高中化学人教必修二教师用书：第一章 第一节 第2课时 元素的性质与原子结构含解析

第2课时元素的性质与原子结构

■空学图盍阊扬帆起航温动双某

「学习目标令＞」

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。

「基础盘点应

一、碱金属元素

1.碱金属元素原子结构示意图

锂、钠(Na)@)明、钾(K)⑮3］、锄(Rb)也讷，、铭(Cs)

2.碱金属元素原子结构特点

(1)相同点：最外层电子数都是I。

(2)递变性：从Li〜Cs,核电荷数依次增大,电子层数依次增多,

原子半径依次增大。

3.物理性质

性质类别性质特点

色、态都是银白色固体(钠例外,略带金色光泽)

密度、硬度密度都较小，质地较软

熔点较低,从Li〜Cs,熔点逐渐降低

延展性良好

导电、导热性良好

4.化学性质

(1)K、Na与O2的反应

①K与Ch的反应现象：钾迅速燃烧且比钠的燃烧更剧烈。

②化学方程式：钠与氧气燃烧的化学方程式为2Na+O2==

Na2Q2o钾与氧气反应生成比过氧化钠更为复杂的氧化物。

③结论：与。2反应剧烈程度：K>Na；产物复杂程度：K>Na；

金属活泼性：K〉Na。

(2)钾、钠与水的反应

碱金属钾钠

酚欧』酚酬』

实验操

作科国息-日

a：金属浮水面上；b：金属熔化成闪亮

共同点的小球；C：小球四处游动；d：发出“嘶

实验现嘶”的响声；e：反应后的溶液呈红色

象

不同点理与水反应更剧烈

2K+

化学方

2H2。——2K0H+2Na+2H2。——2NaOH+H2f

程式

H2f

实验结与水反应的剧烈程度：K>Na

论金属活泼性：K>Na

5.碱金属元素原子结构与性质的关系

(1)结构与性质的相似性:碱金属元素原子最外层都有L个电子，

很容易失去，因此表现出强还原性。故Na、K与O2、H2O反应时都

很剧烈，反应产物中，碱金属元素化合价都是+1价。

(2)结构与性质的递变性：从Li〜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,原子核对最外层电子的吸引力逐

