优化方案高中化学 第一章 物质结构 元素周期律 第一节 元素周期表第2课时元素的性质与原子结构学Word格式文档下载.docx
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1.判断正误:
(1)碱金属元素(R)的单质与氧气反应的产物是R2O。
(×
)
分析:
碱金属单质与氧气反应时,Li一定生成Li2O;
Na生成Na2O或Na2O2;
K、Rb、Cs可生成更复杂的氧化物。
(2)同主族元素自上而下,元素的原子半径逐渐增大。
(√)
同主族元素自上而下,电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大。
2.思考:
(1)碱金属单质Li、Na、K应该如何保存?
(已知煤油的密度为0.8g·
cm-3)
提示:
碱金属均易与氧气、水等发生反应,故应密闭保存;
钠、钾的密度比煤油的密度大,且不与煤油发生反应,因此可保存于煤油中。
但锂的密度比煤油的密度小,不能保存在煤油中,一般保存在石蜡中。
(2)根据碱金属元素性质的递变性分析,同主族元素Mg和Ca的活泼性强弱顺序。
碱金属元素从上至下,原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,活泼性逐渐增强,同样处于同一主族的Mg和Ca的原子半径:
Ca>
Mg,则活泼性:
Mg。
[认知总结]
碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性
1.相似性
→
2.递变性
具体情况如下(按从Li→Cs的顺序):
(1)与氧气、与水反应的剧烈程度逐渐增大。
①与O2反应越来越剧烈,产物也更加复杂,Li只生成Li2O,Na能生成Na2O和Na2O2,K则能生成K2O、K2O2、KO2等。
②与水反应越来越剧烈,K能发生轻微爆炸,Rb、Cs遇水则发生剧烈爆炸。
(2)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。
►讲练互动典例剖析 题组训练
[典例剖析]
(2015·
江苏淮安高一检测)下列有关碱金属单质的化学性质的说法中正确的是( )
A.K与H2O反应最剧烈
B.Rb比Na活泼,故Rb可以从Na盐溶液中置换出Na
C.碱金属的阳离子没有还原性,所以有强氧化性
D.从Li到Cs都易失去最外层1个电子,且失电子能力逐渐增强
[解析] 碱金属单质的化学性质具有相似性和递变性:
[答案] D
[易误警示]
(1)当Na、K、Rb、Cs投入到金属的盐溶液中时,不是从溶液中置换出相对不活泼的金属,而是先与水发生反应生成碱与氢气,然后生成的碱再与盐发生复分解反应。
例如:
Na与CuSO4溶液的总反应式为2Na+CuSO4+2H2O===Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
(2)无还原性的离子,并不意味着它具有强氧化性,如K+;
无氧化性的离子,并不意味着它具有强还原性,如Cl-。
[题组训练]
题组一 碱金属元素的性质
1.钾的金属性比钠强,根本原因是( )
A.钾的密度比钠小
B.钾的熔点比钠低
C.钾原子比钠原子多一个电子层
D.加热时,钾比钠更易汽化
解析:
选C。
由于钾的电子层数比钠多,原子核对最外层电子的吸引能力减弱,失去电子的能力增强,故金属性K>
Na。
2.关于铯及其化合物的以下各说法中不正确的是( )
A.氢氧化铯是一种强碱,比KOH的碱性强
B.铯与水或酸溶液反应剧烈,都生成氢气
C.Cs的还原性比Na强,故Na+的氧化性大于Cs+
D.Al的金属性大于Cs的金属性
选D。
由金属活动性顺序表可知金属性Na>
Al,由同主族元素金属性从上到下逐渐增强,可知金属性:
Cs>
Na,故金属性:
Na>
Al,D项错误。
题组二 碱金属元素性质的递变规律
3.下列有关碱金属元素的说法中,正确的是( )
A.在实验室里,碱金属元素的单质均保存在煤油中
B.在自然界中碱金属元素均以化合态存在
C.碱金属元素的单质在空气中燃烧生成物质的化学式均可表示为R2O
D.随着核电荷数的递增,碱金属元素的单质与水反应的剧烈程度逐渐减弱
选B。
A中Li的密度比煤油小,会浮在煤油上,故Li要保存在固体石蜡中,A错误;
碱金属元素的金属性都很强,在自然界中均以化合态存在,B正确;
Na、K等在空气中燃烧会生成更复杂的产物Na2O2、K2O2、KO2等,C错误;
