解析 锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈，A正确。
Rb和NaCl溶液反应时首先和水反应而不是置换出金属钠，B错。
碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而逐渐降低，C正确。
从锂到铯，碱金属元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强，D正确。
答案 B
变式训练1 下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述不正确的是（ ）
A．碱金属元素原子最外层都只有1个电子，在化学反应中容易失去
B．碱金属单质都是强还原剂
C．碱金属单质都能在氧气中燃烧生成过氧化物
D．碱金属单质都能与水反应生成碱
解析 同一主族元素最外层电子数相同，碱金属元素原子最外层电子数均为1，在化学反应中很容易失去最外层的1个电子，还原性很强，A、B对；Li与O2反应，只生成Li2O，Na在O2中点燃生成Na2O2，K在O2中可生成KO2，C错；碱金属元素的单质都能与水反应生成碱和氢气，D对。
答案 C
学习任务2 卤族元素单质化学性质的相似性、递变性和特殊性
如图是卤素原子的核外电子排布和卤素单质的存在形式，请回答下列问题：
1．请结合卤族元素原子结构的相似性与递变性探讨其化学性质的相似性与递变性。
提示
（1）卤族元素原子最外层都有7个电子，都易得1个电子达到8电子稳定结构，所以在化学反应中都表现很强的氧化性。
（2）随着原子序数的增加，电子层数依次增多，原子核对最外层电子的吸引能力逐渐减弱，得电子能力依次减弱，氧化性依次减弱。
2．根据卤族元素的性质分析，将F2通入NaCl溶液中得到什么气体？
提示 F2的氧化性大于Cl2，但由于F2与水发生反应：
2F2＋2H2O===4HF＋O2，F2不与溶液中的Cl－反应，故F2通入NaCl溶液中得到的是O2而不是Cl2。
3．已知还原性I－＞Br－＞Cl－＞F－，试从原子结构的角度分析原因。
提示 微粒的还原性即失电子的能力。
按I－→Br－→Cl－→F－的顺序，离子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引力逐渐增大，失去电子的能力逐渐减弱，故还原性逐渐减弱。
1．相似性
（1）与H2反应：
X2＋H2
2HX
（2）与活泼金属（如Na）反应：
2Na＋X2
2NaX
（3）与H2O反应
X2＋H2O===HX＋HXO（X＝Cl、Br、I）
2F2＋2H2O===4HF＋O2
2．递变性
（1）氧化性与还原性
（2）与H2反应的难易程度及对应氢化物稳定性（由F2→I2）热稳定性
①与H2反应越来越难，生成的氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强。
是否易分解
②氢化物中HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高。
（3）卤素单质与变价金属（如Fe）反应
2Fe＋3X2===2FeX3（X＝F、Cl、Br）
Fe＋I2===FeI2
3．特殊性 记住特殊性
（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，液溴易挥发，保存时要加一些水进行“水封”，碘可升华，遇淀粉溶液变蓝（检验I2）。
（3）Cl2、Br2、I2易溶于有机溶剂苯、CCl4、汽油等。
（4）F无正化合价。
【例题2】 下列关于卤族元素由上到下性质递变的叙述，正确的是（ ）
①单质的氧化性增强 ②单质的颜色加深 ③气态氢化物的稳定性增强 ④单质的沸点升高 ⑤阴离子的还原性增强
A．①②③ B．②③④
C．②④⑤D．④⑤
解析
答案 C
变式训练2 砹是现知原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，对砹及其化合物的叙述，正确的是（ ）
A．与H2化合能力：
At2>I2
B．砹在常温下为白色固体
C．砹原子的最外电子层上有7个电子
D．砹能从NaCl溶液中置换出氯单质
解析 从F到At，元素的非金属性逐渐减弱，单质与H2化合能力逐渐减弱，A项不正确；由F2到I2，单质的颜色依次加深，I2是紫黑色固体，则砹为黑色固体，B项不正确；卤族元素的原子，最外层上都有7个电子，C项正确；因氧化性：
Cl2>At2，所以At2不能从NaCl溶液中置换出Cl2，D项不正确。
答案 C
学习任务3 （核心素养）同主族元素原子结构与元素性质间的关系
一、知识要点
1．元素的金属性、非金属性与原子得失电子的关系
