2018年高中化学课时跟踪检测四电离能及其变化规律鲁科版选修

鲁科版化学选修3《电离能及其变化规律》教案第1课时电离能及其变化规律【教学目标】1.了解电离能的概念及内涵；2.认识主族元素电离能的变化规律并能给予解释。

【教学重点】电离能及其变化规律。

【教学难点】电离能变化规律的特例【教学媒介】多媒体演示【教学方法】诱导——启发式、演绎推理和逻辑探究相结合教学【教学过程】教学环节教学活动可能出现的情况设计意图复习引入请同学们写出第3周期及VA族元素原子的价电子排布；请同学们根据写出的价电子排布分析元素周期表中元素原子得失电子能力的变化规律。

学生写的是电子排布式，没有抓住价电子，规律内容书记忆型，没什么难点，定性的记住规律。

内容如素材1巩固第二节的学习内容，并为本节的教学做准备过渡在科学研究和生产实践中，仅有定性的分析往往是不够的，为此，人们用电离能、电子亲和能、电负性来定量的衡量或比较原子得失电子能力的强弱。

学生思维活跃，什么是电离能、电负性呢？自己会猜想调动学生的积极性，明确学习目标。

联想质疑电离能是元素的一种性质。

表1-3-2和表1-3-3种写出了某些元素的第一电离能数值。

从已经学过的知识出发，你能推测出电离能描述的是元素的那中性质吗？你能分析第一电离能的数值和性质的关系吗？ 展示：表1-3-2第三周期元素（除Ar ）的第一电离能的变化表1-3-3 VA 族元素的第一电离能的变化Na Mg Al Si P 496 738 577 786 1012 96N P As Sb Bi 1402 1012 947 834 703学生可能会分析出是失电子的能力；也有可能得出是得电子的能力。

对比分析，再次生成强烈的疑惑感，即为下面的进一步分析作了准备，又是他们产生了浓厚的兴趣。

阅读分析课本内容电离能的定义部分板书设置问题1.什么是电离能。

2.符号和表示方法3.意义一、电离能及其变化规律1.定义：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能。

2.符号：II1表示第一电离能；I2表示第二电离能……3.意义：表示原子或离子失去电子的难易程度。

第3节 原子结构与元素性质第1课时 电离能及其变化规律1．理解电离能的概念及第一电离能的周期性变化规律。

(重点) 2．能运用电离能解释元素的性质及第一电离能与原子半径、核外电子排布周期性变化的关系。

(难点)教材整理1 电离能及其分类1．电离能(1)概念：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量。

(2)符号：I ，单位：kJ·mol －1。

2．电离能的分类M(g)――――――――→第一电离能（I 1）失去1个e －M ＋(g)――――――――→第二电离能（I 2）失去1个e －M 2＋(g)――――――――→第三电离能（I 3）失去1个e －M 3＋(g)…且I 1＜I 2＜I 3。

(1)氮原子的原子半径及第一电离能都比氧原子的大。

(√)(2)M(g)→M 2＋(g)＋2e －所需能量不是第二电离能。

(√)(3)Na 原子在不同状态失去1个电子所需能量相同。

(×)(4)原子的电离能大小I 1＞I 2＞I 3。

(×)教材整理2 电离能的意义1．电离能越小，该气态原子越容易失去电子。

2．电离能越大，该气态原子越难失去电子。

3．运用电离能可以判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。

“第一电离能大的元素的金属性一定比第一电离能小的元素的金属性弱。

”这种说法对吗？【提示】不对。

[核心·突破]1．理解电离能的定义时要把握两点：一是气态(原子或离子)；二是最小能量。

2．对于同一元素：I3＞I2＞I1。

3．运用电离能的数值可以判断金属原子在气态时失去电子的难易程度。

[题组·冲关]1．下列有关电离能的说法中，正确的是()A．第一电离能越大的原子失电子的能力越强B．第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量C．同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大D．可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的化合价【解析】元素原子的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子，A不正确；电离能是气态原子或离子失去核外一个电子需要的最低能量，B不正确；从总的变化趋势上看，同一周期中第一电离能从左到右逐渐增大，但有反常，如N＞O，C不正确。

原子半径及其变化规律元素的电离能及其变化规律(建议用时：40分钟)[基础过关练]1．下列微粒半径依次增大的是( )A．同一主族元素随着原子序数的递增B．同一周期的元素随着原子序数的递增C．Na＋、Mg2＋、Al3＋、F－D．P、S、S2－、Cl－A[依据比较微粒半径大小的规律进行分析，同一主族，随着原子序数的递增，原子的电子层数依次增加，原子半径依次增大，A项正确；一般来说，同一周期，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，B项错误；C项中各微粒的电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故半径F－最大，Al3＋最小，C项错误；D项中的微粒半径P＞S，S2－＞Cl－，D项错误。

