必修二第一章第1节第2课时元素的质和原子结构.doc

高二化学 物质结构、元素周期律教学案必修二第一章第1 节第2课时元素的性质和原子结构学习目标1了解碱金属、卤素原子在周期表中的位置。2了解碱金属、卤素原子的结构特点，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。师生互动一、碱金属元素：1 碱金属元素原子结构的相似性与递变性(填空教材P5页表格，再分析回答)相似性：_递变性：_实验探究：分别进行钾、钠在空气是燃烧及与水的反应，比较实验现象，分析实验结论：现象：_；结论：_；2碱金属元素单质的物理性质的相似性和递变性(阅读教材p7中表格，再分析总结)(1)相似性：除铯(略带金属光泽)外，其余均呈银白色，较柔软，有延展性，密度较小，熔点较低，导热性和导电性都很好。(2)递变性：从Li到Cs密度逐渐增大(钠、钾反常)，熔沸点逐渐降低。3碱金属元素单质的化学性质的相似性和递变性(1)相似性与O2反应生成相应的氧化物，如Li2O、Na2O等。与Cl2反应生成RCl，如NaCl、KCl等。与H2O反应，能置换出H2O中的氢，反应通式为：2R2H2O=2ROHH2。与非氧化性酸反应，生成H2，反应通式为：2R2H=2RH2(R表示碱金属元素)。请思考：为什么碱金属元素单质的化学性质有相似性_。(2)递变性从锂到铯，随核电荷数增多，其电子层数逐渐增多，原子核对核外电子的引力逐渐减弱，使其性质表现差异性、递变性；失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强，还原性逐渐增强。(请牢记，并推广到其它主族)与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂。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。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、Cs遇水立即燃烧、爆炸，生成H2。对应离子的氧化性依次减弱，即LiNaKRbCs。温馨提示：因Na、K等很活泼的金属易与H2O反应，故不能在溶液中置换不活泼的金属。碱金属最高价氧化物的水化物都是强碱，碱性从上到下依次增强，即LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。最外层电子数是1的不一定是碱金属元素，如氢元素。锂的密度小于煤油，只能用石蜡封存，钠、钾密度均小于水，但钠的密度大于钾的密度，少量Na、K用煤油封存，大量Na、K用石蜡封存。4(思维方法)元素的金属性强弱的比较方法比较金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子的能力，越易失电子，金属性越强。注意：绝对不能用失电子数目的多少来衡量金属性强弱。(1)从元素原子结构判断当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，就越易失电子，金属性越强。当电子层数相同时，核电荷数越多越难失电子，金属性越弱(以后学)。(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断金属单质与水或酸反应越剧烈，元素金属性越强。最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素金属性越强。(3)根据金属活动性顺序表判断一般来说排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。(4)离子的氧化性强弱判断离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱。温馨提示：金属性强弱的比较，是比较原子失去电子的难易，而不是失去电子的多少。如Na失去一个电子，而Mg失去两个电子，但Na的金属性比Mg强。5.拓展研究焰色反应及其应用什么是焰色反应_。例如：金属钠和钾在灼烧时都能使火焰呈现出特殊的颜色：钠黄色火焰、钾紫色火焰。实际上还有一些金属元素在灼烧时也能使火焰呈现出特殊的颜色，如下表：几种金属元素焰色反应的火焰颜色(了解)金属元素锂钠钾铷钙锶钡铜火焰颜色紫红色黄色紫色紫色砖红色洋红色黄绿色绿色实验探究：进行常见盐溶液的焰色反应兴趣实验。焰色反应实验的用途：金属元素的这一特性常常用于检验或鉴定金属单质或其化合物。中学化学中常用焰色反应鉴别或鉴定钠、钾元素的化合物。利用焰色反应鉴别或鉴定物质，就是将试样在火焰上灼烧使其显示焰色，观察焰色作出判断。实验用品：火焰有酒精灯火焰、酒精喷灯火焰、煤气灯火焰等。铂丝、稀盐酸。【阅读材料：】要制成可靠的焰色通常需避免四项干扰：、是燃料燃烧火焰的颜色。要调整出温度高、颜色浅或无色的火焰；、是灼烧试样载体被灼烧的焰色的干扰。铂丝不产生干扰其他金属焰色的焰色，通常用铂丝蘸取试样溶液在火焰上灼烧；、是试样与试样之间的干扰；、是不同色光之间的干扰。黄色光对紫色光具有很强的掩蔽作用，含钴元素、呈蓝色的玻璃能将黄色光滤掉使紫色光透过，因此要透过(隔着)蓝色钴玻璃片观察火焰的紫色。温馨提示：观察钾元素的焰色，一定要透过蓝色钴玻璃，目的是滤去黄色光，排除钠元素焰色的干扰。用铂丝作试样灼烧载体的焰色反应实验，一般要经过以下步骤：洗丝用盐酸洗净铂丝温馨提示：(不用H2SO4洗涤铂丝是由于硫酸盐的熔沸点较高，难以挥发，会对后一个实验产生干扰)；空烧将铂丝在火焰上灼烧出颜色浅而稳定的焰色(这又叫做空白实验)；蘸烧用铂丝蘸取试样灼烧；洗丝再次用稀盐酸洗涤铂丝。