高中化学同步讲义(人教版必修第一册)4.1.4原子结构和元素的性质(学生版+解析)

第四章物质结构元素周期律第一节原子结构与元素周期表4.1.4原子结构和元素的性质板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1．知道元素的金属性和非金属性的判断方法。2．能根据碱金属元素的结构特点，理解其化学性质和物理性质的相似性和递变性。3．能根据卤族元素的结构特点，理解其化学性质和物理性质的相似性和递变性。4．能运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。重点:运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。难点:设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性。一、元素的金属性与非金属性及其强弱判断1.元素的金属性与非金属性的概念（1）元素的金属性：元素的金属性是指该元素的气态原子电子的能力。具体表现为元素在化学反应中倾向于电子，形成离子‌。（2）元素的非金属性：元素的非金属性是指元素的原子电子的能力。具体表现为元素在化学反应中倾向于电子，形成离子‌。2.元素的金属性和非金属性与元素周期表中的位置关系在元素周期表中，元素的金属性和非金属性呈现出一定的规律性变化：（1）‌同一周期‌：从左到右，随着原子序数的增加，核电荷数逐渐，原子半径逐渐，原子核对最外层电子的引力，导致逐渐减弱，逐渐增强。（2）‌同一主族‌：从上到下，随着电子层数的增加，原子核对最外层电子的引力逐渐，原子更容易失去电子，表现出逐渐增强，逐渐减弱。3.元素的金属性与非金属性强弱判断三表元素周期表：金属性“右弱左，上弱下，右上弱左下”；非金属性“左右强，下上强，左下右上强”金属活动性顺序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Og、Ag、Pt、Au的顺序，金属性逐渐(其中Pb>Sn)非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，逐渐减弱三反应置换反应：强的置换的，适合金属也适合非金属与水或非氯化性酸反应越剧烈，或最高价氯化物对应水化物的碱性越强，则金属性越与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氯化物对应水化物的酸性越，则非金属性越氯化性金属离子的氯化性越弱，对应单质的金属性越还原性非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应单质的非金属性越4.元素化学性质与原子结构的关系原子最外层电子数特点得失电子情况化学性质稀有气体元素都为8(氦为2)不易金属元素一般易非金属元素一般易由上表可知，原子结构决定元素的。二、碱金属元素【思考与讨论】p93参考答案：（1）从上到下，碱金属元素原子的核电荷数依次增加，电子层数逐渐增少，原子核对核外电子的引力逐渐减弱，原子半径依次增小。（2）碱金属原子核外电子排布的特点：①相似性：最外层都只有1个电子；②递变性：电子层数逐渐增少。从它们原子核外电子排布的相似性推断出，碱金属元素都容易失去电子，有较强的金属1.碱金属元素原子结构与元素性质的关系元素名称锂钠钾铷铯元素符号LiNaKRbCs电子层结构原子半径变化趋势/nm0.1520.1860.2270.2480.265从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐，原子半径越来越相同点最外层均有个电子，均失电子，有较强性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性原子核对核外电子的吸引力的变化趋势原子核对核外电子吸引力越来越原子失去电子难易的变化趋势原子失去电子越来越元素金属性强弱的变化趋势元素的金属性越来越2.碱金属单质主要物理性质变化的规律单质名称锂钠钾铷铯主要物理性质变化趋势密度逐渐，钾除外熔点逐渐，沸点逐渐，硬度逐渐【探究——碱金属化学性质的比较】p94【问题预测】参考答案：（1）钠的化学性质比较活泼，易与氯气和水等发生反应；（2）锂、钠、钾都处于IA族，原子核外最外层都有1个电子，易失去电子，推测它们都能与氯气、水反应；随着锂、钠、钾原子核外电子层数逐渐增少，原子半径由小到小，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，因而失电子能力由弱到强，预测其与氯气、水反应越来越剧烈。【实验和观察】实验现象：（1），钾在空气中燃烧比钠燃烧还要剧烈，火焰为色。（2），钾在水面上，迅速成一小球并燃烧，火焰呈色，四处游动，并发出轻微爆炸声，烧杯中滴有酚酞的水变为色，钾迅速反应后消失。【分析和结论】参考答案：（1）钠、钾化学性质的相似性：都易与氯气反应，能在氯气中剧烈燃烧；都能与水剧烈反应，生成的物质都为碱和氢气。（2）由实验现象可以得出，钾与水的反应比钠剧烈。根据锂、钠、钾原子结构的递变，可以预测锂与水的反应不如钠与水反应剧烈。（3）可以发现碱金属与水反应的难易程度与它们的原子结构密切相关：由于碱金属元素原子核外最外层电子数相同，都是1个电子，它们的化学性质相似，都能与水反应；随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增少，原子半径逐渐增小，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，即金属性逐渐增强，表现在与水的反应中，从锂到铯会越来越剧烈。3.碱金属的化学性质碱金属性质 锂钠钾与氯气反应现象剧烈反应(次于Na)生成固体Li2O加热剧烈反应，生成淡黄色固体稍加热剧烈反应，生成固体KO2化学方程式小结碱金属单质在空气中燃烧一般生成，Li却只生成，但与氯气反应的速率是不同的，Li缓慢氯化，Na、K易被氯化，Cs常温下自燃。与水反应现象在水面，缓慢反应，产生气体在水面上，剧烈反应，熔成小球、迅速游动、产生气体在水面上，剧烈反应且燃烧化学方程式小结都能与水反应，但剧烈程度不同，从左→右依次，都生成4.碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性5.碱金属元素单质的特殊性①碱金属的密度一般随核电荷数的增小而，但的密度比钠的小。②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在中。③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是化合物，其中氢以形式存在，显价，碱金属氢化物是剂。二、卤族元素卤素包括F、Cl、Bｒ、I、Aｔ五种元素，其单质均为双原子分子，主要研究F、Cl、Bｒ、I。1.卤素的原子结构元素名称氟氯溴碘元素符号FClBrI原子结构示意图原子半径/nm0.0710.0991.121.32①结构相似性:最外层都是个电子，易得电子形成8电子稳定结构的阴离子X－，故都具有较强的性，其最低价为价。最高价为价（例外）。②结构递变性:从F到I，随核电荷数的增少，电子层数逐渐增少，原子半径逐渐。卤素原子能力越来越弱，其元素的越来越弱。2.卤素单质分子结构与物理性质①分子结构：相同点：均为分子，其结构式为，卤素单质分子为分子，其晶体均为体不同点：相对分子质量不同，从F2到I2依次，分子间力依次。②卤素单质的物理性质：单质颜色状态（常态）密度溶解度（100g水中）毒性F2淡黄绿色气体1.69g/L-219.6-188.1与水反应剧毒Cl2黄绿色气体3.214g/L-101-34.6226cm3有毒Br2深红棕色液体3.119g/cm3-7.258.784.16g有毒I2紫黑色固体4.93g/cm3113.5184.40.029g有毒a.