2019-2020学年高中化学 第一章 物质结构 元素周期律 第一节 元素周期表 第二课时 元素的性

第一节元素周期表第二课时元素的性质与原子结构学习目标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。1．原子结构特点探究点(一)碱金属元素[自学新知]2．单质的物理性质(从锂→铯)3．单质的化学性质(1)锂、钠、钾与氧气的反应①锂与氧气反应的化学方程式：。②钠在氧气中燃烧的化学方程式：。③钾在氧气中的燃烧比钠更剧烈，生成比过氧化钠更为复杂的氧化物。4Li＋O2=====△2Li2O2Na＋O2=====△Na2O2(2)钾、钠与水的反应碱金属钾钠实验操作共同点a：金属水面上；b：金属成闪亮的小球；c：小球四处游动；d：发出“嘶嘶”的响声；e：反应后的溶液呈色实验现象不同点与水反应更剧烈浮在熔化红钾碱金属钾钠化学方程式实验结论与水反应的剧烈程度：KNa金属活泼性：KNa[特别提醒]实验室里钠、钾保存在煤油中，而锂保存在石蜡中。2K＋2H2O===2KOH＋H2↑2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑1．锂、钠、钾在加热条件下与O2反应的产物类型相同吗？试分别写出产物的化学式。提示：不相同；产物分别是Li2O、Na2O2、KO2。2．钾比钠活泼，钾能否从NaCl溶液中置换出钠？提示：不能；因为钾与NaCl溶液中的水发生反应而不是与NaCl反应。3．你能根据钠、钾单质及其化合物的性质推测出氯化铯和碳酸铯的溶解性吗？提示：能；碱金属单质及其化合物的性质具有相似性，依据NaCl(KCl)、Na2CO3(K2CO3)易溶于水推测CsCl、Cs2CO3也是易溶于水的。[探究思考]1．碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性(1)相似性(用R表示碱金属元素)[深化拓展](2)递变性具体表现如下(按从Li→Cs的顺序)①与O2的反应越来越剧烈，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的反应越来越剧烈，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逐渐增强。即碱性：LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。2．从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律3．元素金属性强弱的判断依据依据结论根据单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度越易者金属性越强根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱碱性越强者金属性越强根据金属之间的置换反应活动性强的金属能把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)碱金属元素原子的次外层电子数都是8个()(2)化合物中碱金属元素的化合价都为＋1()(3)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大()(4)碱金属单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应()(5)Li在空气中加热生成Li2O2()×√√××[对点演练]2．下列说法中不正确的是()A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈B．还原性：K＞Na＞Li，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C．熔、沸点：Li＞Na＞KD．碱性：LiOH＜NaOH＜KOH解析：A中锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈，故A正确；B中还原性：K＞Na＞Li，但K不能置换出NaCl溶液中的钠，而是先与H2O反应，故B错误；C中碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即Li＞Na＞K＞Rb＞Cs，故C正确；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：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH，故D正确。答案：B1．原子结构特点探究点(二)卤族元素[自学新知]2．单质的物理性质(1)递变性单质物理性质F2Cl2Br2I2颜色、状态______色___体____色___体_______色___体____色___体密度逐渐_____熔、沸点逐渐_____淡黄绿气黄绿气深红棕液紫黑固增大升高(2)特性：氯易液化、溴易挥发、碘易升华。3．单质的化学性质(1)与H2的反应①X2与H2反应的比较：反应条件产物稳定性化学方程式F2暗处很稳定______________Cl2光照或点燃较_____Br2加热稳定性差I2不断加热不_____②结论：从F2到I2，与H2反应剧烈程度：逐渐从F2到I2，氢化物的稳定性：逐渐H2＋F2===2HF稳定H2＋Cl2===========光照或点燃2HClH2＋Br2=====△2HBr稳定H2＋I2△2HI变弱减弱(2)单质间的置换反应实验操作实验现象离子方程式静置后，液体分层，上层________，下层______________________________静置后，液体分层，上层________，下层_____________________________接近无色橙红色接近无色紫红色Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－Cl2＋2I－===I2＋2Cl－实验操作实验现象离子方程式静置后，液体分层，上层________，下层___________________________结论Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐_____(3)特性：I2遇淀粉变蓝色。[特别提醒](1)溴是常温常压下唯一的液态非金属单质。(2)卤素单质都有毒，液溴易挥发，保存时常用水封。接近无色紫红色Br2＋2I－===I2＋2Br－减弱1．试比较F、Cl、Br、I对应氢化物的稳定性，据此，能否判断F、Cl、Br、I非金属性的强弱？提示：稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；氢化物的稳定性越强，则对应元素的非金属性越强，即非金属性强弱顺序为F＞Cl＞Br＞I。2．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：不能；F2能与NaBr溶液中的水反应生成HF和O2，不能从NaBr溶液中置换出Br2。[探究思考]1．