可简单记为：洗烧蘸烧洗。例题分析：例题1、关于铯及其化合物的以下各说法中不正确的是()A氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强B铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气CCs的还原性比Na强，故Na的氧化性大于CsDAl的金属性大于Cs的金属性变式训练：1下列对碱金属性质的叙述中，正确的是()A碱金属单质都是银白色的柔软金属(除铯外)，密度都比较小B碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物C碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气D碱金属单质的熔点和沸点随着原子序数的增加而升高二、卤族元素1、 卤族元素原子结构，分析结构上相似性和递变性。写出卤族元素原子结构示意图： F_Cl_Br_ 2.卤素单质的物理性质及变化规律a颜色：由浅深B密度：由小大c熔点：由低高 D沸点：由低高3卤素单质的化学性质(X表示卤族元素)(1)化学性质相似性与H2反应生成相应氢化物，反应通式可表示为：_。与活泼金属反应生成相应的金属卤化物，如：2NaX22NaX与水反应：X2H2O=HXHXO(X：Cl、Br、I) 特例：2F22H2O=4HFO2(2)化学性质递变性 、从上到下，卤素单质的氧化性_，阴离子还原性_，即氧化性F2Cl2Br2I2，还原性IBrClF。 、与H2反应越来越难，氢化物的稳定性逐渐减弱(HFHClHBrHI)；还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强。HCl、HBr、HI的熔沸点依次升高。 卤素单质与变价金属反应时(如Fe)，F2、Cl2、Br2生成FeX3(高价)，而I2只能生成FeI2(低价)。 卤素单质间的置换反应实验实验现象化学方程式和离子方程式a.将少量新制的饱和氯水加入盛有NaBr溶液的试管，振荡后加CCl4，振荡，静置b.将少量新制的饱和氯水加入盛有KI溶液的试管，振荡后加CCl4，振荡，静置c.将少量溴水加入盛有KI溶液的试管，振荡后加CCl4，振荡，静置结论4.卤素单质的特殊性质(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。(5)2F22H2O=4HFO2。温馨提示：卤素单质间的置换反应，也可以在单质与HX之间发生，如Cl22HBr=2HClBr2。淀粉遇碘变蓝，此处的碘指的是碘单质(I2)，不是碘离子(I)，I2可以是新生成的如Cl22KI=2KClI2，也可以是本身存在的如碘水。5元素非金属性强弱的判断方法比较元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子的难易程度，越易得电子，非金属性越强。注意：绝对不能用得电子数目的多少来衡量非金属性强弱。(1)据元素周期表判断。同一周期，从左到右：元素的非金属性逐渐增强。同一主族，从上到下：元素的非金属性逐渐减弱。(2)据单质及其化合物的性质判断。单质与氢气化合越容易(或氢化物越稳定)，元素的非金属性越强。最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。(3)据非金属单质间的置换反应判断。活泼的非金属将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来：如Cl22Br=2ClBr2，则非金属性：ClBr。(4)据离子的还原性强弱判断。非金属阴离子的还原性越强，元素的非金属性越弱。如还原性：ClI，则非金属性：ClI。温馨提示：元素金属性和非金属性强弱判断的根本依据是元素失去或得到电子的难易程度，与失去或得到电子的多少无关。如Na反应中失去1个电子，Mg反应中失去2个电子，但金属性：NaMg。氟元素没有正价态，氟没有含氧酸，所以最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是高氯酸。6氯、溴、碘在不同溶剂中的颜色溶剂卤素水苯(C6H6)四氯化碳(CCl4)汽油酒精(C2H5OH)Cl2黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色Br2黄橙橙橙红橙橙红橙橙红橙橙红 I2深黄褐浅紫紫色紫深紫浅紫紫红棕深棕7.元素的性质与原子结构的关系碱金属元素：原子最外层电子数同为1，都很少，元素都有很强的金属性；随着原子电子层数的增加，元素的金属性逐渐增强。卤族元素：原子最外层电子数同为7，都很多，元素都有很强的非金属性；随着原子电子层数的增加，元素的非金属性逐渐减弱。总之，元素的性质决定于原子的结构，主要决定于原子最外层上的电子数。原子结构不同，元素性质不同；原子结构相似，元素性质相似；原子结构发生规律性递变，元素性质发生规律性递变。原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性。例2、下列说法不正确的是()AHBr比HCl的还原性强B卤素是较强的非金属元素，故其单质只有氧化性C碘难溶于水，易溶于有机溶剂 D碘单质能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝例3、某同学想通过比较最高价氧化物对应水化物酸性强弱来验证硫与碳的非金属性的强弱，他采用了如图所示的装置。