优化方案高中化学 第一章 物质结构 元素周期律 第一节 元素周期表（第2课时）元素的性质与原子结构学案 新人教版必修2.doc

第2课时元素的性质与原子结构 学习目标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。4.认识结构与性质的因果关系，从而认识事物变化过程中量变引起质变的规律性，接受辩证唯物主义观点的教育。知识点一碱金属元素的原子结构与性质自主探究自主学习探究归纳阅读教材p5p7，思考并填空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)结构特点相同点：最外层电子数都是1。递变性：从lics，核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次增大。2碱金属单质的物理性质3碱金属单质的化学性质(1)结构相似，化学性质相似。例如，都能与氧气以及水反应(写出反应的化学方程式)：锂与氧气反应：4lio22li2o。钠与氧气反应：4nao2=2na2o；2nao2na2o2。钠与水反应：2na2h2o=2naohh2。钾与水反应：2k2h2o=2kohh2。(2)结构不同，化学性质有差异。例如，与氧气反应的产物不同(写出化学式)：锂只生成普通的氧化物li2o；金属钠与氧气反应生成普通的氧化物na2o或过氧化物na2o2(条件不同，产物不同)。4碱金属的原子结构与化学性质的递变关系碱金属元素，随核电荷数的增加，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，元素的金属性逐渐增强。自我测评(做一做)1判断正误：(1)碱金属元素(r)的单质与氧气反应的产物是r2o。()分析：碱金属单质与氧气反应时，li一定生成li2o；na生成na2o或na2o2；k、rb、cs可生成更复杂的氧化物。(2)同主族元素自上而下，元素的原子半径逐渐增大。()分析：同主族元素自上而下，电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大。2思考：(1)碱金属单质li、na、k应该如何保存？(已知煤油的密度为0.8 gcm3)提示：碱金属均易与氧气、水等发生反应，故应密闭保存；钠、钾的密度比煤油的密度大，且不与煤油发生反应，因此可保存于煤油中。但锂的密度比煤油的密度小，不能保存在煤油中，一般保存在石蜡中。(2)根据碱金属元素性质的递变性分析，同主族元素mg和ca的活泼性强弱顺序。提示：碱金属元素从上至下，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，活泼性逐渐增强，同样处于同一主族的mg和ca的原子半径：camg，则活泼性：camg。认知总结碱金属元素单质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(按从lics的顺序)：(1)与氧气、与水反应的剧烈程度逐渐增大。与o2反应越来越剧烈，产物也更加复杂，li只生成li2o，na能生成na2o和na2o2，k则能生成k2o、k2o2、ko2等。与水反应越来越剧烈，k能发生轻微爆炸，rb、cs遇水则发生剧烈爆炸。(2)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，即碱性：liohnaohkohrbohna。2关于铯及其化合物的以下各说法中不正确的是()a氢氧化铯是一种强碱，比koh的碱性强b铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气ccs的还原性比na强，故na的氧化性大于csdal的金属性大于cs的金属性解析：选d。由金属活动性顺序表可知金属性naal，由同主族元素金属性从上到下逐渐增强，可知金属性：csna，故金属性：csnaal，d项错误。题组二碱金属元素性质的递变规律3下列有关碱金属元素的说法中，正确的是()a在实验室里，碱金属元素的单质均保存在煤油中b在自然界中碱金属元素均以化合态存在c碱金属元素的单质在空气中燃烧生成物质的化学式均可表示为r2od随着核电荷数的递增，碱金属元素的单质与水反应的剧烈程度逐渐减弱解析：选b。