1.1元素的性质与原子结构 第2课时 学案.doc

第2课时元素的性质与原子结构、核素1了解碱金属元素和卤族元素在周期表中的位置及原子结构特征。2了解碱金属元素、卤族元素、性质的相似性和递变性。3知道元素、核素的含义。4认识结构决定性质的因果关系。1碱金属元素(1)碱金属元素的原子结构特点 (2)碱金属单质的物理性质(3)碱金属单质的化学性质相似性(用r表示碱金属元素)递变性2卤族元素(1)卤族元素的原子结构特点(2)卤素单质的物理性质(3)卤素单质的化学性质相似性递变性a卤素单质与氢气的反应。反应的剧烈程度：f2cl2br2i2；氢化物的稳定性：hfhclhbrhi。b卤素单质间的置换反应。将氯水加入nabr溶液中，反应方程式为cl22nabr=2naclbr2；将氯水加入ki溶液中，反应方程为cl22ki=2kcli2；将溴水加入ki溶液中，反应方程式为br22ki=2kbri2。cl2、br2、i2的氧化性强弱顺序为：cl2br2i2。3核素(1)质量数(2)核素(3)同位素定义：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，即同一元素的不同原子互称为同位素。特点：天然存在的同位素，相互之间保持一定的比率。新知探究1碱金属元素的原子结构查阅元素周期表中的有关信息，完成下列表格。元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径nm碱金属元素锂li3120.152钠na11130.186续表元素符号元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径nm碱金属元素钾k19140.227铷rb37150.248铯cs55160.2652.碱金属元素化学性质的相似性和递变性(1)钠、钾与氧气的反应(2)钠、钾与水反应的实验探究碱金属钾钠实验操作实验现象共同点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不同点钾与水反应更剧烈化学方程式2k2h2o=2kohh22na2h2o=2naohh2实验结论与水反应的剧烈程度：kna金属活泼性：kna问题讨论(1)钠、钾的化学性质有什么异同点？ 提示：相同点：都能与氧气和水剧烈反应；不同点：与氧气反应的剧烈程度：kna，与水反应的剧烈程度：kna，金属活泼性：kna。(2)你能推测出本族中其他元素与氧气、水等反应的现象有什么异同点吗？提示：(3)以碱金属元素为例，从结构的角度分析出同主族元素金属性的变化规律。提示：从lics，随核电荷数增加，电子层数逐渐增多原子半径逐渐增大原子核对最外层电子的引力逐渐减弱元素的原子失电子能力逐渐增强元素的金属性逐渐增强。(4)归纳总结碱金属物理性质的相似性和规律性。提示：名师点拨判断元素金属性强弱的方法(1)根据元素的单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度来判断，若其单质与水(或酸)反应置换出氢越容易，则元素的金属性就越强；反之，金属性就越弱。(2)根据元素的最高价氧化物对应的水化物氢氧化物的碱性强弱来判断，若其最高价氧化物对应的水化物氢氧化物的碱性越强，则元素的金属性就越强；反之，金属性就越弱。(3)根据金属活动顺序表来判断，排在金属活动顺序表前面的金属，金属性越强。对点演练1(2016兰州高一检测)下列对碱金属的叙述，其中完全不正确的组合是()钾通常保存在煤油中，以隔绝与空气的接触碱金属常温下呈固态，取用时可直接用手拿碱金属中还原性最强的是钾碱金属阳离子，氧化性最强的是li碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而大从li到cs，碱金属的密度越来越大，熔、沸点越来越高abcd解析：选a中碱金属不可直接用手拿，否则会和手上的汗水反应生成强碱而腐蚀皮肤；碱金属中还原性最强的不是钾；从li到cs，密度呈增大趋势，但k的密度小于na；碱金属的熔、沸点越来越低。所以错，选a。2(2016淄博高一检测)关于铯及其化合物的下列说法中不正确的是()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强烈，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的金属性解析：选dcs的最外层电子数是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。新知探究1根据卤族元素的原子结构，请你试着推测一下，氟、氯、溴、碘在化学性质上的相似性与递变性。提示：最外层都有7个电子，易得1个电子，随核电荷数的逐渐增大，电子层数逐渐增加，半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。2卤素单质与h2的反应化学方程式反应条件或现象氢化物的稳定性f2h2f2=2hf在暗处剧烈化合并发生爆炸很稳定cl2h2cl22hcl光照或点燃发生反应稳定br2h2br22hbr加热至一定温度才能反应较稳定i2h2i22hi不断加热才能缓慢反应不稳定3.