2020新教材高中化学 第四章 第一节 第四课时 原子结构与元素的性质课件 新人教版必修第一册

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[明确学习目标]1.了解碱金属、卤素在周期表中的位置。2.了解碱金属、卤素原子结构特点,了解原子结构与元素性质的关系。3.了解碱金属、卤素性质的相似性与递变性,并能初步运用原子结构理论解释。23学生自主学习碱金属元素1.结构特点(1)碱金属元素的原子结构(2)结构特点:碱金属元素原子结构的共同点是,不同点是,其变化规律是随着核电荷数的增加,电子层数逐渐,原子半径逐渐。□16最外层电子数相同,都是1个电子□17电子层数和原子半径不同□18增多□19增大2.碱金属的性质(1)物理性质(2)化学性质①与O2反应②与水反应卤族元素1.卤族元素的原子结构及其特点卤族元素包括:(写元素符号)。其原子结构示意图为:□01F、Cl、Br、I原子结构特点如下:(1)相似性:最外层电子数都是。(2)递变性:F→I,核电荷数逐渐,电子层数逐渐,原子半径逐渐。□027□03增大□04增多□05增大2.卤素单质的物理性质3.卤素单质的化学性质(1)与H2反应得出结论:从F2到I2,与H2反应剧烈程度依次,生成气态氢化物的稳定性依次。(2)卤素单质间的置换反应□24减弱□25减弱得出结论:Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是,相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是。□35Cl2Br2I2□36I-Br-Cl-1.钾比钠活泼,钾能否从NaCl溶液中置换出钠?提示:不能,钾会先与NaCl溶液中的水反应。提示2.如何从结构上理解碱金属元素从上到下金属性逐渐增强?提示:从上到下,碱金属元素原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,原子失电子变得越来越容易,故从上到下,金属性逐渐增强。提示3.氯气能从NaBr溶液中置换出Br2,F2比Cl2活泼,F2能否从NaBr溶液中置换出Br2?提示:因为F2能与H2O发生反应(2F2+2H2O===4HF+O2),所以F2不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。提示4.如何从结构上理解卤族元素从上到下单质的氧化性逐渐减弱?提示:卤族元素从上到下电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,所以原子得电子的能力逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱。提示23课堂互动探究知识点一碱金属元素性质的相似性和递变规律1.碱金属原子结构与性质的关系2.相似性(用R表示碱金属元素)3.递变性具体情况如下:1同主族元素性质类似,下列关于碱金属元素的说法中正确的是()A.从上到下,原子半径和单质的熔沸点逐渐减小B.Cs的活动性强于K,则Cs可从K的盐溶液中置换出KC.Li、Na、K均可保存在煤油中D.Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+的离子半径逐渐增大,氧化性逐渐减弱正文[批注点拨][解析]碱金属元素从上到下原子半径逐渐增大,单质的熔沸点逐渐降低,A错误;碱金属性质很活泼,在盐溶液中首先和水发生反应,故不能把其他金属置换出来,B错误;锂的密度比煤油小,应保存在液体石蜡中,C错误;碱金属元素从上到下金属性逐渐增强,所以对应阳离子的氧化性逐渐减弱,D正确。解析[答案]D答案[练1]下列关于碱金属元素的说法正确的是()①原子结构的相同点是最外层电子数相同,都为1②原子结构的不同点是随核电荷数的增加,电子层数增多,原子半径增大③具有相似的化学性质,都是活泼金属④都具有强还原性,在化合物中显+1价⑤化学性质有差别,从Li到Cs,失电子能力逐渐增强A.①③④B.①③⑤C.②④⑤D.全部答案D答案解析碱金属元素原子的最外层都有一个电子,都易失去一个电子,具有强还原性,在化合物中显+1价,①③④正确;碱金属元素从Li到Cs,原子半径逐渐增大,原子核对核外电子的束缚力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强,②⑤正确。解析[练2]以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述不正确的是()①对应氢氧化物中碱性最强的是CsOH②单质熔点最高的是铯③与O2反应均可得到多种氧化物④单质的密度依次增大,均要保存在煤油中⑤单质的还原性依次增强⑥对应离子的氧化性依次增强A.