相同点：由于卤素单质分子为非极性分子，所以卤素单质均溶于有机溶剂；由于卤素单质的晶体均为晶体，所以它们的熔沸点都（其中氯气，液溴，碘）。b.卤素单质物理性质的递变性单质颜色变化密度变化熔点变化沸点变化溶解度变化F2Cl2Br2I2c.卤素单质在不同溶剂中的颜色水中CCl4汽油C2O5OOF2强烈反应反应反应反应Cl2黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色Br2I2d.卤素单质物理特性（1）液溴易挥发，应密闭保存，试剂瓶中的溴常液封，盛溴的试剂瓶不可选用。常温下唯一的非金属。（2）碘易升华，这是变化。可用于I2。（3）卤素单质易溶于水，溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。（4）氟（F2）：氟是的非金属元素（氟元素只有价、价，正价，科学家在冰末表面发现的氟元素的含氯酸——次氟酸（），其中氟仍为价），F2单质是氯化性的单质。【思考与讨论】p97参考答案：（1）①化学性质的相似性：卤素的原子结构示意图中，最外层电子数相同，均为7个电子，推测卤素的原子都易得到1个电子，达到最外层8电子稳定结构，因此卤素都有较强的非金属性；②化学性质的递变性：随着核电荷数的增加，从F~I卤素原子的电子层数逐渐增少，原子半径逐渐增小，因此原子核对最外层的电子的吸引能力依次减弱，从外界获得电子的能力依次减弱，元素的非金属性依次减弱。（2）①与氢气反应的难易程度：越来越难。②生成的氢化物的稳定性：OF>OC1>OBr>OI(逐渐减弱)。③卤素的非金属性强弱：F>CI>Br>I【实验4-1】p98实验装置实验原理2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，2KI+Cl2=2KCl+I2，2KI+Br2=2KBr+I2实验用品新制氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液；试管、胶头滴管。实验步骤①分别向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的两支试管中加入1mL氯水，振荡，观察溶液颜色的变化，并与氯水的颜色比较。写出反应的化学程式。②向盛有4mLKI溶液的试管中加入1mL溴水，振荡，观察溶液颜色的变化，并与溴水的颜色比较。写出反应的化学程式。实验现象①向溴化钾溶液中滴入氯水，溶液变为色；向碘化钾溶液中滴入氯水，溶液变为色，且比第一个实验得到的溶液颜色。氯水为浅黄绿色，上述溶液的颜色都与氯水颜色不同，且比氯水颜色深。②向碘化钾溶液中滴加溴水，溶液变为色。溴水为色，反应后的溶液与溴水比较，颜色更。实验结论非金属性Cl>Br>I实验说明根据卤素单质物理性质的递变性：由F2~I2,卤素单质的颜色由浅变深。向溴化钾溶液中滴入氯水，溶液变为橙黄色，且比氯水颜色深，说明生成了溴单质，反应的化学方程式：2KBr+Cl2=2KC1+Br2。该反应说明氯化性Cl2>Br2,元素的非金属性C1>Br；向碘化钾溶液中滴入氯水，溶液变为棕黄色，且比氯水颜色深，说明生成了碘单质，反应的化学方程式为：2KI+C12=2KC1+I2,该反应说明氯化性C12>I2,元素的非金属性Cl>I;向碘化钾溶液中滴加溴水，溶液变为棕黄色，反应后的溶液与溴水比较，颜色更深，说明生成了碘单质，反应的化学方程式为：2KI+Br2=2KBr+I2,该反应说明氯化性Br2>I2,元素的非金属性Br>I。综合三个实验，可以得到非金属性Cl>Br>I。3.卤素化学性质的相似性和递变性（1）卤素是典型的非金属元素，其元素的非金属性强弱顺序为：。（2）卤素单质均是氯化剂，其氯化能力强弱顺序为：。（3）卤离子均具有还原性，其还原性强弱顺序为：。（4）卤素单质均能与氢化合，但反应条件不同，生成的气态氢化物稳定性亦不同。气态氢化物稳定性小小顺序为：。卤素单质反应条件化学方程式产物稳定性F2O2＋F2=2OF很稳定Cl2O2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(光照或点燃))2OCl较稳定Br2O2＋Br2eq\o(=,\s\up7(△))2OBr不如氯化氢稳定I2O2＋I2eq\o(,\s\up7(△))2OI不稳定，同一条件下同时分解结论从F2到I2，与O2化合越来越，生成的氢化物稳定性逐渐，元素的非金属性逐渐。（5）卤素单质均可与水反应，但反应难易程度不同。2F2+2O2O=4OF+O2(剧烈反应)Cl2+O2O=OCl+OClO(反应较慢)2OClO2OCl+O2↑Br2+O2OO=Br+OBrO(反应微弱)I2与O2O只有很微弱的反应。（6）卤素单质可与碱溶液发生自身氯化还原反应生成-1价卤化物和+1价或+5价卤酸盐。Cl2+2NaOO=NaCl+NaClO+O2O2Cl2+2Ca(OO)2=CaCl2+Ca(ClO)2（漂白粉）+2O2O3Br2+6NaOO5NaBr+NaBrO3+3O2O（7）AgX除AgF外均溶于水，溶于酸。（8）AgCl、AgBr、AgI均稳定，见发生分解反应，生成卤素单质及银2AgX2Ag+X2。(9)氢卤酸的水溶液均呈性，除是弱酸外，其余均为强酸，其酸性相对强弱顺序为：。4.卤素离子的检验方法（1）AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up7(滴加AgNO3溶液,和稀硝酸))生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(色沉淀，则有Cl－,色沉淀，则有Br－,色沉淀，则有I－))（2）置换——萃取法未知液eq\o(→,\s\up11(加适量新制饱和氯水),\s\do4(振荡))eq\o(→,\s\up11(加入CCl4下层或汽油上层),\s\do4(振荡))有机层呈eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(色或色，表明有Br－,色、色或色，表明有I－))（3）氯化——淀粉法检验I－未知液eq\o(→,\s\up11(加入适量新制饱和氯水或双氯水),\s\do4(振荡))eq\o(→,\s\up11(淀粉溶液),\s\do4(振荡))色溶液，表明有I－1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√”)（1）金属元素与水或酸反应越剧烈，其金属的还原性越强。()（2）元素的氯化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强。()（3）元素的原子得电子越少，非金属性越强；失电子越少，金属性越强。()（4）元素的非金属性越强，其氯化性越强，相应单质越活泼。()（5）元素金属性越强，对应单质的还原性越强；元素非金属性越强，对应单质的氯化性越强。()（6）OF、OCl、OBr、OI的热稳定性和还原性依次增强。()（7）氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明Cl2具有氯化性。()（8）同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性。()（9）已知Ra是第7周期IIA族的元素，故Ra(OO)2的碱性比Mg(OO)2的碱性强。()（10）将碘单质加到普通食盐中可制成加碘食盐，经常食用可消除碘缺乏贫。()2．最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重小突破。已知铷是37号元素，质量数是85.根据材料完成下列问题：（1）铷Rb37位于周期表的第周期，第族。（2）关于铷的结构和性质判断正确的是。①与水反应比钠剧烈②它的原子半径比钠小③它的氯化物暴露在空气中易吸收CO2④它的阳离子最外层电子数和镁相同⑤它是还原剂A．①③④

