Question

（1）下表为原子序数依次增大的短周期元素A_～ E的第一到第五电离能数据．

请回答：表中的金属元素是______（填字母），其中化合价为+3价的是______（填字母）；若A、B、C依次为同周期相邻元素，表中显示B比A和C的第一电离能都略大，其原因是______．
（2）化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，石墨烯的碳源可以由一氧化碳、乙醇、酞菁等中的一种或任意组合提供．
①钴原子在基态时，核外电子排布式为______．
②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是______．
③与CO分子互为等电子体的分子和离子各写出1种，分别为______和______（填化学式）
④酞菁与酞菁铜染料分子结构如图，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式是______；酞菁铜分子中心原子的配位数为______．

Answer

（1）金属元素的第一电离能比较小，第一个电子易失去，通过表格可以看出第一电离能比较小属于金属元素；前三电离能比较小，第四电离能突然增大，此元素的化合价为+3价；同周期相邻元素，第一电离能一般为非金属性越强，第一电离能越大，若某元素np轨道上的电子半满，不易失去一个电子，第一电离能比较大，为特殊情况；
（2）①元素周期表中元素的位置及核外电子排布，27号元素钴的核外电子排布式为[Ar]3d74s2；
②分子间形成氢键使沸点升高；
③等电子体为电子数相等；
④已知结构式判断中心原子的杂化类型和配位数，C-N=C中氮为sp3杂化，C-NH-C中氮为sp2 杂化．
【解析】
（1）金属元素的第一电离能比较小，第一个电子容易失去，通过表格可以看出DE的第一电离能比较小；化合价为+3价，说明前三电离能比较小，第四电离能突然增大，故符合的只有E；
若A、B、C依次为同周期相邻元素，第一电离能一般为非金属性越强，第一电离能越大，有特殊情况为，若B的np轨道上的电子半满，能量比A和C低，不易失去一个电子，故第一电离能比A和C大；
故答案为（1）D E；E；B的np轨道上的电子半满，能量比A和C低，第一电离能比A和C大；
（2）①钴原子为27号元素，核外电子排布式为[Ar]3d74s2
②乙醇沸点比氯乙烷高，是因为乙醇分子间可形成氢键，而氯乙烷分子间无氢键，形成氢键使沸点升高；
③等电子体为电子数相等，一氧化碳中电子数为14，与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为N2 CN-等；
④C-N=C中氮为sp3杂化，C-NH-C中氮为sp2 杂化；酞菁铜中铜左右的两个氮是在酞菁的基础上失去两个氢反应而来，而上下两个氮则是提供孤电子对与铜直接键和，跟金属离子直接键合的原子有几个，配位数就为几，可知铜的配位数为2；
故答案为（2）①[Ar]3d74s2
②乙醇分子间可形成氢键，而氯乙烷分子间无氢键；
③N2 CN-；
④sp3和sp2；2．