人教版高中化学必修第一册第四章第一节第3课时原子结构与元素的性质基础课课件

第3课时原子结构与元素的性质(基础课)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素养目标1．知道碱金属元素、卤族元素的结构和性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律。2．能设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性，提升科学探究与创新意识的学科核心素养。初高衔接知识点一元素的性质——金属性与非金属性4失去金属性4得到非金属性1．下列结构示意图表示的原子中：

(1)易变为阳离子的是________(填字母，下同)。(2)易变为阴离子的是________。(3)易与氯气化合组成XY2型化合物的是________。CDAD2．已知某元素的原子结构示意图如图所示：

(1)该元素在周期表中的位置：________________________。(2)预测该元素的单质在化学反应中容易____________电子，常表现为________价。第五周期第ⅦA族得到(1个)－1知识点二碱金属元素1．碱金属元素的原子结构元素名称锂钠钾铷铯元素符号__________________LiNaKRbCs元素名称锂钠钾铷铯原子结构示意图

原子半径/nm0.1520.1860.2270.2480.265元素名称锂钠钾铷铯递变性从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐____，原子半径逐渐____相同点最外层均有_个电子，均易____电子，有较强____性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性增多增大1失去还原

＞(2)钠、钾与水反应①相同点：金属____在水面上；金属__成闪亮的小球；小球________；发出__________；反应后的溶液(滴有酚酞溶液)呈__色。不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。②化学方程式：__________________________、_____________________________。③结论：与水反应剧烈程度：K__Na；金属的活泼性：K__Na。浮熔四处游动嘶嘶的响声红2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑2K＋2H2O===2KOH＋H2↑＞＞3．碱金属单质性质规律(1)物理性质规律银白色较小较小较低增大减小(2)化学性质的相似性和递变性①相似性

②递变性

具体情况如下：a．与氧气的反应从Li→Cs，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如Li在氧气中燃烧只生成Li2O，Na在氧气中燃烧生成Na2O2，K在氧气中燃烧生成更复杂的氧化物：KO2。b．与H2O(或酸)的反应从Li→Cs，与H2O(或酸)反应越来越剧烈。如K与H2O反应能发生轻微爆炸，则Rb、Cs遇水会发生剧烈爆炸。【问题思考】从碱金属元素原子结构的角度解释为什么碱金属元素的化学性质具有相似性、递变性？提示：碱金属元素的最外层电子数相同，都是1个电子，故它们的化学性质相似；随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐增强，所以其化学性质具有递变性。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大。 (

)(2)碱金属元素的单质与氧气反应的产物属于同种类型。 (

)(3)碱金属元素随核电荷数增大，其单质与水反应越来越剧烈。 (

)(4)金属钾能从NaCl溶液中置换出钠。 (

)(5)碱金属元素在自然界中能以游离态存在。 (

)×√×××2．以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述不正确的是(

)①原子结构的相同点是最外层电子数相同，都为1

②单质熔点最高的是铯③与O2反应均可得到多种氧化物④单质的密度依次增大，均要保存在煤油中⑤单质的还原性依次增强⑥对应离子的氧化性依次增强A．①③⑤

B．②④⑤C．②③④⑥ D．①⑤√C

[锂、钠、钾、铷、铯均为第ⅠA族元素，原子的最外层都有一个电子，①正确；碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而降低，所以单质熔点最低的是铯，②错误；Li与O2反应只能得到Li2O，③错误；Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，应该保存在石蜡中，④错误；碱金属元素随原子序数的增加，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，所以其单质的还原性依次增强，它们对应离子的氧化性依次减弱，⑤正确、⑥错误。]3．已知铯位于元素周期表中第六周期第ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，回答下列问题：(1)铯的原子核外共有________层电子，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，反应后的溶液使紫色石蕊试液显_____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”)。6155无蓝2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑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：铯原子核外电子排布在6个电子层上，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↑，氢氧化铯是强碱，使紫色石蕊试液变蓝色。卤族元素简称卤素，包括(填名称及符号)______________________________和砹(At)、

