【考点突破】第四章第3课时 原子结构与元素的性质-高一化学同步课件（人教版2019必修第一册）

第一节

原子结构与元素周期表第三章物质结构元素周期律第3课时原子结构与元素的性质碱金属元素01卤族元素02同主族元素性质的递变规律0304

考点

·

突破ExamPointsBreakthrough巩固提升EPB考点突破01碱金属元素【情境】钠、钾与氧气反应的实验

钠钾实验操作

实验现象先熔化成小球，后燃烧，反应剧烈，火焰呈黄色，生成淡黄色固体先熔化成小球，后燃烧，反应比钠更剧烈，火焰呈紫色实验原理(化学方程式)

K＋O2KO2(超氧化钾)结论金属活泼性：

钾>钠总结：相同条件下，碱金属从Li到Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，说明金属越来越

。活泼【问题探究】2．钠、钾与水反应的比较(1)回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？(用化学方程式表示)(2)结合钠和钾的原子结构特点，请你预测钾可能具有哪些与钠相似的化学性质？【解析】钠和钾最外层都只有1个电子，都容易失去最外层电子，表现出比较强的还原性。钾和钠相似，都能与氧气、水发生化学反应。[实验和观察]回忆钠与水反应的实验现象，观察下面实验(由教师演示)。在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液。切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并投入水中(如图)，观察现象。[实验现象]金属钾

在水面上，

成闪亮的小球，并四处

，发出“嘶嘶”的响声，反应后的溶液呈

色，钾与水反应比钠与水反应更

。[分析和结论]

(1)通过实验和观察，讨论并总结钠、钾有哪些相似的化学性质，与你最初根据原子结构特点进行的预测是否一致？【解析】钠、钾都能与氧气、H2O发生反应，与预测一致。(2)从实验现象比较钠、钾与水反应的难易程度。由此，你能发现与它们的原子结构有什么关系吗？你能推断出锂与水反应的难易程度吗？【解析】通过实验现象比较，钾与水反应比钠与水反应更剧烈，说明钾更活泼，更易与水反应。锂、钠、钾分别位于ⅠA族的第二、三、四周期，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强。因此锂与水反应不如钠与水反应剧烈，锂与水反应比钠与水反应缓慢。(3)结论为与水反应的剧烈程度：

；金属活泼性：K>Na。浮熔化游动红剧烈K>Na归纳总结1．碱金属单质的主要物理性质2．碱金属元素化学性质的相似性和递变性(1)相似性(用R表示碱金属元素)(2)递变性具体表现如下(按Li→Cs的顺序)①与O2的反应越来越剧烈，产物越来越复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应生成Na2O、Na2O2，而K与O2反应能够生成K2O、K2O2、KO2，Rb、Cs遇空气立即燃烧，生成更复杂的产物。②与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb和Cs遇水会发生爆炸。③最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，即碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH。3．从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律4．元素金属性(失电子的能力)强弱的判断依据依据结论根据单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度越易者金属性越强根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱碱性越强者金属性越强根据金属之间的置换反应活动性强的金属能把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来

易错点(1)碱金属还原性最强的是Cs，还原性最弱的是Li。(2)由于Li、Na、K都能与O2和H2O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。(3)碱金属单质与盐溶液反应时，可以看作碱金属单质先与H2O反应生成碱和H2，而非直接与盐发生置换反应。

课堂练习1．下列有关碱金属的叙述正确的是

A．碱金属单质和氧气反应时都会生成同类产物

B．碱金属单质的硬度都较大C．液态的钠可用作核反应堆的传热介质

D．碱金属单质都是银白色的固体【答案】C【解析】A.碱金属大多数金属性很强，在空气中燃烧产物较复杂，只有Li在空气中燃烧生成氧化物，其它的在空气中燃烧生成过氧化物或其他更复杂的氧化物，故A错误；B.碱金属单质的硬度都较小，可以用小刀切割，故B错误；C.金属具有良好的热传导效率，液态钠可用作核反应堆的传热介质，故C正确；D.碱金属单质中多数是银白色的固体，铯略带金色光泽，故D错误；故选C。2．以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述正确的是(

