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1、第一章 物质结构 元素周期律 HE FIRST CHAPTER 第一节元素周期表 第 1 课时元素周期表 目标导航1简单了解元素周期表的发展历程。2了解元素周期表的编排原则 及结构。3.了解周期、族等概念。4.理解原子结构与其元素在周期表中位置的 关系。 戸知识聚焦 全梳理 _ 、元素周期表的发展历程和编排原则 1.发展历程 将无索按服相对顶子质fitrti小到大的usim列, 将化学性质相似的无盍龍在一个纵行 4 掛示了化学元索间的内在联系 H为术知尤累留F时空位先后徴填满 *排序依据由和对原子威竝改为烛子的割壘 2.编排原则 【议一议】窶鱼1869年*囲耶t学家门捷列夫首制 元 周 期 表
2、 原产序数原产序数 横行原则横行原则 纵行廉则纵行廉则 含义:按财兀秦含义:按财兀秦住周期衣中的住周期衣中的顺序顺序给 元盍元盍编的编的序号序号 丿丿煤煤r r- -序数与元素的序数与元素的山山r-结构之间的结构之间的 关系:关系:廉子斥数廉子斥数= =核电荷数核电荷数= =质质数数 = 2He -二二 2 8 3Li 1oNe -三 3 8 uNa 18Ar 长 周 期 四 4 18 19K 36Kr 五 5 18 37Rb 54Xe 六 6 32 55CS 86R n 七 7 32(填满 时) 87Fr - 118X (X表示未发现的118号元素) 2族 主族 副族 第忸族 副族 主族 0
3、 族 列 序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 数 族 序 数 I A n A m B IV B V B W B vn B I B n B m A V A V A W A n A 0 3.过渡元素 元素周期表中从川B到U B共10个纵行,包括了第毗族和全部副族元素,共 60多种元素,全部为金属元素,统称为过渡元素。 特别提醒 元素周期表中主、副族的分界线: (1) 第U A族与第川B族之间,即第2、3列之间; (2) 第U B族与第川A族之间,即第12、13列之间。 变式训练1已知某元素的原子序数,可以推知该元素原子的 () 质量数周期数
4、核外电子数中子数族序数 A B C. D 答案 B 解析 元素的原子序数二核内质子数二核外电子数, 正确;又根据原子序数 和元素周期表的结构可以确定元素在周期表中的位置, 即周期数和族序数,、 均正确。 二、元素周期表的应用 【例2】 据短周期元素的信息回答问题。 元素信息 A 第三周期第切A族 B 族序数是周期数的3倍 C 原子序数是11 D D3+与Ne电子数相同 (1) 写出A、B的元素符号 _ 、 _ ,C、D元素的名称 _ 、 。 (2) 写出B、C单质在加热时的反应的化学方程式 _ (3) 从原子结构的角度分析A与B的 _ 相同,C与D的 _ 目同。 答案 (1)S O 钠 铝 (
5、2)2Na+ O2=NazO2 (3) 最外层电子数 电子层数相同 解析 短周期是一、 二、 三周期(前18号元素),据“周期序数二电子层数, 主 族序数二最外层电子数”、“原子序数二核电荷数二质子数二核外电子数 ”可 推出A是硫,B是氧,C是钠,D3+与Ne电子数相同,即D是13号元素铝。 钠与氧气在加热时的反应为2Na+ O2=Na2O2,从原子结构的角度分析硫与 氧的最外层电子数相同,钠与铝的电子层数相同。 要点归纳 1. 元素周期表在元素推断中的应用 (1) 利用元素的位置与原子结构的关系推断。 本方法常用于确定原子序数小于18的元素。 应用关系。 等式一:周期序数二电子层数 等式二:
6、主族序数二最外层电子数 等式三:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 实例。 (i )X元素是第三周期第I A族元素,则该元素原子有三个电子层,最外层电 子数是1,即为钠元素。 (ii )Y元素的原子序数是16,则该元素的原子结构示意图是 ,其在周期 表中的位置是第三周期第 弋A族。 (2) 利用短周期中族序数与周期数的关系推断。 特殊位置 元糸 族序数等于周期数 H、Be、Al 族序数等于周期数的2倍 C、S 族序数等于周期数的3倍 O 周期数是族序数的2倍 Li 周期数是族序数的3倍 Na 利用离子电子层结构相同的 “阴上阳下”推断 具有相同电子层结构的离子,如aX(n+1)+、bYn+
7、、cZ(n+1)一、 dM的电子层结构相同,在周期表中位置关系为 cZ dM bY aX 则它们的原子序数关系为:a b d c。 2. 元素原子序数差的确定方法 (1) 同周期第n A族和第川A族元素原子序数差 A 0 DA DA IVA VA VIA MA 第二、三周期元就 UR VliVlRlB VI IB QB 第四、 五尚期元雷 原子序 JH J kr 第/训1期元点谪 SM 1 弭JR 子库数疋为25 (2) 同主族相邻两元素原子序数的差的情况。 若为IA、nA族元素,则原子序数的差等于上周期元素所在周期的元素种 类数。 若为川A族至0族元素,则原子序数的差等于下周期元素所在周期的