卤素单质间的置换反应实验操作实验现象离子方程式结论静置后，液体分层，上层接近无色，下层橙红色cl22br=br22clcl2、br2、i2的氧化性逐渐减弱静置后，液体分层，上层接近无色，下层紫红色cl22i=i22cl静置后，液体分层，上层接近无色，下层紫红色br22i=i22br问题讨论(1) 以卤族元素为例，从原子结构的角度分析同主族元素非金属性变化规律。提示：从fi，随着核电荷数增加，电子层数逐渐增多原子半径逐渐增大原子核对最外层电子的引力逐渐减弱元素的原子得电子能力逐渐减弱元素的非金属性逐渐减弱。(2)在元素周期表中，同主族元素从上到下元素的金属性、非金属性如何递变？提示：在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。(3)总结卤素单质物理性质的递变规律。提示：随着核电荷数的增大，颜色逐渐加深，密度逐渐增大，熔、沸点逐渐升高。名师点拨判断元素非金属性强弱的方法1根据非金属元素单质与 h2 化合的难易程度判断，若单质与h2越容易化合，则元素的非金属性就越强；反之，非金属性就越弱。2根据非金属元素单质与 h2 化合形成气态氢化物的稳定性判断，若生成的气态氢化物越稳定，则元素的非金属性就越强；反之，非金属性就越弱。3根据非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断，若最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则元素的非金属性就越强；反之，非金属性就越弱。4根据非金属元素单质之间的置换反应判断，非金属性强的元素能把非金属性弱的元素从其盐溶液中置换出来。5根据元素在周期表中的位置判断，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。对点演练3(2016烟台高一检测)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x2h2o=hxohx表示bhx都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数的增大而增强c卤素单质的颜色从f2i2按相对分子质量的增大而加深dx的还原性强弱依次为fclbrhclhbrhi，故b不正确。选项d中表述不全面，f2与盐溶液中的h2o反应放出o2，不能置换出卤素单质。4(2016沧州高一检测)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s氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子abcd解析：选a元素的氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强，能够说明；含氧酸的氧化性不能作为判断元素非金属性强弱的依据，不能够说明；非金属单质间的置换反应cl2h2s=2hcls，说明氯的非金属性比硫强，能够说明；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：onali，故k可以从nacl溶液中置换出金属钠c熔、沸点：linakd碱性：liohnaohnali，但k不能从nacl溶液中置换出na，而是先与h2o反应，b错误。碱金属元素从li到cs，熔、沸点逐渐降低，即linakrbcs，c正确。从li到cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性依次增强，即碱性：liohnaohkohrbohcsoh，d正确。2钠和锂有相似的化学性质，下列说法中，能较好地解释这个事实的是()a都是金属元素b原子半径相差不大c最外层电子数相同 d化合价相同解析：选c钠和锂是同主族元素，在原子结构上都具有相同的最外层电子数，结构的相似性导致了它们化学性质的相似性。3卤素是最活泼的一族非金属，下列关于卤族元素的说法正确的是()a卤素单质的最外层电子数都是7b从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，半径依次减小c从f到i，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子的得电子能力依次减弱d卤素单质与h2化合由易到难顺序为f2cl2br2i2解析：选c卤素原子最外层有7个电子，而不是单质最外层有7个电子，a项错误；卤素原子从f到i，电子层数依次增多，半径依次增大，原子核对最外层电子吸引能力依次减弱，原子得电子能力依次减弱，b项错误，c项正确；单质与h2化合由易到难顺序为f2cl2br2i2，d项错误。