5.1.3 同主族元素的性质学案2023-2024学年高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册

新苏教版高中化学必修1PAGEPAGE1第3课时同主族元素的性质[核心素养发展目标]1.知道碱金属、卤素的结构和性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律，形成“结构决定性质”的观念，强化宏观辨识与微观探析的学科核心素养。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。一、碱金属1．碱金属原子结构的相似性和递变性元素名称元素符号原子结构示意图相似性递变性锂Li最外层电子数均为1从Li到Cs随核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大钠Na钾K铷Rb铯Cs2.碱金属的物理性质相似性：除了铯外，碱金属都是银白色的单质，硬度小，延展性好，密度比较小，熔点也比较低。递变性：从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，密度逐渐增大[Na、K反常，ρ(K)<ρ(Na)]3．碱金属的化学性质(1)相似性都是活泼金属，均易失去1个电子，在化合物中均为＋1价。②碱金属的最高价氧化物(R2O)的水化物(ROH)，一般都具有强碱性。(2)递变性碱金属LiNaKRbCs与水反应的现象反应较为缓和，锂浮在水面，并以稳定、适中的速度释放出气体反应迅速并放热，钠融化成小球反应迅速，伴有燃烧，轻微爆炸剧烈反应，发生爆炸剧烈反应，发生剧烈爆炸由表可知ⅠA族元素(氢元素除外)，从上到下，随着核电荷数的递增，碱金属的单质与水反应越来越剧烈，说明碱金属元素原子越来越易失电子，单质的还原性越来越强，元素的金属性越来越强。(1)从锂到铯，碱金属单质的密度依次增大()(2)碱金属具有相似的化学性质，都是活泼金属()(3)从Li→Cs，其离子的氧化性依次减弱()(4)金属钾能从氯化钠溶液中置换出钠()(5)碱金属在自然界中能以游离态存在()(6)从Li→Cs与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√1．类比和推理是化学研究的重要方法，下列说法正确的是()A．锂和钠是银白色金属，则37号元素Rb的单质可能是银白色固体B．Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2C．卤素单质的熔点从F2到I2逐渐升高，则碱金属单质的熔点从Li到Cs也逐渐升高D．少量钠保存在煤油中，则锂也保存在煤油中答案A解析Na2O2具有氧化性，SO2具有还原性，两者发生氧化还原反应生成Na2SO4，B错误；碱金属单质的熔点从Li到Cs逐渐降低，C错误；锂的密度小于煤油，放入煤油中锂会浮在煤油表面，所以金属锂不能保存在煤油中，D错误。2．(2022·浙江丽水高一月考)下列有关碱金属元素的性质判断正确的是()A．Li与H2O反应最剧烈B．从Li到Cs，其单质熔、沸点逐渐升高C．钾与氧气反应可生成多种氧化物D．从Li到Cs最高价氧化物的水化物的碱性逐渐减弱答案C解析同一主族元素从上至下金属性逐渐增强，锂与水反应最不剧烈，A错误；碱金属元素从上至下其单质熔、沸点逐渐降低，B错误；同一主族元素从上至下金属性逐渐增强，其最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强，D错误。(1)碱金属性质的递变规律LiNaKRbCs单质与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂Li2ONa2O、Na2O2K2O、K2O2、KO2氧化物更复杂与水反应越来越剧烈反应缓慢剧烈反应轻微爆炸剧烈爆炸化合物碱性强弱：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH(2)因Na、K都是很活泼的金属，易与H2O反应，故不能从溶液中置换出相对不活泼的金属。二、卤素1．卤素原子结构的相似性和递变性元素名称元素符号原子结构示意图相似性递变性氟F最外层均有7个电子从F到I，随核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大氯Cl溴Br碘I2.卤素单质的物理性质及用途卤素单质颜色和状态密度熔点/℃沸点/℃F2淡黄绿色气体1.69g·L－1(15℃)－219.6－188.1Cl2黄绿色气体3.214g·L－1(0℃)－101－34.6Br2深红棕色液体3.119g·cm－3(20℃)－7.258.78I2紫黑色固体4.93g·cm－3113.5184.4分析上表可知，从F2到I2，颜色逐渐加深，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。3．卤素单质的化学性质(1)相似性都是活泼的非金属元素，卤素的原子得电子的能力强，都容易得1个电子，其单质都具有较强的氧化性。故自然界中不存在游离态的卤素单质。特别提醒F2的氧化性特别强，则2F2＋2H2O=4HF＋O2。(2)递变性完成下列实验，观察并记录实验现象，写出有关的化学方程式。实验操作实验现象化学方程式实验结论①将少量氯水分别加入盛有NaBr、KI溶液的试管中，振荡溶液分别变为橙色、棕黄色Cl2＋2NaBr=Br2＋2NaCl、Cl2＋2KI=I2＋2KCl随着核电荷数的递增，卤素单质的氧化性顺序为Cl2＞Br2＞I2②将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中，振荡，加入少量四氯化碳，振荡，静置静置后分层，上层无色，下层紫红色Br2＋2KI=2KBr＋I2由上述实验可知，ⅦA族元素的非金属性从上到下逐渐减弱。4．元素金属性与非金属性递变规律通过研究，同一主族元素的原子最外层电子数相同，随着核电荷数的递增，电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，原子失去电子的能力逐渐增强，获得电子的能力逐渐减弱，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。同一周期元素(稀有气体元素除外)的原子，核外电子层数相同，随着核电荷数的递增，最外层电子数逐渐增加，原子半径逐渐减小，原子失去电子的能力逐渐减弱，得到电子的能力逐渐增强。因此，同一周期的元素(稀有气体元素除外)，从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。5．卤素的用途牙膏中添加氟化钠可降低患蛀牙的概率，氯气可用于自来水和泳池杀菌消毒，碘酒在医疗中用于伤口的消毒。(1)卤素单质在自然界中能以游离态存在()(2)卤素原子最外层都有7个电子，其最高化合价都为＋7()(3)HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱()(4)卤素单质都是双原子分子()(5)随核电荷数的增加，卤素单质的熔、沸点逐渐降低()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×Ⅰ.卤素都是典型的非金属元素，其单质(X2)都具有氧化性。(1)卤素易形成X－的原因是

