4.1原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)堿金屬（第3課時）（教學設計）高一化學高效課堂

第四章《物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律》教學設計第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第三課時原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)—堿金屬課題：4.1.3原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)—堿金屬課時1授課年級高一課標要求認識元素性質(zhì)與元素在元素周期表中位置的關(guān)系，結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)核實驗事實認識元素性質(zhì)呈周期性變化的規(guī)律，建構(gòu)元素周期律。以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、硫、氯，以及堿金屬元素為例，了解同周期核同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。教材分析本節(jié)內(nèi)容是高中化學人教版（2019版）必修第一冊第四章第一節(jié)《原子建構(gòu)與元素周期表》內(nèi)容，本節(jié)教學的主要目的是幫助學生能夠從原子結(jié)構(gòu)的角度進一步認識元素周期表的實質(zhì)，未學習元素周期律打下基礎。本節(jié)內(nèi)容新教材與舊教材基本相似，沒有大的變化，但稍有調(diào)整，因此教學中可以按照舊教材的思路展開教學。教材先介紹原子結(jié)構(gòu)、質(zhì)量數(shù)概念，然后介紹核外電子排布規(guī)律、原子結(jié)構(gòu)示意圖。教材通過“思考與討論”，引導學生觀察稀有氣體元素的原子核外電子排布，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從而歸納120號元素的原子核外電子排布，這樣的呈現(xiàn)方式，重在啟發(fā)學生思考、培養(yǎng)邏輯思維能力。再引入元素周期表，學生在初中已了解概貌，教材中這部分內(nèi)容編寫的目的是要使學生了解和熟悉元素周期表的結(jié)構(gòu)。本節(jié)采用“思考與討論”的方式，讓學生發(fā)現(xiàn)、歸納原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系，重點討論準確表達族序數(shù)與原子核外電子排布的關(guān)系，為后面討論元素性質(zhì)打下基礎。初步了解元素周期表的結(jié)構(gòu)后，結(jié)合原子結(jié)構(gòu)示意圖分析元素原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表位置的關(guān)系；從同族元素原子結(jié)構(gòu)示意圖出發(fā)，比較最外層電子數(shù)，并突出最外層電子數(shù)相同，認識族的概念，然后介紹核素和同位素的有關(guān)知識。再以堿金屬和鹵素元素為代表，通過比較原子結(jié)構(gòu)（電子層數(shù)、最外層電子數(shù)）的異同，突出最外層電子數(shù)的相同，并通過實驗和事實，探究同族元素性質(zhì)的相似性和遞變性，通過觀察、交流和歸納，得出結(jié)論，形成元素性質(zhì)與原子核外電子排布的關(guān)系。本節(jié)內(nèi)容教學重點是元素周期表的結(jié)構(gòu)和元素在元素周期表中的位置及其性質(zhì)的遞變規(guī)律，教學難點是原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。體現(xiàn)“構(gòu)”“位”“性”的關(guān)系，教材的呈現(xiàn)重視知識的邏輯性，在“構(gòu)”“位”的基礎上，以“演繹、歸納”的方式得出性質(zhì)及其變化規(guī)律。從原子結(jié)構(gòu)和元素周期表出發(fā)演繹元素的性質(zhì)，再以理論和事實為依據(jù)，歸納得出同主族元素性質(zhì)的變化規(guī)律。元素周期表的發(fā)現(xiàn)過程，充分體現(xiàn)了科學研究方法、觀念和科學精神，教材在本節(jié)特別重視化學史情境的創(chuàng)設。通過節(jié)引言、元素周期表的引人段落、科學史話、研究與實踐等形式，呈現(xiàn)周期表的發(fā)現(xiàn)過程和意義。例如，在元素周期表的引人段落，以門捷列夫編制第一張周期表引入，并特別強調(diào)其是“在前人研究的基礎上”編制出來的;在科學史話“元素周期表的發(fā)展”中，簡述了門捷列夫周期表之前的基礎和之后的發(fā)展;在研究與實踐“認識元素周期表”中，還以學生體驗的形式，通過關(guān)注周期表發(fā)展過程中的不同形式，引導學生認識和理解周期表。這條化學史情境線索的呈現(xiàn)，能使學生發(fā)現(xiàn)和體會科學家的研究方法和科學態(tài)度。教材還突出了周期表能使學生能通過周期表的位置和元素的原子結(jié)構(gòu)預測元素的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)新元素的重要作用。