高一化学（人教版）导学案必修一第四章第一节第3课时原子结构与元素的性质

第3课时原子结构与元素的性质新知探究(一)——碱金属元素导学设计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原子结构示意图原子半径/nm0.1520.1860.2270.2480.265(1)归纳总结碱金属(从Li→Cs)的原子结构的相似性和递变性。(2)同一主族元素的原子半径从上到下的递变规律是什么?失电子能力如何?元素的金属性如何变化?2.碱金属元素化学性质的比较(1)钠、钾与氧气的反应实验操作实验现象在空气中燃烧,钠产生火焰,钾产生火焰,钾燃烧更剧烈

化学方程式2Na+O2

K+O2多种氧化物(产物中金属均为+1价)实验结论钾原子半径比钠原子的,原子核对最外层电子的引力,钾比钠更,同理,锂也可以与O2反应,但不如钠剧烈:4Li+O22Li2O

(2)钠、钾与水的反应实验操作实验现象相同点金属在水面上,金属成闪亮的小球,小球四处游动,发出“嘶嘶”声,反应后的溶液呈色

不同点钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧化学方程式2Na+2H2O==

2K+2H2O==

实验结论金属性强弱顺序:K>Na,同理,Li与H2O反应不如Na剧烈3.碱金属元素的物理性质单质颜色(常态)密度/(g·cm3)熔点/℃沸点/℃Li银白色0.534180.51347Na0.9797.79882.9K0.8663.65774Rb1.53238.89688Cs略带金色光泽1.87928.40678.4(1)分析上表数据,碱金属的密度、熔点、沸点从Li→Cs,有什么变化规律?(2)碱金属物理性质有什么共同的相似性?请说明。[系统融通知能]1.元素性质与原子结构2.碱金属元素性质的相似性(用R表示碱金属元素)→最高价氧化物对应水化物的化学式为ROH,且均呈碱性3.碱金属元素性质的递变性4.碱金属元素物理性质的相似性和递变性(1)Li、Na、K、Rb、Cs的相似性(2)Li、Na、K、Rb、Cs的递变性从Li~Cs,密度逐渐增大(钠、钾反常),熔、沸点逐渐降低。5.从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律[题点多维训练]1.下列金属与水反应最剧烈的是()A.Li B.KC.Rb D.Cs2.下列关于碱金属元素的叙述中不正确的是()A.碱金属元素原子最外层都只有一个电子,在化学反应中容易失电子表现出强还原性B.单质的熔点和沸点从上到下依次降低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3.钠在周期表中位于第三周期ⅠA族,是碱金属元素的代表。下列叙述正确的是()A.Na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ⅠA族的所有元素C.碱金属阳离子,氧化性最强的是Li+D.Li、Na、K都可以保存在煤油中4.(2025·吉林长春高一检测)可能存在的第119号未知元素,有人称为“类钫”。根据周期表结构及元素性质变化趋势,下列有关“类钫”的预测错误的是()A.单质有较高的熔点B.“类钫”在化合物中呈+1价C.“类钫”具有放射性D.“类钫”单质的密度大于1g·cm35.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,

铷与水反应比钠与水反应(填“剧烈”或“缓慢”)。遇水后在水(填“底”或“上”),铷的密度比水的密度(填“大”或“小”)。

新知探究(二)——卤族元素性质的递变规律导学设计实验探究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在暗处剧烈化合并发生爆炸很稳定Cl2光照或点燃较稳定Br2加热至一定温度不如氯化氢稳定I2不断加热不稳定,同一条件下同时分解2.卤素单质间的置换反应实验操作实验现象振荡静置后,溶液由无色变为色