]2．下列关于稀有气体的叙述不正确的是( )A．各原子轨道电子均已填满B．其原子与同周期ⅠA、ⅡA族阳离子具有相同的核外电子排布C．化学性质很不活泼D．同周期中第一电离能最大B[稀有气体各原子轨道电子达到稳定结构，所以化学性质不活泼，同周期中第一电离能最大。

稀有气体元素原子的核外电子排布与同周期的阴离子(达到稳定结构)的电子排布相同，同时还与下一周期的ⅠA、ⅡA族阳离子(失去最外层电子)具有相同的核外电子排布，故B错误。

]3．下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是( )A．LiI B．NaBr C．KCl D．CsFA[阳离子都为碱金属元素的金属阳离子，元素的核电荷数越大，离子半径越大，阴离子都为卤素阴离子，元素的核电荷数越大，离子半径越大，则金属阳离子半径最小的是Li＋，非金属阴离子半径最大的是I－，所以阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI。

] 4．(2021·宿州高二检测)下列原子的价电子排布中，第一电离能最大的是 ( ) A．3s23p1B．3s23p2 C．3s23p3D．4s24p4C[由上述各项元素原子的价电子排布式可知C项中3p3处于半充满状态，电子能量低，原子较稳定，故第一电离能最大。

]5．下列电子排布式所表示的原子中，第二电离能与第一电离能差值最大的是 ( ) A．[Ne]3s1B．1s22s22p2C．[Ne]3s23p5D．1s22s22p63s23p3A[A项，[Ne]3s1失去3s1上的一个电子后，变为全充满的相对稳定结构，第二电离能与第一电离能差值较大；B项，1s22s22p2第一电离能与第二电离能均为失去2p能级电子需要的能量，相差不大；C项，[Ne]3s23p5第一电离能与第二电离能均为失去3p能级电子需要的能量，相差不大；D项，1s22s22p63s23p3第一电离能与第二电离能均为失去3p能级电子需要的能量，相差不大。

课时分层作业(四) 电离能及其变化规律(建议用时：40分钟)[基础达标练]1．下列说法中不正确的是( )A．电离能最小的电子能量最高B．同主族元素，随着核电荷数的增加，I1逐渐增大C．通常情况下，电离能I1＜I2＜I3D．通常情况下，电离能越小，元素的金属性越强B[同主族元素，随核电荷数的增大，I1逐渐减小，B错误。

]2．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外围电子排布式为3s23p6的原子③其3p轨道为半充满的原子④正三价的阳离子的电子层结构与氖原子结构相同A．①②③④B．③①②④C．②③①④D．②④①③C[本题考查同周期元素第一电离能的递变规律，题中所述结构的原子都是第3周期元素。

②是稀有气体Ar，其第一电离能最大。

①是硫原子，③是磷原子，④是铝原子。

根据规律I1(Al)最小，S虽然在P的右边，但磷原子3p轨道是3p3半充满结构，较稳定，故I1(P)>I1(S)。

] 3．具有下列电子构型的原子中，第一电离能最大的是( )A．1s22s22p5B．1s22s22p6C．1s22s22p63s1D．1s22s22p63s2B[A、B、C、D四项对应元素分别是F、Ne、Na、Mg，稀有气体最不易失电子。

]4．气态原子生成＋1价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能。

元素的第一电离能是衡量元素金属性强弱的一种尺度。

下列有关说法不正确的是( )A．元素的第一电离能越大，其金属性越弱B．元素的第一电离能越小，其金属性越强C．金属单质跟酸反应的难易，只跟该金属元素的第一电离能有关D．金属单质跟酸反应的难易，除跟该金属元素的第一电离能有关外，还与该金属原子失去电子后在水溶液里形成水合离子的变化有关[答案] C5．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾比钠活泼B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大C．最外层电子排布式为n s2n p6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大D．对于同一元素而言，原子的电离能I1＜I2＜I3＜…B[第一电离能越小，表明该元素原子越易失去电子，越活泼，A项正确；同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，第一电离能一般来说依次增大，但有反常，如第一电离能：N>O、Mg>Al，B项错误；C项所述元素为0族元素，性质稳定，第一电离能都较大，正确；同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，D项正确。