如鹵族元素是通過“思考與討論”欄目，采用“預測—驗證（事實）—分析—結(jié)論”的思路歸納出來的。學生可以通過這樣的過程體會元素周期表的作用。同時，教材還在“方法導引”中介紹了“預測”這一科學方法，有利于學生認識到科學方法對以及和學習的意義。本節(jié)內(nèi)容共分4個課時完成。第一課時“原子結(jié)構(gòu)核外電子排布”，第二課時“元素周期表核素、同位素”，第三課時“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)—堿金屬”，第四課時“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)—鹵素”。本課時是第三課時“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)—堿金屬”的內(nèi)容。這一課時是以堿金屬元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系討論原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)的相似性及遞變性。初步學會根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的特點，推測元素的化學性質(zhì)。本節(jié)課以堿金屬元素為代表，呈現(xiàn)同族元素性質(zhì)的相似性，引導學生從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。在前面的學習中，學生已經(jīng)學習了原子結(jié)構(gòu)和元素周期表，本課時依托于元素周期表中的典型的金屬元素堿金屬元素，詮釋了原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。教材重點闡述了元素的金屬性與元素在周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，目的是幫助學生提高應用周期表分析問題和解決問題的能力，進一步建構(gòu)“構(gòu)”“位”“性”的關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念。教學時可以從分析同主族元素原子結(jié)構(gòu)的相似性出發(fā)，以周期表的縱向結(jié)構(gòu)為線索，學習堿金屬的性質(zhì)，由此比較同族元素的原子結(jié)構(gòu)（電子層數(shù)、最外層電子數(shù)）的異同，了解同族元素性質(zhì)的相似性和遞變性，認識元素性質(zhì)與原子核外電子排布的關(guān)系。教學目標1.通過觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗原理、閱讀教材內(nèi)容，探究認識堿金屬元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，能用原子結(jié)構(gòu)理論初步加以解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，初步掌握元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的化學核心素養(yǎng)。2.通過堿金屬元素的相關(guān)性質(zhì)的圖表信息，培養(yǎng)分析、處理數(shù)據(jù)的能力，嘗試運用比較、歸納等方法對信息進行加工，落實證據(jù)推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。教學重、難點重點：堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性難點：原子結(jié)構(gòu)與堿金屬元素性質(zhì)的關(guān)系核心素養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析：從微觀上理解同主族元素原子核外電子排布的相似性和遞變規(guī)律，明確宏觀上元素性質(zhì)與微觀上的原子核外電子排布之間的關(guān)系，理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)的基本規(guī)律。科學探究與創(chuàng)新意識：通過完成堿金屬元素性質(zhì)的探究實驗，初步體驗科學探究在化學學科的學習中的重要地位，了解科學探究的基本方法，培養(yǎng)初步的科學探究能力。證據(jù)推理與模型認知：建立同主族元素原子結(jié)構(gòu)變化的微觀模型，理解根據(jù)該模型及相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行元素性質(zhì)推理的科學思想。學情分析學生在第二章中已經(jīng)學習過堿金屬的代表鈉及其化合物的性質(zhì)，在上幾節(jié)課中又學習過同主族元素原子結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性等知識，同時具備一定的對圖表信息加工、處理和實驗探究的能力，但對堿金屬元素性質(zhì)的相似性和差異性不清晰，缺乏規(guī)律性的認識，可能思維還不夠活躍，科學的思維方法有待進一步形成。教學過程教學環(huán)節(jié)教學活動設計意圖環(huán)節(jié)一、情景導入生活情境【回顧1】元素周期表的結(jié)構(gòu)有多少個縱列？