第1节原子结构与元素周期表第4课时教学设计【高中化学必修1(新课标)】

1、原子结构与元素周期表第4课时 教学目标与核心素养宏观辨识与微观探析：从微观上理解同主族元素原子核外电子排布的相似性和递变规律，明确宏观上的元素性质与微观上的原子核外电子排布之间的关系，理解结构决定性质，性质反映结构的基本规律。科学探究与创新意识： 通过完成碱金属和卤族元素性质的探究实验，初步体验科学探究在化学学科的学习中的重要地位，了解科学探究的基本方法，培养初步的科学探究能力。证据推理与模型认知： 建立同主族元素原子结构变化的微观模型，理解根据该模型进行元素性质推理的科学思想。 教学重难点碱金属元素的性质，卤族元素的性质。 教学过程一、导入新课【引入】我们知道，金属元素的原子最外层电子一般少

2、于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性；非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。所以人们常说，原子结构决定元素的性质。人们经常把元素周期表中的同族元 素放在一起研究，是因为他们之间存在着某种内在联系。那么，这种内在的联系是什么呢？我们将从他们的结构和性质的关系进行探讨。二、讲授新课【板书】原子结构与元素性质一、碱金属兀素【讲解】碱金属元素都位于周期表的第IA族（元素Fr是一种放射性元素，高中阶段不探讨），化学性质很活泼，在自然界中都以化合态存在。【学生活动】填写下表的信息，并回答相应问题。元素名称兀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

3、子半径n nm）锂 10.152钠vLZ / / /0.186钾的9 n K 8 1f / 10.227锄v /x d、 N37 2H is s0.248葩4 VA、1/0.265（1）在周期表中，从上到下碱金属元素的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？（核电荷数递增，原子半径逐渐增大）（2）观察碱金属元素的原子结构示意图，他们的原子核外电子排布有什么特点？（随着原子的核电荷数递增， 核外电子层数逐渐增加， 但是最外层电子数都是 1个）从哪一点可以推测出碱金属元素的化学性质具有相似性？（最外层电子数相同，应该表现相似的化学性质）【过渡】根据上述的分析，下面我们来进行实验，探究一下碱金属元素的化

4、学性质。【设疑】钠有什么化学性质？（与氧气反应，与水反应）【设疑】结合锂、钠、钾的原子结构特点，预测锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质？（与氧气、水都能发生反应）【讲解】锂、钠、钾的原子核外最外层电子数都是1个，应该表现相似的化学性质， 所以锂、钾与氧气、水应该都能发生反应【设疑】钠与氧气在加热条件下的反应现象是什么？（钠先熔化，再剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体）【演示实验】钾在空气中的燃烧。【投影】钾在空气中的燃烧的视频。【设疑】钾在空气中的燃烧现象与钠在空气中的燃烧现象有什么区别？（燃烧更剧烈，发出紫色火焰）【设疑】钠与水的反应现象是什么？（浮、熔、游、响、红）【演示实验】钾与水

5、的反应。【投影】钾与水的反应的视频。【设疑】通过上面的实验分析，钠钾有哪些相似的化学性质？（与氧气、水都反应）。【设疑】比较钠钾与水反应的难易程度?（钾的反应更剧烈）由上，你预测锂与水的反应应该如何？（应该比钠、钾都困难）【投影】锂与水反应的视频【设疑】碱金属与水反应的难易程度与其原子结构有什么关系？（由锂到葩，碱金属元素的原子电子层增加，原子半径增大，所以原子失电子能力增加，金属单质的活动性增强， 其与水反应应该变得越来越容易）【讲解】由上的实验分析，我们能得到的结论是：（1）碱金属元素的化学性质相似。碱金属元素的原子最外层电子数相同，都是1个电子，所以他们的化学性质相似，都能与氧气、水反应

6、。反应方程式如下：+O1 = aJO1- IXjiOH + IM 工K + 211,0-2K0H *【讲解】（2）碱金属元素的化学性质具有递变性。随着核电荷数递增， 碱金属元素的原子电子层增加，原子半径增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，即从锂到葩，金属性逐渐增强。【投影】碱金属单质与水反应的对比视频【投影】碱金属单质的主要物理性质碱金属草厦篇由(*4 宙覆.(g - m*)熔点T七U候也也0 5341S0L51 347Na聋白色0.9797A1皿9K铁白色0.B&43.65774Rb修白色1.5323M96骅Ci咻，金包光律2K4057S.4【设疑】根据

