4.1.3 原子结构与元素的性质 课件 高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第3课时原子结构与元素的性质【课程目标】以第ⅠA族、第ⅦA族为例，通过探究认识同主族元素性质的递变规律，并能用原子结构理论加以解释，培养“科学探究”与“证据推理”的核心素养。内容索引01.夯基提能02.素养落实03.课时作业（二十四）知识点一碱金属元素知识点二卤族元素题型同主族元素原子结构和性质的递变规律01.夯基提能知识点一碱金属元素【知识衔接】

(1)原子结构决定元素的化学性质。(2)1．碱金属元素：第ⅠA族除H之外的元素。2．碱金属元素的原子结构【师说·助学】填写下表中的信息，并思考和讨论下列问题。元素名称锂钠钾铷铯元素符号______________________________原子结构示意图__________________原子半径/nm0.1520.1860.2270.2480.265LiNaKRbCs在周期表中，(1)从上往下，碱金属元素原子的核电荷数、原子半径如何变化？(2)从上往下，碱金属元素的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点能推断出碱金属元素的性质具有相似性？答案：从上往下，碱金属元素原子的核电荷数依次增加、原子半径逐渐增大。答案：从上往下，碱金属元素原子的电子层数依次增加，最外层都只有一个电子。碱金属元素原子的最外层电子数相同，可推测碱金属元素的化学性质相似。3．碱金属元素单质的化学性质——教材探究【知识衔接】

钠元素的原子结构和性质钠原子最外层只有1个电子，易失去；钠是活泼金属，具有强还原性，易与O2、H2O等多种物质发生反应。【性质预测】通过钠的化学性质，再结合锂、钠和钾的原子结构特点，可推知锂、钾也可以与氧气、水、酸溶液等物质反应；Li、Na、K金属活泼性依次增强。【实验验证】

钾与氧气反应钾与水反应实验操作从上到下，仪器名称依次为坩埚、泥三角、三脚架

实验现象产生紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)，钾燃烧比钠更剧烈钾浮在水面上；迅速熔成闪亮的小球四处游动；反应剧烈，有轻微爆炸声并着火燃烧；滴入酚酞，溶液变红化学方程式K＋O2KO2______________________实验结论钾能分别与O2、H2O反应，且钾比钠更活泼2K＋2H2O===2KOH＋H2↑

(2)碱金属元素性质的相似性与递变性4．碱金属元素单质的物理性质(1)相似性和递变性(2)个性特点：铯略带________色光泽；锂的密度比煤油的小；钠的密度比钾大。实验室中，钠、钾保存在煤油中，锂保存在液体石蜡中银白色较小降低金即学即练1．正误判断，错误的说明原因。(1)Li、Na、K在空气中燃烧均生成过氧化物：____________________________________________________________。(2)碱金属元素原子随核电荷数增加，其单质与水反应越来越剧烈：____________________________________________________________。(3)可以通过钠和氯化锂溶液反应，判断钠和锂元素的金属性：____________________________________________________________。(4)碱金属元素在自然界中都以化合态形式存在：________________。错误。Li、K在空气中燃烧分别生成Li2O、KO2。正确。错误。钠遇氯化锂溶液，发生钠与水的反应，无法判断钠和锂元素的金属性。正确2．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．和Li同一主族的都是金属元素B．Na＋比Li多一个电子层C．Li、Na、K＋的最外层都只有一个电子D．Li是碱金属元素中原子半径最小的元素答案：D知识点二卤族元素1．卤族元素：简称卤素，是典型的非金属元素，它们在自然界中都以________存在。2．卤素单质的物理性质

F2Cl2Br2I2颜色、常态________色气体________色气体________色液体________色固体密度逐渐________熔、沸点逐渐________溶解性在水中溶解度小(F2与H2O反应)，在有机溶剂中溶解度大化合态淡黄绿黄绿深红棕紫黑增大升高【特别提醒】熟记卤素单质的特殊性(1)在常温下，Br2是唯一的液态非金属单质常用于元素推断。，易挥发。实验室中将溴单质密封保存，并加水液封以减少挥发(2)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。3．卤族元素的原子结构(1)相似性：最外层电子数均有________个。(2)递变性：随核电荷数的增加，电子层数依次________，原子半径依次________。7增加增大