各縱列的特點是什么？【學生】元素周期表中共有18個縱列，分為7個主族，7個副族，1個0族（又名稀有氣體元素）和1個第Ⅷ族（包括第8、9、10三個縱列）。其中第ⅠA族（除氫外）又叫堿金屬元素，第ⅦA族又叫鹵族元素?！净仡?】元素周期表中第ⅠA族有哪些元素，其原子結(jié)構(gòu)有何特點？【學生1】ⅠA族元素（除氫元素）的元素符號及名稱，其原子結(jié)構(gòu)示意圖如下：Li（鋰）、Na（鈉）、K（鉀）、Rb（銣）、Cs（銫）【學生2】原子結(jié)構(gòu)特點是最外層均只有一各電子，由鋰→銫，隨原子序數(shù)遞增，電子層數(shù)依次增多。【預習1】在元素周期表中，同一主族元素原子結(jié)構(gòu)有何特點和規(guī)律？【學生】同主族元素原子結(jié)構(gòu)具有相似性和遞變性。如ⅠA和ⅦA族元素具有最外層電子數(shù)都是1和7；從上到下，隨核電荷數(shù)依次增多、電子層數(shù)依次增多、原子半徑依次增大?！绢A習1】試簡述堿金屬元素性質(zhì)的有哪些相似性和遞變性？【學生1】相似性：堿金屬元素原子最外層有1個電子，化學性質(zhì)相似，如最高價氧化物對應水化物的化學式為ROH，且均呈堿性，都能與氧氣等非金屬單質(zhì)及水反應等?！緦W生2】隨核電荷數(shù)的增加，其原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，化學性質(zhì)也有差異性，如與水反應的劇烈程度不同等?！疽搿吭谏弦还?jié)課的學習中，我們知道門捷列夫繪制出了第一張元素周期表。這第一張元素周期表實際是有很多空格的（見圖片），門捷列夫預言其中很多未知元素的性質(zhì)。那么門捷列夫是根據(jù)什么在預言未知元素的性質(zhì)的呢？回顧舊知，預習新知，創(chuàng)設元素周期表的發(fā)現(xiàn)史情境，激發(fā)學習興趣和探究的欲望。培養(yǎng)科學探究的化學核心素養(yǎng)。環(huán)節(jié)二、氧堿金屬的概念及原子結(jié)構(gòu)特點活動一、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系【過渡】在上一課時的學習中，我們知道元素周期表中元素的排列是按照其原子結(jié)構(gòu)進行的，既然結(jié)構(gòu)決定了性質(zhì)，那么周期表的排列應該就能反映元素的一部分性質(zhì)。例如，同主族元素的結(jié)構(gòu)特點是原子的最外層電子數(shù)相同，那么同主族元素是不是具有性質(zhì)上的相似性和遞變性呢？下面我們選取周期表中比較有代表性的兩個主族—堿金屬元素和鹵族元素，研究一下同主元素的性質(zhì)?！窘處煛吭诔踔谢瘜W的學習中，同學們初步了解了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，那么物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系是什么呢？【學生】結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)?！締栴}1】根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)特點，回答原子結(jié)構(gòu)與元素周期表有何關(guān)系？【學生1】元素周期表有七個橫行，每個橫行叫做一個周期，即共分為七個周期，把電子層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增順序從左到右排列?！緦W生2】元素周期表有十八個縱行，除8、9、10三個縱行叫第Ⅷ族外，每個縱行叫做一個族，即共分十六個族（七主七副），把最外電子層相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序由上而下排列?！窘處煛吭u價、補充。【問題2】結(jié)合所學知識，思考元素化學性質(zhì)與原子最外層電子數(shù)有何關(guān)系？由此可得到什么結(jié)論？【學生1】元素分為金屬元素和非金屬元素（包括稀有氣體元素）?！窘處煛吭u價、強調(diào)：金屬元素主要集中在元素周期表的左下方，非金屬元素主要集中在元素周期表的右上方，金屬性最強的元素是銫（Cs不包括放射性元素)，非金屬屬性最強的元素是氟（F）?！緦W生2】金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般小于或等于4，容易失去電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，化學性質(zhì)活潑，表現(xiàn)出金屬性?！緦W生3】非金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般大于或等于4，容易得到電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，化學性質(zhì)活潑，表現(xiàn)出非金屬性?！緦W生4】稀有氣體原子最外層電子數(shù)除氦為2個電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)外，都為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，既不易得到電子，也不易失去電子，化學性質(zhì)穩(wěn)定?！