(Ts)。知识点三卤族元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)1．卤素单质的物理性质卤素单质F2Cl2Br2I2颜色、状态______色(气体)____色(气体)______色(液体)____色(固体)密度逐渐____(氯、溴反常)熔、沸点逐渐____淡黄绿黄绿深红棕紫黑增大升高2．原子结构特点(F→I)(1)相似性：最外层电子数均为__。(2)递变性：电子层数逐渐____，原子半径逐渐____。3．卤素单质的化学性质(1)卤素单质与氢气的反应卤素单质反应条件化学方程式产物稳定性F2暗处_________________很稳定Cl2光照或点燃_____________________较稳定7增多增大H2＋F2===2HF

卤素单质反应条件化学方程式产物稳定性Br2加热____________________不如氯化氢稳定I2不断加热___________________不稳定结论从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐____，反应剧烈程度逐渐____，生成气态氢化物的稳定性逐渐____

H2＋I22HI升高减弱减弱(2)卤素单质间的置换反应——比较卤素单质氧化性实验操作实验现象静置后，液体呈橙色静置后，液体呈红棕色静置后，液体呈褐色化学方程式_____________________________________________________结论Cl2→I2氧化性逐渐____，相应卤素离子还原性逐渐____2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2Cl2＋2KI===2KCl＋I2Br2＋2KI===2KBr＋I2减弱增强(3)卤素的特殊性①在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发。②碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。③氟是最活泼的非金属，没有正化合价，氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生HF和O2。4．周期表中同主族元素的相似性与递变性在周期表中，同主族元素从上到下，电子层数增多，原子半径逐渐____，失电子能力逐渐____，得电子能力逐渐____，所以金属性逐渐____，非金属性逐渐____。增大增强减弱增强减弱2413题号1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)卤素单质都是双原子分子。 (

)(2)单质At2是白色固体。 (

)(3)同主族元素从上至下非金属性逐渐增强。 (

)(4)随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素单质的熔、沸点都逐渐降低。 (

)(5)从F→I，其单质与H2化合的难易是由难到易。 (

)(6)F－、Cl－、Br－的还原性依次增强。 (

)×√×××√2413题号2．下列说法正确的是(

)A．F、Cl、Br原子的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8B．由HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I非金属性递增的规律C．卤族元素按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，电子层数增多，原子半径增大，原子核对电子的吸引作用减弱D．根据卤族元素性质的递变规律可知，单质砹难溶于CCl4√2413题号C

[F原子的次外层电子数为2，Br原子的次外层电子数为18，A项错误；元素的非金属性强弱可根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断，B项错误；由碘单质易溶于四氯化碳，可推知砹单质易溶于CCl4，D项错误。]2413题号3．1940年，意大利化学家西格雷发现了第85号元素，它被命名为“砹(At)”。砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，推测砹的结构和性质正确的是(

)A．与H2化合的能力：At2>I2B．砹在常温下是白色固体C．砹原子的最外层上有7个电子D．砹易溶于水√2413题号C

[从F到At，元素的非金属性逐渐减弱，单质与H2化合能力逐渐减弱，A错误；从F2到At2，单质的颜色逐渐加深，由I2是紫黑色固体，可知砹在常温下不可能是白色固体，B错误；砹与碘均为第ⅦA族元素，即原子最外层上有7个电子，C正确；同主族元素性质相似，由I2微溶于水，可推知At2不可能易溶于水，D错误。]2413题号4．如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图，下列说法不正确的是(

)A．单质①是最活泼的非金属单质B．单质④的氢化物在卤素氢化物中热稳定性最强C．保存少量的单质③时加少量水进行水封D．单质②能使石蕊试液先变红后褪色√2413题号B

[根据卤素单质的沸点与相对分子质量变化的规律可知，①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2。同主族元素，元素的非金属性随着原子序数的增大而减弱，非金属性越强，其单质越活泼，所以活泼性最强的非金属单质是F2，A正确；非金属性越强，其氢化物的热稳定性越强，非金属性：F>Cl>Br>I，则卤素氢化物中热稳定性最强的是HF，B错误；溴易挥发，在水中的溶解度较小，且密度大于水，所以为防止溴挥发，可以用水液封，则单质③保存时加少量水进行水封，C正确；氯气和水反应生成HCl和HClO，HCl具有酸性，HClO具有漂白性，所以单质②能使石蕊试液先变红后褪色，D正确。]51．钾和钠的化学性质相似，下列说法能较好地解释这个事实的是(

