第3課時原子結構與元素的性質

第四章

第一節原子結構與元素周期表以第ⅠA族、第ⅦA族為例，通過探究認識同主族元素性質的遞變規律，并能用原子結構理論加以解釋，培養“科學探究”與“證據推理”的核心素養。學習目標任務二鹵族元素2隨堂達標演練3內容索引課時測評4任務一堿金屬元素1任務一堿金屬元素新知構建1．元素的性質與原子結構的關系

交流研討1原子最外層電子數特點得失電子情況元素性質稀有氣體元素都為8(氦為2)不易得、失穩定金屬元素一般____4易______________非金屬元素一般____4易__________________根據初中所學原子結構的知識，填寫下表。＜失去金屬性≥得到非金屬性歸納總結元素的原子結構決定元素的性質(金屬性或非金屬性)元素名稱鋰鈉鉀銣銫元素符號原子結構示意圖元素名稱鋰鈉鉀銣銫原子半徑/nm0.1520.1860.2270.2480.2652．堿金屬元素的原子結構

交流研討2填寫下表中的信息，并思考和討論下列問題在元素周期表中：(1)從上往下堿金屬元素原子的核電荷數、原子半徑如何變化？提示：Li

Na

K

Rb

Cs(2)從上往下，堿金屬元素的原子核外電子排布有什么特點？從哪一點能推斷出堿金屬元素的性質具有相似性？核電荷數逐漸增大；原子半徑逐漸增大。提示：Li

Na

K

Rb

Cs電子層數逐漸增多，最外層都只有一個電子；最外層都只有一個電子。3．堿金屬元素單質的化學性質交流研討3

通過鈉的化學性質，再結合鋰、鈉和鉀的原子結構特點，請你預測鋰、鉀可能具有哪些與鈉相似的化學性質。劇烈程度如何變化？提示：鋰、鉀也可以與氧氣、水、酸溶液等物質反應；Li、Na、K反應劇烈程度逐漸增強。實驗驗證鉀與氧氣反應鉀與水反應操作現象產生紫色火焰，鉀燃燒比鈉更劇烈鉀浮在水面上；迅速熔化成閃亮的小球，四處游動；反應劇烈，有輕微爆炸聲并著火燃燒；滴入酚酞，溶液變紅化學方程式K＋O2KO2__________________________結論鉀分別能與O2、H2O反應，且鉀更活潑，預測成立2K＋2H2O===2KOH＋H2↑根據鉀、鈉與水的反應，推斷鋰與水反應的難易程度。提示：鋰與水反應的程度不如鈉劇烈。交流研討4歸納總結堿金屬元素性質的相似性與遞變性4．堿金屬元素單質的物理性質(1)相似性和遞變性(2)個性特點：銫略帶金色光澤；鋰的密度比煤油的小；鈉的密度比鉀大。銀白色較小降低典題應用1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)Li、Na、K在空氣中燃燒均生成過氧化物：

_____________________________________________。(2)堿金屬元素原子隨核電荷數增加，其單質與水反應越來越劇烈：

_____。(3)可以通過鈉和氯化鋰溶液反應，判斷鈉和鋰元素的金屬性：

___________________________________________________________________。(4)堿金屬元素在自然界中都以化合態形式存在：______。錯誤。Li、K在空氣中燃燒分別生成Li2O、KO2正確遇氯化鋰溶液，發生鈉與水的反應，無法判斷鈉和鋰元素的金屬性錯誤。鈉正確2．鋰(Li)是世界上最輕的金屬，它屬于堿金屬的一種，下列說法正確的是A．和Li同一主族的都是金屬元素B．Na＋比Li多一個電子層C．Li、Na、K＋的最外層都只有一個電子D．Li是堿金屬中原子半徑最小的元素鋰在第ⅠA族，該族中還有非金屬元素氫，A選項錯誤；Li、Na＋的粒子結構示意圖分別為