①③⑤B.②④⑥C.②③④⑥D.①⑤答案C答案解析元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性也越强,由于金属性最强的元素是Cs,所以对应的氢氧化物中碱性最强的是CsOH,①正确;碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而降低,所以单质熔点最低的是铯,②错误;Li与O2反应只能得到Li2O,③错误;Li的密度比煤油小,不能保存在煤油中,应该保存在液体石蜡中,④错误;碱金属元素随原子序数的增加,原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,所以其单质的还原性依次增强,所以它们对应离子的氧化性依次减弱,⑤正确、⑥错误。解析知识点二卤族元素性质的相似性和递变规律1.从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律2.卤族元素单质化学性质的相似性和递变性(1)相似性(用X代表卤族元素)(2)递变性①与H2反应越来越难,对应氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强,即:稳定性:HFHClHBrHI;还原性:HFHClHBrHI。②最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱,即酸性:HClO4HBrO4HIO4。(3)卤素单质的特殊性质①氟元素无正价,无含氧酸。②在常温下Br2是唯一的一种液态非金属单质。③碘为紫黑色固体,易升华,淀粉遇I2变蓝色。2已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气,现进行氯气的性质实验(如图)。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球,反应一段时间后,对图中指定部位颜色描述正确的是()选项①②③④A黄绿色橙色蓝色无色B无色橙色紫色白色C黄绿色橙色蓝色白色D黄绿色无色紫色白色[批注点拨][解析]常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出Cl2,Cl2的颜色是黄绿色,①处充满黄绿色的Cl2;Cl2进入玻璃管后与②处NaBr溶液发生置换反应生成Br2,溴的水溶液颜色为橙色,所以②处的白色棉球变为橙色;Cl2和③处KI溶液反应置换出I2,淀粉溶液遇I2变蓝,③处棉球变为蓝色;④处Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO的水溶液,用来进行Cl2的尾气吸收,尽管反应生成的物质均为无色,但棉球本身是白色的,所以④处的颜色为白色。解析[答案]C答案[练3]下列说法中,不符合第ⅦA族元素性质特征的是()A.易形成-1价离子B.最高价氧化物的水化物显酸性(氟除外)C.从上到下元素的非金属性依次增强D.从上到下元素对应氢化物的稳定性依次减弱答案C答案解析第ⅦA族元素的原子最外层都有7个电子,易得到1个电子形成-1价离子,A不符合题意;氟元素无正价,其余卤族元素的最高价氧化物的水化物都显酸性,B不符合题意;从上到下卤族元素随着核电荷数的增加,非金属性逐渐减弱,对应氢化物的稳定性也逐渐减弱,C符合题意,D不符合题意。解析[练4]下列关于卤族元素由上到下性质递变的叙述,正确的是()①单质的氧化性增强②单质的颜色加深③气态氢化物的稳定性增强④单质的沸点升高⑤阴离子的还原性增强A.①②③B.②③④C.②④⑤D.④⑤答案C答案解析卤族元素由上到下:①单质的氧化性逐渐减弱;②单质的颜色逐渐加深;③气态氢化物的稳定性逐渐减弱;④单质的沸点逐渐升高;⑤阴离子的还原性逐渐增强,故C正确。解析[知识拓展]同主族元素性质的递变规律本课归纳总结1.必记两种方法(1)元素金属性强弱可以从其单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度,以及其最高价氧化物对应水化物的碱性强弱来判断。(2)元素非金属性强弱可以从其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,或与氢气生成氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性强弱来判断。2.卤素单质物理性质氯气黄绿色,液溴深红棕,碘是紫黑固。氯气易液化,溴易挥发,碘易升华。3.熟记几个化学方程式23学习效果检测1.下列不属于碱金属单质通性的是()A.硬度小、密度小、熔点低B.导热、导电性能强C.焰色反应的颜色相近D.