振荡静置后,溶液由无色变为色

振荡静置后,溶液由无色变为色

离子方程式(1)由表中信息分析,卤素单质与H2反应的难易程度如何?生成的氢化物的稳定性如何?(2)分析上述实验现象可知Cl2、Br2、I2的氧化性强弱如何?卤素的非金属性强弱如何?[系统融通知能]1.卤素单质的物理性质卤素单质F2Cl2Br2I2颜色(常态)淡黄绿色(气体)黄绿色(气体)深红棕色(液体)紫黑色(固体)密度逐渐增大熔、沸点逐渐升高2.卤素单质的化学性质(1)相似性①与H2反应:X2+H22HX。②与活泼金属(如Na)反应:2Na+X22NaX。③与H2O反应:X2+H2O==HX+HXO(X=Cl、Br、I)。特别注意F2与水反应的方程式为2F2+2H2O==4HF+O2。(2)递变性①氧化性与还原性②与H2反应的难易及氢化物的稳定性(由F2→I2)与H2反应越来越难,生成的氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。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:2Fe+3X22FeX3(X=F、Cl、Br),但Fe+I2FeI2。④卤素单质间的置换反应Cl2+2Br==Br2+2Cl,Br2+2I==I2+2Br,但F2在水溶液不能置换出Cl2、Br2、I2,可以把H2O中的O置换出来。(3)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。3.卤族元素的原子结构与化学性质的关系应用化学1826年,法国的一位青年波拉德,把海藻烧成灰,用热水浸取,再往里通入氯气,这时,就得到紫黑色的固体——碘晶体。他发现在提取后的母液底部,总沉着一层深褐色的液体,这液体具有刺鼻的臭味。经过仔细地研究后证明,这深褐色的液体,是一种人们还未发现的新元素。科学家把这种新元素称为“溴”。1.写出获得溴、碘单质的离子方程式。2.已知ICl与Cl2具有相同的性质,则ICl与水反应的化学方程式如何书写?该反应是否属于氧化还原反应?[题点多维训练]1.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是()A.卤素单质与水反应均可用X2+H2OHXO+HX表示B.HX的稳定性随核电荷数增加而增强C.卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多D.X的还原性依次为F<Cl<Br<I,因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从其盐溶液中置换出来2.化学家发现了第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,推测砹和砹的化合物正确的是()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,难溶于四氯化碳3.A、B、C、D四个集气瓶中分别装有Cl2、H2、HCl、HBr中的一种气体,若A、D两瓶中的气体混合见光爆炸,A、B两瓶气体混合瓶壁出现暗红色小液滴,则C瓶装的气体是()A.HBrB.HCl C.Cl2 D.H24.国际纯粹与应用化学联合会宣布,将合成化学元素第113号(Nh)、115号(Mc)、117号(Ts)和118号(Og)提名为化学新元素。其中117号元素的原子结构与卤族元素相似,原子核外有7个电子层,且最外层有7个电子。下列叙述正确的是()A.Ts元素的气态氢化物的化学式为HTs,在常温下很稳定B.其单质带有金色光泽,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Ts2,常温下和溴状态不同D.Ts2的沸点高于I2,颜色比I2浅新知探究(三)——同主族元素性质的递变规律1.同主族元素的原子结构与性质的递变规律同主族元素从上到下,原子核外电子层数依次增多,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。2.同主族元素及其典型化合物性质的递变规律类别性质递变规律(由上至下)元素金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱单质氧化性逐渐减弱还原性逐渐增强非金属元素氢化物稳定性逐渐减弱最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐增强酸性逐渐减弱3.元素的金属性与非金属性比较(1)金属性强弱的判断方法金属性是指金属元素原子在化学反应中失电子的能力,通常用如下两种方法判断其强弱:①根据金属单质与水或非氧化性酸反应置换出氢气的难易程度判断,置换出氢气越容易,则元素的金属性越强。②根据金属元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱判断,碱性越强,则元素的金属性越强。(2)非金属性强弱的判断方法非金属性是指非金属元素的原子得电子的能力,通常用如下两种方法判断:①根据非金属单质与H2化合的难易程度、生成气态氢化物的稳定性判断,越易化合,生成的气态氢化物越稳定,则元素的非金属性越强。②根据非金属元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断,酸性越强,则元素的非金属性越强。(3)其他判断方法①根据置换反应,金属性较强的金属单质可以置换金属性较弱的金属单质;非金属性较强的非金属单质可以置换非金属性较弱的非金属单质。②根据离子的氧化性或还原性强弱,金属单质的还原性越强,则简单阳离子的氧化性越弱;非金属单质的氧化性越强,对应简单阴离子的还原性越弱。