8、元素种 类数。 变式训练2俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的 镅原子,结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒 后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是( ) A. 115号元素在第六周期 B. 113号元素在第七周期川A族 C. 115号和113号元素都是非金属元素 D镅元素和115号元素不在同一周期 答案 B 解析 95号元素镅、115号元素、113号元素,原子序数都大于86而小于118, 所以都在第七周期;115号比118号原子序数少3,应在第V A族,113号元素 在第川A族;113号元素和115号元素都是金属元素。 解题方法归纳 据原
9、子序数确定元素位置的方法稀有气体定位法 1.比大小定周期 比较该元素的原子序数与0族元素的序数大小,找出与其相邻近的 0族元素, 那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。 2. 求差值定族数 (1) 若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2,则该元素应处在该0族元素 所在周期的下一个周期的I A族或nA族。 (2) 若比相应的0族元素少15时,则应处在同周期的 A川A族。 (3) 若差为其他数,则由相应差数找出相应的族。 戸当堂过关巩固+应用*反馈 _ 1.下列说法正确的是 ( ) A .常用元素周期表中元素排序的依据是原子的核电荷数 B. 元素周期表有十六个纵行,也就是十六个族 C. 原
10、子的最外层电子数相同的元素,一定属于同一族 D. 电子层数相同的粒子,对应元素一定属于同一周期 答案 A 解析 元素周期表中有十八个纵行,十六个族,第 毗族占三个纵行;Be和He 的最外层电子数都是2,但不属于同一族;Ne和Na*的电子层数都是2,但不 属于同一周期。 2 .下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数),其中合理的是 () 答案 D 解析 本题要求熟记周期表的结构,知道 118号元素在周期表中的具体位 置。解题时可根据稀有气体 2号、10号元素应在周期表的最右端和 3号元素 在周期表的最左端排除A、B、C三项。 A 3. A、B、C均为短周期元素,它们在周期表中的位置
11、如图所示,已 知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍,则A、 B、C符合的一组是 A. Be、Na、Al B. B、Mg、Si C. 0、P、Cl D. C、Al、P 答案 C 解析 由于A、B、C为短周期元素,从A、B、C的相对位置可知,A只能处 在第二周期,而B、C处在第三周期。设A的原子序数为x,则B的原子序数 为(x+ 8- 1) = x+ 7, C 的原子序数为(x+ 8+ 1) = x+ 9,则(x+ 7)+ (x+ 9) = 4x, x= &所以,A、B、C的原子序数分别为8、15、17,对应的元素分别为0、 P、Cl。故选 Co 4. 下表是元素周期表的一部分
12、,表中所列的字母分别代表某一化学元素。 (1) 表中所列元素中: 属于短周期元素的有 _ ; 属于主族元素的有 _ ; e元素在元素周期表中的位置是第 _ 周期 _ o (2) 下列 _ 元素的单质可能都是电的良导体。 A. a, c, h B. b, g, k C. c, g, l D. d, e, f 答案(1)b、h、j、a、c、f、i、I、m a、b、c、d、f、h、g、i、j、k、l 四 IV B (2)AD 解析熟记元素周期表的结构是解决这一类习题的关键。对元素周期表中常见 元素的名称和元素符号及其位置要熟练掌握,利用元素周期表推断元素是高考 的热点之一。 5. 查阅元素周期表,指
13、出下列微粒结构示意图表示的各是什么微粒?指出它们在 周期表中的位置。 B C 微粒: _ 、 _ 位置: _ 、 答案O Na* Cl C第二周期切A族第三周期I A族第三周期 A 族第三周期A族 解析 根据原子序数等于核电荷数,通过查阅元素周期表,可以确定以上元素 分别是8号元素氧、11号元素钠、17号元素氯,再根据核电荷数和核外电子 数的比较,判断微粒的种类。 6. (1)第三周期第W A族的元素原子序数是: _ ; (2) Na元素的原子序数为11,相邻的同族元素的原子序数是: _ ; (3) 短周期元素中,族序数=周期序数的元素有: _ ; (4) 短周期元素中,族序数等于周期序数 2
14、倍的元素有: _ ; (5) 短周期元素中,周期序数=族序数 2倍的有: _ 。 答案 (1)14 (2)3、19 (3)H、Be、Al (4)C、S (5)Li 壬壬分层训练分层训练 昼昼 解疑解疑+ +纠偏纠偏+ +检测检测 经典基础题 题组1元素周期表结构的考查 1 关于元素周期表的说法正确的是 () A 元素周期表有8个主族 B. I A族的元素都是金属元素 C. 元素周期表有7个周期 D 短周期是指第一、二周期 答案 C 解析 周期表中有7个主族,A选项错误;IA族中的氢元素是非金属元素, B选项错误;短周期是指第一、二、三周期, D选项错误。 2如果n为第U A族中某元素的原子序数
15、,则原子序数为(n+ 1)的元素可能位于 () A .川A或川B B . W A C.I B D. I A 答案 A 解析 在元素周期表中,第二、三周期中第U A族与第川A族元素原子序数相 差1,在第四、五、六、七周期中,第U A族与第川B族相邻,故原子序数为 (n+ 1)的元素位于第 川A或川B族,A正确。 3在现行元素周期表中,所含元素种数最多的族和周期分别是 ( ) A 第I A族第六周期 B 第毗族 第六周期 C第川B族 第六周期 D 第川A族 第六周期 答案 C 解析 现行元素周期表中,第六、七周期第 川B族分别为镧系和锕系元素,各 有15种元素,由于第七周期未排满,故第六周期、第
