1、第2课时 元素的性质与原子结构,知识铺垫,新知预习,自主预测,1.碱金属元素包括Li、Na、K、Rb、Cs(填写元素符号)等元素,它们都处于元素周期表中第A族;卤族元素包括F、Cl、Br、I(填写元素符号)等元素,它们都处于元素周期表中第A族。 2.钠与水反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2。钠与氧气在常温和加热条件下反应得到的产物分别为Na2O、Na2O2。 3.氯气与氢气反应的条件是点燃或光照,与溴化钠溶液反应的离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2。 4.实验室制取氯气,验证集气瓶是否收集满氯气的方法之一是用湿润的淀粉碘化钾试纸,具体操作如下:用镊子夹住湿润
2、的淀粉碘化钾试纸放在瓶口处;反应原理(用离子方程式表示):Cl2+2I-=I2 +2Cl-。,知识铺垫,新知预习,自主预测,一、碱金属元素 1.原子结构特点,2.单质的物理性质(从锂铯),知识铺垫,新知预习,自主预测,3.化学性质 (1)钾、钠与氧气和水的反应。,知识铺垫,新知预习,自主预测,(2)化学性质特点。,(3)写出下列反应的化学方程式。 Li与O2(加热):4Li+O2 2Li2O。 Na与O2(加热):2Na+O2 Na2O2。 Na与H2O:2Na+2H2O=2NaOH+H2。 K与H2O:2K+2H2O=2KOH+H2。,知识铺垫,新知预习,自主预测,二、卤族元素 1.原子结构
3、特点,2.单质的物理性质,知识铺垫,新知预习,自主预测,3.单质的化学性质 (1)与H2的反应。,(2)单质间的置换反应。 写出下列反应的化学方程式: Cl2与NaBr溶液反应:Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2。 Cl2与KI溶液反应:Cl2+2KI=2KCl+I2。 Br2与KI溶液反应:Br2+2KI=2KBr+I2。 Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序为Cl2Br2I2。,知识铺垫,新知预习,自主预测,三、同主族元素性质的递变规律(从上到下),知识铺垫,新知预习,自主预测,1.锂(Li)是密度最小的金属,它属于碱金属的一种。下列关于碱金属的说法正确的是( ) A.与锂在同一
4、主族的元素都是金属元素 B.Na+比Li多一个电子层 C.Li+、Na+、K+、Rb+的最外层都有8个电子 D.Li是碱金属元素中原子半径最小的原子 解析Li属于第A族元素,该族元素除碱金属元素外,还有H,H为非金属元素,A项错误;Na+与Li都有两个电子层,B项错误;Li+最外层有2个电子,C项错误;碱金属元素从上到下电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,Li是碱金属元素中原子半径最小的原子,D项正确。 答案D,知识铺垫,新知预习,自主预测,2.卤素按F、Cl、Br、I的顺序,非金属性逐渐减弱的原因是( ) A.原子核内质子数增多起主要作用 B.相对原子质量逐渐增大起主要作用 C.其单质的密度
5、逐渐增大起主要作用 D.随着核电荷数增加,电子层数逐渐增多起主要作用 解析F、Cl、Br、I元素的非金属性逐渐减弱主要是因为随着核外电子层数逐渐增多,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,故D项正确。 答案D,探究一,探究二,探究三,碱金属的原子结构与化学性质的关系 问题探究,1.Li、Na、K在空气中燃烧分别生成Li2O、Na2O2、KO2(超氧化钾),这说明什么问题?如何保存单质钾? 答案说明Li、Na、K的金属活动性依次增强;钾应保存在煤油中,避免与空气中的O2、H2O反应。,探究一,探究二,探究三,2.请结合碱金属元素原子结构的递变性探究碱金属化学性质的递变性。 答案碱金属元素原子的最外
6、层电子数都为1,但从Li到Cs,随着核电荷数的增加,碱金属元素原子的电子层数逐渐增多,原子核对核外电子的吸引能力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强。,探究一,探究二,探究三,思维建模 1.碱金属的相似性(用R表示碱金属元素),探究一,探究二,探究三,2.碱金属的递变性(1)与O2反应。 从LiCs,与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂,如Li与O2反应只能生成Li2O,Na与O2反应还可以生成Na2O2,而K与O2反应能够生成KO2等。 (2)与H2O(或酸)的反应。 从LiCs,与H2O(或酸)反应越来越剧烈,如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸,Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。 (3)