随着核电荷数的递增,碱金属元素的单质的还原性增强,与水反应的剧烈程度逐渐增强,D错误。
知识点二 卤素的原子结构与性质
阅读教材P7~P9,思考并填空
1.卤族元素的原子结构及特点
氟
氯
溴
碘
①卤族元素位于周期表第ⅦA族;
②相同点:
最外层上都有7个电子;
③递变性:
从F→I,核电荷数逐渐增多,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。
2.卤素单质的主要物理性质及递变规律
(1)颜色、状态
F2:
淡黄绿色气体;
Cl2:
黄绿色气体;
Br2:
深红棕色液体;
I2:
紫黑色固体。
(2)递变规律
从F2到I2:
颜色逐渐加深,密度逐渐增大,熔、沸点逐渐升高。
3.化学性质
(1)卤素单质与氢气的反应
与H2反应生成相应的氢化物:
X2+H2===2HX;
规律:
与H2反应剧烈程度:
依次减弱,
生成氢化物的稳定性:
依次减弱。
(2)单质之间的置换反应
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===2NaCl+Br2
静置后,液体分层,上层接近无色,下层呈紫红色
2KI+Cl2===2KCl+I2
2KI+Br2===2KBr+I2
结论:
4.卤族元素的原子结构与化学性质的递变关系
随着核电荷数的增加,卤素单质的氧化性逐渐减弱,卤族元素的非金属性逐渐减弱。
(1)同主族元素自上而下,碱金属单质和卤素单质的熔、沸点都逐渐升高。
同主族元素自上而下,碱金属单质的熔、沸点逐渐降低,卤素单质的熔、沸点逐渐升高。
(2)第ⅦA族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增强。
第ⅦA族元素从上到下,得电子能力逐渐减弱,其氢化物的稳定性逐渐减弱。
2.下列有关氟、氯、溴、碘四种元素性质递变规律的说法不正确的是( )
A.单质的颜色逐渐加深
B.单质的熔点和沸点依次升高
C.Cl2可以从KI溶液中置换出I2
D.Br2可以从NaCl溶液中置换出Cl2
Cl的非金属性强于Br,故Br2不能从NaCl溶液中置换出Cl2。
3.思考:
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?
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。
卤族元素化学性质的相似性和递变性
具体情况如下:
物质
性质
递变规律(F2→I2)
单质
与氢气反应
反应越来越难
氢化物
稳定性
逐渐减弱
还原性
逐渐增强
最高价氧化物对应的水化物(氟除外)
酸性
四川巴中高一月考)下列说法不正确的是( )
A.HBr比HCl的还原性强
B.卤素是较强的非金属元素,故其单质只有氧化性
C.碘难溶于水,易溶于有机溶剂
D.碘单质能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
[解析] 同主族自上而下元素非金属性减弱,氢化物的还原性增强,A正确;
卤素单质能够被氧化成正价化合物,如I2可被氧化成HIO3,所以卤素单质除F2外,其他的也有还原性,B错误;
碘难溶于水,易溶于有机溶剂,可使淀粉变蓝,C、D正确。
[答案] B
[易误警示] 卤素单质性质的认识误区
卤族元素的主要化合价有-1、0、+1、+3、+5、+7(F除外),可知卤族元素的单质不仅只有氧化性,也有还原性,能被其他氧化剂氧化成高价氧化物或自身发生歧化反应,如Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2、Cl2+H2O===HCl+HClO。
题组一 卤族元素的性质
1.将氯水注入KI溶液中,用力振荡,再注入四氯化碳,振荡后静置,看到的现象是( )
A.液体呈紫红色
B.液体为无色
C.液体分两层,上层为紫色、下层接近无色
D.液体分两层,上层接近无色、下层显紫红色
氯水注入KI溶液中,发生反应:
Cl2+2KI===2KCl+I2,再注入CCl4,振荡、静置,由于CCl4和水互不相溶,故静置后的液体分为两层,CCl4位于下层;
由于I2在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大得多,故I2被CCl4从水中萃取出来。
这个实验是检验I-存在的方法之一。
2.