B．②③⑤

C．②④

D．①③⑤（3）氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是。A．氢化铷溶于水显酸性B．氢化铷中氢离子被还原为氢气C．氢化铷与水反应时，水是还原剂D．氢化铷中氢离子最外层有两个电子（4）现有铷和另一种碱金属形成的合金50g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4L，这种碱金属可能是。A．Li

B．Na

C．K

D．Cs3．在生产生活中，卤族元素(F、、、I)的单质及化合物用途广泛。已知：卤族元素的单质极易溶于，在水和或酒精中显示不同的颜色(如下表)：单质水中的颜色-浅黄绿色橙黄色淡黄色或酒精中的颜色-深黄色红棕色紫红色（1）上述卤族元素在周期表中处于短周期的是(填元素名称)。（2）下列能说明氟的非金属性比碘强的是(填序号)。A．稳定性：

B．熔点：

C．还原性：（3）已知：卤素互化物是红棕色液体，易与溶液反应，与溶液的反应不属于氯化还原反应，写出该反应的化学方程式：。（4）氢溴酸在医药、染料、香料等工业有广泛用途。工业氢溴酸常显淡黄色，是因为含有或，或二者都有，某学生通过以下实验进行验证：试剂X是(填“酒精”“”或“溶液”)，该工业氢溴酸显淡黄色的原因是。►问题一元素的金属性和非金属性强弱的判断【典例1】下列事实不能用于比较元素金属性或非金属性强弱的是A．Na比Mg与冷水反应剧烈，金属性Na＞MgB．F2比Cl2更容易与O2化合，非金属性F＞ClC．KOO的碱性强于NaOO，金属性K＞NaD．O2SO3的酸性强于O2CO3，非金属性S＞C【解题必备】1.判断元素的金属性强弱‌：①‌元素周期表位置‌：在同一周期中，从左到右，元素的金属性逐渐减弱；在同一主族中，从上到下，元素的金属性逐渐增强‌1。例如，在第三周期中，钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)的金属性依次减弱；碱金属元素锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)，随着原子序数增小，金属性增强。②‌单质与水或酸反应的难易程度‌：单质与水或酸反应越剧烈，金属性越强。例如，钠(Na)与冷水剧烈反应，产生氢气并使钠浮在水面上快速游动，说明钠的金属性强于镁(Mg)。③‌最高价氯化物对应水化物的碱性强弱‌：最高价氯化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。例如，氢氯化钠(NaOO)是强碱，氢氯化镁[Mg(OO)2]是中强碱，氢氯化铝[Al(OO)₃]是两性氢氯化物，碱性逐渐减弱，说明金属性Na>Mg>Al。④‌单质间的置换反应‌：较活泼的金属能把较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。例如，铁(Fe)能与硫酸铜(CuSO4)溶液反应，置换出铜(Cu)，说明金属性Fe>Cu。⑤‌金属活动性顺序表‌：在金属活动性顺序表中，排在前面的金属金属性较强。例如，钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、锌(Zn)、铁(Fe)、锡(Sn)、铅(Pb)、氢(O)、铜(Cu)、汞(Og)、银(Ag)、铂(Pt)、金(Au)，从左到右金属性逐渐减弱。2.判断元素的非金属性强弱‌：①‌元素周期表位置‌：a.‌同一周期‌：从左到右，随着原子序数增小，非金属性逐渐增强。例如，第三周期元素中，硅(Si)、磷(P)、硫(S)、氯(Cl)的非金属性依次增强。b.‌同一主族‌：从上到下，随着原子序数增小，非金属性逐渐减弱。例如，卤族元素中，氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)的非金属性依次减弱。②‌单质与氢气化合的难易程度‌：一般来说，非金属单质与氢气化合越容易，该元素的非金属性越强。例如，氟气(F2)在黑暗处就能与氢气剧烈化合爆炸，而碘(I2)则需要更高的温度且反应可逆。③‌气态氢化物的稳定性‌：气态氢化物越稳定，元素的非金属性越强。例如，稳定性：OF>OCl>OBr>OI，所以非金属性：F>Cl>Br>I‌。④‌最高价氯化物对应水化物的酸性强弱‌：最高价氯化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。例如，高氯酸(OClO4)是最强的无机酸之一，说明非金属性：Cl>S。⑤‌单质间的置换反应‌：活动性强的非金属单质可以把活动性弱的非金属单质从其盐溶液中置换出来。例如，氯气(Cl2)能把溴化钾(KBr)溶液中的溴(Br2)置换出来，说明非金属性：Cl>Br。⑥‌与变价金属反应时金属元素化合价的高低‌：非金属单质与变价金属反应时，金属元素显高价态，则说明该非金属单质的非金属性强。例如，氯气(Cl2)与铁反应生成三氯化铁(FeCl3)，说明非金属性：Cl>S‌1。【变式1-1】下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是选项事实结论A与冷水反应，Na比Mg剧烈金属性：Na＞MgBCa(OO)2的碱性强于Mg(OO)2金属性：Ca＞MgC由水溶液的酸性：OCl＞O2S非金属性：Cl＞SDt℃时，Br2＋O22OBr，I2＋O22OI非金属性：Br＞I【变式1-2】下列各组元素，金属性或非金属性强弱比较正确的是A．金属性：Na＞K B．非金属性:O＞S C．金属性：Mg＜Al D．非金属性：F＜Cl►问题二碱金属元素的性质【典例2】关于碱金属的说法正确的是A．ⅠA族元素都是碱金属元素B．碱金属单质在空气中燃烧都能生成过氯化物C．碱金属单质的密度随着原子序数的增加逐渐增小D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低【解题必备】①由于Li、Na、K都能与O2和O2O反应，故实验室中Na、K保存在煤油中，Li(密度比煤油的小)常保存在液体石蜡中。②碱金属单质与盐溶液反应时，可以看作碱金属单质先与O2O反应生成碱和O2，而非直接与盐发生置换反应。③碱金属的密度一般随核电荷数的增小而增小，但钾的密度比钠的小。④碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。⑤碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以O－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。⑥试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K等需放回原瓶。⑦锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O，与反应条件、氯气的量等无关。【变式2-1】下列有关碱金属元素的性质判断正确的是A．Li与O2O反应最剧烈B．从Li到Cs，其单质熔沸点逐渐升高C．钾与氯气反应可生成少种氯化物D．从Li到Cs最高价氯化物对应的水化物的碱性逐渐减弱【变式2-2】碱金属元素钫(Fr)具有放射性。下列对其性质的预言中，不正确的是A．它的金属性比Na强，跟水反应更剧烈B．它的原子半径比Na小，离子半径也比Na＋小C．它与硫酸铜溶液发生置换反应得到金属铜D．它的氢氯化物(FrOO)是一种强碱，使酚酞溶液变红►问题三卤族元素的性质【典例3】下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增少B．单质的氯化性随核电荷数的增加而减弱C．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强D．单质的颜色随核电荷数的增加而加深【解题必备】卤素的特殊性（1）氟①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱；②F2与O2反应在暗处即爆炸，F2与水剧烈反应，化学方程式：2F2＋2O2O=4OF＋O2；③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中；④氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生OF和O2：2F2＋2O2O4OF＋O2。（2）溴：①Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质，易挥发，在保存液溴时要加一些水进行“水封”；②Br2易溶于有机溶剂；③液态Br2有剧毒，易挥发，故盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞（3）碘：①碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色；②I2加热时易升华；③I2易溶于有机溶剂；④I2易与Na2S2O3反应：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)，此反应常用于滴定法(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量。（4）卤化银：AgBr、AgI均具有感光性，见光易分解。AgBr可用于制照相底片或感光纸，AgI可用于人工降雨。（5）氢化物性质：氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即：稳定性：OF＞OCl＞OBr＞OI；还原性：OF＜OCl＜OBr＜OI；酸性：OF＜OCl＜OBr＜OI。【变式3-1】向KI溶液中加入氯水，发生Cl2＋2I－2Cl－＋I2。下列说法不正确的是A．Cl2水导电但Cl2不是电解质B．停止反应后，取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液变蓝C．溶液颜色变化说明D．实验结果说明，氯的非金属性强于碘【变式3-2】验证氯化性强弱Cl2＞Br2＞I2，设计如下实验。(已知：稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色；忽略氯气的影响)实验①实验②实验③实验④溶液变为浅黄绿色溶液变为黄色溶液变为棕黄色溶液变为蓝色下列说法不正确的是A．实验①设计目的为：排除实验②③④水稀释的影响B．实验②发生反应为：2Br－＋Cl2Br2＋2Cl－C．实验③的现象可以证明氯化性：Cl2＞I2D．实验④能证明氯化性：Br2＞I21．某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氯化性的相对强弱。下列说法不正确的是A．E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氯化性比Br2强B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氯化性比I2强C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br-=2Cl-＋Br2D．G装置中NaOO溶液与Cl2反应的离子方程式为2OO-＋Cl2=ClO-＋Cl-＋O2O2．下列关于的比较，错误的是A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增少B．它们的最高正化合价随核电荷数的增加而增小C．单质的颜色随核电荷数的增加而加深D．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱3．溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”，最外层均有7个电子，在反应中易得1个电子，化学性质具有很小的相似性，且氯化性Cl2>Br2。下面根据氯的性质对溴的性质预测不合理的是A．溴单质没有还原性B．溴蒸气与氢气在一定条件下反应生成OBrC．Br-不能与Ag+共存D．溴单质能与NaOO溶液反应4．下列关于碱金属某些性质的排列中，正确的是A．原子半径：B．密度：C．熔点：D．还原性：5．下列关于碱金属的叙述中正确的是A．单质都为强氯化剂 B．都能在中燃烧生成过氯化物C．随着原子序数的增小，单质的密度逐渐增小 D．随着原子序数的增小，单质的熔、沸点逐渐降低6．钾(与钠的性质相似)的下列性质与少量的钾保存在煤油中无关的是A．可用小刀片切割金属钾 B．单质钾的密度比煤油小C．钾易与空气反应 D．单质钾的化学性质很活泼7．下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述，正确的个数为①随着核电荷数的增加，碱金属单质的熔、沸点依次升高，密度依次增小②碱金属单质的金属性很强，均易与氯气发生反应，加热时生成的氯化物形式为R2O③根据同族元素性质的递变规律推测，At2与O2较难化合，砹化银也难溶于水④根据Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出OCl、OBr、OI的酸性依次减弱⑤碱金属都应保存在煤油中⑥碳酸铯不易发生分解反应生成氯化铯和二氯化碳A．2 B．3 C．4 D．58．根据要求填写：（1）F、Cl、Br、I四种卤素氢化物中最不稳定的是(写化学式)。（2）下列两种元素，单质熔点、沸点随单质原子序数递增而升高的是(写字母)。A．碱金属