7、上面的表格信息，碱金属元素单质物理性质的变化规律是什么？（从锂到葩，随着核电荷数的增大，碱金属单质的密度增大（钾反常），熔点和沸点逐渐降低。）【过渡】上面我们研究的是典型的金属元素一一碱金属元素，下面我们来研究一下典型的非金属兀素 卤原兀素。【板书】二、卤族元素【投影】卤族元素单质的物理性质事度七F,蒲黄耀岂（1件1和M415 T J-219.6-m.i为常生寰（，体j1214 龈小 T； -101-34.6由上黑红暮色（AO-7J5&.J8%青男也（国钵1493 gtanIB31B4.4【设疑】根据上面的表格信息，卤族元素单质物理性质的变化规律是什么？（从氟到碘，随着核电荷数的增大，卤族元素

8、单质的颜色加深，状态由气态到液态到固态，密度逐渐增大，熔点和沸点逐渐升高。）【投影】卤族元素的原子结构示意图9 / 8【设疑】根据上面的原子结构示意图，卤族元素的原子核外电子排布有什么特点？（随着原子的核电荷数递增，核外电子层数逐渐增加，但是最外层电子数都是7个）。【设疑】根据上面的卤族元素的原子核外电子排布特点，参考碱金属元素原子结构和性质，显然我们可以猜想卤族元素也一样具有相似性和递变性。那么氟、氯、澳、碘在化学性质上表现出来的相似性和递变性是什么？（都是活泼的非金属单质，在反应中表现一定的氧化性，例如：都可以与氢气或金属单质反应。从氟到碘，卤族元素的原子半径增大，得电子能力减弱，反应越来

9、越困难）【投影】卤素单质与氢气的反应+ Br. -在喷林能明叫化台芹发生爆炸，也成的，化H,报ft定 光环或点燃赏生尻比，生成的辄代，象里律定 抑/王一定；度才骷反应，生成的青牝H不如K化氮傅定不断加热才做第慢反应*碟化氮不购走，本网一条件下冏H分 解为通扣是可逆反艮【设疑】根据上面的表格，由氟到碘，卤素单质与氢气反应的难易程度的变化规律是什么?（反应逐渐变得困难）反应生成的氢化物的稳定性的变化规律是什么？（稳定性逐渐减弱）卤素非金属性变化的规律是什么？（非金属性逐渐减弱）【演示实验】分别向 KBr和KI溶液中滴加氯水，观察现象【讲解】向KBr溶液中滴加氯水，观察到溶液由无色变为橙（红）色，实

10、际是氯水中的C12与KBr发生了置换反应，得到了 B2, Br2溶于水形成滨水，显橙（红）色。反应方程式为： 2KBr + Cl 2 = Br2 + 2KC1。【设疑】上述反应的离子方程式是什么？ （2BL+ C12 = Br2 + 2C）该离子反应能够说明的氧化性和还原性顺序分别是什么？（氧化性：Cl2Br2；还原性：Br Cl ）【讲解】向KI溶液中滴加氯水，观察到溶液由无色变为棕（黄）色，实际是氯水中的C12与KI发生了置换反应，得到了 I2, I2溶于水形成碘水，显棕（黄）色。反应方程式为：2KI+ Cl2 = I2 + 2KC1。【设疑】上述反应的离子方程式是什么？ （2厂+ Cl2

11、= I2 + 2C）该离子反应能够说明的氧化性和还原性顺序分别是什么？（氧化性：C12I2；还原性：I Cl ）【演示实验】向 KI溶液中滴加滨水，观察现象【讲解】向KI溶液中滴加滨水，观察到溶液由无色变为棕（黄）色，实际是滨水中的Br2与KI发生了置换反应。反应方程式为：2KI + Br 2 = I2 + 2KBr。【设疑】上述反应的离子方程式是什么？ （ 2I + b2 = I2 + 2Br ）该离子反应能够说明的氧化性和还原性顺序分别是什么？（氧化性：B2I2；还原性：I Br ）【设疑】根据上面的三个离子方程式，能够得出卤族元素的氧化性和还原性顺序分别是什么?（氧化性:Cl2Br2l2