课时跟踪检测（四）电离能及其变化规律1．下列元素中哪一个基态原子的第一电离能最大( )A．Be B．BC．C D．N解析：选D 同一周期从左向右，元素的第一电离能呈增大的趋势，其中ⅡA族与ⅢA族、ⅤA 族与ⅥA族出现反常。

2．下列各组元素中，第一电离能依次减小的是( )A．F O N C B．Na Mg Al SiC．I Br Cl F D．H Li Na K解析：选D A项，I1(F)＞I1(N)＞I1(O)＞I1(C)；B项，I1(Si)＞I1(Mg)＞I1(Al)＞I1(Na)；C 项，I1(F)＞I1(Cl)＞I1(Br)＞I1(I)。

3．下列原子的电子排布中，第二电离能最大的是( )A．1s2B．1s22s1C．1s22s2D．1s22s22p1解析：选B 核外电子排布为1s22s1的原子失去一个电子后变成1s2(与He原子电子排布相同)为稳定结构，再失去一个电子更困难。

4．元素周期表第3周期所含主族元素中，第一电离能最大和最小的两元素形成的化合物是( )A．Na2S B．MgCl2C．NaCl D．AlCl3解析：选C 第3周期主族元素中，第一电离能最大的元素为Cl，第一电离能最小的元素为Na，二者形成的化合物为NaCl。

5下列原子的价电子排布中，对应于第一电离能最大的是( )A．3s23p1B．3s23p2C．3s23p3D．4s24p4解析：选C 由上述各项元素原子的价电子排布式可知C项中3p3处于半充满状态，电子能量低，原子较稳定，故第一电离能最大。

6．下列有关微粒性质的排列顺序中，错误的是( )A．原子半径：Na＞S＞OB．稳定性：PH3＜H2S＜H2OC．离子半径：Al3＋＞Mg2＋＞Na＋D．第一电离能：O＜F＜Ne解析：选C A项，Na、S位于同一周期，O、S位于同一主族，原子半径Na＞S＞O，正确；B 项P、S位于同一周期，O、S位于同一主族，其氢化物稳定性，PH3＜H2S＜H2O，正确；C项应为Na＋＞Mg2＋＞Al3＋；D项正确。

元素性质及其变化规律(40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.(2020·聊城高二检测)下列四种粒子中,半径按由大到小排列顺序正确的是 ( )①基态X的原子结构示意图为②基态Y的价电子排布式:3s23p5③基态Z2-的轨道表示式:④W基态原子有2个电子层,其电子式为A.①>②>③>④B.③>④>①>②C.③>①>②>④D.①>②>④>③【解析】选C。

由题意可知:X、Y、Z2-、W分别为S、Cl、S2-、F。

S、Cl、S2-、F粒子半径大小排列顺序为r(S2-)>r(S)>r(Cl)>r(F),故C项正确。

2.(双选)下列说法中不正确的是( )A.同主族元素,随着电子层数的增加,I1逐渐减小B.同周期元素,随着核电荷数的增加,I1逐渐增大C.通常情况下,电离能I1≪I2<I3D.电离能越小,元素的金属性越强【解析】选B、C。

同周期,从左向右I1呈增大趋势,但不是逐渐增大。

ⅡA族元素原子最外层为n s2全充满稳定结构和ⅤA族元素原子最外层n p3半充满稳定结构,因此出现反常现象,故B错误;碱金属元素的第一电离能远小于第二电离能,但是其他主族元素则不一定,故C错误。

3.下列说法不正确的是( )A.ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小,而ⅦA族元素的电负性从上到下逐渐增大B.电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度C.碳原子由1s22s22p2转化成1s22s12p3的这一过程中吸收能量D.NaH的存在能支持可将氢元素放在ⅦA族的观点【解析】选A。

A项,主族元素的电负性,从上到下都是逐渐减小,错误;B项,电负性大的元素非金属性较强,反之金属性强,正确;C项,C原子电子由2s跃迁到2p,由低能级到高能级,吸收能量,正确;D项,NaH中H元素的化合价为-1价,与ⅦA族的最低负价相同,正确。

高中化学学习材料唐玲出品3-2-1 弱电解质的电离平衡1．将1 mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1 L溶液。

下列各项中，表明已达到电离平衡状态的是( )A．醋酸的浓度达到1 mol·L－1B．H＋的浓度达到0.5 mol·L－1C．醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、H＋的浓度均为0.5 mol·L－1D．醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等【答案】D【解析】在未电离时CH3COOH的浓度为1 mol·L－1，当醋酸分子、H＋、CH3COO－的浓度不再变化时(但此时三者的浓度不一定是0.5 mol·L－1)，醋酸的电离达到平衡状态，故A、B、C均错。