7、最高价氧化物对应水化物的碱性。 碱性:LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。,探究一,探究二,探究三,3.碱金属元素性质的特殊性 (1)碱金属单质还原性最强的是Cs(放射性元素除外),最弱的是Li。 (2)碱金属元素只有Li与O2反应的产物为Li2O一种,其他与O2反应的产物至少有两种。 (3)碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH微溶,其他均为易溶于水的强碱。 (4)碱金属从LiCs,密度逐渐增大,但K的密度小于Na的。 (5)Na、K通常保存在煤油中,但Li通常用石蜡密封。 (6)Cs为略带金色光泽的固体,其余碱金属都呈银白色。,探究一,探究二,探究三,素能应用 【典例1】 下
8、列对碱金属性质的叙述中,正确的是( ) A.碱金属元素的单质具有强还原性,可置换出硫酸铜溶液中的铜单质 B.单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物 C.碱金属单质与水反应生成碱和氢气 D.单质熔、沸点随着原子序数递增而升高 解析A项中碱金属元素的单质具有强还原性,但活泼的金属易与H2O反应,故不能从盐溶液中置换出不活泼的金属,A项错误;锂在空气中燃烧生成的是氧化锂,而不是过氧化锂,钾在空气中燃烧生成KO2,而不是过氧化钾,B项错误;碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低,D项错误;碱金属都能与水反应生成对应的碱和氢气,只是反应越来越剧烈,C项正确。 答案C,探究一,探究二,探究三,提能训练1
9、下列有关碱金属单质的化学性质的说法正确的是( ) A.K与H2O反应最剧烈 B.Rb比Na活泼,故Rb可以从溶液中置换出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,探究一,探究二,探究三,解析,答案D,探究一,探究二,探究三,卤素性质的相似性和递变性 问题探究1.由F、Cl、Br、I的原子结构推测它们得失电子能力的强弱。 答案它们最外层都有7个电子,都易得1个电子达到稳定结构,但它们原子半径依次增大,得电子能力逐渐减弱。,探究一,探究二,探究三,2.根据Cl2的性质推测Br2与NaOH溶液发生反应的化学方程式。 答案Br2+
10、2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O。 3.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? 答案F2的氧化性强于Cl2的,但由于F2易与水发生反应:2F2+2H2O =4HF+O2,故F2通入NaCl溶液中得到的是O2而不是Cl2。,探究一,探究二,探究三,思维建模 1.卤素性质的相似性,探究一,探究二,探究三,2.卤素性质的递变性 (1)氧化性与还原性。,(2)与H2反应的难易程度及氢化物的稳定性(由F2I2)。 与H2反应越来越难,生成氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。 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。,探
11、究一,探究二,探究三,3.卤素单质的特殊性 (1)氟无正价,无含氧酸。而Cl、Br、I都有正化合价和含氧酸。 (2)Cl2易液化,Br2易挥发,I2易升华。 (3)常温下呈液态的非金属单质是Br2,I2使淀粉变蓝色。 (4)活泼的卤素单质能置换较不活泼的卤素单质,但F2不能从NaCl溶液中置换出Cl2,原因是2F2+2H2O=4HF+O2。,探究一,探究二,探究三,素能应用 【典例2】 卤族元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.从上到下,卤素原子的电子层数依次增多,半径依次减小 C.从F到I,原子核对最外层电子的吸引能力依次减
12、弱,原子的得电子能力依次减弱 D.卤素单质与H2化合的难易程度为F2Cl2Br2I2,D项错误。 答案C,探究一,探究二,探究三,提能训练2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的顺序颜色变浅,密度增大 解析从FI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,密度也逐渐增大。 答案D,探究一,探究二,探究三,元
13、素的金属性与非金属性强弱的判断 问题探究,1.在化学反应中,金属原子失电子越多,该金属元素的金属性越强,这句话正确吗?试举例说明。 答案不正确。元素金属性强弱的比较,是比较原子失去电子的难易程度,而不是失去电子的多少。如化学反应中,Na失去一个电子,而Al失去三个电子,但Na的金属性强于Al的。,探究一,探究二,探究三,2.能否根据HCl的酸性比H2S的强这一事实推断氯的非金属性比硫的强? 答案不能。因为元素的非金属性强弱应根据元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断,或者根据元素的氢化物的稳定性强弱等判断。 3.比较F2、Cl2、Br2、I2分别与氢气反应时的条件及生成氢化物的稳定性,总结
14、比较元素的非金属性强弱的方法。 答案元素的非金属性强弱可通过比较元素对应的单质与H2化合的难易程度以及生成的氢化物的稳定性强弱来判断。,探究一,探究二,探究三,思维建模 1.元素的金属性与非金属性强弱的判断依据,探究一,探究二,探究三,2.判断非金属性强弱的“两不能”“两应该” (1)不能依据氢化物水溶液的酸性强弱判断元素的非金属性强弱,应该依据氢化物的稳定性或还原性的强弱判断。 (2)不能依据元素低价含氧酸的酸性强弱判断元素的非金属性强弱,应该依据元素最高价含氧酸的酸性强弱判断。,探究一,探究二,探究三,素能应用 【典例3】 X、Y是元素周期表第A族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属性比