（1）元素的金属性是指气态原子失去电子的性质，金属性的强弱取决于原子失去电子能力的强弱，越易失去电子，金属性越强，而与失去电子的多少没有必然联系。
（2）元素的非金属性是指气态原子得到电子的性质，非金属性的强弱取决于原子得到电子能力的强弱，越易得到电子，非金属性越强，而与得到电子的多少没有必然联系。
（3）同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，而得电子能力逐渐减弱，故金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
2．同主族元素性质的递变规律
从碱金属元素和卤素的性质来看，同主族从上至下元素及其典型化合物性质的递变规律如下表所示。
物质类别
性质
递变规律
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
气态稳定性
逐渐减弱
还原性
逐渐增强
最高价氧化物
对应水化物
碱性
逐渐增强
酸性
逐渐减弱
二、核心素养
元素的金属性、非金属性与原子得失电子的关系⇒提升学生宏观辨识与微观探析素养
同主族元素性质的递变规律⇒培养学生证据推理与模型认知素养
【素养解题】
[典例示范] 下列关于主族元素的说法错误的是（ ）
A．同主族元素随着原子序数递增，元素金属性逐渐增强
B．同主族元素随着原子序数递增，元素单质的熔、沸点逐渐升高 注意金属、非金属的区别
C．同主族元素原子最外层电子数都相同
D．同主族元素随着原子序数递增其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强
[主族元素性质判断题的解题思路]
主族性质规律
要注意区分
易错点
单质的种类：
金属、非金属
必须是最高价氧化物对应的水化物
答案 B
三、对点训练
1．下列叙述中能说明A金属比B金属活泼性强的是（ ）
A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B．A原子电子层数比B原子的电子层数多
C．1molA从酸中置换H＋生成的H2比1molB从酸中置换H＋生成的H2多
D．常温时，A能从水中置换出氢气，而B不能
解析 比较金属的活泼性不能根据最外层电子数的多少，如Li的最外层电子数比Ca少，但不如Ca活泼，故A错误；比较金属的活泼性不能根据原子电子层数的多少，如Na的电子层数比Cu少，但Na比Cu活泼，故B错误；比较金属的活泼性不能根据生成氢气的多少来判断，例如1molAl从酸中置换H＋生成的H2比1molMg从酸中置换H＋生成的H2多，但Mg的活泼性强，故C错误；常温时，A能从水中置换出氢，而B不能，说明A易失去电子，则A的活泼性肯定比金属B的活泼性强，故D正确。
答案 D
2．下列说法正确的是（ ）
A．F、Cl、Br原子的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8
B．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律
C．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大起主要作用
D．砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，砹易溶于水，难溶于CCl4
解析 F的次外层电子数为2，Br的次外层电子数为18，A项错误；元素的非金属性强弱可以根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较，不能根据氢化物的酸性强弱比较，B项错误；由碘微溶于水、易溶于四氯化碳可推知，砹微溶于水，易溶于CCl4，D项错误。
答案 C
3．在1961年，本生和基尔霍夫发现了一种新的碱金属元素，根据已学知识解答下列问题，帮助这两位科学家研究该元素。
（1）该元素单质的密度比水的密度大，则该元素可能是________。
（2）该元素的单质与水反应比钾与水反应剧烈，但没有铯与水反应剧烈，由此可确定该元素是________。
其确定依据是______________。
（3）人类制备出该元素的单质比钠单质要晚得多，分析其中的原因：
________________。
解析
（1）在碱金属元素形成的单质中，Li、Na、K的密度都小于水的密度，Rb、Cs、Fr的密度都大于水的密度，故该元素可能是Rb、Cs、Fr。
（2）碱金属元素的单质按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序活动性逐渐增强，因此可以根据单质与水反应的剧烈程度，得出该元素为Rb。