a中li的密度比煤油小，会浮在煤油上，故li要保存在固体石蜡中，a错误；碱金属元素的金属性都很强，在自然界中均以化合态存在，b正确；na、k等在空气中燃烧会生成更复杂的产物na2o2、k2o2、ko2等，c错误；随着核电荷数的递增，碱金属元素的单质的还原性增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，d错误。知识点二卤素的原子结构与性质自主探究自主学习探究归纳阅读教材p7p9，思考并填空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)结构特点卤族元素位于周期表第a族；相同点：最外层上都有7个电子；递变性：从fi，核电荷数逐渐增多，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。2卤素单质的主要物理性质及递变规律(1)颜色、状态f2：淡黄绿色气体；cl2：黄绿色气体；br2：深红棕色液体；i2：紫黑色固体。(2)递变规律从f2到i2：颜色逐渐加深，密度逐渐增大，熔、沸点逐渐升高。3化学性质(1)卤素单质与氢气的反应与h2反应生成相应的氢化物：x2h2=2hx；规律：与h2反应剧烈程度：依次减弱，生成氢化物的稳定性：依次减弱。(2)单质之间的置换反应实验操作实验现象化学方程式静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈橙红色2nabrcl2=2naclbr2静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈紫红色2kicl2=2kcli2静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈紫红色2kibr2=2kbri2结论：4.卤族元素的原子结构与化学性质的递变关系随着核电荷数的增加，卤素单质的氧化性逐渐减弱，卤族元素的非金属性逐渐减弱。自我测评(做一做)1判断正误：(1)同主族元素自上而下，碱金属单质和卤素单质的熔、沸点都逐渐升高。()分析：同主族元素自上而下，碱金属单质的熔、沸点逐渐降低，卤素单质的熔、沸点逐渐升高。(2)第a族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强。()分析：第a族元素从上到下，得电子能力逐渐减弱，其氢化物的稳定性逐渐减弱。2下列有关氟、氯、溴、碘四种元素性质递变规律的说法不正确的是()a单质的颜色逐渐加深b单质的熔点和沸点依次升高ccl2可以从ki溶液中置换出i2dbr2可以从nacl溶液中置换出cl2解析：选d。cl的非金属性强于br，故br2不能从nacl溶液中置换出cl2。3思考：根据卤族元素的性质分析，将f2通入nacl溶液中得到什么气体？提示：f2的氧化性大于cl2，但由于f2与水发生反应：2f22h2o=4hfo2，f2不与溶液中的cl反应，故f2通入nacl溶液中得到的是o2而不是cl2。认知总结卤族元素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：物质性质递变规律(f2i2)单质与氢气反应反应越来越难氢化物稳定性逐渐减弱还原性逐渐增强最高价氧化物对应的水化物(氟除外)酸性逐渐减弱讲练互动典例剖析题组训练典例剖析(2015四川巴中高一月考)下列说法不正确的是()ahbr比hcl的还原性强b卤素是较强的非金属元素，故其单质只有氧化性c碘难溶于水，易溶于有机溶剂d碘单质能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝解析同主族自上而下元素非金属性减弱，氢化物的还原性增强，a正确；卤素单质能够被氧化成正价化合物，如i2可被氧化成hio3，所以卤素单质除f2外，其他的也有还原性，b错误；碘难溶于水，易溶于有机溶剂，可使淀粉变蓝，c、d正确。答案b易误警示卤素单质性质的认识误区卤族元素的主要化合价有1、0、1、3、5、7(f除外)，可知卤族元素的单质不仅只有氧化性，也有还原性，能被其他氧化剂氧化成高价氧化物或自身发生歧化反应，如cl22nabr=2naclbr2、cl2h2o=hclhclo。题组训练题组一卤族元素的性质1将氯水注入ki溶液中，用力振荡，再注入四氯化碳，振荡后静置，看到的现象是()a液体呈紫红色b液体为无色c液体分两层，上层为紫色、下层接近无色d液体分两层，上层接近无色、下层显紫红色解析：选d。氯水注入ki溶液中，发生反应：cl22ki=2kcli2，再注入ccl4，振荡、静置，由于ccl4和水互不相溶，故静置后的液体分为两层，ccl4位于下层；由于i2在ccl4中的溶解度比在水中的溶解度大得多，故i2被ccl4从水中萃取出来。