16、川B族元素最多。 4若把周期表原先的主、副族号取消,由左到右按原顺序编为 18纵行。如碱金 属为第 1 纵行,稀有气体为第 18 纵行,按这个规定,下列说法不正确的是 () A 计算机芯片的组成元素位于第14纵行 B第10纵行元素全部是金属元素 C. 第18纵行元素单质全部是气体 D. 只有第2纵行元素的原子最外层有2个电子 答案 D 解析 本题实际上考查了对元素周期表结构的掌握状况。芯片的组成元素为 硅,位于第W A族,为第14纵行,A项正确;第10纵行为过渡金属元素,所 以B项也正确;第18纵行元素为稀有气体元素,单质全部为气体,所以 C项 正确;D项中除第2纵行元素的原子最外层有2个电子
17、外, 其他如He、部分 过渡金属元素最外层也是 2 个电子。 5. 在元素周期表中,从左到右共有 18个纵行。第 1 纵行(除氢以外)为碱金属元 素,稀有气体元素是第 18 纵行。下列说法正确的是 ( ) A .铝元素位于第3纵行 B. 过渡兀素在周期表中占10个纵行 C. 第17纵行所有元素的化合价都有+ 7价 D. 第16纵行元素都是非金属元素 答案 B 解析 第17纵行中F无正价,第16纵行中的钋(Po)为金属元素,铝位于第13 纵行,从第3纵行到第12纵行共10个纵行为过渡元素 题组2元素位置的推断 6. 我国的纳米技术基础研究能力已跻身于世界前列, 例如曾作为我国两年前十大 科技成果
18、之一的就是一种合成纳米材料,化学式为 RN。已知该化合物中的 Rn+核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的 () A第三周期V A族 B 第四周期川A族 C 第五周期川A族 D 第四周期V A族 答案 B 解析本题考查原子结构和元素周期表结构的知识,又和科技前沿的纳米技术 联系在一起,这种命题方式是以后高考命题的一个方向。虽然题目很新颖,但 所涉及的知识都是基础知识。R元素在化合物RN中的化合价决定于N元素, 因Rn +中R元素显正价,N元素在RN中显一3价,故R元素离子应为R3+, 则R原子含31个电子,其质子数为31,核外电子排布为:,所以应为 第四周期川A族,故应选B答案 A 该元素
19、位于第二周期U A族 B.该元素位于第二周期族 C. 该元素位于第三周期U A族 D. 该元素位于第二周期0族 答案 C 解析 由该离子的结构示意图知其原子序数为 12,失去2个电子后,带2个 (+12;2 82 单位正电荷,可画出该元素原子的结构示意图为 , 可 确 定 该 元 素 在 周 期表中位于第三周期、第UA族。 8据国外有关资料报道,在“独居石”(一种共生矿,化学成分为 Ce、La、Nb 等的磷酸盐)中,查明有尚未命名的116、124、126号元素。试判断116号元 素应位于周期表中的 () F列说法正确的是 A 第六周期,第W A族 B 第七周期,第切A族 C 第七周期,第 A族
20、 D 第八周期,第切A族 答案 B 解析 第七周期若排满,118号元素应为0族元素,则116号元素位于从0族 开始向左两纵行,故应为第七周期第 W A族元素,故选B。 9. A、B两种元素为某周期第U A族和第川A族元素,若A元素的原子序数为X, 则B元素的原子序数可能为 () x+ 1 x+ 8 x+ 11 x+ 18 x+ 25 x+ 32 A B C. D 答案 C 能力提升题 10下表是元素周期表的一部分,针对表中的种元素,填写下列空白: 主族 周期 I A n A 川A IV A V A W A VD A 0族 二二二 -三 四 (1) 写出元素符号和名称: _ _ _ _ 。 写出
21、下列反应的化学方程式: 单质跟的氢氧化物溶液反应: _ 的氧化物跟的氢氧化物溶液反应: _ 的单质在的单质中燃烧: _ 。 答案C碳N氮Ar氩K钾 (2) Cb + 2NaOH=NaCI+ NaClO + 出0 占燃 AI2O3 + 2NaOH=2NaAlO2+ H2O S+ O2=SO2 11结合元素周期表回答下列问题: (1)表中的实线是元素周期表的部分边界,请在图中用实线补全元素周期表的边 界。 (2) 表中所列元素,属于短周期元素的有 _ 属于主族元素的有 _ ; g元素位于第 _ 期第 _ ; i元素位于第 _ 周 期第 _ 。 (3) 元素f是第 _ 期第 _ 元素,请在下边方框中
22、按氦元素的式样写 出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。 答案 解析(1)根据元素周期表的结构知:第一周期有2种元素,第二、三周期各有 三 i il I I I I i i k i I i I I I F F T l T =丄一!一 =-一- _ 1 0 四 n B a、b、c、d、e、f 8种元素,分列于第1、2、1318列,第四、五、六、七周期为长周期,包 括118列。由此可画出周期表的边界。 ( 2)画出周期表的边界,对照周期表,很容易找出各元素在周期表中的位置。 (3) 第三周期、第W A族元素为硫,原子序数为16,相对原子质量为32。 12. A、B两种元素,A的原子
23、序数为x, A和B所在周期所含的元素种类分别是 m 和 n 。 (1) _ 如果A和B同在I A族,当B在A的上一周期时,B的原子序数为 _ , 当 B 在 A 的下一周期时, B 的原子序数为 _ 。 如果A和B同在 A族,当B在A的上一周期时,B的原子序数为 _ ,当 B 在 A 的下一周期时, B 的原子序数为 _ 。 答案 (1)xn xm (2)x m x n 解析 此题选取了具有代表性的两族:IA和A,可以根据它们具体的原子 序数来推理,试过之后再与下面的答案相比较。 经过对元素周期表的分析研究, 你可能不难得出以下结论:I A、UA族,下面元素的原子序数等于同主族 上面元素的原子