)①氢氧化物中碱性最强的是CsOH

②单质熔点最高的是铯③它们都是热和电的良导体④它们的密度依次增大，且都比水轻⑤它们的还原性依次增强⑥它们对应阳离子的氧化性依次增强A．①③ B．②⑤ C．②④⑥ D．①③⑤【答案】D【解析】①碱金属从上到下，金属性增强，最高价氧化物对应水化物碱性越强，因此氢氧化物中碱性最强的是CsOH，故①正确；②从上到下，金属的熔点逐渐降低，因此单质熔点最高的是Li，故②错误；③碱金属是是热和电的良导体，故③正确；④碱金属密度具有增大趋势，但钠的密度大于钾的密度，铷、铯密度比水大，故④错误；⑤从上到下金属性增强，它们的还原性依次增强，故⑤正确；⑥从上到下金属性增强，还原性增强，它们对应阳离子的氧化性依次减弱，故⑥错误；因此①③⑤正确，故D正确。答案为D。【答案】C【分析】Cs位于第ⅠA族，从上到下，金属性在增强，熔点在降低，并利用同主族元素及其化合物的性质相似来解答。【解析】A．Cs位于第ⅠA族，属于碱金属，不是卤族元素，故A错误；B．第ⅠA族碱金属从上到下熔点在降低，则金属铯的熔点比金属钠低，故B错误；C．第ⅠA族碱金属从上到下金属性在增强，则CsOH比NaOH的碱性强，故C正确；D．第ⅠA族碱金属从上到下金属性在增强，则Cs与H2O能剧烈反应，甚至发生爆炸，但是Cs的密度大于水，不会浮在水面上，故D错误；故选C。EPB考点突破02卤族元素【情境】【问题探究】如图是卤族元素的原子结构示意图和卤素单质的存在形式，随着原子序数递增，它们单质的颜色越来越深，状态由气态到固态，那么它们的化学性质有何相似性和递变性？1．卤素单质的主要物理性质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(15℃)－219.6－188.1Cl2黄绿色气体3.214g/L(0℃)－101－34.6Br2深红棕色液体3.119g/cm3(20℃)－7.258.78I2紫黑色固体4.93g/cm3113.5184.4分析上表可知，从F2到I2，颜色逐渐

，熔、沸点逐渐

，密度逐渐

。2．卤素单质的化学性质(1)卤素单质(X2)与H2的反应①X2与H2反应的比较

反应条件产物稳定性化学方程式F2暗处很稳定

Cl2光照或点燃

较

Br2加热稳定性差

I2不断加热

不

稳定稳定H2＋F2===2HF加深升高增大②结论a．从F2到I2，与H2反应的难易程度：逐渐

；b．从F2到I2，生成氢化物的稳定性：逐渐

。变难减弱(2)卤素单质间的置换反应实验操作反应现象离子方程式

振荡静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈

Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－

振荡静置后，液体

，上层接近无色，下层呈Cl2＋2I－===I2＋2Cl－

振荡静置后，液体

，上层接近无色，下层呈

Br2＋2I－===I2＋2Br－实验结论从以上三个实验可知，Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐

橙红色分层紫红色分层紫红色减弱归纳总结1．卤族单质化学性质的相似性和递变性(1)相似性(2)递变性具体表现如下：①与H2反应越来越难，对应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：HF>HCl>HBr>HI；还原性：HF<HCl<HBr<HI；酸性：HF<HCl<HBr<HI。②最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，即HClO4>HBrO4>HIO4。(3)特殊性①溴是常温常压下唯一的液态的非金属单质。②卤素单质都有毒，溴有很强的腐蚀性，保存液溴时要加一些水进行“水封”，碘单质遇淀粉溶液变蓝色(检验I2)。③Cl2、Br2、I2易溶于有机溶剂(如苯、CCl4、汽油等)。④F无正化合价。2．从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律3．元素非金属性(得电子的能力)强弱的判断依据依据结论根据单质与氢气化合的难易程度或生成氢化物的稳定性越易与氢气化合，氢化物越稳定者非金属性越强根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱酸性越强者非金属性越强根据非金属单质间的置换反应活动性强的能够置换出活动性弱的

易错点(1)Cl2易液化、Br2易挥发、I2易升华。(2)卤族元素非金属性强弱顺序：F>Cl>Br>I；单质氧化性强弱顺序：F2>Cl2>Br2>I2；阴离子还原性强弱顺序：I－>Br－>Cl－>F－。(3)卤素单质间发生置换反应，较活泼的卤素单质可以将较不活泼的卤素单质从其盐溶液(或卤化氢)中置换出来。注意F2除外，这是因为F2极易与溶液中的H2O反应而置换出O2，这也说明F2的氧化性强于O2。