爆炸

【结论】从F2到I2，与H2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________。(2)卤素单质间的置换反应——教材实验4－1实验操作实验现象离子方程式氯水滴入KBr溶液中溶液由无色变为橙黄色______________________________氯水滴入KI溶液中溶液由无色变为褐色______________________________溴水滴入KI溶液中溶液由无色变为褐色_____________________________难减弱减弱2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－2I－＋Cl2===I2＋2Cl－2I－＋Br2===I2＋2Br－【实验结论】氧化性____________，还原性____________。【师说·助学】

F2通入水中会剧烈反应，且有另一种单质气体生成，请根据氧化还原反应理论写出上述反应的化学方程式。Cl2>Br2>I2Cl－＜Br－＜I－答案：2F2＋2H2O===4HF＋O25．卤素性质的递变规律及原因从F→I，电子层数依次增多，原子半径依次增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐________，原子得电子的能力逐渐________，非金属性逐渐________。【归纳总结】同主族元素的相似性和递变性减小减弱减弱即学即练1．正误判断，错误的说明原因。(1)从F到I，卤族元素气态氢化物稳定性逐渐增强：__________________________________________________。(2)卤素单质随原子序数的递增，密度逐渐增大：________________。(3)F2、Cl2、Br2与H2O反应的原理相同：____________________________________________________________。(4)F－、Cl－、Br－的还原性依次增强：_________________________。错误。从F到I，卤族元素气态氢化物稳定性逐渐减弱。正确错误。Cl2、Br2与H2O反应的原理相同，F2与H2O发生反应2F2＋2H2O===4HF＋O2正确2．[2024·广东华侨中学高一段考]已知卤素单质的氧化性强弱为Cl2＞Br2＞I2，排在前面的卤素单质可将排在后面的卤素从它的盐溶液中置换出来，如Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。下列说法或化学方程式不成立的是(

)A．Cl2与I－在水溶液中不能大量共存B．2NaF＋I2===2NaI＋F2C．还原性：Cl－＜Br－＜I－D．少量Cl2通入到NaBr和NaI的混合溶液中，Cl2优先氧化I－答案：B解析：由氧化性：Cl2＞I2可知，Cl2与I－在水溶液中会发生反应生成I2和Cl－，不能大量共存，A正确；由氧化性：F2＞I2可知，2NaF＋I2===2NaI＋F2不能发生，B错误；单质的氧化性越强，对应阴离子的还原性越弱，由氧化性：Cl2＞Br2＞I2可知，还原性：Cl－＜Br－＜I－，C正确；少量Cl2通入到NaBr和NaI的混合溶液中，由于还原性：Br－＜I－，Cl2优先氧化I－，再氧化Br－，D正确。3.在硬质玻璃管中的A、B、C处依次放置浸有KBr溶液、KI溶液、淀粉溶液的三个棉球(如图所示)。由左端导入Cl2，在B处加热，可观察到A处棉球呈________色，B处棉球呈现________色，C处棉球呈________色。将试管冷却后，在B、C之间的玻璃管内壁上有________色的________，这是因为____________________。红棕紫红蓝紫黑固体碘蒸气冷凝为固体解析：非金属性Cl>Br>I，则单质的氧化性Cl2>Br2>I2，Cl2与KBr溶液、KI溶液反应分别生成Br2和I2。02.素养落实题型

同主族元素原子结构和性质的递变规律例

[2024·海南海口高一期末]类比迁移的思维方法可以预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观事实。下列类比迁移结果正确的是(

)A.因为Na在空气中加热生成Na2O2，所以Li在空气中加热生成Li2O2B．因为HCl是强酸，所以HF也是强酸C．Na和水反应生成NaOH和H2，则Fe和水蒸气反应也生成Fe(OH)3和H2D．金属性：Rb>K>Na，则金属性：Sr>Ca>Mg答案：D解析：Li在空气中加热只能生成Li2O，故A错误；HF是弱酸，故B错误；Fe和水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故C错误；同主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，故金属性：Sr>Ca>Mg，故D正确。状元随笔在利用好“同主族元素的性质具有相似性和递变性”的同时，还要关注元素的特性。如碱金属单质与氧气反应的产物、F2与水反应；特别是单质物理性质的特殊性。【变式演练】1．[2024·内蒙古兴安盟高一期末]用下列曲线表示卤族元素的某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是(