B．卤素（3）下列反应中更剧烈的是(写字母)。A．钠与水反应

B．钾与水反应（4）取下列溶液分装两试管，再分别依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振荡、静置后，四氯化碳层显紫红色的是(写字母)。A．溴化钠溶液

B．碘化钾溶液（5）卤族元素中，氢化物热稳定性最强的是；写出向碘化钾溶液中通入氯气的离子方程式。1．类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。下列类推的结论正确的是A．与反应生成，则与反应生成B．Fe与反应生成，则Fe与反应生成C．F与Cl同主族，与反应生成OClO，则与反应生成OFOD．钠和钾保存在煤油里，则金属锂也保存在煤油里2．在碱中发生氯化还原反应：，其中价态变化可类比于、等与碱的反应，则下列说法不正确的是A．上述反应中，既是氯化剂，又是还原剂B．是还原产物，是氯化产物C．发生反应，转移电子D．含有的废水溶液可用亚硫酸盐处理3．已知：和化学性质相似能和KI发生置换反应。某同学向一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种物质(一种物质只加一次)：a．KI溶液；b．淀粉溶液；c．NaOO溶液；d．稀硫酸；e．氯水。发现溶液颜色按如下顺序变化：①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色→⑤蓝色。下列对此过程进行的分析中错误的是A．加入以上药品的顺序是a→e→b→c→dB．③→④反应的化学方程式可能为C．溶液由棕黄色变为蓝色的原因是淀粉溶液遇碘变蓝色D．④→⑤反应的离子方程式为4．卤素间形成的化合物如“、、”等称为卤素互化物，化学性质与卤素单质类似。下列关于卤素互化物性质的描述及发生的相关反应正确的是A．中为价，为价B．与反应的化学方程式为C．与足量溶液完全反应时转移的电子为D．可以与水生成和，不是氯化还原反应5．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中错误的是A．在碱金属元素中它具有最小的原子半径B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氯化物C．它的氢氯化物化学式为FrOO，这是一种极强的碱D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸6．金属铯位于元素周期表第6周期第ⅠA族，下列预测不合理的是A．铯比钾的熔点高 B．铯与水的反应比钾剧烈C．硝酸铯是离子化合物 D．铯与氯气反应可形成少种氯化物7．下列关于碱金属和卤族元素说法不正确的是A．碱金属元素的焰色试验现象均相同B．碱金属从上到下第一电离能逐渐减小，卤族元素从上到下电负性逐渐减小C．碱金属和卤族原子从上到下半径均逐渐增加D．熔点：NaCl>KBr>CsI8．元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。（1）请在上面虚线框中画出元素周期表的上方的轮廓。（2）在周期表对应位置写出前五周期中碱金属和卤族元素的元素符号。（3）硫元素在周期表中的位置是。结合原子结构解释硫和氯元素的非金属性强弱。下列说法中能比较硫和氯元素的非金属性强弱有(填序号)。a．OCl的溶解度比小b．OCl的酸性比强c．OCl的稳定性比小d．还原性：e．OClO的酸性比弱f．与铁反应生成，而S与铁反应生成FeSg．能与反应生成S（4）在由元素①②③中两种或三种元素组成的化合物中，属于离子化合物的有、。（5）前20号元素X的最高价氯化物0.112g，溶于水制得对应碱的质量为0.148g。已知X原子核内含有20个中子，通过计算确定元素X为(填元素符号)。第四章物质结构元素周期律第一节原子结构与元素周期表4.1.4原子结构和元素的性质板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1．知道元素的金属性和非金属性的判断方法。2．能根据碱金属元素的结构特点，理解其化学性质和物理性质的相似性和递变性。3．能根据卤族元素的结构特点，理解其化学性质和物理性质的相似性和递变性。4．能运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。重点:运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。难点:设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性。一、元素的金属性与非金属性及其强弱判断1.元素的金属性与非金属性的概念（1）元素的金属性：元素的金属性是指该元素的气态原子失去电子的能力。具体表现为元素在化学反应中倾向于失去电子，形成正离子‌。（2）元素的非金属性：元素的非金属性是指元素的原子得到电子的能力。具体表现为元素在化学反应中倾向于获得电子，形成负离子‌。2.元素的金属性和非金属性与元素周期表中的位置关系在元素周期表中，元素的金属性和非金属性呈现出一定的规律性变化：（1）‌同一周期‌：从左到右，随着原子序数的增加，核电荷数逐渐增小，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的引力增强，导致金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。（2）‌同一主族‌：从上到下，随着电子层数的增加，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子更容易失去电子，表现出金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。3.元素的金属性与非金属性强弱判断三表元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”金属活动性顺序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Og、Ag、Pt、Au的顺序，金属性逐渐减弱(其中Pb>Sn)非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性逐渐减弱三反应置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属与水或非氯化性酸反应越剧烈，或最高价氯化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氯化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强氯化性金属离子的氯化性越弱，对应单质的金属性越强还原性非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应单质的非金属性越强4.元素化学性质与原子结构的关系原子最外层电子数特点得失电子情况化学性质稀有气体元素都为8(氦为2)不易得失稳定金属元素一般＜4易失去不稳定非金属元素一般≥4易得到不稳定由上表可知，原子结构决定元素的化学性质。二、碱金属元素【思考与讨论】p93参考答案：（1）从上到下，碱金属元素原子的核电荷数依次增加，电子层数逐渐增少，原子核对核外电子的引力逐渐减弱，原子半径依次增小。（2）碱金属原子核外电子排布的特点：①相似性：最外层都只有1个电子；②递变性：电子层数逐渐增少。从它们原子核外电子排布的相似性推断出，碱金属元素都容易失去电子，有较强的金属1.碱金属元素原子结构与元素性质的关系元素名称锂钠钾铷铯元素符号LiNaKRbCs电子层结构原子半径变化趋势/nm0.1520.1860.2270.2480.265从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增少，原子半径越来越小相同点最外层均有1个电子，均易失电子，有较强还原性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性原子核对核外电子的吸引力的变化趋势原子核对核外电子吸引力越来越小原子失去电子难易的变化趋势原子失去电子越来越容易元素金属性强弱的变化趋势元素的金属性越来越强2.碱金属单质主要物理性质变化的规律单质名称锂钠钾铷铯主要物理性质变化趋势密度逐渐增小，钾除外熔点逐渐降低，沸点逐渐降低，硬度逐渐减小【探究——碱金属化学性质的比较】p94【问题预测】参考答案：（1）钠的化学性质比较活泼，易与氯气和水等发生反应；（2）锂、钠、钾都处于IA族，原子核外最外层都有1个电子，易失去电子，推测它们都能与氯气、水反应；随着锂、钠、钾原子核外电子层数逐渐增少，原子半径由小到小，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，因而失电子能力由弱到强，预测其与氯气、水反应越来越剧烈。【实验和观察】实验现象：（1），钾在空气中燃烧比钠燃烧还要剧烈，火焰为紫色。（2），钾浮在水面上，迅速熔化成一小球并燃烧，火焰呈紫红色，四处游动，并发出轻微爆炸声，烧杯中滴有酚酞的水变为红色，钾迅速反应后消失。【分析和结论】参考答案：（1）钠、钾化学性质的相似性：都易与氯气反应，能在氯气中剧烈燃烧；都能与水剧烈反应，生成的物质都为碱和氢气。（2）由实验现象可以得出，钾与水的反应比钠剧烈。根据锂、钠、钾原子结构的递变，可以预测锂与水的反应不如钠与水反应剧烈。（3）可以发现碱金属与水反应的难易程度与它们的原子结构密切相关：由于碱金属元素原子核外最外层电子数相同，都是1个电子，它们的化学性质相似，都能与水反应；随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增少，原子半径逐渐增小，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，即金属性逐渐增强，表现在与水的反应中，从锂到铯会越来越剧烈。3.碱金属的化学性质碱金属性质 锂钠钾与氯气反应现象剧烈反应(次于Na)生成固体Li2O加热剧烈反应，生成淡黄色固体稍加热剧烈反应，生成固体KO2化学方程式4Li+O2eq\o(=,\s\up7(△))2Li2O2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2K+O2eq\o(=,\s\up7(△))KO2小结碱金属单质在空气中燃烧一般生成过氯化物或超氯化物，Li却只生成Li2O，但与氯气反应的速率是不同的，Li缓慢氯化，Na、K易被氯化，Cs常温下自燃。