这个实验是检验i存在的方法之一。2(1)向nabr和ki的混合溶液中，通入足量的cl2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，现象是_，有关反应的离子方程式为_。解析：(1)足量cl2将br、i完全置换出来，溶液蒸干并灼烧后只剩下nacl、kcl。(2)淀粉遇i2才变蓝，ki溶液中无i2，加入氯水后发生反应：cl22i=i22cl，溶液才会出现蓝色。答案：(1)nacl、kcl2nabrcl2=2naclbr2、2kicl2=2kcli2(2)无明显变化溶液变蓝色cl22i=2cli2题组二卤族元素性质的递变规律3下列对卤素的说法不符合递变规律的是()af2、cl2、br2、i2的氧化性逐渐减弱bhf、hcl、hbr、hi的热稳定性逐渐减弱cf、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，密度逐渐增大解析：选d。从fi，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、cl2、br2、i2的顺序，颜色逐渐变深。知识点三元素金属性和非金属性强弱的判断自主探究自主学习探究归纳阅读教材p9，思考并填空1元素的金属性是指气态原子失去电子的性质。2元素的非金属性是指气态原子得到电子的性质。3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，特别是最外层电子数有关。(2)同主族元素性质的递变规律自我测评(做一做)1判断正误：(1)金属元素失去的电子数越多，则该元素的金属性越强。()分析：金属性是指金属失电子的能力，与失电子数无关。(2)非金属元素得到的电子数越多，则该元素的非金属性越强。()分析：非金属性是指非金属得电子的能力，与得电子数无关。2将甲、乙两种金属的性质相比较，下列不能说明甲的金属性比乙强的是()a甲与水反应比乙与水反应剧烈b甲单质能从乙的盐溶液中置换出乙单质c与某非金属反应时甲原子失电子数目比乙的多d甲的最高价氧化物的水化物比乙的最高价氧化物的水化物碱性强解析：选c。金属与某非金属反应时失电子的多少由原子结构决定，与得失电子能力的强弱无关。3思考：(1)在化学反应中，na易失去1个电子，al易失去3个电子，哪种元素的金属性强？提示：金属性是指元素原子失去电子的能力，是指失去电子的难易程度，与失去电子的个数无关，al失去的电子数比na多，但由于al的原子半径比na小，失去电子的能力比na弱，故金属性na比al强。(2)试判断“因为溶液的酸性hfhclhbrhi，所以非金属性fclbrcu。但活泼金属与水反应剧烈，在水溶液中不能置换出其他金属单质，如碱金属。(5)据阳离子的氧化性强弱判断金属阳离子的氧化性越强，元素的金属性越弱，如氧化性：cu2 fe2，则金属性：cubr。(4)据离子的还原性强弱判断非金属阴离子的还原性越强，元素的非金属性越弱，如还原性：cli。讲练互动典例剖析题组训练典例剖析(2015吉林高一检测)下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是()hcl比h2s稳定hclo氧化性比h2so4强hclo4酸性比h2so4强cl2能与h2s反应生成s氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子ab c d解析元素的氢化物越稳定，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，其非金属性越强，不符合题意；含氧酸的氧化性强弱不能作为判断元素非金属性强弱的依据，符合题意；非金属单质间的置换反应：cl2h2s=2hcls，说明氯的非金属性比硫强，不符合题意；最外层电子数多，元素的非金属性不一定强，如非金属性obr，但最外层电子数：onalib非金属性：ossec还原性：fclid碱性：kohnaohlioh解析：选c。同主族自上而下，元素的金属性逐渐增强，a正确；同主族自上而下，元素的非金属性逐渐减弱，离子的还原性逐渐增强，b正确，c错误；同主族自上而下，元素金属性逐渐增强，最高价氧化物的水化物碱性逐渐增强：kohnaohlioh，d正确。题组二元素金属性、非金属性强弱的判断依据3x、y是元素周期表第a族中的两种元素。