卤素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)：单质X2与氢气反应：X2＋H2===2HX与水反应如X2＋H2O===HX＋HXOX为Cl、Br、I，例外：2F2＋2H2O===4HF＋O2化合物→最高价氧化物对应水化物(除氟外)都为强酸。[深化拓展](2)递变性具体表现如下：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最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，即HClO4HBrO4HIO4。2．从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律3．元素非金属性强弱的判断依据依据结论根据单质与氢气化合的难易程度或生成氢化物的稳定性越易与氢气化合，氢化物越稳定者非金属性越强根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱酸性越强者非金属性越强根据非金属单质间的置换反应活动性强的能够置换出活动性弱的1．判断下列有关卤族元素性质描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)随核电荷数增加，单质熔、沸点降低()(2)随核电荷数增加，单质氧化性增强()(3)随核电荷数增加，气态氢化物稳定性逐渐增强()(4)从上到下原子半径逐渐减小()(5)从上到下非金属性逐渐减弱()××××√[对点演练]2．下列关于卤素(用X表示)的叙述中，正确的是()A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示B．HX的热稳定性随卤素核电荷数增加而增强C．卤素单质的颜色F2→I2随相对分子质量增大而加深D．卤素单质越活泼，其熔点和沸点就越高解析：选CF2与H2O反应方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2，A项错误；从F到I，非金属性逐渐减弱，故HX的热稳定性逐渐减弱，B项错误；卤素单质从F2到I2的颜色为：淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色，C项正确；卤素单质的活泼性由F2→Cl2→Br2→I2逐渐减弱，熔、沸点依次升高，D错误。答案：C1．元素性质与原子结构的关系同主族元素随着原子核外电子层数的增加，得到电子的能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱；失去电子的能力逐渐增强，金属性逐渐增强。探究点(三)同主族元素性质的递变规律[深化拓展]2．同主族元素及其典型化合物性质的递变规律物质类别性质递变规律(由上至下)元素元素金属性逐渐增强元素非金属性逐渐减弱单质氧化性逐渐减弱还原性逐渐增强非金属元素氢化物稳定性逐渐减弱水溶液的酸性逐渐增强最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐增强酸性逐渐减弱1．卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是()A．原子核内质子数增多起主要作用B．相对原子质量逐渐增大起主要作用C．其单质的密度增大起主要作用D．随着核电荷数增加电子层数增大起主要作用解析：F、Cl、Br、I元素非金属性逐渐减弱的原因主要是由于核外电子层数增多，原子核对最外层电子的吸引能力减弱所致。答案：D[对点演练]2．已知钡的活动性介于钠和钾之间，下列叙述正确的是()A．钡与水反应不如钠与水反应剧烈B．钡可以从KCl溶液中置换出钾C．氧化性：K＋＞Ba2＋＞Na＋D．碱性：KOH＞Ba(OH)2＞NaOH解析：选D由于钡的活动性比钠强，所以钡与水反应比钠与水反应更剧烈，A错误；钡的活动性不如钾且先与水发生反应，故不能置换出钾，B错误；由于金属性：K＞Ba＞Na，故氧化性为Na＋＞Ba2＋＞K＋，C错误；元素的金属性越强，其对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，则碱性：KOH＞Ba(OH)2＞NaOH，D正确。答案：D[核心语句归纳总结]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的水化物碱性强弱来判断。(2)元素非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的酸性强弱，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，溴液深红棕，碘是紫黑固。氯易液化，溴易挥发，碘易升华。3．熟记4个化学方程式：(1)2K＋2H2O===2KOH＋H2↑(2)Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl(3)Cl2＋2KI===I2＋2KCl(4)Br2＋2KI===I2＋2KBr1．F、Cl和Br都是ⅦA族元素，关于这三种元素原子的说法正确的是()A．原子半径：FClBrB．最外层电子数都相同C．核外电子层数都相同D．最外层电子数都不相同解析：F、Cl和Br都是第ⅦA族元素，故最外层电子数都为7，B正确，D错误；从F→Br，核外电子层数增多，原子半径增大，A、C错误。答案：B[分层训练·固本提能][课堂巩固落实]2．下列对碱金属性质的叙述中，正确的是()A．都是银白色的柔软金属，密度都比较小B．单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物C．碱金属单质都能与水反应生成碱和氢气D．单质的熔、沸点随着原子序数的增加而升高解析：选CA项，碱金属中除Cs略带金色光泽外，其余都是银白色的柔软金属，Rb和Cs的密度大于水，其余密度都比较小，错误；B项，单质在空气中燃烧生成的不一定都是过氧化物，例如Li只能生成氧化锂，错误；C项，碱金属单质都能与水反应生成碱和氢气，正确；D项，单质的熔、沸点随着原子序数的增加而降低，错误。答案：C3．关于铷的下列说法不正确的是()A．与水反应比钠更剧烈B．Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2C．是极强的还原剂D．RbOH碱性比同浓度NaOH弱解析：A项，铷、钠同位于周期表第ⅠA族，由于Rb原子比钠核外电子层数增多，原子半径增大，元素原子失去电子的能力增强，因此Rb与水反应比钠更剧烈，正确；B项，Rb2O2与水能剧烈反应产生RbOH并释放出O2，正确；C项，Rb是极强的还原剂，正确；D项，元素的金属性：RbNa，元素的金属性越强，其相应的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，所以RbOH碱性比同浓度NaOH强，错误。答案：D4．下列有关碱金属元素和卤素的说法中不正确的是()A．溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈B．碱金属元素中，锂