、

，B選項錯誤；K＋的離子結構示意圖為

其最外層有8個電子，C選項錯誤?！谭祷厝蝿斩u族元素新知構建1．鹵族元素：簡稱鹵素，是典型的非金屬元素，它們在自然界中都以存_______在。2．鹵素單質的物理性質化合態

F2Cl2Br2I2顏色、狀態_______色氣體_____色氣體______色液體______色固體密度逐漸______熔、沸點逐漸______溶解性在水中溶解度小(F2與H2O反應)，在有機溶劑中溶解度大淡黃綠黃綠深紅棕紫黑增大升高特別提醒1.在常溫下Br2是唯一的液態非金屬單質，易揮發。2.碘為紫黑色固體，易升華，淀粉遇I2變藍。

3.鹵族元素的原子結構(1)相似性：最外層電子數均有__個。(2)遞變性：隨核電荷數的增加，電子層數依次_____，原子半徑依次_____。4．鹵素單質的化學性質(1)與氫氣反應鹵素單質化學方程式反應條件及產物穩定性F2_____________________在暗處劇烈化合，并發生_______，HF很穩定Cl2_____________________________光照或點燃發生反應，HCl較穩定7增加增大H2＋F2===2HF爆炸H2＋Cl22HCl難減弱減弱(2)鹵素單質間的置換反應實驗操作實驗現象離子方程式氯水滴入KBr溶液中溶液由無色變為橙黃色________________________________氯水滴入KI溶液中溶液由無色變為褐色____________________________溴水滴入KI溶液中溶液由無色變為褐色_____________________________結論氧化性：_______________；還原性：_________________Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－2I－＋Cl2===I2＋2Cl－2I－＋Br2===I2＋2Br－Cl2>Br2>I2Cl－＜Br－＜I－F2通入水中會劇烈反應，且有另一種單質氣體生成，請根據氧化還原反應理論寫出上述反應的化學方程式。交流研討提示：2F2＋2H2O===

4HF＋O2。5．鹵素性質的遞變規律及原因從F→I，電子層數依次增多，原子半徑依次增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸_____，原子得電子的能力逐漸______，非金屬性逐漸_____。減小減小減弱歸納總結同主族元素的相似性和遞變性典題應用1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)從F到I，鹵族元素氣態氫化物穩定性逐漸增強：________________________________________________。(2)鹵素單質隨原子序數的遞增，密度逐漸增大：