下列叙述中能说明x的非金属性比y强的是()ax原子的电子层数比y原子的电子层数多bx的氢化物的沸点比y的氢化物的沸点低cx的气态氢化物比y的气态氢化物稳定dy的单质能将x从nax的溶液中置换出来解析：选c。根据同主族元素性质的递变规律可知，电子层数越多，非金属性越弱，a错误；氢化物沸点的高低，与对应元素非金属性的强弱无关，b错误；对于非金属元素，其气态氢化物的稳定性越好，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则其非金属性越强，c正确；根据氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物，所以y的氧化性强于x，即金属性：yx，d错误。4下列叙述中能肯定a金属比b金属活泼性强的是()aa原子的最外层电子数比b原子的最外层电子数少ba原子电子层数比b原子的电子层数多c1 mol a从酸中置换h生成的h2比1 mol b从酸中置换h生成的h2多d常温时，a能从水中置换出氢气，而b不能解析：选d。比较金属性的强弱不能看电子层数或最外层电子数的多少，而应该看是否容易失去最外层电子。例如：ca的最外层电子数比na的最外层电子数多，但ca比na活泼，a错误。ag虽然拥有5个电子层，最外层也是一个电子，但其金属性却弱于只有3个电子层的na，b错误。不应该比较从酸中置换出h2的多少，而应该比较置换出h2的难易，c错误。易错易混小结1f2的氧化性最强，能与水发生反应，故不能用f2从溶液中置换出cl2、br2和i2。2元素非金属性、金属性的强弱与元素得失电子的难易程度有关，与得失电子的数目无关。因此，不能根据元素得失电子的数目比较元素金属性、非金属性的强弱。3碱金属元素中，只有li与o2反应的产物为li2o一种，其他元素与o2反应的产物至少有两种，li与o2在加热条件下反应并不生成li2o2。4在氢卤酸中，除hf为弱酸外，其余的均为强酸，不能认为酸性：hfhclhbrhi。知能演练轻松闯关学生用书独立成册基础温故1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卤族元素的单质只有氧化性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反应的剧烈程度为f2cl2 br2 cl2br2 i2，d项错误。2下列叙述中错误的是()a随着电子层数增多，碱金属的原子半径逐渐增大b碱金属具有强还原性，它们的离子具有弱氧化性c碱金属单质的熔、沸点随着核电荷数的增大而降低d碱金属元素在自然界中既有游离态，又有化合态解析：选d。碱金属元素的单质还原性强，在自然界中均以化合态存在。3下列事实不能用于判断元素非金属性强弱的是()a非金属单质与非金属阴离子在溶液中发生的置换反应b1 mol非金属单质在反应中得到电子的多少c非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱d非金属元素的单质与氢气反应的难易解析：选b。b中，判断元素非金属性强弱的根本依据是元素原子得到电子的难易，而不是得到电子数目的多少。4铯是一种碱金属元素，下列关于铯的叙述中，正确的是()acsoh是一种可溶于水的强碱bcs在空气中燃烧，生成一种氧化物cs2occs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解析：选a。由钠及其化合物的性质可推测cs及其化合物的性质。其中cs在空气中燃烧除生成cs2o外，还生成过氧化物等复杂氧化物；cs与水反应生成h2而不是o2；cs2co3受热时不易分解。5下列说法正确的是()a碱性：liohnaohkohrbohb金属性：rbknalic与酸反应时fe失去2个电子，na失去1个电子，所以fe的金属性强于nadrb不易与水反应放出h2解析：选b。因为金属性：linakrb，所以碱性：liohnaohkohrboh，rb比k更容易与水反应，b对，a、d错；反应时失去电子数目多不一定金属性强，在金属活动性顺序表中，na在fe的前面，所以na的金属性强于fe的，c错。6(2015山东潍坊高一检测)已知钡的活动性介于钠和钾之间，下列叙述正确的是()a钡与水反应比钠与水反应缓慢一些b钡可以从kcl溶液中置换出钾c氧化性：kba2nad碱性：kohba(oh)2naoh解析：选d。