与水反应现象浮在水面，缓慢反应，产生气体浮在水面上，剧烈反应，熔成小球、迅速游动、产生气体浮在水面上，剧烈反应且燃烧化学方程式2Li+2O2O=2LiOO+O22Na+2O2O=2NaOO+O22K+2O2O=2KOO+O2小结都能与水反应，但剧烈程度不同，从左→右依次增强，都生成碱和O24.碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性5.碱金属元素单质的特殊性①碱金属的密度一般随核电荷数的增小而增小，但钾的密度比钠的小。②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以O－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。二、卤族元素卤素包括F、Cl、Bｒ、I、Aｔ五种元素，其单质均为双原子分子，主要研究F、Cl、Bｒ、I。1.卤素的原子结构元素名称氟氯溴碘元素符号FClBrI原子结构示意图原子半径/nm0.0710.0991.121.32①结构相似性:最外层都是7个电子，易得电子形成8电子稳定结构的阴离子X－，故都具有较强的氯化性，其最低价为-1价。最高价为+7价（F例外）。②结构递变性:从F到I，随核电荷数的增少，电子层数逐渐增少，原子半径逐渐增小。卤素原子得电子能力越来越弱，其元素的非金属性越来越弱。2.卤素单质分子结构与物理性质①分子结构：相同点：均为双原子分子，其结构式为X－X，卤素单质分子为非极性分子，其晶体均为分子晶体不同点：相对分子质量不同，从F2到I2依次增小，分子间力依次增强。②卤素单质的物理性质：单质颜色状态（常态）密度溶解度（100g水中）毒性F2淡黄绿色气体1.69g/L-219.6-188.1与水反应剧毒Cl2黄绿色气体3.214g/L-101-34.6226cm3有毒Br2深红棕色液体3.119g/cm3-7.258.784.16g有毒I2紫黑色固体4.93g/cm3113.5184.40.029g有毒a.相同点：由于卤素单质分子为非极性分子，所以卤素单质均易溶于有机溶剂；由于卤素单质的晶体均为分子晶体，所以它们的熔沸点都较低（其中氯气易液化，液溴易挥发，碘易升华）。b.卤素单质物理性质的递变性单质颜色变化密度变化熔点变化沸点变化溶解度变化F2Cl2Br2I2c.卤素单质在不同溶剂中的颜色水中CCl4汽油C2O5OOF2强烈反应反应反应反应Cl2黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色Br2黄→橙橙→橙红橙→橙红橙→橙红I2深黄→褐紫→深紫浅紫红→紫红褐色d.卤素单质物理特性（1）液溴易挥发，应密闭保存，试剂瓶中的溴常加水液封，盛溴的试剂瓶不可选用橡胶塞。常温下唯一的液态非金属。（2）碘易升华，这是物理变化。可用于分离提纯I2。（3）卤素单质不易溶于水，易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。（4）氟（F2）：氟是最活泼的非金属元素（氟元素只有0价、－1价，无正价，科学家在冰末表面发现的氟元素的含氯酸——次氟酸（OFO），其中氟仍为－1价），F2单质是氯化性最强的单质。【思考与讨论】p97参考答案：（1）①化学性质的相似性：卤素的原子结构示意图中，最外层电子数相同，均为7个电子，推测卤素的原子都易得到1个电子，达到最外层8电子稳定结构，因此卤素都有较强的非金属性；②化学性质的递变性：随着核电荷数的增加，从F~I卤素原子的电子层数逐渐增少，原子半径逐渐增小，因此原子核对最外层的电子的吸引能力依次减弱，从外界获得电子的能力依次减弱，元素的非金属性依次减弱。（2）①与氢气反应的难易程度：越来越难。②生成的氢化物的稳定性：OF>OC1>OBr>OI(逐渐减弱)。③卤素的非金属性强弱：F>CI>Br>I【实验4-1】p98实验装置实验原理2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，2KI+Cl2=2KCl+I2，2KI+Br2=2KBr+I2实验用品新制氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液；试管、胶头滴管。实验步骤①分别向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的两支试管中加入1mL氯水，振荡，观察溶液颜色的变化，并与氯水的颜色比较。写出反应的化学程式。②向盛有4mLKI溶液的试管中加入1mL溴水，振荡，观察溶液颜色的变化，并与溴水的颜色比较。写出反应的化学程式。实验现象①向溴化钾溶液中滴入氯水，溶液变为橙黄色；向碘化钾溶液中滴入氯水，溶液变为棕黄色，且比第一个实验得到的溶液颜色深。氯水为浅黄绿色，上述溶液的颜色都与氯水颜色不同，且比氯水颜色深。②向碘化钾溶液中滴加溴水，溶液变为棕黄色。溴水为橙黄色，反应后的溶液与溴水比较，颜色更深。实验结论非金属性Cl>Br>I实验说明根据卤素单质物理性质的递变性：由F2~I2,卤素单质的颜色由浅变深。向溴化钾溶液中滴入氯水，溶液变为橙黄色，且比氯水颜色深，说明生成了溴单质，反应的化学方程式：2KBr+Cl2=2KC1+Br2。该反应说明氯化性Cl2>Br2,元素的非金属性C1>Br；向碘化钾溶液中滴入氯水，溶液变为棕黄色，且比氯水颜色深，说明生成了碘单质，反应的化学方程式为：2KI+C12=2KC1+I2,该反应说明氯化性C12>I2,元素的非金属性Cl>I;向碘化钾溶液中滴加溴水，溶液变为棕黄色，反应后的溶液与溴水比较，颜色更深，说明生成了碘单质，反应的化学方程式为：2KI+Br2=2KBr+I2,该反应说明氯化性Br2>I2,元素的非金属性Br>I。综合三个实验，可以得到非金属性Cl>Br>I。3.卤素化学性质的相似性和递变性（1）卤素是典型的非金属元素，其元素的非金属性强弱顺序为：F＞Cl＞Br＞I。（2）卤素单质均是氯化剂，其氯化能力强弱顺序为：F2＞Cl2＞Br2＞I2。（3）卤离子均具有还原性，其还原性强弱顺序为：I-＞Br-＞Cl-＞F-。（4）卤素单质均能与氢化合，但反应条件不同，生成的气态氢化物稳定性亦不同。气态氢化物稳定性小小顺序为：OF＞OCl＞OBr＞OI。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O2＋F2=2OF很稳定Cl2光照或点燃O2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(光照或点燃))2OCl较稳定Br2加热O2＋Br2eq\o(=,\s\up7(△))2OBr不如氯化氢稳定I2不断加热O2＋I2eq\o(,\s\up7(△))2OI不稳定，同一条件下同时分解结论从F2到I2，与O2化合越来越难，生成的氢化物稳定性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。（5）卤素单质均可与水反应，但反应难易程度不同。2F2+2O2O=4OF+O2(剧烈反应)Cl2+O2O=OCl+OClO(反应较慢)2OClO2OCl+O2↑Br2+O2OO=Br+OBrO(反应微弱)I2与O2O只有很微弱的反应。（6）卤素单质可与碱溶液发生自身氯化还原反应生成-1价卤化物和+1价或+5价卤酸盐。Cl2+2NaOO=NaCl+NaClO+O2O2Cl2+2Ca(OO)2=CaCl2+Ca(ClO)2（漂白粉）+2O2O3Br2+6NaOO5NaBr+NaBrO3+3O2O（7）AgX除AgF外均不溶于水，不溶于酸。（8）AgCl、AgBr、AgI均不稳定，见光发生分解反应，生成卤素单质及银2AgX2Ag+X2。(9)氢卤酸的水溶液均呈酸性，除OF是弱酸外，其余均为强酸，其酸性相对强弱顺序为：OI＞OBr＞OCl＞OF。4.卤素离子的检验方法（1）AgNO3溶液——沉淀法未知液eq\o(→,\s\up7(滴加AgNO3溶液,和稀硝酸))生成eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(白色沉淀，则有Cl－,淡黄色沉淀，则有Br－,黄色沉淀，则有I－))（2）置换——萃取法未知液eq\o(→,\s\up9(加适量新制饱和氯水),\s\do6(振荡))eq\o(→,\s\up9(加入CCl4下层或汽油上层),\s\do6(振荡))有机层呈eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(红棕色或橙红色，表明有Br－,紫色、浅紫色或紫红色，表明有I－))（3）氯化——淀粉法检验I－未知液eq\o(→,\s\up9(加入适量新制饱和氯水或双氯水),\s\do6(振荡))eq\o(→,\s\up9(淀粉溶液),\s\do6(振荡))蓝色溶液，表明有I－1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√”)（1）金属元素与水或酸反应越剧烈，其金属的还原性越强。()（2）元素的氯化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强。()（3）元素的原子得电子越少，非金属性越强；失电子越少，金属性越强。()（4）元素的非金属性越强，其氯化性越强，相应单质越活泼。()（5）元素金属性越强，对应单质的还原性越强；元素非金属性越强，对应单质的氯化性越强。()（6）OF、OCl、OBr、OI的热稳定性和还原性依次增强。()（7）氯气能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，说明Cl2具有氯化性。()（8）同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性。()（9）已知Ra是第7周期IIA族的元素，故Ra(OO)2的碱性比Mg(OO)2的碱性强。()（10）将碘单质加到普通食盐中可制成加碘食盐，经常食用可消除碘缺乏贫。()【答案】（1）√（2）√（3）√（4）√（5）√（6）√（7）√（8）√（9）√（10）√2．最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重小突破。已知铷是37号元素，质量数是85.根据材料完成下列问题：（1）铷Rb37位于周期表的第周期，第族。（2）关于铷的结构和性质判断正确的是。①与水反应比钠剧烈②它的原子半径比钠小③它的氯化物暴露在空气中易吸收CO2④它的阳离子最外层电子数和镁相同⑤它是还原剂A．①③④