24、序数加上上面元素所在周期的元素种类数。 川A到0族,下 面元素的原子序数等于上面元素的原子序数加上下面元素所在周期的元素种 类数。 第2课时 元素的性质与原子结构 目标导航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。 戸知识聚焦 喘理如识盘拨 一、碱金属元素 1.结构特点 (1)完成表格 =1= 元糸 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 Li_ 3 1 2 0.152 钠 N
25、a 11 1 3 0.186 钾 K 19 1 4 0.227 铷 Rb 37 1 5 0.248 铯 Cs 55 1 6 0.265 (2) 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 电子层数和原子半径不同,其变化规律是随着核电荷数的增加, 电子层数逐渐 增多,原子半径逐渐增大。 2.碱金属的性质 (1)物理性质 颜色 皴虔 密度 煤点 延展性 导电、导热性 妙丨| |丨 | 協白色较小鯉较低此好 口好 (艳略带金色光泽 览切从Li-Cs-M逐渐址(钠、钾反常:K熔、沸点蛊渐降低 (2)化学性质Li Na K Rh 与02反应 碱金属 化学反应方程式 反应程度 产
26、物复杂 程度 活泼性 Li 4Li + 02=点燃=2口20 1逐 渐 烈 1 逐 渐 增 1 * Na 点燃 2Na+ O2=Na2O2 K 占燃 K + O2=KO2 Rb Cs 与水反应 碱金属 钾 钠 实验操作 J和 实验现象 熔成小球,浮于水面,四处游动, 有轻微爆炸声,反应后溶液加酚 酞变红 熔成小球, 浮于水面, 四处游动, 有“嘶嘶”的响声,反应后溶液 加酚酞变红 实验原理 2K + 2H2O=2KOH+ H2T 2Na+ 2H2O=2NaOH+ H2 T 结论 钾比钠的活动性强 警示 因Na、K都是很活泼的金属易与H20反应,故不能从溶液中置换出 相对不活泼的金属。 (2)
27、碱金属单质性质的相似性和递变性是其原子结构的相似性和递变性的必然 结果。 【议一议】 1. 判断下列说法是否正确。 (1) 碱金属元素即 I A元素。( ) (2) 从上到下,碱金属单质密度依次增大,熔沸点依次降低。 () K比Na活泼,故K可以从钠盐溶液中置换出 Na。() 答案x (2)x (3) x 2. 金属钠、钾在实验室中如何保存? 答案少量的钠和钾可保存在煤油中,并密封存放 、卤族元素 1.原子结构 (1)完成表格 元素名称 氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(1) 原子序数 9 17 35 53 原子结构示意 图 砌 矽 越)1 最外层电子数 7 7 7 7 电子层数 2 3
28、4 5 原子半径 由小到大 得出结论:卤族元素原子结构的共同点是最外层电子数都是 7,不同点是电 子层数和原子半径不同,其变化规律是随着原子序数增大,电子层数逐渐增多, 原子半径逐渐增大。 2.卤族元素单质的性质 (1) 物理性质: F2 Cb Br2 I2 密度: - 逐渐增大 水溶性:反溶解溶解 逐渐减小 (2)化学性质 与H2反应 a.填写下表 反应条件 化学方程式 产物稳定 性 F2 暗处 H2+ F2=2HF 很稳定 颜色: 浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色、颜色加深 熔、沸点:气气体_液体 固体-逐渐升高 CI2 光照或点燃 丄 e 光照或点燃 H2 + CI2 - = 2HCI 较稳
29、定 Br2 加热 厂 H2+ Br2 - =2HBr 不稳定 I2 不断加热 H2+12 2HI 很不稳定 一 b.得出结论:从F2到12,与H2反应所需要的条件逐渐升高,反应剧烈程度依 次减弱,生成气态氢化物的稳定性依次减弱。 卤素单质间的置换反应 a.填写下表: b.得出结论:Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是 Cl2Br2 二h,相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是 B Cl -。 警示 因为F2能与H20发生反应(2F2 + 2H2O=4HF+ O2),所以F2不能从其 他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。 【议一议】 1. 判断正误(X代表卤素) (1) 卤素单质
30、与水反应均可用 X2+ H20=HX0 + HX表示( ) (2) HX都极易溶于水,它们的热稳定性随核电荷数增加而增强 () (3) 卤素单质的颜色从F2 I2按相对分子质量增大而加深( ) 实验操作 实验现象 化学方程式 静置后,液体分层,上层 无色,下层橙红色 2NaBr+ Ch=2NaCI + Br2 弓 NABT 静置后,液体分层,上层 无色,下层紫红色 2KI + Br2=2KBr + b 静置后,液体分层,上层 无色,下层紫红色 2KI + Cb=2KCI+ I2 I T I卜KI辭穗 将F2通入NaCI溶液中可置换出Cl2( ) 答案X x Vx 解析 F2与 出0反应为2F2