(1)向NaBr和KI的混合溶液中,通入足量的Cl2后,将溶液蒸干并灼烧,最后蒸发皿中剩余的物质是
________________________________________________________________________,
写出反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)向KI溶液中滴入淀粉溶液,现象是
再滴入氯水,现象是________________,有关反应的离子方程式为
(1)足量Cl2将Br-、I-完全置换出来,溶液蒸干并灼烧后只剩下NaCl、KCl。
(2)淀粉遇I2才变蓝,KI溶液中无I2,加入氯水后发生反应:
Cl2+2I-===I2+2Cl-,溶液才会出现蓝色。
答案:
(1)NaCl、KCl 2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2、2KI+Cl2===2KCl+I2
(2)无明显变化 溶液变蓝色 Cl2+2I-===2Cl-+I2
题组二 卤族元素性质的递变规律
3.下列对卤素的说法不符合递变规律的是( )
A.F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱
C.F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强
D.卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序,颜色逐渐变浅,密度逐渐增大
从F→I,原子半径依次增大,单质氧化性逐渐减弱,则阴离子的还原性逐渐增强,氢化物的稳定性逐渐减弱,卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序,颜色逐渐变深。
知识点三 元素金属性和非金属性强弱的判断
阅读教材P9,思考并填空
1.元素的金属性是指气态原子失去电子的性质。
2.元素的非金属性是指气态原子得到电子的性质。
3.同主族元素的性质与原子结构的关系
(1)元素性质的影响因素
元素的性质主要与原子核外电子的排布,特别是最外层电子数有关。
(2)同主族元素性质的递变规律
(1)金属元素失去的电子数越多,则该元素的金属性越强。
金属性是指金属失电子的能力,与失电子数无关。
(2)非金属元素得到的电子数越多,则该元素的非金属性越强。
非金属性是指非金属得电子的能力,与得电子数无关。
2.将甲、乙两种金属的性质相比较,下列不能说明甲的金属性比乙强的是( )
A.甲与水反应比乙与水反应剧烈
B.甲单质能从乙的盐溶液中置换出乙单质
C.与某非金属反应时甲原子失电子数目比乙的多
D.甲的最高价氧化物的水化物比乙的最高价氧化物的水化物碱性强
金属与某非金属反应时失电子的多少由原子结构决定,与得失电子能力的强弱无关。
(1)在化学反应中,Na易失去1个电子,Al易失去3个电子,哪种元素的金属性强?