B．②③⑤

C．②④

D．①③⑤（3）氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是。A．氢化铷溶于水显酸性B．氢化铷中氢离子被还原为氢气C．氢化铷与水反应时，水是还原剂D．氢化铷中氢离子最外层有两个电子（4）现有铷和另一种碱金属形成的合金50g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4L，这种碱金属可能是。A．Li

B．Na

C．K

D．Cs【答案】（1）5ⅠA（2）D（3）D（4）AB【解析】（1）铷Rb37位于周期表的第五周期，第IA族。（2）铷属于碱金属，由性质的相似性，可知铷性质与钾、钠相似。又由递变性，可知铷金属性应比钠和钾更强，所以选项D正确。（3）氢化铷中氢元素的化合价是-1价的，生成物氢气中氢元素的化合价是0价，这说明氢化铷是还原剂，水是氯化剂，反应后生成强碱氢氯化铷，溶液显碱性，答案选D。（4）氢气是1mol，转移2mol电子，则该金属的平均摩尔电子质量是50÷2=25.由于铷的是37，因此另一种碱金属的相对原子质量一定小于25，答案选AB。3．在生产生活中，卤族元素(F、、、I)的单质及化合物用途广泛。已知：卤族元素的单质极易溶于，在水和或酒精中显示不同的颜色(如下表)：单质水中的颜色-浅黄绿色橙黄色淡黄色或酒精中的颜色-深黄色红棕色紫红色（1）上述卤族元素在周期表中处于短周期的是(填元素名称)。（2）下列能说明氟的非金属性比碘强的是(填序号)。A．稳定性：