)A．原子最外层电子数相同 B．都是金属元素C．原子半径相差不大 D．最高化合价相同随堂评估·知能落实√243题号1A

[结构决定性质，影响金属化学性质的主要因素是其原子核外电子排布情况，尤其是最外层电子数。钾原子和钠原子的最外层电子数均为1，故对应单质的化学性质相似。]52．下列关于碱金属元素的说法中，不正确的是(

)A．原子核外最外层电子数都是1B．单质与水反应的剧烈程度：K＞NaC．最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH

＜KOHD．碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物23题号14√523题号14D

[碱金属元素位于ⅠA族，原子核外最外层电子数都是1，A正确；同主族元素从上到下，金属性增强，单质与水反应的剧烈程度：K＞Na，B正确；同主族元素从上到下，金属性增强，最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH

＜KOH，C正确；金属锂在氧气中燃烧生成Li2O，D错误。]53．(双选)下列对卤素的说法不符合递变规律的是(

)A．F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐增强B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱C．F－、Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强D．卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色逐渐变浅，密度逐渐增大23题号41√√523题号41AD

[从F→I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，氢化物的热稳定性逐渐减弱，卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色逐渐变深，密度也逐渐增大。]5243题号14．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验(气密性良好)。5243题号1已知：浓盐酸与KMnO4固体混合会产生Cl2。实验过程：Ⅰ．打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。Ⅱ．当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ．……下列说法错误的是(

)A．A中湿润的淀粉-KI试纸变蓝，证明氯气的氧化性强于碘单质B．B中溶液变黄色，证明氯气的氧化性强于溴单质C．B中发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－D．实验过程Ⅲ为关闭活塞a，打开活塞b，滴加溶液后充分振荡试管D，观察到D中溶液变蓝，即证明了溴单质的氧化性强于碘单质√5243题号1D

[浓盐酸与KMnO4固体混合产生Cl2，A中湿润的淀粉-KI试纸变蓝，说明有碘单质生成，发生了反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，故可说明氯气的氧化性强于碘单质，A正确；B中溶液变黄色，说明有溴单质生成，发生反应：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，则证明氯气的氧化性强于溴单质，B正确、C正确；D中溶液变蓝，也可能是氯气氧化碘离子生成碘单质而干扰实验，D错误。]243题号15．已知铷(Rb)是37号元素，其相对原子质量是85.5，与钠同主族，回答下列问题：(1)铷位于第________周期，其原子半径比钠元素的原子半径________(填“大”或“小”)。(2)铷单质性质活泼，写出它与氯气反应的化学方程式：_____________________。铷单质易与水反应，反应的离子方程式为____________________________________，实验表明，铷与水反应比钠与水反应________(填“剧烈”或“缓慢”)；反应过程中铷在水________(填“面”或“底”)与水反应，原因是__________________________。5五大

2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑剧烈底铷的密度比水的密度大243题号1(3)同主族元素的同类化合物的化学性质相似，写出过氧化铷与CO2反应的化学方程式：______________________________。52Rb2O2＋2CO2===2Rb2CO3＋O2243题号1[解析]

(2)Rb的密度比水大，遇水后沉在水底与水反应，铷的还原性比钠强，与水反应比钠剧烈。(3)可根据钠的相应化合物发生的反应进行类推。5课时分层作业(二十五)原子结构与元素的性质题号13524687910111．下列不属于碱金属单质的通性的是(

)A．硬度小、密度小 B．熔点较低C．焰色试验相同 D．导热、导电性能强√C

[碱金属的硬度较小、密度较小，熔点均较低，且导热、导电性能强，但焰色试验中火焰的颜色各不相同。]题号13524687910112．已知金属锂的化学性质与金属钠相似；金属锂的密度是0.534g/cm3、煤油的密度是0.80g/cm3，下列有关金属锂的说法不正确的是(

)A．自然界中不存在锂单质B．在盛有煤油和水的烧杯中投入金属锂，金属锂在水层和煤油界面处发生反应C．金属锂能与氧气、氯气、盐酸发生反应D．金属锂与金属钠的性质有相似又有不同，体现了分类法和比较法在研究物质性质时的应用√题号1352468791011B