金属性是指元素原子失去电子的能力,是指失去电子的难易程度,与失去电子的个数无关,Al失去的电子数比Na多,但由于Al的原子半径比Na小,失去电子的能力比Na弱,故金属性Na比Al强。
(2)试判断“因为溶液的酸性HF<
HCl<
HBr<
HI,所以非金属性F<
Cl<
Br<
I”的正确性。
错误。
HX水溶液的酸性随原子序数的递增逐渐增强,与最高价氧化物对应的水化物的酸性相反,故不能依据HX水溶液的酸性强弱来比较卤素非金属性的强弱。
元素金属性和非金属性强弱的判断
1.金属性强弱的判断
(1)据元素周期表判断
①同一周期,从左到右:
元素的金属性逐渐减弱。
②同一主族,从上到下:
元素的金属性逐渐增强。
(2)据金属活动性顺序表判断
从左到右,金属单质的活动性减弱,元素的金属性也减弱。
(3)据单质及其化合物的性质判断
①金属单质与水或酸反应越剧烈,元素的金属性越强。
②最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,元素的金属性越强。
(4)金属单质间的置换反应
较活泼的金属将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来,如Zn+Cu2+===Zn2++Cu,则金属性:
Zn>
Cu。
但活泼金属与水反应剧烈,在水溶液中不能置换出其他金属单质,如碱金属。
(5)据阳离子的氧化性强弱判断
金属阳离子的氧化性越强,元素的金属性越弱,如氧化性:
Cu2+>
Fe2+,则金属性:
Cu<
Fe。
2.非金属性强弱的判断
元素的非金属性逐渐增强。
元素的非金属性逐渐减弱。
(2)据单质及其化合物的性质判断
①单质与氢气化合越容易(或氢化物越稳定),元素的非金属性越强。
②最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,元素的非金属性越强。
(3)非金属单质间的置换反应
活泼的非金属将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来,如Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,则非金属性:
Cl>
Br。
(4)据离子的还原性强弱判断
非金属阴离子的还原性越强,元素的非金属性越弱,如还原性:
Cl-<
I-,非金属性:
I。
吉林高一检测)下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是( )
①HCl比H2S稳定
②HClO氧化性比H2SO4强
③HClO4酸性比H2SO4强
④Cl2能与H2S反应生成S
⑤氯原子最外层有7个电子,硫原子最外层有6个电子
A.②⑤ B.①②
C.①②④D.①③⑤
[解析] 元素的氢化物越稳定,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,其非金属性越强,①③不符合题意;
含氧酸的氧化性强弱不能作为判断元素非金属性强弱的依据,②符合题意;
非金属单质间的置换反应:
Cl2+H2S===2HCl+S,说明氯的非金属性比硫强,④不符合题意;
最外层电子数多,元素的非金属性不一定强,如非金属性O>
Br,但最外层电子数:
O<
Br,⑤符合题意。
[答案] A
[易误警示] 比较元素非金属性强弱,应从元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较,如H2SO3的酸性强于H2CO3,但不能证明硫的非金属性强于碳。
题组一 元素金属性、非金属性的变化规律
1.下列说法正确的是( )
A.SiH4比CH4稳定
B.O2-比S2-的还原性强
C.Cs失电子能力比Na强
D.P和As同属于第ⅤA族元素,H3PO4酸性比H3AsO4的弱
硅和碳在同一主族,碳比硅的非金属性强,故SiH4比CH4稳定性弱,A错误;
氧和硫属同一主族,氧比硫的非金属性强,故O2-比S2-的还原性弱,B错误;
钠和铯在同一主族,铯比钠的金属性强,失电子能力更强,C正确;
P和As同属于第ⅤA族元素,磷比砷的非金属性强,故H3PO4酸性比H3AsO4的强,D错误。
2.下列有关同主族元素性质的比较,不正确的是( )
A.金属性:
K>
Li
B.非金属性:
O>
S>
Se
C.还原性:
F->
Cl->
I-
D.碱性:
KOH>
NaOH>
LiOH
同主族自上而下,元素的金属性逐渐增强,A正确;
同主族自上而下,元素的非金属性逐渐减弱,离子的还原性逐渐增强,B正确,C错误;
同主族自上而下,元素金属性逐渐增强,最高价氧化物的水化物碱性逐渐增强:
LiOH,D正确。
题组二 元素金属性、非金属性强弱的判断依据
3.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素。
下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是( )