4下列说法正确的是()a所有原子都是由质子、中子和核外电子构成的b只要知道粒子的质子数，就一定能确定它是什么元素c由于质量数质子数中子数，所以，电子是没有质量的d分子的质子数等于该分子中各原子质子数之和解析：选d有些原子没有中子，如氢，a项错误；粒子可以指原子、分子、离子，b项错误；电子不是没有质量，而是很小可以忽略，c项错误。5下表为元素周期表的一部分。族周期aaaaaaa一二三四(1)表中元素_的非金属性最强；元素_的金属性最强；元素_的单质室温下呈液态(填写元素符号)。(2)表中元素的原子结构示意图为_。(3)表中元素氢化物的稳定性顺序为_(填写化学式，下同)。(4)表中元素和最高价氧化物对应水化物的酸性：_。(5)表中元素和最高价氧化物对应水化物的碱性_。答案：(1)fkbr(2)(3)hfhcl(4)hclo4hbro4(5)naohlioh一、选择题1某单核粒子核外含有6个电子，核内含有7个中子，净电荷数为0，则它的化学符号可能是()a13alb13alc13cd13c解析：选c原子核外有6个电子，净电荷数为0，则其质子数为6，故其质量数为6713，符号为c。2(2016广州高一检测)下列说法中，不符合第a族元素性质特征的是()a从上到下元素的非金属性增强b易形成1价离子c最高价氧化物对应的水化物显酸性d从上到下氢化物的稳定性依次减弱解析：选aa项，第a族元素，从上到下，元素的非金属性减弱，错误；b项，最外层均是7个电子，均易得到1个电子达到8个电子的稳定结构，易形成1价离子，正确；c项，最高价氧化物对应的水化物显酸性，正确；d项，从上到下，元素的非金属性减弱，氢化物的稳定性依次减弱，正确。3(2016广州高一检测)下列关于同主族元素的说法错误的是()a同主族元素随原子序数递增，元素原子的得电子能力逐渐增强b同主族元素随原子序数递增，单质氧化能力逐渐减弱c同主族元素原子最外层电子数都相同d同主族元素的原子半径，随原子序数增大而逐渐增大解析：选a同主族元素，最外层电子数相同，随原子序数增大，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，单质氧化性逐渐减弱，故a错误，b、c、d正确。4有x和x两种粒子，下列叙述正确的是()a一定都是由质子、中子、电子构成的b化学性质几乎完全相同c质子数一定相等，质量数和中子数一定不相等d核电荷数和核外电子数一定相等解析：选c由题意知，x、x分别为同种元素的原子和离子，即两者质子数相等，中子数不等，电子数不等。中子数naz，n可能为0，故a项错误；决定元素化学性质的是最外层电子数，同种元素的原子与离子的最外层电子数不同，所以化学性质不同，故b项错误；x和x的核电荷数相等，但核外电子数不相等，故d项错误。5下列关于卤素(用x表示)的叙述正确的是()a其单质都能与水反应，通式为x2h2o=hxhxobhx易溶于水，其水溶液都是强酸c其单质都有颜色，都有毒d最高价含氧酸酸性最强的是hfo4解析：选c解答好本题，除掌握一般规律外，要注意f2及氟的化合物的特殊性：f2与水反应置换h2o中的氧生成o2，不像其他卤素单质，f是最强的非金属，在化合物中不表现正价，无含氧酸，hf的溶液表现弱酸性。6下列不能证明k比na金属性强的事实是()ana的熔点比钾的高bk与h2o的反应比na剧烈ck在o2中燃烧的产物更为复杂dkoh的碱性比naoh强解析：选a熔点高低是物理性质。7下列说法不正确的是()质子数相同的粒子一定是同种元素同位素的化学性质不相同质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子电子数相同的粒子不一定是同一种元素一种元素只能有一种质量数某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数abcd解析：选c粒子包括分子、离子、原子、质子、中子等，如h2o与ne电子数、质子数均相同，h、h粒子是同一元素，故错，对；一种分子和一种离子，如果质子数相等，其电子数一定不等，故对；同位素化学性质几乎相同，物理性质不同，质量数针对某原子而言，一种元素往往有几种同位素原子，它们的质量数各不相同。8如图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系，则下列各性质中不符合图示关系的是()a还原性b与水反应的剧烈程度c熔点d原子半径解析：选c由图可知，随着核电荷数的增大，碱金属的性质呈增大趋势，而碱金属单质的熔、沸点随核电荷数的增大而降低。9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：kba2nad碱性：kohba(oh)2naoh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：kbana，故氧化性为naba2k，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kohba(oh)2naoh，d正确。10某元素的一种同位素x的原子质量数为a，含n个中子，它与1h原子组成hmx分子。在a g hmx中所含质子的物质的量是()a.(anm) molb.(an) molc.(an) mold.