[由金属锂的化学性质与金属钠相似可知，锂是活泼金属，自然界不存在锂单质，A正确；由金属锂、煤油及水的密度可知，煤油在上层，水在下层，金属锂会浮在煤油液面上而不会和水发生反应，B错误；根据金属锂的化学性质与金属钠相似可知，金属锂能与氧气、氯气、盐酸发生反应，C正确；金属锂与钠的性质有相似又有不同，可以用分类法和比较法来研究二者性质的异同，D正确。]题号13524687910113．钫(Fr)是一种具有放射性的元素，原子序数为87，其原子最外层电子数是1。下列有关Fr元素的说法不正确的是(

)A．Fr是第六周期第ⅠA族元素B．Fr的原子核外有87个电子C．Fr在化合物中一般显＋1价D．其阳离子半径小于原子半径√题号1352468791011A

[Fr的原子序数为87>86，为第七周期第ⅠA族元素，其原子最外层电子数是1，A错误；原子中，质子数＝核外电子数＝原子序数，则Fr的原子核外有87个电子，B正确；Fr原子的最外层电子数为1，在化学反应中易失去最外层的1个电子，故形成化合物时一般显＋1价，C正确；阳离子由于失去最外层电子，故其半径小于其原子半径，D正确。]题号13524687910114．第ⅠA族金属元素习惯上又称为碱金属元素，下列关于碱金属元素某些性质的排列中，正确的是(

)A．原子半径：Li<Na<K<Rb<CsB．单质的密度：Li<Na<K<Rb<CsC．单质的熔、沸点：Li<Na<K<Rb<CsD．单质的还原性：Li>Na>K>Rb>Cs√题号1352468791011A

[Li、Na、K、Rb、Cs是同主族元素，且原子序数依次增大，原子半径：Li<Na<K<Rb<Cs，A正确；碱金属元素单质的密度从上到下呈递增趋势，但Na的密度大于K，B错误；碱金属元素单质的熔、沸点从上到下逐渐降低，即熔、沸点：Li>Na>K>Rb>Cs，C错误；同主族元素从上到下，单质的还原性依次增强，即还原性：Li<Na<K<Rb<Cs，D错误。]题号13524687910115．碘有多种同位素，其中127I是稳定同位素。下列说法不正确的是(

)A．碘元素位于第六周期ⅦA族B．碘原子序数为53，是非金属元素C．HI的稳定性比HF、HCl弱D．I2易溶于乙醚、乙醇等有机溶剂√题号1352468791011A

[碘元素位于第五周期第ⅦA族，A错误；碘原子序数为53，属于非金属元素，B正确；I的非金属性比F、Cl弱，故HI的稳定性比HF、HCl弱，C正确；I2在水中溶解度很小，易溶于乙醚、乙醇等有机溶剂，D正确。]题号13524687910116．将下列物质分别加入溴水中，溴水的颜色不发生变化的是(

)A．NaI固体 B．NaOH固体C．CCl4液体 D．KCl固体√D

[溴水与NaI发生氧化还原反应生成碘单质，颜色加深，A不符合；溴水与NaOH反应生成NaBr、NaBrO，溶液为无色，B不符合；溴易溶于CCl4，发生萃取，溴水颜色变浅，C不符合；

KCl与溴水不反应，溴水颜色不变，D符合。]题号13524687910117．在生产生活中，卤族元素(F、Cl、Br、I)的单质及化合物用途广泛。已知：卤族元素的单质极易溶于CCl4(密度比水大且不溶于水)，在水和CCl4中显示不同的颜色(如下表)：单质Cl2Br2I2水中的颜色浅黄绿色橙黄色淡黄色CCl4中的颜色深黄色红棕色紫红色题号1352468791011(1)卤族元素在周期表中处于短周期的是________(填元素名称)。(2)下列能说明氟的非金属性比碘强的是________(填字母)。A．稳定性：HF>HIB．熔点：F2<I2C．还原性：F－<I－(3)已知：卤素互化物ICl是红棕色液体，易与NaOH溶液反应，ICl与NaOH溶液的反应不属于氧化还原反应，写出该反应的化学方程式：____________________________________。氟、氯ACICl＋2NaOH===NaIO＋NaCl＋H2O题号1352468791011(4)氢溴酸在医药、染料、香料等工业有广泛用途。工业氢溴酸常显淡黄色，是因为含有Fe3+或Br2或二者都有，某学生通过以下实验进行验证：该工业氢溴酸显淡黄色的原因是___________________________。含有Fe3+和Br2题号1352468791011[解析]