渐减弱，则失去电子的能力逐渐增强，还原性逐渐增强。如钾与02

或的反应比的剧烈。

H20Na

二、卤族元素

1.卤族元素原子结构示意图

2.卤族元素原子结构特点

(1)相同点：最外层电子数都是上个。

(2)递变性：从F-L核电荷数依次增多,电子层数依次增多,

原子半径依次增大。

3.卤素单质的物理性质及其递变规律

\单质

物,

F2C12Brz12

性质\

淡黄绿色气体黄绿色气体深红棕色液体紫黑色固体

颜色状态

状态：由气态一液态一固态，颜色逐渐加深

密度逐渐增大

熔沸点逐渐升高

4.卤素单质的化学性质及其递变规律

(1)卤素单质与H2的反应

反应条件化学方程式氢化物稳定性

暗处很稳定

F2H2+F2——2HF

光照或点燃

Cl光照或点燃较稳定

2H2+CI2--------2HC1

△

Br2加热至一定温度较不稳定

H2+Br2-2HBr

不断加热△不稳定

I2H2+I22HI

规律：F2-b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)卤素单质间的置换反应

实验操作实验现象化学方程式

卜水|cci

4静置后，液体分层，上层2NaBr+

向振荡卓

孑溶液目接近无色,下层橙红色

NaBrCI2——2NaCl+Br2

［氯水|cci

4静置后，液体分层，上层

2KI+C12=2KC1

向振荡向

目KI溶液|接近无色,下层紫色+I2

Mka,静置后，液体分层，上层

2KI+Br2——2KBr

月振荡it

目KI溶液g接近无色,下层紫色+I2

结论：F2-I2氧化性：逐渐减弱

三、同主族元素的性质与原子结构的关系

从上到下，核外电子层数增多，原子半径增大，失电子能力增强,

得电子能力减弱,金属性增强,非金属性减弱。

「自主训练3」

1.（2018•北京师大附中期中）下列有关碱金属的说法不正确的是

（）

A.均为IA族元素，原子最外层均有1个电子

B.单质的还原性：Li〉Na〉K〉Rb>Cs

C.碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH

D.由Li到Cs,核电荷数依次增加，电子层数、原子半径依次

增大

解析：均为IA族元素，最外层均有1个电子，A正确；同主族

自上而下金属性逐渐增强，单质的还原性：Li<Na<K<Rb<Cs,B

错误；金属性越强，最高价氧化物的水化物碱性越强，则碱性：LiOH

<NaOH<KOH<RbOH<CsOH,C正确；由Li到Cs,核电荷数依

次增加，电子层数、原子半径依次增大，D正确。

答案：B

2.将少量氯水加入KI溶液中振荡，再加入CC14振荡，静置观

察到的现象是（）

A.形成均匀的紫红色溶液

B.有紫色沉淀析出

C.液体分层，上层呈紫红色

D.液体分层，下层呈紫红色

解析：Cb的氧化性强于L,将少量氯水加入KI溶液中，发生反

应Cb+2KI==2KCl+l2,I2易溶于CCk,而不易溶于水，CC14与水

不互溶，且CCL密度大于水的密度，故溶液分层，碘的CCL层在下

层，呈现紫红色，D项正确。

答案：D

3.判断正误(正确的打“，错误的打“X”)

(1)碱金属单质都是银白色金属。()

(2)Li在空气中加热，生成LizCh。()

(3)卤素单质从F2-b,颜色逐渐加深。()

(4)碱金属的熔沸点从Li-Cs逐渐升高。()

(5)卤素单质在一定条件下均能与H2反应。()

答案：⑴X(2)X(3)V(4)X(5)V

筱潞要意窦禳我埴童直深化理解

知识点碱金属单质的化学性质的相似性及递变性

1.相似性(用M表示碱金属元素)