31、+ 2H2O=4HF+ O2,不可用X2+ H20=HX0 + HX表示;(2)HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱;(4)F2性质极活泼, 遇盐溶液先和水反应,故不能将卤素从它的盐溶液里置换出来。 2. 已知还原性BCF,试从原子结构的角度分析原因。 答案 还原性即微粒失去电子的能力。按 L 的顺序,离子的半 径逐渐减小,原子核对最外层电子的吸引力逐渐增大, 失去电子的能力逐渐减 弱,故还原性逐渐减弱。 訂难点突破上 理解”深化+探究 一、碱金属元素单质化学性质的 相似性和递变性 【例1】 下列对碱金属性质的叙述中,正确的是( ) A .碱金属元素的单质具有强还原性,可置换出硫酸铜溶液中的铜
32、单质 B. 单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物 C. 碱金属单质与水反应生成碱和氢气 D. 单质熔、沸点随着原子序数递增而升高 答案 C 解析 A项中碱金属元素的单质具有强还原性,但活泼的金属易与 H2O反应, 故不能从盐溶液中置换出不活泼的金属,A项错; 锂在空气中燃烧生成的是氧 化锂, 而不是过氧化锂,B项错;碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增 而降低,D项错;碱金属都能与水反应生成对应的碱和氢气,只是反应越来越 剧烈,C项正确。 要点归纳 碱金属的原子结构与化学性质的关系 1. 相似性(R表示碱金属元素) 原子都容易失去最外层的一个电子, 化学性质活泼,它们的单质都具有较强的 还原性
33、,它们都能与氧气等非金属单质及水反应。碱金属与水反应的通式为 2R+ 2H2O=2ROH+ H2 T。 2. 递变性 随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减 小,碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强。 Lf 甲 平甲单质还麻性逐渤培軌 (1). 、 :、. .;: : .;1 :】: 与02的反应越来越剧烈,产物更加复杂,如 Li与02反应只能生成Li20, Na与02反应还可以生成 NO2O2,而K与02反应能够生成K02等。 (3) 与H20的反应越来越剧烈,如 K与H20反应可能会发生轻微爆炸,Rb与 Cs遇水发生剧烈爆炸。 (4) 最高价氧化
34、物对应水化物的碱性逐渐增强, Cs0H的碱性最强。 变式训练1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:Li NaK D. 碱性:Li0H vNa0H vK0H 答案 B 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,KNa Li,但K不能置换出NaCl溶液中的Na,而是先与 出0反应;C中碱金属元 素从Li到Cs,熔、沸点逐渐降低,即Li NaKRbCs; 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 v NaO
35、H v KOH v RbOH v CsOH。 二、卤素单质的相似性、递变性和特性 【例2】 下列对卤素的说法不符合递变规律的是() A. F2、CI2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱 B. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱 C. F_、C、B、的还原性逐渐增强 D. 卤素单质按F2、CI2、Br2、I2的顺序颜色变浅,密度增大 答案 D 解析 从F-1原子半径依次增大,单质氧化性逐渐减弱,则阴离子的还原性 逐渐增强,氢化物的稳定性逐渐减弱,卤素单质按 F2、CI2、Br2、I2的顺序颜 色逐渐变深,密度也逐渐增大。 要点归纳 卤素的原子结构与化学性质的关系 1. 相似性(X表示卤素元
36、素) 卤素原子都容易得到一个电子使其最外层达到 8个电子的稳定结构,它们的单 质都是活泼的非金属单质,都具有较强的氧化性。 一定条件 (1) 与 H2 反应:X2+ H2 =条件 2HX。 占燃 (2) 与活泼金属(如 Na)反应:2Na+ X2=2NaX。 与出0反应 X2 + H2O=HX+ HXO(X = Cl、Br、I); 2F2 + 2H2O=4HF+ O2。 (4) 与NaOH溶液反应 X2 + 2NaOH=NaX+ NaXO + H2O(X = Cl、Br、I)。 2. 递变性(X表示卤素元素) 随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减 小,卤素原子得
37、电子的能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱。 (1) Cl2 Brj R单质也化性逐新碱弱 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 CL- Br I-海子还原性逐渐增强 (2) 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,即: 稳定性:HF HCI HBr HI ; 还原性:HFv HCI v HBr v HI。 (3) 卤素单质与变价金属(如Fe)反应时,F2、CI2、Br2生成高价卤化物(如FeX3), 而12只能生成低价卤化物(如Feb)。 (4) 氢化物都易溶于水,其水溶液酸性依次增强,氢化物中HCI、HBr、HI的熔、 沸点依次升高,HF的熔、沸点最高。 (5) 最高