(1)前三周期是短周期，卤族元素在周期表中处于短周期的是氟、氯。(2)元素的非金属性越强，对应简单氢化物的稳定性越强，故选A；熔点高低与非金属性强弱无关，故不选B；F－的还原性弱于I－，说明F得到电子的能力比I强，F的非金属性比I强，故选C。(3)ICl与NaOH溶液的反应不属于氧化还原反应，根据氢氧化钠和氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可知该反应的化学方程式为ICl＋2NaOH===NaIO＋NaCl＋H2O。(4)Br2溶于CCl4呈红棕色，而Fe3+不溶于CCl4，在水层显黄色，所以在氢溴酸中含有Fe3+和Br2。题号1352468791011(选择题有一个或两个选项符合题目要求)8．已知：Li的密度比煤油小，氢化锂(LiH)在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸剧烈反应，能够燃烧。某化学科研小组准备使用下列装置制备LiH固体。下列说法正确的是(

)题号1352468791011A．上述仪器装置按气流从左到右连接顺序为e接d，c接f，g接aB．实验中所用的金属锂保存在石蜡中C．在加热装置D处的石英管之前，应先通入一段时间氢气，排尽装置内空气D．干燥管中的碱石灰可以用无水CaCl2代替√√题号1352468791011BC

[氢气和锂发生反应生成LiH，制备LiH固体需要制备氢气，LiH在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸剧烈反应，所以制备得到的氢气必须干燥纯净，利用装置C制备氢气，用装置A中的碱石灰除去氢气中的氯化氢和水蒸气，通入装置D中加热和锂反应生成氢化锂，最后连接装置B，防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置D和生成的氢化锂发生反应，装置连接顺序为e接a，b接f，g接d，A错误；实验中所用的金属锂保存在石蜡中，B正确；在加热装置D处的石英管之前，应先通入一段时间氢气，排尽装置内的空气，防止加热时锂燃烧，也防止氢气与氧气发生爆炸反应，C正确；干燥管中的碱石灰不可以用无水CaCl2代替，CaCl2无法除去HCl，D错误。]题号13524687910119．某小组为了探究卤素的性质，设计一组实验，实验结果如下：序号操作现象①5mL0.1mol/L淀粉-KI溶液中滴加少量新制氯水溶液变蓝色，不褪色②5mL0.1mol/LNaBr溶液中滴加少量新制氯水和CCl4振荡，静置溶液分层，下层呈红棕色③在新制氯水中，滴几滴0.1mol/L淀粉-KI溶液溶液先变蓝色，后褪色下列推断正确的是(

)A．上述实验说明氧化性：Cl2＞Br2＞I2B．实验⑤说明氯水氧化了I2C．实验④说明氯水不能氧化Br2D．实验③说明氯水氧化I2生成了HIO3题号1352468791011√序号操作现象④在新制氯水中，滴几滴0.1mol/LNaBr溶液和CCl4，振荡、静置溶液分层，下层呈红棕色⑤取少量③中褪色后溶液分成甲、乙两份。在甲中滴加淀粉溶液；在乙中滴加适量KI溶液甲中不变色；乙中变蓝色题号1352468791011C

[根据实验①可知物质的氧化性：Cl2＞I2，根据实验②可知物质的氧化性：Cl2＞Br2，但不能确定Br2、I2的氧化性的强弱，A错误；实验⑤中试管里有过量的氯水，乙中加入适量KI溶液后变蓝，说明氯水氧化了KI，B错误；实验④中氯水过量，下层仍然呈红棕色，说明氯水不能氧化溴单质，C正确；实验③说明氯水氧化了I2，但不能确定氧化产物，D错误。]题号135246879101110．甲元素的原子序数是19，乙元素原子核外有2个电子层，最外层上有6个电子；丙是元素周期表第ⅠA族中金属性最弱的碱金属元素。由此推断：(1)甲元素在元素周期表中的位置是_________________________。(2)甲的单质与水反应的离子方程式为______________________________。(3)乙单质与丙单质反应的化学方程式为_____________________。(4)甲元素和丙元素的最高价氧化物对应水化物的碱性较强