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第2课时元素性质与原子结构1．了解碱金属、卤素原子在周期表中的位置。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。知识点一碱金属元素1．碱金属元素的原子结构及特点碱金属元素包括：(写元素符号)。其原子结构示意图分别为：Li、Na、K、Rb、Cs原子结构特点如下：(1)相似性：最外层电子数都是1，除Li外次外层电子数都是8。(2)递变性：Li→Cs，核电荷数依次，电子层数依次，原子半径依次。增大增多增大2．单质的化学性质(1)与O2的反应：实验操作物质实验现象钠剧烈燃烧，有色火焰，生成色固体钾迅速燃烧，比钠的燃烧更，火焰呈色黄淡黄剧烈紫化学方程式：4Li＋O2=====△2Li2O；2Na＋O2=====△Na2O2；K＋O2=====△KO2。K与O2的反应比Na剧烈，Rb、Cs与O2反应更剧烈，产物更复杂。[特别提醒]燃烧时Li只能生成碱性氧化物Li2O。(2)钾、钠与水的反应：碱金属钾钠实验操作碱金属钾钠共同点a：金属浮在水面上；b：金属熔化成闪亮的小球；c：小球四处游动；d：发出“嘶嘶”的响声；e：反应后的溶液呈红色实验现象不同点K与水反应更剧烈化学方程式2K＋2H2O===2KOH＋H2↑2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑实验结论与水反应的剧烈程度：KNa金属活泼性：KNa[特别提醒]钾与水反应时一定要盖上玻璃片。3．单质的物理性质元素锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)相同点除铯外，其余都呈色；它们都比较，有延展性，密度，熔点，导电、导热性强递变规律密度逐渐(钾例外)熔、沸点逐渐_____个性特点铯略带金属光泽，锂的密度比煤油的小银白软较小较低增大降低液态钠可做核反应堆的导热介质。[微练习]1．判断下列关于碱金属说法的正误：(1)都是银白色的柔软金属(除铯外)，密度都比较大。()(2)单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物。()(3)碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气。()(4)单质的熔、沸点随着原子序数的增加而升高。()(5)Li、Na、K均可保存在煤油中。()(6)K可从NaCl溶液中置换出Na。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×2．下列关于碱金属的叙述中，不正确的是()A．钾元素比钠元素的金属性强B．钾和钠的焰色分别为紫色和黄色C．碱金属都能和水发生反应，生成氢氧化物并放出氢气D．碱金属的熔点随着电子层数的增加而升高解析：D项，碱金属的熔点随电子层数的增加而逐渐降低。答案：D3．下列各组比较不正确的是()A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈B．还原性：KNaLi，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C．熔、沸点：LiNaKD．碱性：LiOHNaOHKOH解析：A中锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈；B中还原性，KNaLi，但K不能置换出NaCl溶液中的Na，而是先与H2O反应；C中碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即LiNaKRbCs；D中从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强，即碱性：LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。答案：B[微知识点][典例剖析][典例1]下列有关铯及其化合物的说法不正确的是()A．CsOH的碱性比KOH的强B．铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成H2C．Cs的还原性比Na的强，故Na＋的氧化性强于Cs＋的D．Na的金属性比Cs的强思路点拨解答本题用到的知识点包括：(1)碱金属元素原子的结构特点：最外层只有1个电子；(2)元素的金属性与失去电子能力的关系：越易失去电子，金属性越强。[解析]A项，K、Cs的最外层电子数都为1，Cs的电子层数比K的多，更容易失去最外层电子，故Cs的金属性比K的强，CsOH的碱性比KOH的强，正确。B项，Cs的性质与Na的相似，但与水或酸反应更剧烈，都生成H2，正确。C项，Cs的还原性比Na的强，所以Na＋得到电子的能力比Cs＋的强，即氧化性：Na＋Cs＋，正确。D项，Cs的金属性强于Na的，错误。[答案]D1．相似性(用R表示碱金属元素)2．递变性(1)与O2反应：从Li→Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。(2)与H2O(或酸)反应：从Li→Cs，与H2O(或酸)反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。(3)最高价氧化物对应水化物的碱性：碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH。[温馨提示](1)因Na、K等很活泼的金属易与H2O反应，故不能从溶液中置换出较不活泼的金属。(2)最外层电子数是1的不一定是碱金属元素，还有过渡元素和氢元素。[题组训练]题组一碱金属的有关实验1．下列四种演示金属钾与水反应的实验装置，正确的是()解析：钾与水剧烈反应，容易溅出，故应盖上玻璃片，以防发生事故。钾与水反应放出的热会使钾熔化，所以在水中用镊子夹不住。答案：B2．某试管中装有足量煤油和水的混合物，静置后投入一小块碱金属，可观察到该碱金属在煤油和水的界面附近上下往复运动。下列说法不正确的是()A．此碱金属可能是钾或钠B．反应过程中煤油不会燃烧C．碱金属上下运动是由于与水反应产生了H2D．若是金属钾，则上下运动的幅度比钠小解析：A项，因为题中所给的金属在煤油和水的界面之间，说明金属的密度比煤油大而比水小，可能是Na或K(Li的密度比煤油小)，正确。B项，Na或K与水反应，并在煤油和水的界面附近上下往复运动，不与空气接触，故不会燃烧起来，煤油也就不能燃烧起来，正确。C项，金属做上下往复运动，是由于金属与水反应生成的氢气逸出时将其往上推的缘故，正确。D项，金属钾与水反应的剧烈程度比钠大，密度比钠的小，所以运动的幅度比钠大，错误。答案：D题组二碱金属的相似性和递变性3．下列关于碱金属的叙述正确的是()A．钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈B．碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小C．