（3）Rb和Na在自然界中全部以化合物形态存在，因此要制备它们的单质，需要把Rb＋和Na＋从其化合物中还原。
由于金属单质还原性越强，其阳离子氧化性就越弱，越不易被还原，因此单质Rb比单质Na制备的晚。
答案
（1）Rb、Cs、Fr
（2）Rb 碱金属元素的单质按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序活动性逐渐增强
（3）Rb＋的氧化性比Na＋的弱，不易被还原
4．
（1）常见卤素氢化物中最不稳定的是__________（写化学式）。
（2）下列单质熔、沸点随原子序数递增而升高的是_________________________
（填字母，下同）。
A．碱金属元素B．卤族元素
（3）下列反应中，更剧烈的是__________。
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__________。
A．溴化钠溶液B．碘化钾溶液
解析 卤素中碘元素的非金属性最弱，氢化物中最不稳定的是HI；碱金属元素的单质熔、沸点随原子序数递增而降低，卤素单质熔、沸点随原子序数递增而升高；钾比钠活泼，与水反应更剧烈；氯水与NaBr、KI溶液分别生成Br2、I2，而二者的四氯化碳溶液分别为橙色、紫红色。
答案
（1）HI
（2）B （3）B （4）B
5．用A.质子数、B.中子数、C.核外电子数、D.最外层电子数、E.电子层数，填写下列空格：
（1）同位素种类由________决定。
（2）元素种类由________决定。
（3）某元素有无同位素由________决定。
（4）核素相对原子质量由________决定。
（5）主族元素的化学性质主要由________决定。
（6）核电荷数由________决定。
（7）碱金属元素原子失电子能力相对强弱由________决定。
（8）原子得失电子能力相对强弱主要由________决定。
解析
（1）同位素种类的确定，既要确定元素（质子数），又要确定核素（中子数）。
（2）确定元素种类只需确定质子数。
（3）某元素有无同位素，已经确定了元素，只要由中子数确定同位素即可。
注意跟
（1）的区别。
（4）核素相对原子质量的近似整数值等于该核素的质量数，则由质子数和中子数决定。
（5）主族元素最外层电子数决定元素原子得失电子的能力，即化学性质。
（6）核电荷数＝质子数。
（7）碱金属元素原子电子层数越多，失电子能力越强，故决定碱金属元素原子失电子能力相对强弱的因素是电子层数。
（8）电子层数相同时原子的最外层电子数越少，失电子能力越强，最外层电子数越多，得电子能力越强；最外层电子数相同，电子层数越多，失电子能力越强，得电子能力越弱，故原子得失电子能力的相对强弱主要由最外层电子数和电子层数决定。
答案
（1）AB
（2）A （3）B （4）AB （5）D （6）A （7）E （8）DE
[合格练]
1．以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述中不正确的是（ ）
①氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③单质都是热和电的良导体 ④单质的密度依次增大，且都比水轻 ⑤单质的还原性依次增强 ⑥对应阳离子的氧化性依次增强
A．①③B．②⑤
C．②④⑥D．①③⑤
解析 单质熔点最高的应是Li，密度呈增大趋势，K出现反常，Rb、Cs的密度比水大，对应阳离子的氧化性应依次减弱。
答案 C
2．下列各组比较不正确的是（ ）
A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B．还原性：
K>Na，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠
C．金属性：
K>Na>Li
D．碱金属元素原子最外层电子数相同
解析 锂的活动性比钠弱，与水反应不如钠剧烈，故A正确；虽然钾的还原性大于钠，但K不能置换出NaCl溶液中的钠，而是先和水反应，故B错误；碱金属元素从Li到Cs，金属性逐渐增强，故C正确；碱金属元素原子最外层电子数均为1，故D正确。
答案 B
3．下列关于卤族元素由上到下性质递变规律的叙述，正确的是（ ）
①单质的氧化性增强 ②单质的颜色加深 ③气态氢化物的稳定性增强 ④单质的沸点升高 ⑤阴离子的还原性增强
A．①②③B．②③④
C．②④⑤D．①③⑤
解析 F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次减弱，
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