高届高级高一高中化学步步高必修2课件学案第一章第一节第2课时.docx
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高届高级高一高中化学步步高必修2课件学案第一章第一节第2课时
第2课时 元素的性质与原子结构
一、碱金属元素的结构与性质
1.碱金属元素的原子结构规律
元素名称
锂
钠
钾
铷
铯
元素符号
Li
Na
K
Rb
Cs
原子结构示意图
原子半径/nm
0.152
0.186
0.227
0.248
0.265
碱金属原子结构特点：
2.碱金属单质的物理性质
3.碱金属单质的化学性质
（1）实验探究
①钠、钾与氧气反应
②钠、钾与水反应
反应
钠与水的反应
钾与水的反应
操作
现象
相同点：
金属浮在水面上；金属熔成闪亮的小球；小球不停游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色
不同点：
钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧
化学方程式
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
结论
与水反应剧烈程度：
K>Na
金属的活泼性：
K>Na
（2）碱金属的原子结构与化学性质的递变关系：
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,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,元素金属性逐渐增强。
（1）碱金属单质的密度均小于水（×）
（2）碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而降低（√）
（3）碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气（√）
（4）碱金属单质在空气中燃烧生成过氧化物（×）
（5）碱金属元素的原子半径逐渐增大,金属性依次增强（√）
（6）钾比钠原子半径大,钾比钠活泼,所以钾可以从氯化钠溶液中置换出钠单质（×）
（2018·北京汇文中学月考）已知铷（Rb）是37号元素,其相对原子质量是85.5,与钠同主族,回答下列问题：
（1）铷位于第________周期,其原子半径比钠元素的原子半径________（填“大”或“小”）。
（2）铷单质性质活泼,写出它与氯气反应的化学方程式：
_____________________________。
铷单质易与水反应,反应的离子方程式为_______________________________________,
实验表明,铷与水反应比钠与水反应________（填“剧烈”或“缓慢”）。
（3）同主族元素的同类化合物的化学性质相似,分别写出①过氧化铷与CO2反应的化学方程式：
_____________________________________________；
②过量的RbOH与AlCl3反应的离子方程式：
_______________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）五 大
（2）2Rb＋Cl22RbCl 2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑ 剧烈 （3）①2Rb2O2＋2CO2===2Rb2CO3＋O2 ②4OH－＋Al3＋===AlO＋2H2O
解析
（2）Rb的密度比水大,遇水后沉在水底与水反应,铷的还原性比钠强,与水反应比钠剧烈。
（3）可根据钠的相应化合物发生的反应进行类推。
碱金属性质的相似性和递变性
（1）相似性
—最高价氧化物对应的水化物的化学式为ROH,且均为强碱
（2）递变性
具体情况如下：
①与氧气反应
从Li→Cs,与氧气反应越来越剧烈,产物越来越复杂。
如Li与O2生成Li2O,Na与O2生成Na2O2,K与O2生成KO2。
②与H2O（或酸）的反应
从Li→Cs,与H2O（或酸）反应越来越剧烈。
如K与H2O反应能发生轻微爆炸,Rb、Cs则遇水会发生爆炸。
因Na、K等活泼的金属易与H2O反应,故不能从水溶液中置换出不活泼的金属,只有在熔融状态下才能置换出不活泼的金属。
③最高价氧化物对应的水化物的碱性：
LiOH
二、卤族元素的结构与性质
1.卤族元素的原子结构
元素名称
氟
氯
溴
碘
元素符号
F
Cl
Br
I
原子结构示意图
原子半径/nm
0.071
0.099
1.14
1.33
卤族元素原子结构特点：
2.卤素单质的物理性质及递变规律
F2
Cl2
Br2
I2
颜色
淡黄绿色
黄绿色
深红棕色
紫黑色
状态
气态
气态
液态
固态
熔沸点
逐渐升高
3.卤素单质的化学性质
（1）与氢气的化合
F2
Cl2
Br2
I2
与H2反应条件
暗处
光照或点燃
加热至一定温度
不断加热
氢化物稳定性
很稳定
较稳定
不如HCl稳定
不稳定、易分解
结论
从F2→I2与H2化合越来越难,氢化物稳定性逐渐减弱
（2）卤素单质间的置换反应
实验操作
实验现象
化学方程式
静置后,液体分层,上层接近无色,下层呈橙红色
2NaBr＋Cl2===Br2＋2NaCl
静置后,液体分层,上层接近无色,下层呈紫红色
2KI＋Cl2===2KCl＋I2
静置后,液体分层,上层接近无色,下层呈紫红色
Br2＋2KI===2KBr＋I2
结论
从Cl2→I2氧化性逐渐减弱
4.卤族元素性质与原子结构的关系
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,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,得电子能力逐渐减弱,元素非金属性逐渐减弱。
（1）卤素单质颜色逐渐加深,熔、沸点逐渐升高,密度逐渐增大（√）
（2）卤素单质随着核电荷数增加,氧化性依次减弱,与H2反应剧烈程度依次减弱,生成气态氢化物的稳定性增强（×）
（3）卤素按F、Cl、Br、I的顺序,其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加,电子层数增多,原子半径增大,原子核对电子的吸引作用减弱（√）