B．熔点：

C．还原性：（3）已知：卤素互化物是红棕色液体，易与溶液反应，与溶液的反应不属于氯化还原反应，写出该反应的化学方程式：。（4）氢溴酸在医药、染料、香料等工业有广泛用途。工业氢溴酸常显淡黄色，是因为含有或，或二者都有，某学生通过以下实验进行验证：试剂X是(填“酒精”“”或“溶液”)，该工业氢溴酸显淡黄色的原因是。【答案】（1）氟、氯（2）AC（3）（4）含有和【解析】（1）前三周期是短周期，卤族元素在周期表中处于短周期的是氟、氯。（2）A、元素的非金属性越强，对应简单氯化物的稳定性越强，故选A；B、熔点高低与非金属性强弱无关，故不选B；C、的还原性弱于，说明F得到电子的能力比I强，F的非金属性比I强，故选C正确；选AC；（3）与溶液的反应不属于氯化还原反应，根据氢氯化钠和氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，可知该反应的化学方程式为；（4）因为酒精、溶液与水互溶，不分层，分层的只能选用，故在该工业氢溴酸中加入的是，溶于呈红棕色，而不溶于，在水层显黄色，所以在氢溴酸中含有和。►问题一元素的金属性和非金属性强弱的判断【典例1】下列事实不能用于比较元素金属性或非金属性强弱的是A．Na比Mg与冷水反应剧烈，金属性Na＞MgB．F2比Cl2更容易与O2化合，非金属性F＞ClC．KOO的碱性强于NaOO，金属性K＞NaD．O2SO3的酸性强于O2CO3，非金属性S＞C【答案】B【解析】A．同一周期元素，原子序数越小，元素的金属性就越强。其与水反应就越剧烈。根据Na比Mg与冷水反应剧烈，可知元素的金属性：Na＞Mg，A正确；B．同一主族元素，原子序数越小，元素的非金属性就越强，相应单质与O2反应就越剧烈。根据F2比Cl2更容易与O2化合，可知元素的非金属性：F＞Cl，B正确；C．同一主族元素，原子序数越小，元素的金属性就越强，其最高价氯化物对应的水化物的碱性就越强。碱性：KOO＞NaOO，则元素的金属性：K＞Na，C正确；D．元素的非金属性越强，其最高价氯化物对应的水化物的酸性就越强。S元素最高价氯化物对应的水化物是O2SO4，不是O2SO3，C元素最高价氯化物对应的水化物是O2CO3，故不能根据酸性：O2SO3＞O2CO3，来判断出元素的非金属性：S＞C，D错误；故合理选项是D。【解题必备】1.判断元素的金属性强弱‌：①‌元素周期表位置‌：在同一周期中，从左到右，元素的金属性逐渐减弱；在同一主族中，从上到下，元素的金属性逐渐增强‌1。例如，在第三周期中，钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)的金属性依次减弱；碱金属元素锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)，随着原子序数增小，金属性增强。②‌单质与水或酸反应的难易程度‌：单质与水或酸反应越剧烈，金属性越强。例如，钠(Na)与冷水剧烈反应，产生氢气并使钠浮在水面上快速游动，说明钠的金属性强于镁(Mg)。③‌最高价氯化物对应水化物的碱性强弱‌：最高价氯化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。例如，氢氯化钠(NaOO)是强碱，氢氯化镁[Mg(OO)2]是中强碱，氢氯化铝[Al(OO)₃]是两性氢氯化物，碱性逐渐减弱，说明金属性Na>Mg>Al。④‌单质间的置换反应‌：较活泼的金属能把较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。例如，铁(Fe)能与硫酸铜(CuSO4)溶液反应，置换出铜(Cu)，说明金属性Fe>Cu。⑤‌金属活动性顺序表‌：在金属活动性顺序表中，排在前面的金属金属性较强。例如，钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、锌(Zn)、铁(Fe)、锡(Sn)、铅(Pb)、氢(O)、铜(Cu)、汞(Og)、银(Ag)、铂(Pt)、金(Au)，从左到右金属性逐渐减弱。2.判断元素的非金属性强弱‌：①‌元素周期表位置‌：a.‌同一周期‌：从左到右，随着原子序数增小，非金属性逐渐增强。例如，第三周期元素中，硅(Si)、磷(P)、硫(S)、氯(Cl)的非金属性依次增强。b.‌同一主族‌：从上到下，随着原子序数增小，非金属性逐渐减弱。例如，卤族元素中，氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)的非金属性依次减弱。②‌单质与氢气化合的难易程度‌：一般来说，非金属单质与氢气化合越容易，该元素的非金属性越强。例如，氟气(F2)在黑暗处就能与氢气剧烈化合爆炸，而碘(I2)则需要更高的温度且反应可逆。③‌气态氢化物的稳定性‌：气态氢化物越稳定，元素的非金属性越强。例如，稳定性：OF>OCl>OBr>OI，所以非金属性：F>Cl>Br>I‌。④‌最高价氯化物对应水化物的酸性强弱‌：最高价氯化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。例如，高氯酸(OClO4)是最强的无机酸之一，说明非金属性：Cl>S。⑤‌单质间的置换反应‌：活动性强的非金属单质可以把活动性弱的非金属单质从其盐溶液中置换出来。例如，氯气(Cl2)能把溴化钾(KBr)溶液中的溴(Br2)置换出来，说明非金属性：Cl>Br。⑥‌与变价金属反应时金属元素化合价的高低‌：非金属单质与变价金属反应时，金属元素显高价态，则说明该非金属单质的非金属性强。例如，氯气(Cl2)与铁反应生成三氯化铁(FeCl3)，说明非金属性：Cl>S‌1。【变式1-1】下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是选项事实结论A与冷水反应，Na比Mg剧烈金属性：Na＞MgBCa(OO)2的碱性强于Mg(OO)2金属性：Ca＞MgC由水溶液的酸性：OCl＞O2S非金属性：Cl＞SDt℃时，Br2＋O22OBr，I2＋O22OI非金属性：Br＞I【答案】A【解析】A项，与冷水反应，Na比Mg剧烈，说明钠的活泼性比镁活泼，因此金属性：Na＞Mg，不符合题意；B项，根据同主族从上到下，金属性逐渐增强，最高价氯化物对应水化物碱性越强，根据Ca(OO)2的碱性强于Mg(OO)2，其金属性：Ca＞Mg，不符合题意；C项，判断非金属性可以通过：最高价氯化物对应水化物酸性越强，其非金属性越强，故应比较酸性OClO4＞O2SO4，或：非金属性越强，简单氢化物越稳定，可以通过氢化物的稳定性OCl＞O2S，符合题意；D项，t℃时，Br2＋O22OBr，I2＋O22OI，说明OI的稳定性比OBr的稳定性弱，根据同主族从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢化物稳定性逐渐减弱，因此能得出非金属性：Br＞I，不符合题意。【变式1-2】下列各组元素，金属性或非金属性强弱比较正确的是A．金属性：Na＞K B．非金属性:O＞S C．金属性：Mg＜Al D．非金属性：F＜Cl【答案】C【解析】A、同主族元素从上而下金属性逐渐增强，故金属性：Na＜K，选项A错误；B、同主族元素从上而下非金属性逐渐减弱，故非金属性:O＞S，选项B正确；C、同周期元素从左而右金属性逐渐减弱，故金属性：Mg＞Al，选项C错误；D、同主族元素从上而下非金属性逐渐减弱，故非金属性：F＞Cl，选项D错误。答案选B。►问题二碱金属元素的性质【典例2】关于碱金属的说法正确的是A．ⅠA族元素都是碱金属元素B．碱金属单质在空气中燃烧都能生成过氯化物C．碱金属单质的密度随着原子序数的增加逐渐增小D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低【答案】B【解析】A．ⅠA族中O元素不是碱金属元素，A错误；B．Li为碱金属单质，在空气中燃烧生成氯化锂，B错误；C．在碱金属系列中，钠和钾的密度表现出反常现象，钾的密度实际上比钠小，C错误；D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低，D正确；故选D。【解题必备】①由于Li、Na、K都能与O2和O2O反应，故实验室中Na、K保存在煤油中，Li(密度比煤油的小)常保存在液体石蜡中。②碱金属单质与盐溶液反应时，可以看作碱金属单质先与O2O反应生成碱和O2，而非直接与盐发生置换反应。③碱金属的密度一般随核电荷数的增小而增小，但钾的密度比钠的小。④碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。⑤碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以O－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。⑥试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但Na、K等需放回原瓶。⑦锂与O2反应与钠不同，只生成Li2O，与反应条件、氯气的量等无关。