38、价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱,即酸性: HCIO4 HBrO4 HIO4, HCIO4是已知含氧酸中酸性最强的酸。 变式训练2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:At2l2 B. 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NaCI溶液中置换出氯单质 答案 C 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 项不正确;由F2到12,单质的颜色依次加深,I2是紫黑色固体,则砹为黑色固 体,B项不正确;卤族元素的原子,最外层上都有 7个电子,C项正确;因氧 化性Cl
39、2At2,所以At2不能从NaCI溶液中置换出CI2,D项不正确。 解题方法归纳 卤素的特性 (1) 氟元素无正价,无含氧酸。的还原性极弱。 (2) X2+ H20=HX+ HXO 而 2F2+ 2H2O=4HF+ O2 (3) Br2在常温下是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) 氢氟酸为弱酸,而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。 尹当堂过关 / 巩固+应用*反馈 _ 1 .关于碱金属兀素的说法中正确的是 ( ) A. I A族元素都是碱金属元素 B. 碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来 C. 金属钾具有强还原性,K +具有强氧化性 D. Cs常
40、温下与水反应会发生爆炸 答案 D 解析 IA族元素还有氢元素,A错;碱金属单质非常活泼,在水溶液中先与 水反应生成强碱再与铜离子反应生成 Cu(OH)2沉淀,而不能将铜置换出来,B 错;由于钾原子的最外层只有1个电子,钾单质具有较强的还原性,但是其失 去电子后形成的 +最外层已经达到8电子的稳定结构,其氧化性非常弱,C 错;Cs是还原性比Li、Na、K、Rb都强的金属单质,与水反应会发生爆炸, D 正确。 2下列关于卤素的叙述正确的是 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. 卤素各单质都能与水剧烈反应 D. 卤素的单质都能与氢气
41、反应,且气态氢化物的稳定性随单质氧化性的增强 而增强 答案 D 解析 卤素能与其他非金属化合,如 H、 C 等。卤素单质越活泼,其相对分子 质量越小,其熔、沸点越低;卤素单质中只有氟能与水剧烈反应。 3. F、Cl和Br都是 A族元素,关于这三种元素原子的说法正确的是 ( ) A .原子半径:FCIBr B. 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 答案 B 4. (双选)下列各项比较正确的是 ( ) A .铷与水反应现象与钠相似 B. 还原性:KNaLi C. 熔点:LiNaK D. 碱性:LiOHNaOHKOH 答案 BC 解析因铷的密度大于水,反应时沉入
42、水中,A错误;随着电子层数的递增, 碱金属的金属性递增,即还原性递增,B正确;从Li - K,熔点逐渐降低,C 正确;从Li - K,还原性递增,相应的氢氧化物的碱性递增, D错误。 5. (1)向 NaBr 和 KI 的混合溶液中,通入足量的 C l 2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,现象答案 NaCI、KCI 2NaBr+ Cl2=2NaCI+ Br2, 2KI + C“=2KCI + b (2) 无明显变化 溶液变蓝色 CI2 + 2=2C+ I2 6. (1)卤素氢化
43、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 _ 填序号)。 A .碱金属元素 B.卤族元素 下列反应中,更剧烈的是 _ 填序号)。 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 _ 填序号)。 A .溴化钠溶液 B.碘化钾溶液 答案HI (2)B (3)B B 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
44、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。 尹尹分层训练分层训练 全全解疑解疑+ +多偏多偏+ +检测检测 _ 经典基础题 题组1碱金属元素性质的考查 1.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. 答案 A 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Li 20, Na生成Na2O2, K、Rb、Cs则生成较复杂的氧化物