______。(3)F2、Cl2、Br2與H2O反應的原理相同：

_________________________________________________________________________。(4)F－、Cl－、Br－的還原性依次增強：

______。錯誤。從F到I，鹵族元素氣態氫化物穩定性逐漸減弱正確錯誤。Cl2、Br2與H2O反應的原理相同，F2與H2O發生反應2F2＋2H2O===4HF＋O2正確2．(2023·廣東華僑中學高一段考)已知鹵素單質的氧化性強弱為Cl2＞Br2＞I2，排在前面的鹵素單質可將排在后面的鹵素從它的鹽溶液中置換出來，如Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。下列說法或化學方程式不成立的是A．Cl2與I－在水溶液中不能大量共存B．2NaF＋I2===2NaI＋F2C．還原性：Cl－＜Br－＜I－D．少量Cl2通入到NaBr和NaI的混合溶液中，Cl2優先氧化I－√由氧化性：Cl2＞I2可知，Cl2與I－在水溶液中會發生反應生成I2和Cl－，不能大量共存，A正確；由氧化性：F2＞I2可知，2NaF＋I2===2NaI＋F2不能發生，B錯誤；單質的氧化性越強，對應陰離子的還原性越弱，由氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2可知，還原性：Cl－＜Br－＜I－，C正確；少量Cl2通入到NaBr和NaI的混合溶液中，由于還原性：Br－＜I－，Cl2優先氧化I－，再氧化Br－，D正確。3．在硬質玻璃管中的A、B、C處依次放有浸有KBr溶液、KI溶液、淀粉溶液的三個棉球(如圖所示)。由左端導入Cl2，在B處加熱，可觀察到A處棉球呈______色，B處棉球呈______色，C處棉球呈____色。將試管冷卻后，在B、C之間的玻璃管內壁上有______色的______，這是因為_____________________。紅棕紫紅藍紫黑固體碘蒸氣冷凝為固體返回非金屬性：Cl>Br>I，則單質的氧化性：Cl2>Br2>I2，Cl2與KBr溶液、KI溶液反應分別生成Br2和I2。隨堂達標演練√1．下列敘述正確的是A．Na在空氣中燃燒會生成Na2O2，故Li在空氣中燃燒也會生成Li2O2B．堿金屬元素是指ⅠA族的所有元素C．在熔融狀態下，鈉可以從MgCl2中置換出鎂D．Li、Na、K都可以保存在煤油中Na在空氣中燃燒會生成Na2O2，但Li沒有Na活潑，在空氣中燃燒生成的是Li2O，A項錯誤；ⅠA族中氫不屬于堿金屬元素，B錯誤；鈉還原性強于Mg，所以在熔融狀態下可從MgCl2中置換出鎂，C項正確；Na、K都可以保存在煤油中，Li的密度更小，要保存在石蠟中，D項錯誤。2．(2023·山東聊城高一檢測)鋰(Li)是一種銀白色的金屬元素，質軟，是密度最小的金屬。用于原子反應堆、制輕合金及電池等，鋰電池或鋰離子電池備受人們推崇。鋰(Li)不可能具有的性質是A．鋰在空氣中燃燒只會生成氧化鋰B．鋰很軟，用小刀可以切割C．鋰的熔點比金屬銫高D．金屬鋰可以保存在煤油或液體石蠟中√鋰較其他堿金屬活潑性差，燃燒不生成過氧化物，生成氧化鋰，A正確；堿金屬都很軟，可用小刀切割，B正確；堿金屬Li→Cs熔點逐漸降低，C正確；金屬鋰的密度比煤油小，所以不能保存在煤油中，D錯誤?！?．下列說法正確的是A．F、Cl、Br的最外層電子數都是7，次外層電子數都是8B．從HF、HCl、HBr、HI酸性遞增的事實，推出F、Cl、Br、I的非金屬性遞增規律C．鹵素按F、Cl、Br、I的順序，其非金屬性逐漸減弱的原因是隨著核電荷數增加電子層數增大起主要作用D．砹是原子序數最大的鹵族元素，根據鹵素性質的遞變規律，砹易溶于水，難溶于CCl4F的次外層電子數為2，Br的次外層電子數為18，A項錯誤；元素的非金屬性強弱可以根據其最高價氧化物對應水化物的酸性強弱比較，B項錯誤；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項錯誤。4．(2023·黔西南州同源中學高一檢測)砹(At)是原子序數最大的鹵族元素，對砹及其化合物的敘述，不正確的是A．與H2化合的能力：At2<I2B．砹在常溫下為白色固體

C．砹難溶于水，易溶于四氯化碳D．砹原子的最外層有7個電子

√同主族從上到下，單質和氫氣化合越來越不容易，所以與H2化合的能力：At2＜I2，故A正確；同主族從上到下元素的單質從氣態、液態、固態變化，且顏色加深，碘為紫黑色固體，則砹是黑色固體，故B錯誤；由碘微溶于水，易溶于有機溶劑，可推知，砹易溶于某些有機溶劑，也是不易溶于水的，故C正確；同主族元素原子具有相等的最外層電子數，即砹原子的最外層有7個電子，故D正確。返回5．現有失去標簽的A、B、C、D、E五個集氣瓶，分別充滿H2、O2、Cl2、HCl、HBr五種氣體中的一種，其中C是黃綠色，A、C混合見光爆炸，C、D混合在瓶壁上出現橙紅色小液滴，E遇潮濕空氣出現白霧，寫出它們的化學式：A____，C______，D______，E_____。H2