15、Y强的是( ) A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多 B.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来 C.X的单质比Y的单质更容易与氢气反应 D.同浓度X的氢化物水溶液比Y的氢化物水溶液的酸性强 解析因X、Y是元素周期表中第A族的元素,若X的电子层数多,则说明X比Y的非金属性弱,A项错误;B项事实说明Y比X更活泼,错误;C项根据单质与H2化合的难易程度判断,X2与H2化合更容易,说明氧化性:X2Y2,则非金属性:XY,C项正确;氢氟酸是弱酸,盐酸是强酸,但非金属性:FCl,D项错误。 答案C,探究一,探究二,探究三,提能训练3下列事实正确,且能说明氟元素的非金属性比氯元素强的是( ) HF比H
16、Cl稳定 F2能与NaCl溶液反应生成Cl2 HF的酸性比HCl的强 F2的氧化性比Cl2的强 F2与氢气化合比Cl2与氢气化合容易 HF的还原性比HCl的弱 A. B. C. D.,探究一,探究二,探究三,解析元素对应的单质与氢气越容易化合,元素对应的氢化物越稳定,则元素的非金属性越强,符合题意;氢化物的酸性强弱不能作为判断元素非金属性强弱的依据,且氢氟酸为弱酸,盐酸为强酸,不符合题意;非金属单质间的置换反应可以说明非金属性的强弱,但F2通入NaCl溶液中与水反应生成氧气,不能生成氯气,不符合题意;元素对应阴离子或氢化物的还原性越强,其非金属单质的氧化性越强,则元素的非金属性越强,符合题意。
17、 答案D,1,2,3,4,5,1.钠和锂有相似的化学性质,下列说法中,能较好地解释这个事实的是( ) A.都是金属元素 B.原子半径相差不大 C.最外层电子数相同 D.化合价相同 解析元素原子的最外层电子数决定该元素的化学性质。 答案C,1,2,3,4,5,2.下列事实不能用于判断金属性强弱的是( ) A.金属间发生的置换反应 B.1 mol金属单质在反应中失去电子的多少 C.金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 D.金属元素的单质与水或非氧化性酸反应置换出氢气的难易程度 解析金属单质在反应中失去电子的多少,不能作为判断金属性强弱的依据,如1 mol Al反应失去的电子比1 mol Na
18、多,但Al的金属性比Na弱。 答案B,1,2,3,4,5,3.下列对碱金属的叙述,其中完全不正确的组合是( ) K通常保存在煤油中,以隔绝与空气的接触 碱金属常温下呈固态,取用时可直接用手拿 碱金属中还原性最强的是钾 碱金属阳离子中氧化性最强的是Li+ 碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大 从Li到Cs,碱金属的密度越来越大,熔、沸点越来越高 A. B. C. D. 解析碱金属不可直接用手拿,否则会和手上的汗水反应生成强碱而腐蚀皮肤;碱金属中还原性最强的不是钾,而是铯;从Li到Cs,碱金属的密度呈增大趋势,但K的密度小于Na的,熔、沸点越来越低。所以错误。 答案A,1,2,3,4
19、,5,4.下列说法中不正确的是( ) A.HBr比HCl的还原性强 B.卤素是非金属性较强的元素,故其单质只有氧化性 C.碘难溶于水,易溶于有机溶剂 D.碘单质能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 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项正确;根据卤素单质与水的反应可知,卤素单质除F2外,其他的既有氧化性,又有还原性,B项错误;碘难溶于水,易溶于有机溶剂,可使淀粉变蓝,C、D两项正确。 答案B,1,2,3,4,5,5.据报道,我国科学家通过与多个国家进行科技合作,成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟,使我国时间频率基准的精度从30万年不差1 s提高到600万年不差1 s,标志着我国时间频
20、率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期第A族,根据铯在元素周期表中的位置,推断下列内容: (1)铯的原子核外共有 个电子层,最外层电子数为 ,铯的原子序数为 。 (2)铯单质与水剧烈反应,放出 色气体,同时使紫色石蕊溶液显 色,因为 (写出化学方程式)。 (3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性 (填“弱”或“强”)。,1,2,3,4,5,解析根据原子核外电子排布规律,结合铯在元素周期表中的位置知,铯原子核外电子分6层排布,每层填充的电子数分别是2、8、18、18、8、1,原子序数是55,最外层只有1个电子。铯与钠同主族,具有极强的金属性,与水反应生成氢气和氢氧化铯:2Cs+2H2O=2CsOH+H2,氢氧化铯是强碱,使紫色石蕊溶液变蓝色。 答案(1)6 1 55 (2)无 蓝 2Cs+2H2O=2CsOH+H2 (3)强,