45、,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。 2已知钡的金属活动性处于钾和钠之间。则下列变化中可能实现的是 ( ) A 钡可从氯化钠溶液中置换出金属钠 B钡可从冷水中置换出氢气 C钡可从硫酸铜溶液中置换出铜 D. 在溶液中Ba2+可氧化金属锌,生成Zn2+ 答案 B 解析 由于钡可以与水反应, 所以钡和钠一样并不能置换出水溶液中的金属离 子。 题组 2 卤素性质的考查 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 7 B. 从上到下,卤素原子的电子层数依次增多,半径依
46、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F2 Cl2 Br2 I2,D项错误。 4. 下列关于卤族元素由上到下性质递变规律的叙述,正确的是 ( ) 单质的氧化性增强 单质的颜色加深 气态氢化物的稳定性增强 单质的沸点升高 阴离子的还原性增强 A. B . C.D . 答案 C 解析 F2、Cl2、Br2、12氧化性依次减弱,其对应的阴离子 F、C、B、 的还原性依次增强,故 叙述错误,叙述正确;F2、Cl2、Br2、I2的颜色由 浅黄绿色一黄绿色一深红棕色一紫黑色逐渐加深,叙述正确;HF、HCI、HBr、
47、HI的稳定性逐渐减弱,叙述错误;F2、Cl2、B2、 12在通常情况下其状态变 化为气-液一固,则沸点逐渐升高,叙述正确,故答案为 Co 5往碘化钾溶液中先加入氯水, 再加入 C C l 4振荡,静置后出现分层, 下层呈 ( ) A .橙红色 B .紫红色 C.无色 D .深褐色 答案 B 解析 碘化钾中加入氯水发生反应2KI + Cb=2KCI + 12,加入CCI4后由于碘 易溶于CCI4, CCI4层(下层)呈现紫红色。 6. 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 X2+ H2O=HX + HXO B. HX 易溶于水,其水溶液都是强酸
48、C. 其单质都有颜色,都有毒 D. 最高价含氧酸的通式为HXO4 答案 C 解析 本题考查卤素及有关化合物的基本知识规律, 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H20中的氧生 成02,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, HF的溶液表现弱酸性。 7. 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I2 C. 其单质的分子式为
49、X2,易溶于有机溶剂 D. AgX 是一种有色的易溶于水的化合物 答案 C 解析 因为此X显一1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、12等,C正确;类比AgCI、 AgBr等,D错误。 题组3卤素互化物的性质 8. 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: IBr + H20=HBr+ HIO,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 B.
50、 IBr与水反应时既作氧化剂,又作还原剂 C. IBr与AgN03溶液反应会生成AgBr沉淀 D. IBr与NaOH溶液反应时,生成 NaBr和NalO 答案 B 解析 此题是一道信息题,题中给出了三点信息:(1)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 (2)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(3),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。 题组4位、构、性关系考查 9 .已知元素aA、bB、cC、dD、eE的原子的结构
51、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 (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 _ 。 答案(1)Na、Al、Cl F、Cl、Br (2)Na F (3)NaOH 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。(
52、3)金属性越强,最高价氧化物对应的水化物碱性越强。 10. 下表为兀素周期表的一部分。 、族 周期、 I A n A 川A IV A V A W A VD A 一一一 二二二 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)F K Br | (3)HF HCI (4)HC
53、IO4 HBrO4 (5)NaOH LiOH 能力提升题 11. 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从 30万年不差1秒提高到600万年不 差1秒,标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。 已知铯位于元素周 期表中第六周期第I A族,根据铯在元素周期表中的位置,推断下列内容: (1) 铯的原子核外共有 _ 电子,最外层电子数为 _ ,铯的原子序 数为 _ 。 (2) 铯单质与水剧烈反应,放出 _ 色气体,同时使紫色石蕊试液显 _ ,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”