)答案：A解析：卤族元素的非金属性随着核电荷数的增加而减弱，A项正确；卤族元素单质的氧化性随着核电荷数的增加而减弱，B项错误；卤族元素的最简单氢化物的热稳定性随着核电荷数的增加而减弱，C项错误；卤族元素单质的熔点随着核电荷数的增加而升高，D项错误。2．[2024·天津武清高一期末]已知铷在元素周期表中位于第五周期第ⅠA族。下列说法不正确的是(

)A．铷的原子序数为37B．铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈C．铷的熔沸点比钠的熔沸点低D．铷的氢氧化物是弱碱答案：D解析：已知铷在元素周期表中位于第五周期第ⅠA族，则为37号元素。铷的原子核内有37个质子，则原子序数为37，A正确；铷的原子半径大于Na，则失电子能力大于Na，故放到水中会比钠跟水反应更剧烈，B正确；钠、铷为同主族金属，且铷原子半径大于钠，铷的熔沸点比钠的熔沸点低，C正确；铷的失电子能力大于Na，则铷的氢氧化物是强碱，D错误。3．[2024·黔西南州同源中学高一期末]砹(At)是卤族元素，对砹及其化合物的叙述，不正确的是(

)A．与H2化合的能力：At2<I2B．砹在常温下为白色固体C．砹难溶于水，易溶于四氯化碳D．砹原子的最外层有7个电子答案：B解析：同主族从上到下，单质和H2化合越来越不容易，所以与H2化合的能力：At2＜I2，故A正确；同主族从上到下，元素的单质依次为气态、液态、固态，且颜色加深，碘为紫黑色固体，则砹是黑色固体，故B错误；碘易溶于有机溶剂，微溶于水，则砹易溶于某些有机溶剂，难溶于水，故C正确；同主族元素原子具有相等的最外层电子数，即砹原子的最外层有7个电子，故D正确。03.课时作业（二十四）题组一碱金属元素1．(3分)下列不属于碱金属单质的通性的是(

)A．硬度小、密度小

B．熔点较低C．焰色相同

D．导热、导电能力强答案：C解析：碱金属的硬度较小、密度较小，熔点均较低，且导热、导电能力强，但焰色试验中火焰的颜色各不相同。2．(3分)与水反应最剧烈的碱金属是(

)A．锂

B．钠

C．钾

D．铷答案：D解析：锂、钠、钾、铷四种碱金属，原子序数依次增大，其单质的还原性依次增强，与氧气或水反应的剧烈程度依次增强，铷与水反应最剧烈。3．(3分)钾和钠的化学性质相似，下列说法能较好地解释这个事实的是(

)A．原子最外层电子数相同

B．都是金属元素C．原子半径相差不大

D．最高化合价相同答案：A解析：结构决定性质，影响金属化学性质的主要因素是其原子核外电子排布情况，尤其是最外层电子数。钾原子和钠原子的最外层电子数均为1，故对应单质的化学性质相似。4．(3分)钾的下列性质与少量的钾保存在煤油中无关的是(

)A．单质钾的密度比煤油大

B．可用小刀片切割金属钾C．钾易与空气反应

D．单质钾的还原性很强答案：B解析：钾沉在煤油中说明其密度比煤油大，A项有关；可用小刀片切割金属钾，说明钾的硬度较小，B项无关；钾保存在煤油中是为了防止其与空气中的氧气、水蒸气等反应，C、D项有关。5．(3分)下列叙述正确的是(

)A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素C．在熔融状态下，钠可以从MgCl2中置换出镁D．Li、Na、K都可以保存在煤油中答案：C解析：Na在空气中燃烧会生成Na2O2，但Li没有Na活泼，在空气中燃烧生成的是Li2O，A项错误；ⅠA族中氢不属于碱金属元素，B项错误；钠还原性强于Mg，所以在熔融状态下可从MgCl2中置换出镁，C项正确；Na、K都可以保存在煤油中，Li的密度比煤油小，要保存在石蜡中，D项错误。题组二卤族元素6．(3分)某原子的结构示意图为