十。2

,氧化物，如Li2O,Na2O2等

+C1

2氯化物，如NaCl、KCl等

M—ITTC

——二通式：2M+2H2O=^2MOH+氏

十非氧化性酸

＞通式：2M+2H+^=2M++H2

2.递变性

LiNaKRbCs金属性逐渐增强

Li+Na+K+Rb+Cs+氧化性逐渐减弱

⑴与。2反应

从Li-Cs,与。2反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如Li与

。2反应只生成Li2。，Na与。2反应还可以生成Na2O2,而K与O2反

应能够生成KCh等。

（2）与比0（或酸）的反应

从Li-Cs,与H2CX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

给【特别提醒】

Na、K与盐溶液的反应：因Na、K等很活泼的金属易与H?。反

应，故当Na、K投入盐溶液中时，不是从盐溶液中置换出相对不活

泼的金属，而是先与H2O反应生成相应的碱和H2,然后生成的碱再

与盐发生复分解反应。

□下列关于碱金属一族说法正确的是（）

A.Li、Na、K与氧气反应的产物越来越复杂

B.还原性：Li<Na<K,故K可以从NaCl溶液中置换出金属Na

C.熔沸点：Li<Na<K

D.Li、Na、K的原子半径和密度都随原子序数的增加而增大

【解析】A项Li、Na、K的金属活泼性递增，与。2反应的产

物包括氧化物、过氧化物及超氧化物且越活泼产物越复杂，正确；B

项K先与溶液中H20反应，产生KOH、H2,无法置换出金属Na,

错误；C项熔沸点Li〉Na>K,错误；D项原子半径Li<Na<K,密度

随原子序数增大而呈增大趋势，但K的密度小于Na,错误。

【答案】A

空变式训练L（2018•黑龙江实验中学期中）钾（K）与Na在性质

上具有很大的相似性，但K比Na的活泼性强，下面是根据Na的性

质对K的性质的预测，其中正确的是（）

A.因为K的活泼性强，所以少量钾不能保存在煤油中

B.K可以在空气中燃烧，火焰呈黄色，且产物是K2O

C.K与水能够反应，但不如Na与水的反应剧烈，但产物都有

氢气

D.K可以与水剧烈反应，生成氢气

解析：钾的保存不仅仅由活泼性决定，还取决于密度大小，少量

钾能保存在煤油中，A错误；钾在空气中燃烧火焰不为黄色且燃烧产

物为K2O2或KCh,B错误;K的金属性比Na强，与水反应比钠剧烈，

C错误；钾比钠活泼，与水反应比钠剧烈且生成氢氧化钾和氢气，D

正确。

答案：D

知识点口卤素单质的化学性质的相似性、递变性和特性

1.相似性

一定条件

⑴与H2反应：H2+X2====2HX

_占燃

(2)与活泼金属(如Na)反应：2Na+X2===2NaX

(3)与水反应：X2+H2OHX+HXO(X=ChBr、I)2F2+

2H2O=4HF+O2

2.递变性

(1)氧化性与还原性

F2Cl2Br2I2氧化性逐渐减弱

F-crBr-r还原性逐渐增强,

(2)与H2反应(由F2-L)越来越难，对应生成的氢化物稳定性逐渐

减弱。

(3)与变价金属(如Fe)反应

△△

2Fe+3X2==2FeX3(X=F>CLBr)Fe+l2==FeI2

3.卤素单质的特殊性质

(1用肾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12变蓝色。

诲下列关于卤族元素的叙述，不正确的是()

A.单质的颜色随核电荷数的增加逐渐加深

B.氢化物的稳定性随核电荷数的增加逐渐减弱

C.单质与水反应均可表示为X2+H2OHX+HXO

D.随核电荷数的增加卤素原子的半径递增，卤素离子的还原性

增强

【解析】本题考查卤素的相似性、递变性和特殊性。卤族元素

由上到下，单质的颜色是逐渐加深的，依次是浅黄绿色一黄绿色一红

棕色一紫黑色，A项正确；卤族元素由上到下，非金属性逐渐减弱，

气态氢化物的稳定性逐渐减弱，B项正确；ChBr、I单质与水反应

可表示为X2+H20HX+HXO,而F2与水的反应为2F2+

2H2O=4HF+O2,C项错误；随核电荷数的增加，X一的电子层数逐

渐增多，半径逐渐增大，失电子能力增强，离子的还原性增强，D项

正确。

【答案】C

位变型II练乙F、C1和Br都是第VDA族元素，关于这三种元素

原子的说法正确的是（）

A.原子半径：F>Cl>BrB.最外层电子数不相同

C.核外电子层数都相同D.最外层电子数都相同

解析：F、Cl、Br都是VIIA族元素，最外层电子数都是7,D项

正确，B项错误；从F-Br,核外电子层数增多，原子半径增大，A、

C项错误。

答案：D

嘴湾小绿产瞬—现老现用小套身孑

1.某主族元素最外层只有1个电子，则该元素一定是（）

A.第IA族元素B.第VDA族元素

C.第三周期元素D.金属元素

解析：根据元素周期表结构可知，主族元素的族序数等于元素原

子的最外层电子数，则某主族元素最外层只有1个电子，则该元素一

定属于第IA族元素，A项正确。

答案：A

2.下列关于碱金属的叙述中，正确的是（）

A.碱金属中密度最小，熔、沸点最高的是艳

B.钠离子核外电子数比钠原子核外电子数少

C.碱金属单质都可保存在煤油中

D.金属钠着火时，可用水或泡沫灭火器灭火

解析：碱金属元素中，其单质的熔沸点随着原子序数增大而减小，

其密度随原子序数增大而呈增大趋势，从Li到Cs,Cs密度最大，熔、

沸点最低，A项错误；钠原子失去一个电子生成钠离子，钠离子核外

电子数比钠原子核外电子数少1个，B项正确；Li密度小于煤油，不

能保存在煤油中，C项错误;钠与水反应生成H2,钠燃烧生成的Na2O2

与水和CO2反应，钠着火时，不能用水或泡沫灭火器灭火,D项错误。

答案：B

3.下列有关第VDA族元素说法中不正确的是（）

A.原子最外层电子数都是7

B.从F2到12,氧化性逐渐增强

C.从F?到L,颜色逐渐加深

D.熔、沸点：F2<C12<Br2<l2

解析：A、C、D三项正确；B项F2-I2氧化性逐渐减弱，错误。

答案：B

4.(2018•辽宁六校协作体期中)下列叙述正确的是()