碱金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性随着原子序数的递增依次减弱D．碱金属元素的阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强答案：A4．下列关于碱金属某些性质的排列中，正确的是()A．原子半径：Li＜Na＜KB．密度：K＞Rb＞CsC．熔点、沸点：Na＜K＜RbD．还原性：Li＞Na＞K解析：按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序，碱金属的原子半径依次增大，A项正确；密度逐渐增大，B项不正确；单质熔点、沸点依次降低，C项不正确；还原性依次增强，D项不正确。答案：A知识点二卤族元素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)。F、Cl、Br、I的原子结构示意图分别为：F、Cl、Br、I、At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，核电荷数依次，电子层数依次，原子半径逐渐。7增大增多增大2．卤素单质的物理性质F2Cl2Br2I2颜色、状态淡黄绿色气体黄绿色气体深棕红色液体紫黑色固体密度逐渐_____熔、沸点逐渐_____增大升高3.卤素单质的化学性质(1)卤素单质与氢气的反应：从F2到I2：反应的剧烈程度：F2Cl2Br2I2；氢化物的稳定性：HFHClHBrHI。[特别提醒]生成HI的反应要不断加热，且是可逆反应，生成的HI同时分解。(2)单质之间的置换反应：实验操作实验现象静置后，液体分层，上层近无色，下层橙红色静置后，液体分层，上层近无色，下层紫色静置后，液体分层，上层近无色，下层紫色反应原理Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2Cl2＋2KI===2KCl＋I2Br2＋2KI===2KBr＋I2实验结论F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱F－、Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强[微练习]1．砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律判定，下列说法正确的是()A．与H2化合能力：At2＞I2B．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．砹易溶于水，难溶于四氯化碳答案：C2．关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是()A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2OHXO＋HX表示B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强C．卤素单质的颜色从F2―→I2按相对分子质量增大而加深D．X－的还原性依次为F－Cl－Br－I－，因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来解析：A项，F2与H2O反应为2F2＋2H2O===4HF＋O2，不可用X2＋H2OHXO＋HX表示；B项，HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱；D项，F2性质极为活泼，遇盐溶液先和水反应，故不能将相对分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来。答案：C[微知识点]1．卤素的特殊性(1)氟元素无正价，无含氧酸。(2)Cl2易液化。(3)Br2在常温下是中学阶段唯一的一种液态非金属单质。(4)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。2．卤素离子(Cl－、Br－、I－)的检验银盐法：未知液＋3AgNO沉淀＋稀3HNO沉淀不溶解，据沉淀颜色判断(AgCl白色，AgBr浅黄色，AgI黄色)。[典例剖析][典例2]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思路点拨：解答本题的关键是抓住卤素的递变性。[解析]卤族元素由上到下：物理性质单质的颜色加深→②对单质的沸点升高→④对化学性质单质的氧化性减弱→①错阴离子的还原性增强→⑤对气态氢化物的稳定性减弱→③错[答案]C1．相似性2．递变性具体情况如下：(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，其水溶液的酸性逐渐增强，即：稳定性：HFHClHBrHI；还原性：HFHClHBrHI；酸性：HFHClHBrHI。(2)最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱，即HClO4HBrO4HIO4。(3)与H2O反应：①F2与H2O剧烈反应，置换出O2：2F2＋2H2O===4HF＋O2；②Cl2、Br2、I2与H2O反应越来越微弱。氢卤酸中氢氟酸是弱酸，且腐蚀玻璃。其余皆为强酸。[题组训练]题组一卤族元素的有关实验1．如图所示是氯气的制备以及氯、溴、碘的非金属性比较实验，充分反应一段时间后，打开装置D的活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡，观察实验现象，下列说法正确的是()A．F2不能与NaCl溶液反应置换出氯气B．装置B中可盛放水吸收氯气中的HCl气体C．装置E下层呈现紫红色D．装置E中有机试剂层呈现紫红色，能说明非金属性：BrI解析：A项，F2极易与水反应生成氟化氢和氧气，所以F2不能与NaCl溶液反应置换出氯气，正确。B项，氯气易与水反应生成次氯酸和盐酸，所以不能用水吸收氯气中的杂质，错误。C项，苯的密度比水的小，应在上层，所以装置E上层呈现紫红色，错误。D项，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，但过量氯气也会氧化碘离子生成碘单质，造成干扰，所以不能证明非金属性：BrI，错误。答案：A2.在硬质玻璃管中的A、B、C处依次放有浸有KBr溶液、KI溶液、淀粉溶液的三个棉球(如图所示)。由左端导入Cl2，在B处加热，可观察到A处棉球呈________色，B处棉球呈现________色，C处棉球呈________色。将试管冷却后，在B、C之间的玻璃管内壁上有________色的________，这是因为________。解析：非金属性ClBrI，则单质的氧化性Cl2Br2I2，Cl2与KBr溶液、KI溶液反应分别生成Br2和I2。答案：红棕紫红蓝紫黑固体碘蒸气冷凝为固体题组二卤族元素的相似性和递变性3．下列有关卤族元素的说法正确的是()A．酸性：H