Cl2HBrHCl由已知條件，C是Cl2，A和C混合爆炸，A是H2；C、D混合瓶壁上出現橙色小液滴為Br2，則D是HBr，E是HCl。課時測評√題點一

堿金屬元素1．下列不屬于堿金屬單質的通性的是A．硬度小、密度小 B．熔點較低C．焰色試驗相同 D．導熱、導電性能強堿金屬的硬度較小、密度較小，熔點均較低，且導熱、導電性能強，但焰色試驗中火焰的顏色各不相同?！?．下列與水反應最劇烈的堿金屬是

A．鋰

B．鈉

C．鉀

D．銣

鋰、鈉、鉀、銣四種堿金屬，原子序數依次增大，其單質的還原性依次增強，與氧氣或水反應的劇烈程度依次增強，銣與水反應最劇烈。√3．鉀和鈉的化學性質相似，下列說法能較好地解釋這個事實的是A．原子最外層電子數相同

B．都是金屬元素C．原子半徑相差不大

D．最高化合價相同結構決定性質，影響金屬化學性質的主要因素是其原子核外電子排布情況，尤其是最外層電子數。鉀原子和鈉原子的最外層電子數均為1，故對應單質的化學性質相似。√4．鉀的下列性質與少量的鉀保存在煤油中無關的是A．單質鉀的密度比煤油大 B．可用小刀片切割金屬鉀C．鉀易與空氣反應 D．單質鉀的還原性很強鉀沉在煤油中說明其密度比煤油大，A項有關；可用小刀片切割金屬鉀，說明鉀的硬度較小，B項無關；鉀保存在煤油中是為了防止其與空氣中的氧氣、水蒸氣等反應，C、D項有關。√5．下列關于堿金屬的敘述錯誤的是A．它們都能在空氣中燃燒生成M2O(M指堿金屬元素)B．它們都能與水反應生成氫氣和堿C．隨核電荷數的遞增，它們所形成的陽離子的氧化性依次減弱D．堿金屬中密度最小的是鋰Na在空氣中燃燒生成過氧化鈉，K在空氣中燃燒生成超氧化鉀，A項錯誤；堿金屬與水反應的產物均是堿和氫氣，只是劇烈程度不同，B項正確；隨著核電荷數的遞增，堿金屬元素所形成陽離子的氧化性逐漸減弱，C項正確；隨著原子序數的遞增，堿金屬的密度呈增大趨勢(K反常)，密度最小的是鋰，D項正確。根據原子結構示意圖可知核電荷數是17，A項正確；核外有3個電子層，B項正確；該元素是氯元素，屬于非金屬元素，C項正確；最外層電子數是7，在化學反應中容易得到1個電子達到8電子穩定結構，D項錯誤?！填}點二鹵族元素6．某原子的結構示意圖為