A.Li在氧气中燃烧主要生成口2。2

B.At位于第七周期第VDA族，其气态氢化物的稳定性比HC1

的强

C.卤族元素单质的熔、沸点随原子序数的增大而升高

D.第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后所得水溶液均呈

酸性

解析：Li在氧气中燃烧只能生成LizO,A错误；At位于第七周

期第VIIA族，同主族自上而下非金属性逐渐减弱，其气态氢化物的稳

定性比HC1的弱，B错误；卤族元素单质的熔、沸点随原子序数的增

大而升高，C正确；NH3溶于水显弱碱性，D错误。

答案：C

5.某学生向一支试管里按一定次序分别加入下列几种物质：A.KI

溶液；B.淀粉溶液；C.NaOH溶液；D.氯水。发现溶液颜色按下面次

序变化：①无色一②棕黄色一③蓝色一④无色。依据溶液颜色的变化

回答下列问题：

(1)加入以上药品的顺序是o

(2)写出①一②的离子反应方程式，若为氧化还原反应，请标明

电子转移的方向和数目

(3)写出③一④的化学反应方程式。

解析：溶液显棕黄色，说明溶液中有L生成，氯水和KI溶液反

应生成L,而氯水显浅黄绿色，故①为KI溶液，向其中加入的为氯

水；溶液显蓝色是淀粉遇L形成的，故随后加入的为淀粉溶液，又由

于I2+2NaOH=NaI+NalO+H2O,加入NaOH溶液后L反应完全，

蓝色褪为无色，故最后加入的为NaOH溶液。

答案：(1)A、D、B、C(2)2「+42==1失2><0-2+2。得2*0

(3)I2+2NaOH=NaI+NalO+H2O

普冬脑跟曜腌蒯］的怩检测全面梃升

「基础达标但」

1.我国西部地区蕴藏着丰富的锂资源，开发锂的用途是一个重

要的科学课题。关于锂的叙述不正确的是()

A.锂是较轻的金属

B.LiOH的碱性比NaOH弱

C.锂的金属性比钠强

D.锂在空气中燃烧生成LizO

解析：锂比钠的活泼性弱，在空气中燃烧只生成LizO,LiOH的

碱性比NaOH弱，锂的金属性比钠弱，C项错误。

答案：C

2.(2018•黑龙江实验中学期中)按氟、氯、澳、碘顺序，下列说

法不正确的是（）

A.它们的单质的熔、沸点逐渐升高

B.原子半径逐渐增大，单质氧化性逐渐增强

C.单质的颜色逐渐加深

D.它们气态氢化物的稳定性逐渐减弱

解析：氟、氯、浪、碘的单质的熔、沸点逐渐升高，A正确；氟、

氯、漠、碘同为第VIIA族元素，同主族从上到下，原子半径逐渐增大，

非金属性逐渐减弱，因此单质氧化性逐渐减弱，B错误；氟、氯、：臭、

碘的单质的颜色逐渐加深，C正确；非金属性F>Cl>Br>I,非金属

性越强，氢化物越稳定，则它们气态氢化物的稳定性逐渐减弱，D正

确。

答案：B

3.（2018•重庆市巴蜀中学期中）下列有关碱金属元素的叙述正确

的是（）

A.碱金属单质均为银白色，密度均小于水

B.碱金属单质从Li到Cs,熔点依次升高

C.氢氧化钠碱性强于氢氧化钠

D.碱金属元素形成的阳离子，从Li+到Cs+氧化性依次增强

解析：碱金属单质中除了Rb、Cs,其他的密度均小于水，Cs略

带金属光泽，其他的都是银白色的，A错误；碱金属单质从Li到Cs,

熔点依次降低，还原性依次增强，形成的阳离子的氧化性依次降低，

对应的氢氧化物碱性依次增强，C正确，B、D错误。

答案：C

4.下列叙述中正确的是（）

A.碱金属在加热时与氧气反应都生成过氧化物

B.碱金属都能与水反应，且都能浮在水面上

C.卤素单质都能与H2直接化合

D.卤素单质都能与水反应，且都不属于置换反应

解析：Li与。2反应只能生成Li2。，A项错误；碱金属都能与水

反应，Rb和Cs密度比水大，与水反应时沉于水下，B项错误；卤素

单质在一定条件下都能与H2直接化合，C项正确；F2与水发生置换

反应，2F2+2H2O==4HF+O2,D项错误。

答案：C

5.向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量CL,充分反应后

将溶液蒸干并灼烧所得物质，最后剩余的固体是（）

A.NaCl和KIB.NaCl、KC1、12

C.KC1和NaBrD.KC1和NaCl

解析：过量的CL将广、B「从溶液中完全置换出来，在蒸干、

灼烧过程中澳挥发、碘升华，所得固体为NaCl和KC1。此题也可利

用CL、Br2>I2活泼性强弱用排除法选出D项。

答案：D

6.①钾比水轻；②钾的熔点低；③钾与水反应时要放出热量；

④钾与水反应后溶液呈碱性。某学生将一小块金属钾投入滴有酚酉太试

液的水中，实验能证明上述四点性质中的()

