化学学案第一章第一节元素周期表（第2课时）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第一节元素周期表（第2课时)内容标准活动与探究建议1.了解原子结构与元素性质的关系.2.认识碱金属元素、卤族元素的性质递变规律,并能运用原子结构理论解释这些规律.讨论或实验探究:碱金属、卤族元素的性质递变规律.经分析发现，元素的化学性质与原子的最外层电子排布密切相关。例如,稀有气体元素原子最外层电子数为8（氦为2)，结构稳定，性质不活泼；根据上述原则，结合钠、氯的有关性质，你能推测出钾与溴反应生成的物质吗?提示：KBr。一、碱金属1．碱金属元素的原子结构及特点(1）原子结构示意图锂（Li）______，钠（Na)________，钾(K)__________，铷(Rb），铯（Cs)。(2）结构特点①相同点：最外层电子数都是____.②递变性：从Li→Cs,核电荷数依次____,电子层数依次____，原子半径依次____.自主思考1：碱金属元素原子结构的递变性对碱金属的性质有什么影响？2．物理性质性质类别性质特点色、态都是______固体（铯例外，略带________）密度、硬度密度都____，质地较____熔点延展性导电、导热性3.化学性质（1）实验探究①钾、钠与O2反应的比较。钾在氧气中的燃烧比钠更____.钠与氧气燃烧的反应方程式为__________________，钾与氧气反应生成比过氧化钠更为复杂的氧化物。②钾、钠与H2O反应的比较。钾钠实验操作实验现象共同点a。金属浮在水面上b。____________________c。小球四处游动d.______________e.反应后的溶液使酚酞____不同点____与水反应更剧烈（2）结论①碱金属单质化学性质____,都能与氧气等非金属单质以及水反应.②随着原子序数的递增,碱金属元素金属性逐渐____。自主思考2：上述实验现象的a、b、c、d、e说明Na、K的什么性质？二、卤族元素1．卤族元素的原子结构及特点（1)原子结构示意图氟______，氯________,溴________，碘。(2)结构特点①卤族元素位于周期表第____族；②相同点：最外层上都有____个电子;③递变性:从F→I，核电荷数逐渐____，电子层数逐渐____，原子半径逐渐____。自主思考3:由F、Cl、Br、I的原子结构推测它们得失电子能力的异同。2．物理性质(单质)3.卤素单质（X2)的化学性质（1)与H2反应①通式____________________；②从F2→I2反应所需条件逐渐____；反应剧烈程度逐渐____；生成氢化物的稳定性逐渐____。（2)单质间的置换反应实验操作实验现象化学方程式结论静置后,液体分层，上层______,下层______2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2Cl2、Br2、I2的氧化性________静置后，液体分层，上层______，下层______2KI＋Cl2=2KCl＋I2静置后，液体分层，上层______，下层______2KI＋Br2=2KBr＋I2自主思考4：以上卤素单质的置换反应中用三组实验来说明Cl2、Br2、I2氧化性强弱，若只选两组，应是哪两组?各卤素离子的还原性又如何？三、同主族元素的性质与原子结构的关系1．元素性质的影响因素元素的性质主要与原子核外电子的排布，特别是与____________有关。2．同主族元素性质的递变规律答案：一、1.(1)（2)①1②增大增多增大自主思考1提示：随着核电荷数的增加,原子核对外层电子的引力逐渐减弱，最外层电子越来越易失去,性质越来越活泼。2．银白色金色光泽较小柔软较低良好良好3．（1）①剧烈2Na＋O2eq\o（=，\s\up7(△）)Na2O2②金属熔化成闪亮的小球发出“嘶嘶”的响声变红钾(2）①相似②增强自主思考2提示:上述现象说明Na、K的性质分别为：密度小，熔点低，与水反应放热、产生气体、生成碱。二、1.(1）（2)①ⅦA②7③增加增多增大自主思考3提示:①最外层都有7个电子，所以都易得电子；②从F→I,电子层数逐渐增多，得电子能力逐渐减弱。2．升高3．(1)①H2＋X2eq\o(=，\s\up7（一定条件)）2HX②升高减弱减弱（2）接近无色橙红色接近无色紫红色接近无色紫红色逐渐减弱自主思考4提示：应选氯水与NaBr溶液和溴水与KI溶液，前者证明Cl2的氧化性强于Br2,后者证明Br2的氧化性强于I2，故氧化性：Cl2＞Br2＞I2，离子的还原性：I－＞Br－＞Cl－.三、1.最外层电子数2．增多增大增强减弱增强减弱一、碱金属单质化学性质的相似性及递变性1．相似性（用R表示碱金属元素）2．递变性(1)与O2反应从Li→Cs，与O2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.（2)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反应可能会发生轻微爆炸,Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。（3）最高价氧化物对应水化物的碱性.碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH.因Na、K等很活泼的金属易与H2O反应，故它们不能从溶液中置换出不活泼的金属。二、卤素单质性质的相似性、递变性和特性1．相似性(1)与H2反应：X2＋H2eq\o（=,\s\up7（一定条件）)2HX。(2)与活泼金属(如Na)反应：2Na＋X2eq\o（=，\s\up7（点燃))2NaX。（3）与H2O反应：2．递变性(1）氧化性与还原性(2）与H2反应的难易及氢化物稳定性（由F2→I2)①与H2反应越来越难，生成氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强.②氢化物中HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高。（3）卤素单质与变价金属（如Fe）反应eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1（2Fe＋3X2\o(=，\s\up7(一定条件)）2FeX3X为F、Cl、Br,Fe＋X2\o（=，\s\up7（一定条件)）FeX2X为I))3．卤素单质的特殊性质（1)Br2在常温下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变蓝色。知识点1碱金属元素的相似性和递变性【例题1】下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述不正确的是（).A．碱金属元素原子的最外层都只有1个电子，在化学反应中容易失去B．