(anm) mol解析：选a根据题意，x原子的质子数为(an)，1个hmx分子中所含质子数为m(an)个，则aghmx中所含质子的物质的量为m(an)(anm) mol。11若能发现第117号元素x，它的原子结构与卤族元素相似，电子排布有7个电子层，且最外层有7个电子。下列叙述中正确的是()a此x元素的气态氢化物的化学式为hx，在常温下很稳定b其单质带有金属光泽，具有强氧化性，可与ki发生置换反应生成i2c其单质的分子式为x2，易溶于有机溶剂dagx是一种有色的易溶于水的化合物解析：选c因为此x显1价，所以x元素的气态氢化物的化学式为hx，但由于x的非金属性很弱，所以hx在常温下很不稳定，a错误；x单质氧化性比碘弱。不可与ki发生置换反应，b错误；类比br2、i2等，c正确；类比agcl、agbr等，d错误。12最近，我国某物理研究所取得重大科技成果，研制出由18o所形成的单质气体。18o是一种稳定的同位素，称为重氧。下列有关说法不正确的是()a1.8 g 18o形成的气体的物质的量是0.05 molb0.1 mol重氧水h218o所含的中子数约为6.02l023 个c0.2 mol 18o2气体的体积约为4.48 ld18o2气体的摩尔质量为36 g/mol解析：选ca中，1.8 g 18o所形成的气体为18o2，所以其物质的量为 mol0.05 mol；b中，ho中所含的中子数为18810，所以，0.1 mol ho的中子数为(0.110) nana；c中，0.2 mol 18o2气体在标准状况下才能为4.48 l；d中，18o2的摩尔质量为(182) g/mol36 g/mol。二、非选择题13(1)向nabr和ki的混合溶液中，通入足量的cl2后，将溶液蒸干并灼烧，最后蒸发皿中剩余的物质是_，写出反应的化学方程式：_。(2)向ki溶液中滴入淀粉溶液，现象是_，再滴入氯水，现象是_，有关反应的离子方程式为_。答案：(1)nacl、kcl2nabrcl2=2naclbr2,2kicl2=2kcli2(2)无明显变化溶液变蓝色cl22i=2cli214现有下列几种微粒：1h、2h、3h、1h、234u、235u、238u、40k、40ca、cl2、14n、14c，请回答下列问题：(1)以上微粒分别属于_种元素，属于氢元素的核素有_种，属于铀元素的核素有_种。互为同位素的原子分别为_、_。(2)质量数相等的微粒为_、_、_(可不填满，也可补充)。(3)氢的同位素1h、2h、3h与氧的同位素16o、17o、18o相互结合为水，可得_种水分子；可得_种相对分子质量不同的水分子。解析：(1)本题列出的12种微粒分别属于h、u、k、ca、cl、n、c 7种元素，1h和1h是同一种核素的不同微粒，1h、2h、3h属于氢元素的3种不同核素，且互为同位素。234u、235u、238u属于铀元素的3种不同核素，也互为同位素。(2)注意题为“质量数相等的微粒”，而非“质量数相等的原子”。“1h和1h”为质量数相等的微粒。(3)氢的同位素与氧的同位素16o形成的h2o有以下6种：3种3种，与16o可形成6种分子，分别为1h1h16o、2h2h16o、3h3h16o以及1h2h16o、1h3h16o、2h3h16o，同理可得，含17o、18o的水分子各有6种，故共有18种水分子，所得18种水分子中，相对分子质量最小的为mr(1ho)18，最大的是mr(3ho)24，此外还有相对分子质量为19、20、21、22、23的5种水分子；故共有相对分子质量不同的水分子7种。答案：(1)7331h、2h、3h234u、235u、238u(2)40k、40ca14n、14c1h、1h(3)18715最新报道，我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯(cs)原子喷泉钟，使我国时间频率基准的精度提高到1 500万年不差1秒，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯的原子序数为55。回答下列问题：(1)推测铯在元素周期表中的位置_。(2)铯单质与水剧烈反应，放出_色气体，向溶液中滴入紫色石蕊试液，显_色，因为_(写出化学方程式)。(3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性_(填“弱”或“强”)。解析：55号元素铯位于元素周期表中第六周期、第a族，铯与钠同主族，金属性比na强，能与水剧烈反应：2cs2h2o=2csohh2，csoh是强碱，能使紫色石蕊试液变蓝色。答案：(1)第六周期、第a族(2)无蓝2cs2h2o=2csohh2(3)强16(1)用x表示原子：中性原子的中子数：n_。阳离子的中子数：axn共有x个电子，则n_(用a、x、n表示)。阴离子的中子数：axn共有x个电子，则n_(用a、x、n表示)。分子或原子团的中子数：12c16o2分子中，n_。(2)已知某元素r原子的质量数为a，其阴离子rn含有x个电子，则m g rn中含中子的物质的量是_mol。解析：(1)根据“质子数中子数质量数”的