A.①④B.①③④

C.①②④D.①②③④

解析：钾与水反应时浮在水面上说明钾比水轻，熔成小球说明该

反应放热且钾的熔点低，滴有酚酉太的溶液变红，说明反应后的溶液呈

碱性，①②③④均能证明，D项正确。

答案：D

7.银白色固体A：①放在空气中可氧化成白色固体B；②将A

点燃，火焰呈黄色，生成淡黄色固体C；③A、B、C均可跟无色液

体D反应，生成碱性物质E,其中A跟D反应时还可以生成可燃性

气体F,C跟D反应则生成另一种气体G；④F和G混合后遇火可剧

烈反应而发生爆炸并生成D。据此判断：

(1)A,B,C,D,E,

F,G-

(2)写出有关反应的化学方程式：

①;

②;

③;

④O

解析：银白色固体A在②中的现象可知：A为Na,C为Na2O2,

进而可知B为NazO,Na、Na2O>NazCh均可与无色液体H2O反应生

成NaOH为E,F为H2,G为。2。

答案：(l)NaNa2ONa2O2H2ONaOHH2O2

(2)①4Na+O2=2Na2O

占燃

②2Na+。2=*—2。2

@2Na+2H2O=2NaOH+H2t,Na2O+H2O=2NaOH,2Na2O2

+2H2O=4NaOH+O2f

占燃

@2H2+O2==2H2O

8.已知下列转化关系:

,回

—>|NaCl|

艇》|NaCl|-------0

------*jH2OI

请回答下列问题:

(1)写出M、N的化学式:

(2)写出下列反应的化学方程式:

①X+Y：

②M+Y：

(3)X的一种含氧化合物常作潜水艇供氧剂，写出由X制取该含

氧化合物的反应方程式并标出氧元素的化合价

占燃

,?

解析：由图示中“X+Y二'一二NaCl”和“X+H2O—->H2+M

可确定：X为Na,Y为Cb,M为NaOH,则N为NaClOo

答案：（l）NaOHNaClO

点燃

（2）①2Na+CL=二=2NaCl②2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+

H2O

0点燃-1

（3）2Na+O2===Na2O2

「能力提升8」

1.（2018•重庆市第一中学期中）对于可能存在的第119号元素，

有人称之为“类窃”。根据周期表结构及元素性质变化趋势，判断

下列有关“类窃”的预测说法不正确的是（）

A.“类钻”元素位于元素周期表的第八周期，在化合物中显

+1价

B.“类筋”元素的非金属性极强，其最高价氧化物对应的水

化物为强酸

C.“类窃”单质遇水剧烈反应，可能发生爆炸

D.“类窃”单质的密度大于窃单质，且大于1g/cm3

解析：由碱金属最外层电子数都为1可知，“类钻”在化合物中

呈+1价，A正确；碱金属从上到下元素的金属性逐渐增强，其最高

价氧化物对应的水化物为强碱，B错误；碱金属从上到下元素的金属

性逐渐增强，活泼性比钻还强，单质遇水剧烈反应，可能发生爆炸，

C正确；碱金属从上到下，单质的密度逐渐增大，“类扬”的密度应

是碱金属中最大，D正确。

答案：B

2.A、B、C、D四个集气瓶中分别装有Cb、比、HC1、HBr中

的一种气体，若A、D两气体混合见光爆炸，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.HC1

C.Cl2D.H2

解析：A、D两气体混合见光爆炸可知两气体为Cb和H2,又A、

B两气体混合有暗红色小液滴可知A、B为CL和HBr。所以A为Ch,

B为HBr,D为Hi,则C为HC1。

答案：B

3.下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