2019-2020学年新教材高中化学 第四章 物质结构 元素周期律 第一节 原子结构与元素周期表 第三课时 元素的性质与原子结构学案 新人教版必修第一册

第三课时元素的性质与原子结构学习目标：1.了解碱金属元素的结构和性质。2.了解卤族元素的结构和性质。3.运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。1碱金属元素(1)结构特点完成表格得出结论：碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是电子层数依次递增，其变化规律是随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大。(2)碱金属的性质物理性质化学性质a与o2反应b钾、钠与水的反应2.卤族元素(1)卤族元素的原子结构及其特点卤族元素包括：f、cl、br、i(写元素符号)。其原子结构示意图为：原子结构特点如下：相似性：最外层电子数都是7；递变性：fi，核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。(2)卤素单质的物理性质(3)卤素单质的化学性质卤素单质与h2的反应结论：从f2到i2，与h2反应剧烈程度：逐渐减弱；从f2到i2，氢化物的稳定性：逐渐减弱。卤素单质间的置换反应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)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大()(3)li在空气中加热生成li2o2()(4)随核电荷数的增大，卤族单质熔、沸点降低()(5)随核电荷数的增大，卤族单质氧化性增强()答案(1)(2)(3)(4)(5)2关于卤族元素，下列说法正确的是()a所有卤族元素的微粒都易得电子b和f同一主族的元素都是非金属元素c化合物中卤族元素都显负价d卤族元素原子的原子半径从上到下逐渐减小解析卤族元素的阴离子如cl等不能得电子，a选项错误；卤族元素都是非金属元素，b选项正确；naclo中cl为1价，c选项错误；从fi，原子半径逐渐增大，d选项错误。答案b3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：knali，故k可以从nacl溶液中置换出金属钠c熔、沸点：linakd碱性：liohnaohnali，但因为k与nacl溶液中的水反应，故不能置换出金属钠，b错误；碱金属的熔沸点从lics逐渐降低，c正确。答案b知识点一碱金属元素的结构1.碱金属元素性质的相似性和递变性(1)碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性递变性a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。b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。最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。即碱性：liohnaohkohrbohhclhbrhi；还原性：hfhclhbrhi；酸性：hfhclhbrhbro4hio4。(2)从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律2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【典例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x2h2o=hxohx表示bhx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f2i2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思路启迪解决此类问题在熟练掌握卤族元素单质及其化合物性质的同时，既要注意应用卤族元素单质的相似性、递变性，还要注意个体性质差异。解析f2与h2o反应方程式为2f22h2o=4hfo2，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f2cl2br2i2逐渐减弱，熔、沸点依次升高，d错误。答案c对于非金属元素，一般情况下，同一主族元素，从上到下非金属性逐渐减弱，与h2反应越来越难，生成气态氢化物的稳定性越来越差；随着相对原子质量的递增，它们的溶、沸点逐渐升高。针对训练2卤素是最活泼的一族非金属元素，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卤素单质与h2化合的容易程度为f2cl2br2cl2br2i2，c错误；从f到i，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子得电子能力依次减弱，元素的非金属性依次减弱，d正确，答案选d。答案d课堂归纳小结核心要点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。