第一电离能最大
B．同一主族元素的原子半径越大，第一电离能逐渐减小
C．同一元素的第一电离能一定远远大于其第二电离能
D．主族元素的原子形成单原子离子时的最高化合价数都和它的族序数相等
答案 B
解析 通常，同周期元素中碱金属元素第一电离能最小，稀有气体元素最大，故A错；同一主族，自上而下第一电离能逐渐减小，而同主族元素随着原子序数的增加，原子半径增大，失电子能力增强，第一电离能逐渐减小，故B正确；同一元素不同能层上的电子的电离能往往相差较大，同一能层上的电离能相差不是很大，C错；主族元素的原子形成单原子离子时的最高化合价数不一定和它的族序数相等，如F、O，故D错。
4．在下列各组元素中，有一组原子的第一电离能分别是1086kJ·mol－1、1402kJ·mol－1、1313kJ·mol－1。
那么这组元素是（ ）
A．C、N、OB．F、Ne、Na
C．Be、B、CD．S、Cl、Ar
答案 A
解析 通过数据分析，第一电离能先增大后减小，N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，由于处于半充满的稳定状态，失去电子较难，因此其第一电离能大于O。
5．气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是（ ）
A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D．1s22s22p63s23p64s24p2→1s22s22p63s23p64s24p1
答案 B
解析 气态电中性基态原子的第一电离能越大，失去一个电子吸收的能量越多。
B项中3p3为p轨道半充满状态，故第一电离能最大。
6．同周期元素具有下列价电子排布的原子中，第一电离能最小的是（ ）
A．ns2np3B．ns2np4
C．ns2np5D．ns2np6
答案 B
解析 ns2np3处于半充满状态，ns2np6处于全充满状态，均是能量较低的状态，不易失去电子，而ns2np4和ns2np5比较，ns2np4容易失去一个电子变成ns2np3半充满的较稳定状态，因此更容易失去电子，第一电离能最小，故B项正确。
7．具有下列电子层结构的原子，其第一电离能由大到小排列正确的是（ ）
①3p轨道上只有一对成对电子的原子；②价电子构型为3s23p6的原子；③3p轨道为半充满的原子；④正三价的阳离子结构与氖相同的原子
A．①②③④B．③①②④
C．②③①④D．②④①③
答案 C
解析 ①为S元素，②为Ar元素，③为P元素，④为Al元素，第一电离能由大到小的顺序为②③①④。
题组2 电离能的应用
8．某元素的各级电离能（kJ·mol－1）分别为740、1500、7700、10500、13600、18000、21700，当它与氯气反应时最可能形成的阳离子是（ ）
A．X＋B．X2＋
C．X3＋D．X4＋
答案 B
解析 相邻两电子层能量相差较大，电离能产生突跃，说明再失一个电子的难度增大很多，由此可判断最外层上的电子数，进而判断其可能化合价并由此推出其阳离子所带的正电荷数。
该元素原子电离能数据突跃发生在第二、第三电离能上，故其最外层有2个电子，可形成＋2价阳离子。
9．某主族元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．X元素显＋4价
B．X为非金属元素
C．X为第5周期元素
D．X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3＋
答案 D
解析 A项，X元素最外层有3个电子，所以在化合物中通常显＋3价，错误；B项，第ⅢA族元素中有金属元素也有非金属元素，根据已知条件无法确定是否为非金属元素，错误；C项，第ⅢA族元素，根据已知条件无法确定是哪个周期的元素，错误；D项，该主族元素最外层有3个电子，在反应中容易失去电子，所以与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3＋，正确。
10．已知：
X为同周期元素中第一电离能最小的元素，Z元素原子最外层电子排布为2s22p4，Y是第3周期离子半径最小的元素，则X、Y、Z三种元素组成的化合物的化学式可能是（ ）
A．X3YZ3B．X2YZ3
C．X2YZ2D．XYZ3
答案 A
解析 在同周期中第一电离能最小的是H或ⅠA族金属元素，其在化合物中的化合价为＋1价；Y为Al，Z为O，根据化合物中化合价代数和为零知A正确。
11．已知短周期元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示，则下列说法正确的是（ ）
X
Y
Z
A.Y元素原子的价电子排布为2s22p4
B．原子半径：
Z＜Y
C．X是周期表中第一电离能最大的元素
D．第一电离能Z＞Y
答案 C
解析 因X、Y、Z为短周期元素，结合位置关系知X为He，Y为F，Z为S。
F（Y）元素价电子排布为2s22p5；原子半径S＞F（Z＞Y）；结合第一电离能在同周期和同主族间的变化规律知，He是第一电离能最大的元素；第一电离能F＞S。
12．根据下表所列元素的各级电离能I/kJ·mol－1的数据，下列判断中错误的是（ ）
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
A.元素X的常见化合价为＋1价
B．元素Y可能为ⅢA族元素
C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
D．元素Y在化学性质上与锡相似
答案 D
解析 根据数据分析：
X中I2≫I1，可知X最外层只有1个电子，X常见化合价为＋1价，与Cl元素形成XCl，位于ⅠA族，A、C项正确；Y中I4≫I3，Y易呈＋3价，故Y最外层有3个电子，位于ⅢA族，B项正确；因为锡在ⅣA族，所以Y的化学性质不与锡相似，D项不正确。
[综合强化]
13．下表是元素周期表的一部分。
表中所列的字母分别代表某一化学元素。