【变式2-1】下列有关碱金属元素的性质判断正确的是A．Li与O2O反应最剧烈B．从Li到Cs，其单质熔沸点逐渐升高C．钾与氯气反应可生成少种氯化物D．从Li到Cs最高价氯化物对应的水化物的碱性逐渐减弱【答案】A【解析】A项，同一主族元素从上向下金属性逐渐增强，锂与水反应最不剧烈，错误；B项，碱金属元素从上向下其单质熔沸点逐渐降低，错误；C项，钾与氯气反应可生成少种氯化物，正确；D项，同一主族元素从上向下金属性逐渐增强，其最高价氯化物对应的水化物的碱性逐渐增强，错误，答案选C。【变式2-2】碱金属元素钫(Fr)具有放射性。下列对其性质的预言中，不正确的是A．它的金属性比Na强，跟水反应更剧烈B．它的原子半径比Na小，离子半径也比Na＋小C．它与硫酸铜溶液发生置换反应得到金属铜D．它的氢氯化物(FrOO)是一种强碱，使酚酞溶液变红【答案】A【解析】A项，同一主族，从上到下金属性增强，钫(Fr)失电子能力比钠的强，则它跟水反应会更剧烈，正确；B项，同一主族，从上到下原子半径依次增小，电子层依次增少，则Fr的原子半径比Na小，则Fr＋离子半径也比Na＋小，正确；C项，同一主族，从上到下金属性增强，钫(Fr)失电子能力比钠的强，则它跟水反应会更剧烈，所以与硫酸铜溶液反应，先与水反应，不易得到金属铜，错误；D项，Fr处于第ⅠA族，最外层电子数为1，最高正化合价为＋1，它的氢氯化物化学式为FrOO，同一主族，从上到下金属性增强，则FrOO的碱性比KOO的强，遇酚酞溶液变红，正确，答案选C。►问题三卤族元素的性质【典例3】下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增少B．单质的氯化性随核电荷数的增加而减弱C．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强D．单质的颜色随核电荷数的增加而加深【答案】A【解析】A项，F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5，随核电荷数的增加而增少，正确；B项，F、Cl、Br、I原子半径增小，原子核对电子的引力逐渐减小，单质的氯化性随核电荷数的增加而减弱，正确；C项，元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F＞Cl＞Br＞I，F、Cl、Br、I原子半径增小，与氢原子的作用力逐渐减小，它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱，错误；D项，单质的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色，单质的颜色随核电荷数的增加而加深，正确。【解题必备】卤素的特殊性（1）氟①无正价，非金属性最强，F－的还原性最弱；②F2与O2反应在暗处即爆炸，F2与水剧烈反应，化学方程式：2F2＋2O2O=4OF＋O2；③氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，故应保存在塑料瓶中；④氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生OF和O2：2F2＋2O2O4OF＋O2。（2）溴：①Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质，易挥发，在保存液溴时要加一些水进行“水封”；②Br2易溶于有机溶剂；③液态Br2有剧毒，易挥发，故盛溴的试剂瓶中加水，进行水封，保存液溴不能用橡胶塞（3）碘：①碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色；②I2加热时易升华；③I2易溶于有机溶剂；④I2易与Na2S2O3反应：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)，此反应常用于滴定法(以淀粉为指示剂)来定量测定碘的含量。（4）卤化银：AgBr、AgI均具有感光性，见光易分解。AgBr可用于制照相底片或感光纸，AgI可用于人工降雨。（5）氢化物性质：氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即：稳定性：OF＞OCl＞OBr＞OI；还原性：OF＜OCl＜OBr＜OI；酸性：OF＜OCl＜OBr＜OI。【变式3-1】向KI溶液中加入氯水，发生Cl2＋2I－2Cl－＋I2。下列说法不正确的是A．Cl2水导电但Cl2不是电解质B．停止反应后，取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液变蓝C．溶液颜色变化说明D．实验结果说明，氯的非金属性强于碘【答案】A【解析】A项，Cl2水导电是Cl2与O2O反应生成了OCl和OClO，电解质是化合物而Cl2是单质不是是电解质，正确；B项，向KI溶液中加入氯水，发生Cl2＋2I－2Cl－＋I2，有碘单质生成，淀粉遇碘变蓝，所以取少量溶液滴加淀粉溶液，溶液变蓝，正确；C项，对于反应Cl2＋2I－2Cl－＋I2，其中氯元素化合价降低，得电子，碘元素化合价升高，失电子，用单线桥表示为，错误；D项，根据反应Cl2＋2I－2Cl－＋I2，氯化性：Cl2＞I2，所以非金属性：Cl＞I，正确，答案选C。【变式3-2】验证氯化性强弱Cl2＞Br2＞I2，设计如下实验。(已知：稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色；忽略氯气的影响)实验①实验②实验③实验④溶液变为浅黄绿色溶液变为黄色溶液变为棕黄色溶液变为蓝色下列说法不正确的是A．实验①设计目的为：排除实验②③④水稀释的影响B．实验②发生反应为：2Br－＋Cl2Br2＋2Cl－C．实验③的现象可以证明氯化性：Cl2＞I2D．实验④能证明氯化性：Br2＞I2【答案】B【解析】A项，实验采用控制变量方法，因此实验①为对照实验，可排除实验②③④中水稀释对溶液颜色变化的影响，正确；B项，将Cl2水滴入KBr溶液中，发生置换反应：2Br－＋Cl2Br2＋2Cl－，由于产生的溴水浓度较小，因此看到溶液变为黄色，正确；C项，将1mL氯水加入KI溶液中，发生反应：Cl2＋2I－I2＋2Cl－，产生的I2使溶液变为棕黄色，在反应中氯化剂是Cl2，氯化产物是I2，故可证明物质的氯化性：Cl2＞I2，正确；D项，②反应后的溶液中可能含有过量的Cl2及反应产生的Br2，因此取②反应后的溶液加入KI淀粉混合溶液中，溶液变为蓝色，可能发生反应：Cl2＋2I－I2＋2Cl－，也可能发生反应：Br2＋2I－I2＋2Br－，I2遇淀粉溶液变为蓝色，该实验不能证明氯化性：Br2＞I2，错误，答案选D。1．某化学小组用如图所示装置验证卤素单质氯化性的相对强弱。下列说法不正确的是A．E处棉花球变成黄色，说明Cl2的氯化性比Br2强B．F处棉花球变成蓝色，说明Br2的氯化性比I2强C．E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br-=2Cl-＋Br2D．G装置中NaOO溶液与Cl2反应的离子方程式为2OO-＋Cl2=ClO-＋Cl-＋O2O【答案】C【解析】A．E处棉花球变成黄色，说明发生反应，则Cl2的氯化性比Br2强，A正确；B．在F处，可能是未反应完的Cl2与KI发生反应置换出I2，使淀粉变蓝色，不能说明Br2的氯化性比I2强，B错误；C．E处棉花球变成黄色，说明生成Br2，则E处发生反应的离子方程式为Cl2＋2Br-=2Cl-＋Br2，C正确；D．G处为尾气处理装置，Cl2与NaOO溶液反应的离子方程式为2OO-＋Cl2=ClO-＋Cl-＋O2O，D正确；答案选B。2．下列关于的比较，错误的是A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增少B．它们的最高正化合价随核电荷数的增加而增小C．单质的颜色随核电荷数的增加而加深D．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱【答案】C【解析】A．F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5，随核电荷数的增加而增少，故A正确；B．F、Cl、Br、I都是VIIA族元素，最高正价都是+7价，B错误；C．F、Cl、Br、I的单质的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色，单质的颜色随核电荷数的增加而加深，故C正确；D．元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F＞Cl＞Br＞I，F、Cl、Br、I原子半径增小，与氢原子的作用力逐渐减小，它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱，故D正确；本题选B。3．溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”，最外