1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解析a项，碱金属的金属性从上至下依次增强，与o2或h2o反应的现象越来越剧烈，正确；b项，碱金属的密度随着原子序数的递增呈增大趋势(钾反常)；c项，碱金属的金属性随原子序数的递增依次增强，其最高价氧化物对应水化物的碱性也依次增强；d项，碱金属元素阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次减弱。答案a2下列说法错误的是()a碱金属元素最外层电子数都是1个，化学性质均活泼b碱金属元素从上到下随电子层数的增多金属性依次增强c碱金属元素的单质都是银白色的，都比较柔软d碱金属元素的单质从上到下熔沸点逐渐降低解析碱金属元素最外层电子数都是1个，均易失去最外层的电子，化学性质均活泼，故a正确；同主族的碱金属元素从上到下随电子层数的增多金属性依次增强，故b正确；li、na、k、rb等碱金属单质都是银白色，但cs具有金属光泽，故c错误；随核电荷数递增，碱金属元素的单质从上到下熔沸点逐渐降低，故d正确；答案为c。答案c3下列有关卤族元素的叙述不正确的是()a卤素单质从f2到i2，颜色加深，熔沸点升高b卤族元素从cl到i，最高价氧化物对应水化物的酸性减弱c卤族元素从f到i，hx水溶液酸性增强d卤素单质氧化性f2cl2br2i2，因此排在前面的卤素单质可将排在后面的卤素从它的盐溶液中置换出来解析由于单质氟的活泼性很强，氟气通入水中，立即和水反应，所以不可能将氯、溴、碘从其化合物中置换出来，即选项d不正确。根据元素周期律可知，其余选项都正确，答案选d。答案d4砹是原子序数最大的卤族元素，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砹能从nacl溶液中置换出氯单质解析从f2到at2，元素的非金属性逐渐减弱，与h2化合能力逐渐减弱，a错误；由f2到i2，单质颜色依次加深，i2为紫黑色固体，则砹为黑色固体，b错误；卤素元素原子，最外层都是7个电子，c正确；因氧化性cl2at2，所以at2不能从nacl溶液中置换出cl2，d错误。答案c5(1)常见卤素氢化物中最不稳定的是_(写化学式)。(2)下列单质熔、沸点随原子序数递增而升高的是_(填字母，下同)。a碱金属元素b卤族元素(3)下列反应中，更剧烈的是_。a钠与水反应b钾与水反应(4)取下列溶液分装两试管，再分别依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振荡、静置后，四氯化碳层显紫红色的是_。a溴化钠溶液b碘化钾溶液解析卤素中碘元素的非金属性最弱，氢化物最不稳定的是hi；碱金属元素的单质熔、沸点随原子序数递增而降低，卤素单质熔、沸点随原子序数递增而升高；钾比钠活泼，与水反应更剧烈；氯水与nabr、ki溶液分别生成br2、i2，而二者的四氯化碳溶液分别为橙色、紫红色。答案(1)hi(2)b(3)b(4)b课后作业(二十) 基础巩固一、碱金属元素的结构与性质1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化合价相同解析钠和锂是同主族元素，在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性质的相似性。答案c2下列对碱金属性质的叙述中，正确的是 ()都是银白色的柔软金属(除铯外)，密度都比较小单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物碱金属单质都与水剧烈反应单质的熔、沸点随着原子序数的增加而升高a b c d解析除铯外，碱金属单质均为银白色金属，质软，有延展性，密度较小，正确；碱金属单质在空气中燃烧时，产物不同，li生成li2o，na生成na2o2，k、rb、cs则生成较复杂的氧化物，错误；碱金属单质性质活泼，都能与水剧烈反应，正确；碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而逐渐降低，错误。答案a3下列叙述正确的是()ana在空气中燃烧会生成na2o2，故li在空气中燃烧也会生成li2o2b碱金属元素是指a族的所有元素c在熔融状态下，钠可以从mgcl2中置换出镁dli、na、k都可以保存在煤油中解析na在空气中燃烧会生成na2o2，但li没有na活泼，在空气中燃烧生成的是li2o，a项错误；a族中氢不属于碱金属元素，b错误；钠还原性强于mg，所以在熔融状态下可从mgcl2中置换出镁，c项正确；na、k都可以保存在煤油中，li的密度更小，要保存在石蜡中，d项错误。答案c4已知锂及其化合物的许多性质与碱金属差异较大，却与镁相似。下列有关锂及其化合物的叙述不正确的是()a碳酸锂受强热很难分解b碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂的小c锂在过量氧气中燃烧，主要产物是氧化锂而不是过氧化锂d锂可以与氮气化合生成氮化锂(li3n)解析解题时充分利用题目信息，锂及其化合物的性质与镁的相似，mgco3煅烧分解成mgo和co2，由此可知，li2co3也易分解。答案a二、卤族元素的结构与性质5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d6溴水氯水碘酒氯化钾酸性高锰酸钾溶液。其中能使湿润的淀粉ki试纸变蓝的是()abcd解析单质碘可使淀粉变蓝，故加入物质中如含有单质碘或能与ki反应生成单质碘的，均可使湿润的淀粉ki试纸变蓝。溴水和氯水中分别存在br2、cl2，可与ki反应置换出碘单质；碘酒是碘的酒精溶液，碘以i2分子形式溶解在酒精中；酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，可将i氧化生成碘单质；氯化钾不与ki反应，没有碘单质生成。