（4）卤素原子最外层电子数都是7个,所以卤素单质易得电子,在氧化还原反应中卤素单质只表现氧化性（×）
1.卤族元素单质化学性质的相似性和递变性
（1）相似性（用X代表卤族元素）：
单质X2
化合物→最高价氧化物对应水化物（除氟外）都为强酸
（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酸性：
HF②最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,即HClO4>HBrO4>HIO4。
2.从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
（2018·南京外国语学校高一期中）某校化学学习小组设计了相关实验来探究元素周期律。
该组同学为验证卤素单质氧化性的相对强弱,用如图所示装置进行实验（夹持仪器已略去,气密性已检验）。
实验过程及现象：
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸；
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹；
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a；
Ⅳ.打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后CCl4层溶液变为紫红色。
请回答下列有关问题。
（1）B中溶液由黄色变为棕红色时发生反应的离子方程式为_____________________________。
（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是___________________________________。
（3）由此实验得出的结论：
同主族元素从上到下,原子的得电子能力逐渐________（填“减弱”或“增强”）。
（4）B和C仪器口放置浸有NaOH溶液的棉花的作用是________________________________。
答案
（1）2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2
（2）湿润的淀粉 KI试纸变蓝
（3）减弱
（4）吸收未反应的氯气,防止污染空气
解析
（1）Cl2与NaBr溶液反应生成Br2和NaCl,反应的离子方程式为2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2。
（2）湿润的淀粉 KI试纸变蓝色,说明有单质碘生成,即说明氯气的氧化性强于碘。
（3）由实验可知氯气的氧化性强于溴,而溴的氧化性强于碘,所以同主族元素从上到下,原子的得电子能力逐渐减弱。
（4）B和C仪器口放置浸有NaOH溶液的棉花的作用是吸收未反应的氯气,防止其对空气造成污染。
1.（2019·沈阳月考）下列说法错误的是（ ）
A.Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多
B.Li、Na、K、Rb元素的原子半径逐渐增大,金属性依次增强
C.因为Na比K容易失去电子,所以单质Na比K的还原性强
D.O与S为同主族元素,且O比S的非金属性强
答案 C
解析 K比Na容易失去电子,所以单质K比Na的还原性强,C项错误。
2.（2018·天津一中高一期中）下列说法正确的是（ ）
A.Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2
B.砹位于第六周期ⅦA族,其简单氢化物的稳定性大于氯化氢
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简单氢化物溶于水后,水溶液均呈酸性
答案 C
解析 Li在氧气中燃烧生成Li2O,A错误；元素非金属性越强,简单氢化物越稳定,同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,则简单氢化物的稳定性依次减弱,所以砹化氢的稳定性小于氯化氢,B项错误；随原子序数的增大,卤族元素单质的熔、沸点逐渐升高,C项正确；第二周期非金属元素的简单氢化物溶于水后,水溶液不一定呈酸性,如氨气溶于水后溶液显碱性,D项错误。
3.下列关于卤素（用X表示）的叙述正确的是（ ）
A.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
B.卤素单质与水都生成HX和HXO
C.其单质都有颜色,都有毒
D.卤素单质与其他物质化合时,均表现为还原性
答案 C
4.（2018·哈尔滨三中模拟）砹（At）属于卤族元素,下列关于砹（At）及其化合物具有的性质推测不正确的是（ ）
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 D
解析 单质溴、碘易溶于某些有机溶剂,故砹单质也易溶于某些有机溶剂,A项正确；由AgCl、AgBr、AgI的溶解度逐渐降低,颜色逐渐加深可知,B项正确；元素的非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,所以HAtO4的酸性比HClO4的弱,C项正确；在卤族元素中,非金属性越弱,对应的简单氢化物稳定性越差,故砹化氢的稳定性比碘化氢差,受热易分解,D项错误。
5.根据元素周期表回答下列问题：
（1）自然界稳定存在的元素中,金属性最强的元素是________,非金属性最强的元素是____________。
（2）在稳定存在的碱金属元素中,最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是________,写出钠与水反应的离子方程式：
_________________________________________________。
（3）卤族元素中,氢化物热稳定性最强的是________；写出向KI溶液中通入Cl2的反应离子方程式：
_________________
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