课堂练习1．下列有关卤族元素的说法正确的是A．随原子序数增加，卤素单质的熔沸点逐渐降低B．随原子序数增加，其单质与H2反应越来越困难C．单质氧化性最强的是I2D．离子半径：F->Cl->Br->I-【答案】B【解析】A．氟、氯、溴、碘，单质的状态依次为气态、气态、液态和固态，熔、沸点逐渐升高，故A错误；B．氟、氯、溴、碘同为第VIIA族元素，同主族从上到下，非金属性逐渐减弱，与H2反应越来越困难，故B正确；C．非金属性F＞Cl＞Br＞I，则氧化性为F2＞Cl2＞Br2＞I2，所以氟、氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱，故C错误；D．同一主族元素，由于从上到下原子核外电子层数逐渐增多，离子半径逐渐增大：F-＜Cl-＜Br-＜I-，故D错误；故选B。EPB考点突破03同主族元素性质的递变规律【情境】元素在元素周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，如氮族元素是位于元素周期表ⅤA族的元素，在生活中有广泛应用，如用N2作防腐气体，液氮还可用作制冷剂，P可用于制造农药等。如图是元素周期表的一部分。【问题探究】1．阴影部分中的元素N在元素周期表中的位置是什么？根据元素周期律，预测H3AsO4与H3PO4酸性强弱的关系是什么？【解析】元素N在元素周期表中的位置是第2周期ⅤA族。同一主族，元素的非金属性从上到下逐渐减弱，故酸性：H3PO4>H3AsO4。2．元素硫的最高正价和最低负价的代数和是多少？在一定条件下，S与H2反应有一定难度，请判断：在相同条件下Se与H2反应的难度比S与H2反应的难度更大还是更小？【解析】S的最高正价为＋6，最低负价是－2，二者代数和是4，元素非金属性越强，与氢气化合越容易。同主族从上到下非金属性逐渐减弱，Se与H2化合难度更大。归纳总结1．元素性质与原子结构的关系同主族元素从上到下，原子核外电子层数依次增多，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。2．同主族元素及其典型化合物性质的递变规律类别性质递变规律(由上至下)元素元素金属性逐渐增强元素非金属性逐渐减弱单质氧化性逐渐减弱还原性逐渐增强非金属元素氢化物稳定性逐渐减弱水溶液的酸性逐渐增强最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐增强酸性逐渐减弱

课堂练习【答案】B【解析】A．碱金属性质活泼，具有腐蚀性，不能用手直接触摸，故A错误；B．随着核电荷数的增加，卤素单质的熔点、沸点也随着原子序数递增而升高，故B正确；C．碱金属金属性依次增强，加热与氧气反应锂生成氧化锂、钠生成过氧化钠、钾铷铯生成过氧化物、超氧化物等，故C错误；D．卤素单质除氟气外与水反应的通式为：X2+H2O═HX+HXO，氟气与水反应生成氢氟酸和氧气，故D错误；故选：B。2．下列说法中错误的是(

)A．钾的金属性比钠的强B．溴的非金属性比氯的强C．NaOH的碱性比LiOH的强D．HCl的热稳定性比HBr的强【解析】选B由于金属性K＞Na＞Li，故碱性KOH＞NaOH＞LiOH；非金属性Cl＞Br，则其对应氢化物的热稳定性HCl＞HBr。3．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、卤素单质的熔、沸点依次升高，密度依次增大②F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8③碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时生成的氧化物形式均为R2O2④根据同主族元素性质的递变规律推测，At2与H2化合较难，砹化银难溶于水⑤根据Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出HCl、HBr、HI的酸性依次减弱⑥碱金属都应保存在煤油中⑦卤素按F、Cl、Br、I的顺序非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大⑧由碳酸钠的性质可知碳酸铯易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳A．2 B．3 C．4 D．5【答案】A【解析】①碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低，碱金属单质的密度随着原子序数的递增呈增大趋势(K例外)，故①错误；②F是9号元素，原子次外层电子数为2，最外层电子数为7，Cl、Br、I的最外层电子数都是7，次外层电子数分别是8、18、18，故②错误；③碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时，锂生成氧化锂，钠生成过氧化钠，钾等能形成更复杂的氧化物，故③错误；④砹的原子序数大于碘，根据同族元素性质的递变规律可以推测，At2与氢气化合较难，砹化银也难溶于水，故④正确；⑤元素的非金属性强弱与其对应氢化物的酸性强弱无关，因此由Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，无法推出HCl、HBr、HI的酸性强弱，故⑤错误；⑥Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，应该保存在石蜡中，故⑥错误；⑦F、Cl、Br、I位于同一主族，原子序数逐渐增大，电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力减小，得电子的能力逐渐降低，故非金属性逐渐减弱，故⑦正确；⑧氧化铯是活泼金属氧化物，易和二氧化碳发生反应，所以碳酸铯不易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳，故⑧错误。答案选A。EPB考点突破04巩固提升01练习与应用1．F、Cl和Br都是第ⅦA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．最外层电子数都相同C．核外电子层数都相同D．最外层电子数都不相同【解析】选B

F、Cl和Br都是第ⅦA族元素，故最外层电子数都为7，B正确，D错误；从F→Br，核外电子层数增多，原子半径增大，A、C错误。练习与应用022．随着卤素原子半径的增大，下列递变规律正确的是(

)A．单质的熔、沸点逐渐降低B．卤素离子的还原性逐渐增强C．单质的氧化性逐渐增强D．气态氢化物的稳定性逐渐增强【解析】选B卤族元素随着原子序数的递增，其性质呈现递变性的变化，单质的熔、沸点逐渐升高，常温下F2、Cl2为气态，Br2为液态，碘为固态，选项A错误；单质的氧化性逐渐减弱，选项C错误；对应的卤素离子的还原性逐渐增强，选项B正确；气态氢化物的稳定性逐渐减弱，选项D