依据平衡状态的标志即电离速率与离子结合成分子的速率相等，可知D项正确。

2．在醋酸溶液中，CH3COOH的电离达到平衡状态的标志是( )A．溶液显电中性B．溶液中无醋酸分子C．氢离子浓度恒定不变D．溶液中CH3COOH和CH3COO－共存【答案】C【解析】CH3COOH溶液中阴、阳离子所带正、负电荷总数相同，使溶液呈电中性，与其是否达到电离平衡状态无关，故A项错误；CH3COOH是弱电解质，不完全电离，因此溶液中一定有CH3COOH和CH3COO－，但不一定表示达到电离平衡，故B项和D项错误；[H＋]恒定不变，说明CH3COOH达到电离平衡，故C项正确。

3．将0.1 mol·L－1醋酸溶液加水稀释，下列说法中正确的是( )A．溶液中[H＋]和[OH－]都减小B．溶液中[H＋]增大C．醋酸电离平衡向左移动D．溶液的pH增大【答案】D【解析】加水稀释时，醋酸的电离程度增大，n(H＋)增加，但溶液稀释导致溶液体积增加的倍数远远超过n(H＋)增加的倍数，故[H ＋]变小。

由于K w ＝[H ＋][OH －]，K w 不变，故[OH －]不断变大，pH 不断增大。

4．向0.1 mol ·L －1CH 3COOH 溶液中加入少量的CH 3COONa 晶体时，会引起( ) A ．溶液的pH 增大 B ．溶液中的[H ＋]增大 C ．溶液的导电能力减弱 D ．溶液中的[OH －]减小【答案】A 【解析】CH 3COOHCH 3COO －＋H ＋，当加入CH 3COONa 晶体时，溶液中[CH 3COO －]增大，平衡向左移动，[H ＋]减小，pH 增大，[OH －]增大，但溶液中离子浓度增大，导电性增强，故选A 。

高中化学学习材料唐玲出品第2节弱电解质的电离盐类的水解第1课时弱电解质的电离平衡[经典基础题]1．在醋酸溶液中，CH3COOH的电离达到平衡状态的标志是( ) A．溶液显电中性B．溶液中无醋酸分子C．氢离子浓度恒定不变D．溶液中CH3COOH和CH3COO－共存答案 C解析CH3COOH溶液中阳、阴离子所带正、负电荷总数相同，使溶液呈电中性，与其是否达到电离平衡状态无关，故A项错误；CH3COOH是弱电解质，不完全电离，因此溶液中一定有CH3COOH和CH3COO－，但不一定表示达到电离平衡，故B项和D项错误；[H＋]恒定不变，说明CH3COOH达到电离平衡，故C项正确。

2．下表是常温下某些一元弱酸的电离常数：弱酸HCN HF CH3COOH HNO2电离常数 6.2×10－107.1×10－47.1×10－5 6.8×10－4则( ) A．HCN B．HFC．CH3COOH D．HNO2答案 B解析相同温度下，弱酸的电离平衡常数(多元弱酸比较K1)越大，其电离程度越大，相同物质的量浓度的溶液中[H＋]越大，溶液的pH越小。

故选B。

3．用水稀释0.l mol·L－1的CH3COOH溶液，下列说法正确的是( )A．CH3COOH的电离程度增大，溶液的[H＋]增大B．K W逐渐减小C．溶液中[H＋]和[OH－]都减小D．[CH3COO－] [OH－]减小答案 D解析A不正确，加水稀释时，醋酸的电离程度增大，n(H＋)增加，但溶液稀释导致溶液体积增加的倍数远远超过n(H＋)增加的倍数，故[H＋]变小；B不正确，K W只与温度有关，温度不变，K W不变；C不正确，由于KW＝[H＋][OH－]，K W不变，[H＋]变小，[OH－]变大。

D正确，因加水醋酸稀释时，[OH－]增大，[CH3COO－]减小，所以[CH3COO－][OH－]减小。

4．下列说法正确的是( ) A．电离平衡常数受溶液浓度的影响B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱C．电离常数大的酸溶液中[H＋]一定比电离常数小的酸溶液中的[H＋]大D．H2CO3的电离常数表达式：K＝[H＋]·[CO2－3][H2CO3]答案 B解析电离平衡常数是温度的函数，与溶液浓度无关，所以A项错误；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，故B项正确；酸中[H＋]既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，所以C项错误；D项中碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为K1＝[H＋]·[HCO－3][H2CO3]，第二步电离常数表达式为K2＝[H＋]·[CO2－3][HCO－3]，故D项错误。