A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B.X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低
C.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
D.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
根据同主族元素性质的递变规律可知,电子层数越多,非金属性越弱,A错误;
氢化物沸点的高低,与对应元素非金属性的强弱无关,B错误;
对于非金属元素,其气态氢化物的稳定性越好,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,则其非金属性越强,C正确;
根据氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,所以Y的氧化性强于X,即金属性:
Y>
X,D错误。
4.下列叙述中能肯定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
比较金属性的强弱不能看电子层数或最外层电子数的多少,而应该看是否容易失去最外层电子。
Ca的最外层电子数比Na的最外层电子数多,但Ca比Na活泼,A错误。
Ag虽然拥有5个电子层,最外层也是一个电子,但其金属性却弱于只有3个电子层的Na,B错误。
不应该比较从酸中置换出H2的多少,而应该比较置换出H2的难易,C错误。
——————————————[易错易混小结]——————————————
1.F2的氧化性最强,能与水发生反应,故不能用F2从溶液中置换出Cl2、Br2和I2。
2.元素非金属性、金属性的强弱与元素得失电子的难易程度有关,与得失电子的数目无关。
因此,不能根据元素得失电子的数目比较元素金属性、非金属性的强弱。
3.碱金属元素中,只有Li与O2反应的产物为Li2O一种,其他元素与O2反应的产物至少有两种,Li与O2在加热条件下反应并不生成Li2O2。
4.在氢卤酸中,除HF为弱酸外,其余的均为强酸,不能认为酸性:
HF>
HCl>
HBr>
HI。
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[基础温故]
1.卤素是最活泼的一族非金属元素,下列关于卤族元素的说法正确的是( )
A.卤素单质的最外层电子数都是7
B.卤族元素的单质只有氧化性
C.从F到I,原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱,原子的得电子能力依次减弱
D.卤素单质与H2反应的剧烈程度为F2<
Cl2<
Br2<
I2
卤素原子最外层有7个电子,而不是单质最外层有7个电子,A项错误;
氯、溴、碘元素的单质既有氧化性,又有还原性,B项错误;
氟是非金属性最强的卤族元素,C项正确;
单质与H2反应的剧烈程度为F2>
Cl2>
Br2>
I2,D项错误。
2.下列叙述中错误的是( )
A.随着电子层数增多,碱金属的原子半径逐渐增大
B.碱金属具有强还原性,它们的离子具有弱氧化性
C.碱金属单质的熔、沸点随着核电荷数的增大而降低
D.碱金属元素在自然界中既有游离态,又有化合态
碱金属元素的单质还原性强,在自然界中均以化合态存在。
3.下列事实不能用于判断元素非金属性强弱的是( )
A.非金属单质与非金属阴离子在溶液中发生的置换反应
B.1mol非金属单质在反应中得到电子的多少
C.非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
D.非金属元素的单质与氢气反应的难易
B中,判断元素非金属性强弱的根本依据是元素原子得到电子的难易,而不是得到电子数目的多少。
4.铯是一种碱金属元素,下列关于铯的叙述中,正确的是( )
A.CsOH是一种可溶于水的强碱
B.Cs在空气中燃烧,生成一种氧化物Cs2O
C.Cs与水反应,能发生爆炸,并放出O2
D.酒精灯加热Cs2CO3,可生成氧化铯和二氧化碳
选A。
由钠及其化合物的性质可推测Cs及其化合物的性质。
其中Cs在空气中燃烧除生成Cs2O外,还生成过氧化物等复杂氧化物;
Cs与水反应生成H2而不是O2;
Cs2CO3受热时不易分解。
5.下列说法正确的是( )
A.碱性:
LiOH>NaOH>KOH>RbOH
B.金属性:
Rb>K>Na>Li
C.与酸反应时Fe失去2个电子,Na失去1个电子,所以Fe的金属性强于Na
D.Rb不易与水反应放出H2
因为金属性:
Li<Na<K<Rb,所以碱性:
LiOH<NaOH<KOH<RbOH,Rb比K更容易与水反应,B对,A、D错;
反应时失去电子数目多不一定金属性强,在金属活动性顺序表中,Na在Fe的前面,所以Na的金属性强于Fe的,C错。
6.(2015·
山东潍坊高一检测)已知钡的活动性介于钠和钾之间,下列叙述正确的是( )
A.钡与水反应比钠与水反应缓慢