，下列關于該原子的說法不正確的是A．核電荷數為17B．核外有3個電子層C．屬于非金屬元素原子D．在化學反應中容易失去1個電子√7．(2023·江蘇丹陽高一調研)關于鹵族元素，下列說法正確的是A．所有鹵族元素的微粒都易得電子B．和F同一主族的元素都是非金屬元素C．化合物中鹵族元素都顯負價D．鹵族元素原子的原子半徑從上到下逐漸減小鹵族元素的陰離子如Cl－等不易得電子，A選項錯誤；鹵族元素都是非金屬元素，B選項正確；NaClO中Cl為＋1價，C選項錯誤；從F→I，原子半徑逐漸增大，D選項錯誤?！?．下列關于鹵素(用X表示)的敘述中，正確的是A．鹵素單質與水反應均可用X2＋H2OHXO＋HX表示B．HX的熱穩定性隨鹵素核電荷數增加而增強C．鹵素單質的顏色F2→I2隨相對分子質量增大而加深D．鹵素單質越活潑，其熔點和沸點就越高F2與H2O反應方程式為2F2＋2H2O===4HF＋O2，A項錯誤；從F到I，非金屬性逐漸減弱，故HX的熱穩定性逐漸減弱，B項錯誤；鹵素單質從F2到I2的顏色為淡黃綠色→黃綠色→深紅棕色→紫黑色，C項正確；鹵素單質的活潑性由F2→Cl2→Br2→I2逐漸減弱，熔、沸點依次升高，D錯誤?！?．(2023·重慶云陽中學高一段考)下列各組物質性質比較的表示中，正確的是A．還原性：HF>HCl>HBr>HIB．穩定性：HF<HCl<HBr<HIC．與水反應由易到難：Cl2>Br2>I2>F2D．密度：F2<Cl2<Br2<I2A項應為HI>HBr>HCl>HF；B項應為HF>HCl>HBr>HI；C項應為F2>Cl2>Br2>I2。A項，從氯到碘，原子半徑逐漸增大，不符合題意；B項，從HCl到HI，穩定性逐漸減弱，符合題意；C項，從Cl到I，原子的電子層數逐漸增多，不符合題意；D項，從Cl2到I2，單質的密度逐漸增大，不符合題意。√10.(2023·廣東惠東高一段考)部分鹵族元素的某種性質A隨核電荷數的變化趨勢如圖所示，則A可能表示A．原子半徑

B．氫化物的穩定性C．原子的電子層數

D．單質的密度119號元素應位于第八周期第ⅠA族，屬于堿金屬元素，類比堿金屬的性質可知A項正確。11．(2023·長沙八校高一聯考)可能存在的第119號元素被稱為“類鈁”，據元素周期表結構及元素性質變化趨勢，有關“類鈁”的預測說法正確的是A．“類鈁”在化合物中呈＋1價

B．“類鈁”屬于過渡元素，具有放射性C．“類鈁”單質的密度小于1g·cm－3 D．“類鈁”單質有較高的熔點√過量的Cl2將I－、Br－從溶液中完全置換出來，在蒸干、灼燒過程中溴揮發、碘升華，所得固體為NaCl和KCl。12．(2023·沈陽高一檢測)向含有NaBr和KI的混合溶液中通入過量Cl2，充分反應后將溶液蒸干并灼燒所得物質，最后剩余的固體是A．NaCl和KI B．NaCl、KCl、I2C．KCl和NaBr D．KCl和NaCl√13．某同學做同主族元素性質相似性、遞變性實驗時，自己設計了一套實驗方案，并記錄了有關實驗現象(見下表，表中的“實驗方案”與“實驗現象”前后不一定是對應關系)。實驗方案實驗現象①將氯水滴加到溴化鈉溶液中，振蕩，靜置A．浮在水面上，熔成小球，不定向移動，隨之消失②將一小塊金屬鈉放入冷水中B．溶液呈淺紫色③將溴水滴加到NaI溶液中，振蕩，靜置C．浮在水面上，熔成小球，不定向移動，并伴有輕微的爆炸聲，很快消失④將一小塊金屬鉀放入冷水中D．溶液呈橙色請你幫助該同學整理并完成實驗報告。(1)實驗目的：____________________________________。(2)實驗用品①試劑：金屬鈉、金屬鉀、新制氯水、溴水、0.1mol·L－1NaBr溶液、0.1mol·L－1NaI溶液等；②儀器：______、_________、_____________、鑷子、小刀、玻璃片等。探究同主族元素性質的相似性和遞變性燒杯(培養皿)試管膠頭滴管(3)實驗內容(填寫與實驗方案對應的實驗現象的字母和化學方程式)：實驗方案實驗現象化學方程式①

②

③

④

DCl2＋