请回答：(1)仪器a的名称是_，应盛放下列试剂中的_。A稀硫酸 B亚硫酸 C氢硫酸 D盐酸(2)仪器b的名称是_，应盛放下列试剂中的_。A碳酸钙 B硫酸钠 C氯化钠 D碳酸钠(3)仪器c中应盛放的试剂是_，如果看到的现象是_，证明b中反应产生了_，即可说明_比_酸性强，_比_非金属性强，b中发生反应的离子方程式为_。变式训练：2关于卤素的下列叙述正确的是()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3下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是()HCl比H2S稳定 HClO氧化性比H2SO4强HClO4酸性比H2SO4强 Cl2能与H2S反应生成SCl原子最外层有7个电子，S原子最外层有6个电子Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS。A B C D课堂训练1下列关于碱金属元素的叙述错误的是()A随核电荷数递增，碱金属单质的熔、沸点逐渐减小B随核电荷数递增，碱金属单质的密度逐渐增大(Na、K反常)C碱金属元素包括第A族中的所有元素D碱金属元素的原子最外层都只有一个电子2下列关于锂原子结构和性质的判断中，错误的是()与水反应比钠剧烈 它的原子半径比钠原子小它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2它的阳离子最外层电子数和钠离子的最外层电子数相同它是强还原剂锂应保存在煤油中以隔绝空气Li在空气中燃烧生成Li2O2A B C D3下列关于F、Cl、Br、I的比较，说法正确的是()A原子最外层的电子数随核电荷数的增加而增多B单质颜色随核电荷数的增加而加深C氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强D非金属性随核电荷数的增加而增强4下列排列顺序正确的是()A热稳定性：HBrHClHF B原子半径：IBrClC酸性：HClO4HBrO4HIO4 D非金属性：FClBr5某同学做同主族元素性质的相似性和递变性实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。实验方案实验现象将新制氯水滴加到NaBr溶液中，振荡后加入适量CCl4溶液，振荡，静置A.浮在水面上，熔成小球，四处游动，随之消失将一小块金属钠放入冷水中B.分层，上层无色，下层紫色将溴水滴加到NaI溶液中，振荡后加入适量CCl4溶液，振荡，静置C.浮在水面上，熔成小球，四处游动，并伴有轻微的爆炸声，很快消失将一小块金属钾放入冷水中D.分层，上层无色，下层红棕色请你帮助该同学整理并完成实验报告：(1)实验目的：_。(2)实验用品：试剂：金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1 molL1 NaBr溶液、0.1 molL1 NaI溶液、CCl4溶液等。仪器：_、_、镊子、小刀、玻璃片等。(3)实验内容(请把表中与实验方案对应的实验现象的标号和化学方程式补写完整)：实验方案实验现象化学方程式DCl22NaBr=2NaClBr2A2Na2H2O=2NaOHH2(4)实验结论：_。参考答案例1【解析】Cs的最外层电子数也是1，电子层数比K的多，故Cs的金属性比K强，CsOH的碱性比KOH强，A项正确；铯与Na性质相似，与水或酸反应更剧烈，都生成H2，B项正确；Cs的还原性比Na强，所以Na的得电子能力比Cs强，C项正确；因为Cs的金属性强于Na，Na的金属性强于Al，所以Al的金属性小于Cs，D项错误。【答案】D变1 答案：AC点拨：除铯外，碱金属单质均为银白色金属，质软，有延展性，密度较小，A正确；碱金属单质在空气中燃烧，由于活泼性不同，其产物也不同，Li生成Li2O，Na生成Na2O2，K、Rb、Cs则生成较复杂的氧化物，B错误；碱金属单质性质活泼，都能与水剧烈反应生成碱和氢气，C正确；碱金属单质的熔点和沸点随着原子序数的增加而逐渐降低，D错误。例2【解析】同主族自上而下元素非金属性减弱，氢化物的还原性增强，A正确；卤素单质能够被氧化成正价化合物，如2可被氧化成HIO3，所以卤素单质除F2外，其他的也有还原性，B错误；碘难溶于水，易溶于有机溶剂，可使淀粉变蓝，C、D正确。【答案】B例3【解析】(1)比较非金属性的强弱时用的是最高价氧化物的水化物，因此在分液漏斗中盛放的是稀硫酸，在圆底烧瓶中盛放的是碳酸盐。(2)碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙是一种微溶物，会附着在碳酸钙的表面，将阻止反应的进行。(3)只要证明圆底烧瓶中有二氧化碳生成，就能说明硫酸的酸性比碳酸的酸性强，即说明硫的非金属性比碳强。因此要用澄清石灰水检验二氧化碳的生成，现象是澄清石灰水变浑浊。变2、答案：D点拨：卤素能与其他非金属化合，如H、C、O等。卤素单质越活泼，其熔、沸点越低。卤素单质中只有氟能与水剧烈化合。变3答案：A点拨：解答本题要注意以下三点：(1)元素的非金属性是指非金属元素的原子得电子的能力。(2)非金属性的具体表现。(3)判断非金属性强弱的依据。具体分析如下：含氧酸的氧化性不能作为判断元素非金属性强弱的依据；最外层电子数多，元素的非金属性不一定强，如非金属性：OCl，但最外层电子数：OCl。課1、答案：C点拨：碱金属元素位于第A族，但不包括氢元素，C错；其原子结构的相同点是原子最外层都只有一个电子，D正确；随核电荷数递增，单质的熔、沸点逐渐减小，密