，下列关于该原子的说法不正确的是(

)A．核电荷数为17 B．核外有3个电子层C．属于非金属元素原子

D．在化学反应中容易失去1个电子答案：D解析：根据原子结构示意图可知核电荷数是17，A项正确；核外有3个电子层，B项正确；该元素是氯元素，属于非金属元素，C项正确；最外层电子数是7，在化学反应中容易得到1个电子达到8电子稳定结构，D项错误。7．(3分)[2024·福建厦门高一期末]已知Br2(溴单质)与Cl2的化学性质相似，下列关于Br2的说法不正确的是(

)A．Br2能与H2发生化合反应

B．Br2能与氢氧化钠溶液反应C．Br2能与水反应

D．Br2不能与铁单质反应答案：D解析：Br2能与H2发生化合反应生成HBr，A正确；Br2能与氢氧化钠溶液反应生成NaBr、NaBrO和H2O，B正确；Br2能与水反应生成HBr、HBrO，C正确；由于氧化性Cl2＞Br2＞Fe3＋，因此Br2能与铁单质反应生成FeBr3，D错误。8．(3分)下列关于卤素(用X表示)的叙述中，正确的是(

)A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示B．HX的热稳定性随卤素核电荷数增加而增强C．卤素单质的颜色F2→I2随相对分子质量增大而加深D．卤素单质越活泼，其熔点和沸点就越高答案：C解析：F2与H2O反应方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2，A项错误；从F到I，非金属性逐渐减弱，故HX的热稳定性逐渐减弱，B项错误；卤素单质从F2到I2的颜色为淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色，C项正确；卤素单质的活泼性由F2→Cl2→Br2→I2逐渐减弱，熔、沸点依次升高，D项错误。9．(3分)[2024·广东惠东高一期末]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可能表示(

)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Cl到I，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Cl2到I2，单质的密度逐渐增大，D项不符合题意。10．(3分)[2024·哈尔滨八校高一期末]下列各组物质性质比较的表示中，不正确的是(

)A．还原性：HF>HCl>HBr>HIB．稳定性：HF>HCl>HBr>HIC．氧化性：F2>Cl2>Br2>I2D．与水反应由易到难：F2>Cl2>Br2>I2答案：A解析：非金属性越强，离子还原性越弱，同主族从上往下非金属性减弱，还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI，A错误；非金属性越强，氢化物越稳定，同主族从上往下非金属性减弱，氢化物稳定性：HF>HCl>HBr>HI，B正确；非金属性越强，氧化性越强，同主族从上往下非金属性减弱，氧化性：F2>Cl2>Br2>I2，C正确；同主族从上往下非金属性减弱，与水反应由易到难：F2>Cl2>Br2>I2，D正确。【综合练|选考通关】11．(3分)[2024·长沙八校高一联考]可能存在的第119号元素被称为“类钫”，据元素周期表结构及元素性质变化趋势，有关“类钫”的预测说法正确的是(

)A．“类钫”在化合物中呈＋1价B．“类钫”属于过渡元素，具有放射性C．“类钫”单质的密度小于1g·cm－3D．“类钫”单质有较高的熔点答案：A解析：119号元素应位于第八周期ⅠA族，属于碱金属元素，类比碱金属的性质可知A项正确。12．(3分)[2024·沈阳高一期末]向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量Cl2，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KI B．NaCl、KCl、I2C．KCl和NaBr D．KCl和NaCl答案：D解析：过量的Cl2将I－、Br－从溶液中完全置换出来，在蒸干、灼烧过程中溴挥发、碘升华，所得固体为NaCl和KCl。此题也可利用Cl2、Br2、I2活泼性强弱用排除法选出D项。13．(4分)现有失去标签的A、B、C、D、E五个集气瓶，分别充满H2、O2、Cl2、HCl、HBr五种气体中的一种，其中C是黄绿色，A、C混合见光爆炸，C、D混合在瓶壁上出现橙红色小液滴，E遇潮湿空气出现白雾，写出它们的化学式：A________，B________，C________，D________，E________。H2O2Cl2HBrHCl解析：由已知条件，C是Cl2，A和C混合见光爆炸，A是H2；C、D混合瓶壁上出现橙色小液滴为Br2，则D是HBr，E是HCl，剩余B是O2。14．(12分)某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。实验方案实验现象①将新制氯水滴加到溴化钠溶液中，振荡，静置A.浮在水面上，熔成小球，不定向移动，随之消失②将一小块金属钠放入冷水中B.溶液呈浅紫色③将溴水滴加到NaI溶液中，振荡，静置C.浮在水面上，熔成