。(2)X2与H2化合的化学方程式是

，其反应条件难易规律是

。(3)将氯气通入碘化钾溶液中反应的离子方程式是

。(4)举例说明氯气的氧化性比单质溴的氧化性强：

。Ⅱ.砹(At)属于卤素，下列关于砹(At)及其化合物具有的性质推测不正确的是

(填字母)。A．单质砹易溶于某些有机溶剂B．AgAt是难溶于水的有色固体C．HAtO4的酸性比HClO4的弱D．HAt难溶于水，且受热很难分解答案Ⅰ.(1)卤素原子的最外层都有7个电子，易得到1个电子形成稳定结构(2)H2＋X2eq\o(=,\s\up7(一定条件))2HX随原子序数的增大，与H2化合越来越难(3)Cl2＋2I－=2Cl－＋I2(4)氯气能从溴化钾溶液中置换出溴：Cl2＋2KBr=2KCl＋Br2(答案合理均可)Ⅱ.D(1)同主族元素的原子结构与性质的关系(2)同周期元素的原子结构与性质的关系三、元素周期表的金属区和非金属区(1)分界线的划分：沿着周期表中B、Si、As、Te、At和Al、Ge、Sb、Po之间画一条虚折线，分界线的左侧是金属元素，右侧是非金属元素。(2)分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性，故元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线。根据周期表中元素的金属性和非金属性递变规律分析(放射性元素除外)：什么元素的金属性最强？什么元素的非金属性最强？提示铯的金属性最强，氟的非金属性最强。1．锂(Li)是世界上最轻的金属，它属于碱金属的一种。下列说法正确的是()A．碱金属单质在氧气中燃烧，都生成过氧化物B．Li是碱金属中原子半径最小的元素C．Li、Na、K、Rb＋的最外层都只有一个电子D．Na＋比Li多一个电子层答案B解析碱金属单质在氧气中燃烧，并非都能生成过氧化物，如锂在氧气中燃烧只生成氧化锂，A错误；Li是碱金属中原子半径最小的元素，B正确；Li、Na、K的最外层只有一个电子，Rb＋的最外层是8个电子，C错误；Na＋和Li的电子层数相同，都有2个电子层，D错误。2．下列关于卤素的叙述正确的是()A．卤素是典型的非金属元素，因此不能与其他非金属元素化合B．卤素单质越活泼，其熔、沸点就越高C．卤素单质都能和水剧烈反应D．卤素单质都能和H2反应，且气态氢化物的热稳定性随单质氧化性的增强而增强答案D解析卤素是典型的非金属元素，能与其他非金属性较弱的非金属元素化合，例如氢气与氯气在光照条件下生成HCl，A项错误；卤素单质的相对分子质量越大，熔、沸点越高，从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，单质的活泼性逐渐减弱，但相对分子质量逐渐增大，熔、沸点逐渐升高，B项错误；卤素单质与水反应的剧烈程度与其非金属性有关，只有F2能与水剧烈反应，C项错误；卤素的非金属性越强，单质的氧化性越强，对应气态氢化物的稳定性越强，D项正确。3．根据同主族元素的性质递变规律分析下面的推断，其中错误的是()A．氯化氢比溴化氢稳定B．硒化氢比硫化氢稳定C．氢氧化锶比氢氧化钙的碱性强D．铍原子的失电子能力比镁弱答案B解析氯的非金属性比溴强，故HCl的稳定性比HBr强，A项正确；硒的非金属性比硫弱，故H2Se的稳定性比H2S弱，B项错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，故Sr(OH)2的碱性比Ca(OH)2的碱性强，Be的失电子能力比Mg弱，C、D项正确。4．(1)常见卤素的气态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．碱金属 B．卤素(3)下列反应中，更剧烈的是

。A．钠与水反应 B．钾与水反应(4)