（1）上述第3周期元素中第一电离能（I1）最大的是__________________（用字母表示，下同），c和f的I1大小关系是__________________。
（2）概括下表所提供的电离能数据，回答下列问题。
锂
X
Y
I1
519
502
580
I2
7296
4570
1820
I3
11799
6920
2750
I4
9550
11600
①锂的元素符号是__________，通过上述信息和表中的数据分析为什么该元素原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量：
____________________
________________________________________________________________________。
②表中X可能为以上13种元素中的____________（填字母）元素，用元素符号表示X和j所能形成的化合物的化学式是____________（写一种即可）。
③Y是周期表中的____________族的元素。
答案
（1）m c＞f
（2）①Li 锂原子失去核外第一个电子后即达到稳定结构，所以锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量 ②a Na2O（或Na2O2） ③ⅢA
解析
（1）周期表中所列13种元素按字母顺序分别是Na、H、Mg、Sr、Sc、Al、Ge、C、P、O、I、Cl、Ar，其中Na、Mg、Al、P、Cl、Ar属于第3周期，原子最稳定的是Ar，故其I1最大，Mg、Al的核外电子排布分别为1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1，Mg中3s2为全充满状态，故其I1比Al的I1大。
（2）①锂原子失去1个电子后即达到稳定状态，因此很难再失去一个电子。
②由表中数据可以看出，锂和X的I1均比I2、I3小很多，说明X与Li同主族，且X的I1比Li的I1更小，说明X的金属性比锂更强，则X为Na（即a）。
③由Y的电离能数据可以看出，它的I1、I2、I3比I4小得多，故Y原子属于ⅢA族元素。
14．A、B都是短周期元素，原子最外层电子排布式分别为（n＋1）sx、nsx＋1npx＋3，A与B可形成化合物D，D溶于水时有气体逸出，该气体能使带火星的木条复燃。
请回答下列问题：
（1）比较电离能：
I1（A）______I1（B）（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）通常A元素的化合价是________，对A元素呈现这种价态进行解释。
①用原子结构的观点进行解释：
_________________________________________________
________________________________________________________________________。
②用电离能的观点进行解释：
_________________________________________________
________________________________________________________________________。
③写出D跟水反应的离子方程式：
_______________________________________________。
答案
（1）＜
（2）＋1价 ①钠原子失去一个电子后的电子排布式为1s22s22p6，为原子轨道全充满的＋1价阳离子，该离子结构体系能量低，极难再失去电子 ②Na原子的第一电离能相对较小，第二电离能比第一电离能大很多倍。
通常Na原子只能失去一个电子
③2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑
解析 A、B都是短周期元素，原子最外层电子排布式分别为（n＋1）sx、nsx＋1npx＋3，则x＋1＝2，解得x＝1，故A原子的最外层电子排布式为（n＋1）s1，位于第ⅠA族，B原子的最外层电子排布式为ns2np4，位于第ⅥA族，A与B可形成化合物D，D溶于水时有气体逸出，该气体能使带火星的木条复燃，则该气体为O2，故化合物D为Na2O2，A为Na，B为O。
（1）同周期元素自左而右，第一电离能呈增大趋势，同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，故电离能I1（A）＜I1（B）。
（2）Na元素的化合价是＋1价。
③过氧化钠跟水反应生成氢氧化钠与氧气，反应的离子方程式为2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑。
15．不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的最低能量I1如下图所示。
试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。
（1）同主族内不同元素原子的I1变化的特点是______________________________，各主族中I1的这种变化特点体现了元素性质的__________变化规律。
（2）同周期内，随原子序数增大，I1增大。
但个别元素的I1出现反常，试预测下列关系中正确的是____（填序号）。
①I1（砷）>I1（硒） ②I1（砷）I1（硒）④I1（溴）（3）10号元素I1较大的原因是____________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）估计1mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：
____________答案
（1）随着原子序数增大，I1变小 周期性
（2）①③
（3）10号元素是氖
升级会员 