a中，由于钡的活动性比钠的强，所以钡与水反应比钠与水反应更剧烈，a错误；b中，钡的活动性弱于钾，且钡能与水发生反应，故不能置换出钾，b错误；c中，由于金属活动性：kbana，故氧化性：naba2k，c错误；d中，元素的金属性越强，其对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，故碱性：kohba(oh)2naoh，d正确。7(2015河南郑州高一检测)下列叙述中正确的是()a氧化性强弱：f2cl2b金属性强弱：kcac酸性强弱：h3po4 h2so4d碱性强弱：naohcl2，a错误；金属性强弱：kca，b错误；酸性强弱：h3po4mg(oh)2，d错误。8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_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，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”)。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6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：2cs2h2o=2csoh h2，氢氧化铯是强碱，使紫色石蕊试液变蓝色。答案：(1)6155(2)无蓝2cs2h2o=2csohh2(3)强9下表为元素周期表的一部分。族周期aaaaaaa一二三四(1)表中元素_的非金属性最强；元素_的金属性最强；元素_的单质在室温下呈液态。(均填写元素符号)(2)表中元素的原子结构示意图是_。(3)表中元素、氢化物的稳定性顺序为_。(填写化学式，下同)(4)表中元素最高价氧化物对应水化物酸性最强的酸的分子式是_。解析：(1)据元素周期表中同主族元素性质递变规律可知f的非金属性最强，k的金属性最强，单质在室温下呈液态的是br2。(2)元素为na，原子结构示意图为。(3)元素、分别为cl、br，其非金属性：clbr，所以氢化物稳定性：hclhbr。(4)f无正化合价，最高价氧化物对应水化物酸性最强的酸是hclo4。答案：(1)fkbr(2) (3)hclhbr(4)hclo4能力提升10.如图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系，则下列各性质中不符合图示关系的是()a还原性b与水反应的剧烈程度c熔点d原子半径解析：选c。由图可知，随着核电荷数的增大，碱金属的性质呈增大趋势，而碱金属单质的熔、沸点随核电荷数的增大而降低。11甲、乙、丙三种溶液中各有一种x(x为cl、br或i)，向甲中加入淀粉溶液和氯水，溶液变为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化，则甲、乙、丙中依次含有()abr、i、clbbr、cl、ici、br、cl dcl、i、br解析：选a。考查有关卤素的知识。单质氧化性为cl2 br2 i2，而对应阴离子的还原性为ibrcl；淀粉溶液遇碘变蓝色，溴水颜色为橙色。甲中加淀粉溶液和新制的氯水后变为橙色，说明甲中含有br，再加丙溶液无明显变化，则说明丙中无i。12痕检是公安机关提取犯罪嫌疑人指纹的一种重要的方法，agno3显现法就是其中一种：人的手上有汗渍，用手动过白纸后，手指纹线就留在纸上。如果将溶液小心地涂到纸上，溶液中的溶质就会跟汗渍中的物质作用，生成物质，物质在光照下，分解出的银粒呈灰褐色，随着反应的进行，银粒逐渐增多，由灰褐色变成黑色的指纹线。用下列化学式表示这三种物质都正确的是()aagno3nabragbrbagno3naclagclcagclagno3nacldagno3naiagi解析：选b。汗渍的成分中含有nacl，与agno3反应生成agcl，而agcl见光分解生成ag。13砹(at)是卤族元素中位于碘后面的元素，试推测砹和砹的化合物不可能具备的性质是()a砹易溶于某些有机溶剂b砹化氢很稳定不易分解c砹是有色固体d砹化银不溶于水或稀硝酸解析：选b。砹的性质可根据卤族其他元素的性质进行推测，结合溴、碘的性质和递变规律来推测：单质易溶于有机溶剂、难溶于水，常温下为有色固体，氢化物稳定性较差，其银盐在水或稀硝酸中的溶解度很小。14某学生往一支试管里按一定顺序分别加入下列几种物质：aki溶液，b.淀粉溶液，c.naoh溶液，d.氯水。发现溶液颜色按下面顺序变化：无色棕黄色蓝色无色。依据溶液颜色的变化回答