12、；还原性：I Br Cl ）【讲解】所以随着核电荷数的增加，卤族元素单质的氧化性，按照F2、CM Br2、I2的顺序依次减弱。【讲解】上面我们研究了两个具有代表性的主族：碱金属和卤素。可以看出，元素的性质主要与原子核外电子排布， 特别是最外层电子数有关。 原子结构相似的一族元素， 他们在化学 性质上表现出相似性和递变性。【讲解】在元素周期表中，同主族元素由上到下原子核外电子层数依次增加，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。三、学习小结社观探析石证据推理卜T- - 耳号辨色与7 科学探究同土族 元素（自一 上而下）得电子能力I出羲非金

13、属性 逐渐减丽I座渐微弱失电?能力k金网金赢逐L:逐薪由窗渐语E 1科学数患 H或实验骞 究结金四、板书设计原子结构与元素性质一、碱金属元素二、卤族元素五、达标检测1 . 随着碱金属元素原子序数的增大，下列递变规律正确的是A.原子半径逐渐增大B.最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱C单质熔、沸点逐渐升高D.单质的氧化性逐渐增强答案 A解析 随着碱金属元素原子序数的增大，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，单质熔、沸点逐渐降低，单质的还原性逐渐增强。2 .下列有关碱金属元素的性质判断正确的是A.K 与 H2O 反应最剧烈B.Rb 比 Na 活泼，故Rb 可以从 NaCl 溶液中置换出NaC.碱

14、金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性D.从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强答案 D解析 A 项， 在碱金属元素中，K 不是最活泼的元素；B 项， Rb 先与水反应，不会置换出Na；C 项，碱金属的阳离子很稳定，不具有强氧化性。3.下列事实不能用于判断金属性强弱的是A. 金属单质间发生的置换反应8.1 mol 金属单质在反应中失去电子的多少C.金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱D.金属元素的单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度答案 B解析 金属单质在反应中失去电子的多少，不能作为判断金属性强弱的依据，如1 mol Al 反应失去的电子比1 mol Na 多，但 A

15、l 的金属性比Na 弱。A 可能表示4 .部分卤族元素的某种性质A 随核电荷数的变化趋势如图所示，则A.原子半径B.氢化物的稳定性C.原子的电子层数 D.单质的密度答案B解析从氯到碘，原子半径逐渐增大， A项不符合题意；从 HCl到HI,稳定性逐渐减弱，B 项符合题意；从 Cl到I,原子的电子层数逐渐增多， C项不符合题意；从 C12到I2,单质的 密度逐渐增大，D项不符合题意。5 .关于卤素（用X表示）的下列叙述正确的是A.卤素单质与水反应均可用 X 2 + H 2O=HXO + HX表示B.HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强C.卤素单质的颜色从 F2- I2按相对分子质量

16、增大而加深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 大的卤素从它的盐溶液里置换出来答案C解析 A 项，F2 与 H2O 反应为 2F2+2H2O=4HF +O2,不能用 X2+ H2O=HXO + HX 表示；B项，HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱；D项，F2的性质极为活泼，遇盐溶液先和水反应，故不能将相对分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来。6 .下列说法中，不符合第口 A族元素性质特征的是A.从上到下元素的非金属性增强B.易形成1价离子C.从上到下最高价氧化物对应水化物的酸性减弱（F除外）D.从上到下氢化物的还原性依次增强答案A解析同主

17、族元素，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，选项 A错误；第口 A族元素最外层有7个电子，易得1个电子形成-1价离子，选项B正确；从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱（F除外），选项C正确；同主族元素，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以氢化物的还原性依次增强，选项 D正确。7.下列有关碱金属元素和卤素的说法中，错误的是A.澳单质与H2的反应比碘单质与 H2的反应更剧烈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.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈D.随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的熔、沸点都逐渐降低答案 D解析 溴的非金属性强于碘，故溴单质与H 2 的反应比碘单质与H 2 的反应更剧烈，A 项正确；碱金属元素中，锂的金属性最弱，故锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟的非金属性最强，故氟原子得电子的能力最强，B 项正确；钾的金属性比钠强，故钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈，C 项正确； 随核电荷数的增加，碱金属元素单质的熔、沸点逐渐降低，卤素单质的熔、沸点逐渐升高，D 项不正确。8.（1）常见卤素氢化物中最不稳定的是（写化学式）。（2）下列单质的熔、沸点随原子序数递增而升高的是（填字母，下同）。A. 碱金