碱金属单质都是强还原剂C．碱金属单质都能在氧气中燃烧生成过氧化物D．碱金属单质都能与水反应生成碱解析：碱金属元素原子的最外层都有1个电子,在反应中易失去这个电子，表现为强还原性,故A、B两项正确；金属Li在氧气中燃烧生成Li2O，金属Na在氧气中燃烧生成Na2O2，金属K、Rb、Cs燃烧生成更复杂的氧化物，故C项不正确;碱金属单质与H2O的反应都可表示为2R＋2H2O=2ROH＋H2↑，故D项正确。答案：C点拨：紧紧抓住碱金属元素原子结构及化学性质的相似性和递变性是解答该题的关键。在掌握同主族元素性质的递变规律时，要注意特殊情况。知识点2卤素的相似性和递变性【例题2】下列关于卤族元素由上到下性质递变的叙述，正确的是（)。①单质的氧化性增强②单质的颜色加深③气态氢化物的稳定性增强④单质的沸点升高⑤阴离子的还原性增强A．①②③B．②③④C．②④⑤D．④⑤解析:答案：C点拨：F与Cl、Br、I的性质在某些方面差别较大.①卤素单质与水的反应产物不同；②F－的还原性极弱；③氢氟酸为弱酸，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸；④F无正价、无含氧酸,而Cl、Br、I都有最高正化合价和含氧酸.知识点3卤素的性质实验【例题3】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①向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制氯水,振荡,再加入少量四氯化碳，振荡后静置液体分为两层,下层呈______色②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________________________________________________________________________.（5）问题和讨论①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为________________、________________.②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：______________、________________。解析：向溴化钠溶液中加入新制氯水,发生离子反应Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，证明氧化性：Cl2＞Br2；再加入四氯化碳后，振荡静置，溶液分层，上层接近无色，下层呈橙红色。向碘化钠溶液中加入新制溴水，发生离子反应：Br2＋2I－=I2＋2Br－,证明氧化性：Br2＞I2；再加入四氯化碳后，振荡静置,溶液分层,上层接近无色，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。答案：（3）①橙红②紫红(4）同主族元素从上到下元素原子的得电子能力逐渐减弱（5)①Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－2I－＋Br2=2Br－＋I2②HF的稳定性比HCl强F2能置换出水中的氧，而Cl2不能置换出水中的氧(其他合理答案也可）点拨：探究元素性质与原子结构的关系时，一般选用碱金属元素或卤素.要求实验现象明显，所用试剂应是中学实验中常用的.1．下列关于碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序叙述中不正确的是(）。A．碱金属元素原子最外层都只有1个电子，在化学反应中容易失去电子表现出强还原性B．单质的熔点和沸点依次递减C．单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物D．原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强2．铯是一种碱金属元素，下列关于铯的叙述中，正确的是（）。A．CsOH是一种可溶于水的强碱B．Cs在空气中燃烧,生成一种氧化物Cs2OC．Cs与水反应，能发生爆炸，并放出O2D．酒精灯加热Cs2CO3，可生成氧化铯和二氧化碳3．随着卤素原子半径的增大，下列递变规律正确的是()。A．单质的熔、沸点逐渐降低 B．卤素离子的还原性逐渐增强C．单质的氧化性逐渐增强 D．气态氢化物的稳定性逐渐增强4．关于卤素（用X表示）的下列叙述不正确的是（)。A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2OHXO＋HX表示B．虽然Cl的非金属性比Br强，但盐酸的酸性比氢溴酸的酸性弱C．卤素单质的密度从F2→I2，随相对分子质量增大而增大D．卤素原子半径越小,对应的氢化物越稳定5．下列关于碱金属元素和卤素的说法中，错误的是()。A．随核电荷数的增加,碱金属元素和卤素的原子半径都逐渐增大B．碱金属元素中,锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中,氟原子得电子的能力最强C．钠与水的反应不如钾与水的反应剧烈D．溴单质与水的反应比氯单质与水的反应更剧烈6．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1s提高到600万年不差1s，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ⅠA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______个电子层，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__________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”）。答案：1．C根据碱金属元素的原子结构示意图，可以看出碱金属元素原子最外层都只有1个电子,原子半径逐渐增大，在化学反应中容易失去1个电子表现出强还原性;它们与水反应的剧烈程度逐渐增强；根据碱金属的物理性质变化规律,碱金属单质的熔、沸点逐渐降低；金属锂在氧气中燃烧生成普通氧化物:4Li＋O22Li2O.2．A由钠及其化合物的性质可推测Cs及其化合物性质.3．B卤族元素自上而下，随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的引力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，对应离子的还原性逐渐增强，气态氢化物的稳定性逐渐减弱,单质的熔、沸点逐渐升高。4．AF2与水反应不能用X2＋H2OHXO＋HX表示;氢化物的酸性与非金属性的强弱没必然联系，由于在水中HCl比HBr难电离，故盐酸的酸性