强还原性解析碱金属单质的硬度小、密度小、熔点低,是热和电的良导体,A、B不符合题意;碱金属元素的焰色反应颜色各不相同,如钠为黄色、钾为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)等,C符合题意;碱金属元素原子都易失去1个电子,故单质具有强还原性,D不符合题意。解析答案C答案2.下列关于卤族元素的叙述正确的是(用X表示卤素原子)()A.随核电荷数的增加,X-的半径逐渐增大,还原性逐渐减弱B.随核电荷数的增加,氢化物的稳定性逐渐增强C.单质与水反应均可表示为X2+H2O===HX+HXOD.随核电荷数的增加,单质的颜色逐渐加深答案D答案解析随核电荷数的增加,X-的电子层数逐渐增多,离子半径逐渐增大,离子的还原性逐渐增强,故A错误;卤族元素由上到下,非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,故B错误;氯、溴、碘单质与水反应可表示为X2+H2O===HX+HXO,氟单质和水反应生成的是HF和O2,故C错误;卤族元素由上到下,单质的颜色逐渐加深,由F2→I2,单质的颜色依次是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色,故D正确。解析3.下列关于碱金属元素的叙述中,错误的是()A.碱金属元素原子最外层都只有1个电子B.按Li、Na、K、Rb、Cs顺序,单质的熔、沸点升高,密度增大C.随核电荷数增加,对应氢氧化物的碱性增强D.随电子层数增加,原子半径增大,金属性增强答案B答案解析碱金属元素原子最外层都只有1个电子,A正确;按Li、Na、K、Rb、Cs顺序,单质的熔、沸点逐渐降低,密度呈逐渐增大的趋势,但钾的密度比钠小,B错误;随核电荷数增加,碱金属元素的金属性逐渐增强,对应氢氧化物的碱性逐渐增强,C正确;随电子层数增加,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,碱金属元素的金属性逐渐增强,D正确。解析4.下列关于卤素的叙述正确的是()A.卤素是典型的非金属元素,因此不能与其他非金属元素化合B.卤素单质越活泼,其熔、沸点就越高C.卤素单质都能和水剧烈反应D.卤素单质都能和H2反应,且气态氢化物的稳定性随单质氧化性的增强而增强答案D答案解析卤素是典型的非金属元素,能与其他非金属性较弱的非金属元素化合,例如氢气与氯气在光照条件下生成HCl,A项错误;从上到下,卤族元素的非金属性逐渐减弱,单质的活泼性逐渐减弱,但相对分子质量逐渐增大,熔、沸点逐渐升高,B项错误;卤素单质与水反应的剧烈程度与其非金属性有关,只有F2与水能剧烈反应,C项错误;卤素的非金属性越强,单质的氧化性越强,生成气态氢化物的稳定性越强,D项正确。解析5.下列对碱金属性质的叙述中,正确的是()A.碱金属元素的单质具有强还原性,可置换出硫酸铜溶液中的铜单质B.碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物C.碱金属单质与水反应生成碱和氢气D.碱金属单质熔、沸点随着原子序数递增而升高答案C答案解析碱金属元素的单质具有强还原性,易与H2O反应,故不能从盐溶液中置换出不活泼的金属,A项错误;锂在空气中燃烧生成的是氧化锂,而不是过氧化锂,B项错误;碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低,D项错误;碱金属都能与水反应生成对应的碱和氢气,C项正确。解析6.砹是卤族元素,位于第六周期,根据卤素性质的递变规律,对砹及其化合物的叙述,正确的是()A.与H2的化合能力:At2I2B.砹在常温下为白色固体C.砹原子的最外电子层上有7个电子D.砹化氢很稳定不易分解答案C答案解析从F到At,元素的非金属性逐渐减弱,与H2的化合能力逐渐减弱,氢化物的稳定性逐渐减弱,A、D两项不正确;由F2到At2,单质的颜色逐渐加深,状态由气态到液态再到固态,I2是紫黑色固体,则砹为比I2颜色更深的固体,B项不正确;卤族元素的原子,最外层上都有7个电子,C项正确。解析7.某同学做同主族元素性质的相似性、递变性实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。请你帮助该同学整理并完成实验报告。(1)实验目的:探究同主族元素性质的相似性和递变性。(2)实验用品:①仪器:________、________、烧杯、镊子、小刀、玻璃片等。②试剂:金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1mol·L-1NaBr溶液、0.1mol·L-1NaI溶液、CCl4等。(3)

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