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:

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  • 解题思路: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.

    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.

    考点点评: 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.