54、或“强”)。 答案(1)6 1 55 (2)无蓝 2Cs + 2H2O=2CSOH+ H2 T (3)强 解析 根据原子核外电子排布规律,结合铯在元素周期表中的位置知:铯原子 核外电子分六层排布,分别是 2、8、18、18、8、1,原子序数是55,最外层 只有1个电子。铯与钠同主族,具有极强的金属性。与水反应生成氢气和氢氧 化铯:2Cs+ 2H2O=2CSOH+ H2 T,氢氧化铯是强碱,使紫色石蕊试液变蓝 色。 12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3个棉球(如图所示)。 ABC 由左端导入氯气,在B处加热,可观察到A处棉球呈 _ ,B处棉球 呈现 _
55、 ,C处棉球呈 _ 。将试管冷却后,在 B、C之间的玻 璃壁上有 _ 的 _ 这是因为 _ 。 答案红棕紫红蓝紫黑固体碘蒸气遇冷凝结为固体 解析 本题主要考查了 Cb、Br2、I2的氧化性及其特征。解答此题要清楚:氧 化性CbBr2l2; CI2、Br2、I2颜色;Br2易挥发,I2易升华且遇淀粉变蓝等。 13某学生在做元素性质与原子结构关系的实验时, 设计了一套实验方案, 并记 录了有关的实验现象。请帮助该学生整理并完成实验报告。 (1) 实验目的 探究同一主族元素性质的递变规律。 (2) 实验用品 仪器:试管、胶头滴管 药品:新制氯水、新制溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳 (3) 实
56、验内容(在下表横线中填写相关内容) 序号 实验方案 实验现象 向盛有少量溴化钠溶液的试管中 滴加少量新制氯水,振荡,再加入 液体分为两层,下层呈 色 少量四氯化碳,振荡后静置 向盛有少量碘化钠溶液的试管中 滴加少量新制溴水,振荡,再加入 少量四氯化碳,振荡后静置 液体分为两层,下层呈 色 (4)实验结论: _ 。 问题和讨论 上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为 _ : _ 由于氟单质过于活泼,所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强 弱。试列举两项事实说明氟的非金属性比氯的强: _ 答案(3)橙红紫红 同主族元素从上到下,元素原子的得电子能力逐渐减弱 CI2+ 2B=Br2 + 2
57、C2+ B2=2B+ S HF的稳定性比HCI的强 F2能置换出水中的氧,而 CI2不能置换出水中的 氧(其他合理答案也可) 解析 向溴化钠溶液中加入新制氯水, 发生反应:CI2 + 2B=Br2+ 2C,证 明氧化性:Cl2Br2;再加入四氯化碳后,振荡静置,溶液分层,上层近无色, 下层呈橙红色。向碘化钠溶液中加入新制溴水,发生反应:Br2 + 2=b + 2Br 一,证明氧化性:Br2 I2;再加入四氯化碳后,振荡静置,溶液分层,上层近 无色,下层呈紫红色。两个实验说明:同主族元素从上到下,元素原子的得电 子能力逐渐减弱。 第3课时核素 目标导航1了解质量数和AX的含义。2了解核素、同位素
58、的概念、并了解 同位素的重要作用。3.了解原子的结构以及各种微粒数的关系。 戸 知识聚焦 上 按理+知识点拨 (3) 某种氯原子的中子数是18,则其质量数是35,核外电子数是17。( ) 答案 (1)x V (3) V 二、核素同位素 1. 核素 把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。女口 12c、13c、 14 C就是碳元素的三种不同核素。 2. 同位素 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 不同核素之间互为同位素,如1H 2H、3H三种核素均是氢元素的同位素。 3. 同位素的两个特征 (1)同一种元素的各种同位素的化学性质几乎完全相同;
59、(2)在天然存在的某种 元素里,不论是游离态还是化合态,同位素相互之间保持一定的比率各种 同位素所占的原子个数百分比是相同的。 4. 同位素的用途 (1) 0在考古工作中用于测定文物的年代; 1H、泊用于制造氢弹; (3) 利用放射性同位素释放的射线育种、治疗癌症和肿瘤等。 警示(1)同位素中“同位”指几种核素的质子数相同,在元素周期表中占据同 一个位置。同位素属于同一种元素,但不是同种原子。例如: 三种不同的原子,但都是氢元素。 (2)同种元素可以有多种不同的同位素原子,所以元素的种类数远小于原子的种 类数。 【议一议】 H 21 、 2. 1%与17N的质量数相等,是否互为同位素? (2)
60、核素种类与质子数、中子数和质量数有何关系? 答案(1)质子数相同,中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。 c 与14N的质量数相等,但质子数分别为 6和7,属于不同的元素,故不是同位 素。 (2)核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子, 因此核素种类由质子 数、中子数共同决定。质量数=质子数+中子数,故不同的核素也可能具有相 同的质量数,如和174N,故核素种类与质量数无直接关系。 壬难点突破全理解*深化*探究 一、元素、核素、同位素、同素异形体 的区别和联系 【例1】 下列说法错误的是( ) A. 1H、1H、H +和H2是氢元素的四种不同粒子 B. 20Ca和2oCa石墨和金刚石均为
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