答案c7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。答案c8下列叙述正确的是()a使湿润淀粉ki试纸变蓝色的气体必为氯气b氟气与熔融状态下的氯化钠反应可产生氯气c可用加热的方法分离碘和nh4cld溴水应存放在胶头滴瓶(棕色)中解析凡能使ki中碘离子氧化为i2的气体均能使淀粉变蓝，如br2蒸气、臭氧(o3)等，碘蒸气当然也能使该试纸中的淀粉变蓝；氟气与nacl溶液相遇时，f2先与水反应生成hf和o2，不能置换出氯气，但题述的不是水溶液而是熔融状态下的nacl，可置换出氯气：f22nacl(熔融)=2nafcl2；碘受热易升华，而nh4cl分解后得到的nh3和hcl会重新化合，故用加热的方法不能分离二者；用棕色瓶正确，但滴瓶有胶头，溴会严重腐蚀橡胶，所以不能用胶头滴瓶，d不正确。答案b能力提升9溴化碘(ibr)的化学性质很像卤素的单质，它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物，它也能与水发生以下反应：ibrh2o=hbrhio。下列有关ibr的叙述中，不正确的是()a在很多反应中ibr是强氧化剂bibr与水反应时既作氧化剂，又作还原剂cibr与agno3溶液反应会生成agbr沉淀dibr与naoh溶液反应时，生成nabr和naio解析此题是一道信息题，题中给出了三点信息：溴化碘(ibr)暗示br呈1价，i呈1价；ibr性质与卤素相似；ibr与水反应生成hio和hbr。由可知，ibr是一种强氧化剂。分析ibr中各元素的化合价，确定碘为1价，溴为1价。再结合，可知ibr与水的反应不是氧化还原反应，而是复分解反应。因此，a、c、d正确，b不正确。答案b10下列说法正确的是()af、cl、br的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8b从hf、hcl、hbr、hi酸性递增的事实，推出f、cl、br、i的非金属性递增规律c卤素按f、cl、br、i的顺序，其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加电子层数增大起主要作用d砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，砹易溶于水，难溶于ccl4解析f位于周期表第二周期，次外层电子数为2，a错误；f、cl、br、i的非金属性逐渐减弱，但hf、hcl、hbr、hi酸性递增，b错误；f、cl、br、i位于同一主族，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，c正确；砹单质为非极性分子，难溶于水，易溶于ccl4，d错误。答案c11借助碱金属和卤族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是()a已知ca是第四周期a族的元素，故ca(oh)2的碱性比mg(oh)2的碱性弱b已知as是第四周期a族的元素，故ash3的稳定性比nh3的稳定性强c已知cs的原子半径比na的原子半径大，故cs与水反应不如na与水反应剧烈d已知cl的核电荷数比f的核电荷数多，故cl的原子半径比f的原子半径大解析由碱金属元素和卤族元素的递变性可知，同主族元素从上到下金属性递增，非金属性递减，最高价氧化物对应的水化物碱性增强，金属活动性增强，非金属气态氢化化物稳定性减弱，a、b、c错误；同主族随核电荷数增大，原子半径增大，d正确。答案d12已知元素aa、bb、cc、dd、ee的原子结构示意图分别为请回答下列问题：(1)属于同周期的元素是_(填元素符号，下同)，属于同主族的元素是_。(2)金属性最强的元素是_，非金属性最强的元素是_。(3)上述元素中最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是_。解析(1)弄清原子结构示意图与元素在周期表中的位置关系，即电子层数与周期数相等，所以a、b、c同周期。主族的族序数与最外层电子数相等，所以b、d、e同主族。(2)同周期从左到右金属性减弱，非金属性增强；同主族从上到下金属性增强，非金属性减弱。所以na的金属性最强，f的非金属性最强。(3)金属性越强，最高价氧化物对应的水化物碱性越强。答案(1)na、al、clf、cl、br(2)naf(3)naoh13据报道，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题：(1)铷(rb)位于元素周期表的第_周期_族。(2)关于铷的结构和性质判断正确的是_(填序号)。与水反应比钠剧烈它的原子半径比钠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镁相同它是还原剂(3)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 l，这种碱金属可能是_(填序号)。ali bna ck dcs解析(1)由rb的原子序数是37可推知rb位于第五周期a族。(2)由rb的原子结构示意图可知不正确；又因为na和rb同主族，根据同主族元素性质的递变规律知，rb的金属性比na强，故正确。(3)设该合金的平均相对原子质量为m，则根据质量守恒定律得12，m25，因mr(rb)25，则另一种碱金属的相对原子质量应小于25，可