[题点多维训练]1.(2025·南通高一期末)硒(Se)位于周期表第四周期第ⅥA族,有抗癌、抗衰老等重要功能。下列说法正确的是()A.稳定性:H2Se>H2SB.原子半径:r(O)>r(Se)C.SeO2既具有氧化性又具有还原性D.Se的得电子能力比S强2.借助同主族元素的递变性分析下面的推断,其中正确的是()A.已知Ca是第四周期第ⅡA族的元素,故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性弱B.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As是第四周期第ⅤA族的元素,故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强3.X、Y两种主族元素,原子序数均小于20;X、Y的最外层电子数相等,且原子半径:X<Y。下列说法正确的是(选项中m、n均为正整数)()A.若X(OH)n为强碱,则Y(OH)n也一定为强碱B.若HnXOm为强酸,则X的氢化物溶于水一定显酸性C.若X元素形成的单质是X2,则Y元素形成的单质一定是Y2D.若Y的最高正价为+m,则X的最高正价一定为+m4.下列有关叙述能说明非金属元素M比N的非金属性强的是()①M单质能从N的化合物中置换出N单质②M原子比N原子容易得到电子③M单质跟H2反应比N单质跟H2反应容易得多④气态氢化物的酸性:HmM>HnN⑤氧化物对应水化物的酸性:HmMOx>HnNOy⑥M单质的熔点高于N单质⑦M原子在反应中得到的电子数比N原子在反应中得到的电子数多⑧M单质能与N的氢化物反应生成N单质A.②⑤ B.①②③⑧C.①②③⑤ D.全部课下请完成课时跟踪检测(二十八)第3课时原子结构与元素的性质新知探究(一)[导学设计]1.(1)提示:相似性:最外层均有1个电子,易失去一个电子。递变性:电子层逐渐增多,原子半径逐渐增大。(2)提示:原子半径逐渐增大;失电子能力逐渐增强;金属性逐渐增强。2.(1)黄色紫色Na2O2大弱活泼(2)浮熔化红2NaOH+H2↑2KOH+H2↑3.(1)提示:密度有增大的趋势,但ρ(Na)>ρ(K);熔、沸点逐渐降低。(2)提示:都比较柔软,有延展性,密度都比较小,熔点较低,导热性和导电性很好。[题点多维训练]1.选D在碱金属中,随着元素原子电子层数的增多,碱金属的金属活动性逐渐增强,四个选项中与水反应最剧烈的应是Cs。2.选C锂在空气中燃烧只生成Li2O,C错误。3.C4.选A“类钫”在周期表中处于碱金属元素的最下方,碱金属元素从上到下,原子半径逐渐增大,单质的熔、沸点逐渐降低,A错误。5.2Rb+Cl22RbCl2Rb+2H2O==2Rb++2OH+H2↑剧烈底大新知探究(二)[导学设计]1.F2+H2==2HFCl2+H22HClBr2+H22HBrI2+H22HI2.橙黄褐褐2Br+Cl2==Br2+2Cl2I+Cl2==I2+2Cl2I+Br2==I2+2Br(1)提示:由易到难,氢化物的稳定性逐渐减弱。(2)提示:氧化性逐渐减弱;非金属性逐渐减弱。[应用化学]1.提示:Cl2+2Br==Br2+2Cl,Cl2+2I==I2+2Cl。2.提示:ICl+H2O==HIO+HCl;否,反应前后I为+1价,Cl为1价,化合价不变。[题点多维训练]1.选C氟气与水的反应为2F2+2H2O==O2+4HF,A错误;HX的稳定性随核电荷数增加而减弱,B错误;F2优先与水反应,故不能用F2从其他盐溶液中置换出来卤素单质,D错误。2.选CA项,从F到At,元素的非金属性减弱,与H2化合的能力逐渐减弱,错误;B项,从F到At,单质的颜色逐渐加深,I2是紫黑色固体,故砹在常温下不可能是白色固体,错误;C项,卤素原子的最外层上都有7个电子,正确;D项,由I2微溶于水,易溶于四氯化碳,可推知砹不可能易溶于水,难溶于四氯化碳,错误。3.选B由A、D两瓶气体混合见光爆炸可知两气体分别为Cl2和H2中的一种,由A、B两瓶气体混合有暗红色小液滴可知A、B两瓶中的气体分别为Cl2和HBr中的一种。所以A瓶中的气体为Cl2,B瓶中的气体为HBr,D瓶中的气体为H2,则C瓶中的气体为HCl。4.选C由题意可知,117号元素与卤族元素同主族。同主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱,117号元素的非金属性比At的弱,元素的非金属性越强,对应氢化物越稳定,该元素氢化物的稳定性比HAt差,则HTs常温下不稳定,故A错误;同主族元素,从上往下非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强,所以其单质带有金色光泽,但其单质的氧化性比I2弱,不能与KI发生置换反应生成I2,故B错误;与Cl2、Br2、I2的结构、性质相似,所以其单质的分子式为Ts2,根据卤族元素性质的递变性,I2在常温下为固体,Ts2在常温下也为固体,而溴在常温下为液体,故C正确;卤素单质的沸点从上到下逐渐增大,颜色逐渐加深,Ts2的沸点高于I2,颜色比I2深,故D错误。新知探究(三)1.选C非金属性:Se<S,形成氢化物稳定性:H2Se<H2S,故A错误;硒原子电子层数多,原子半径:r(O)<r(Se),故B错误;SeO2中硒元素化合价+4价,处于中间价态,既具有氧化性又具有还原性,故C正确;Se的得电子能力比S弱,故D错误。2.选B根据金属性:Ca>Mg,可知碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2,A错误;F、Cl均为第ⅦA族元素,随核电荷数增大,核外电子层数增多,则原子半径:F<Cl,B正确;由同主族元素原子半径越