窘處煛吭u價、強調(diào)：最外層電子數(shù)決定元素的化學性質(zhì)?！緦毩?】下列關(guān)于堿金屬元素的說法正確的是()①原子結(jié)構(gòu)的相同點是最外層電子數(shù)相同，都為1②原子結(jié)構(gòu)的不同點是隨核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)增多，原子半徑增大③具有相似的化學性質(zhì)，都是活潑金屬④都具有強還原性，在化合物中顯＋1價⑤化學性質(zhì)有差別，從Li到Cs，失電子能力逐漸增強A．①③④B．①③⑤C．②④⑤D．全部【答案】D【解析】堿金屬元素原子的最外層都有一個電子，都易失去一個電子，具有強還原性，在化合物中顯＋1價，①③④正確；堿金屬元素從Li到Cs，原子半徑逐漸增大，原子核對核外電子的束縛力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強，②⑤正確?！緦毩?】下列敘述中，正確的是()A．兩種粒子，若核外電子排布完全相同，則其化學性質(zhì)一定相同B．凡單原子形成的離子，一定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布C．兩原子，如果核外電子排布相同，則一定屬于同種元素D．陰離子的核外電子排布一定與比它原子序數(shù)小的稀有氣體元素原子的核外電子排布相同【答案】C【解析】兩種粒子，若核外電子排布完全相同，則其化學性質(zhì)不一定相同，例如鈉離子和氟離子，A項錯誤；凡單原子形成的離子，不一定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布，例如H＋肯定不滿足稀有氣體的核外電子排布，B項錯誤；兩原子，如果核外電子排布相同，那么質(zhì)子數(shù)相同，則一定屬于同種元素，C項正確；陰離子是原子得電子后的離子，則陰離子的核外電子排布與同周期的稀有氣體元素原子的核外電子排布相同，D項錯誤?；毓膛f知，為引出新知作鋪墊，使過渡更自然。充分認識結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)的思想，為后續(xù)探究學習提供理論依據(jù)。鞏固與評價，發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)控課堂，提高效率?；顒佣?、堿金屬的概念及原子結(jié)構(gòu)特點【過渡】堿金屬元素都位于周期表的第ⅠA族（元素Fr是一種放射性元素，高中階段不探討），化學性質(zhì)很活潑，在自然界中都以化合態(tài)存在。【問題1】閱讀教材P9899頁第一自然段，思考什么是堿金屬元素？其原子結(jié)構(gòu)有何特點？可得到什么結(jié)論？【學生1】元素周期表中第ⅠA族元素（除氫外）又稱堿金屬元素，包括鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈁(Fr)六種元素?！緦W生2】其原子結(jié)構(gòu)具有相似性：最外層電子數(shù)都是1（小于4），從上到下即由Li→Cs，隨著核電荷數(shù)增加，電子層數(shù)增多?！窘處煛吭u價、強調(diào)：化學性質(zhì)非?；顫姷慕饘?，在自然界中都以化合態(tài)存在。【問題2】結(jié)合教材P99頁“思考與討論”，回答在周期表中，從上到下堿金屬元素原子的核電荷數(shù)、原子半徑的變化有什么特點？完成表格內(nèi)容。【教師】投影表格，觀察巡視?！緦W生】外層表格內(nèi)容、展示交流：元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑/nm鋰Li3120.152鈉Na1130.186鉀K1940.227銣Rb3750.248銫Cs5560.265結(jié)論①最外層電子數(shù)相等（均為1）；②從上到下，電子層數(shù)依次增加；③從上到下，原子半徑依次增大?！窘處煛吭u價、追問：從上到下堿金屬元素的核電荷數(shù)、原子半徑的變化有什么特點？【學生】核電荷數(shù)遞增，原子半徑逐漸增大?！窘處煛坑^察堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，他們的原子核外電子排布有什么特點？【學生】隨著原子的核電荷數(shù)遞增，核外電子層數(shù)逐漸增加，但是最外層電子數(shù)都是1個?！窘處煛坷^續(xù)追問：從哪一點可以推測出堿金屬元素的化學性質(zhì)具有相似性？【學生】最外層電子數(shù)相同，應該表現(xiàn)相似的化學性質(zhì)【對應練習1】以下關(guān)于鋰、鈉、鉀、銣、銫的敘述正確的是()①氫氧化物中堿性最強的是CsOH②單質(zhì)熔點最高的是銫③它們都是熱和電的良導體④它們的密度依次增大，且都比水輕⑤它們的還原性依次增強⑥它們對應陽離子的氧化性依次增強A．①③ B．②⑤ C．②④⑥ D．①③⑤【答案】D【解析】①堿金屬從上到下，金屬性增強，最高價氧化物對應水化物堿性越強，因此氫氧化物中堿性最強的是CsOH，故①正確；②從上到下，金屬的熔點逐漸降低，因此單質(zhì)熔點最高的是Li，故②錯誤；③堿金屬是是熱和電的良導體，故③正確；④堿金屬密度具有增大趨勢，但鈉的密度大于鉀的密度，銣、銫密度比水大，故④錯誤；⑤從上到下金屬性增強，它們的還原性依次增強，故⑤正確；⑥從上到下金屬性增強，還原性增強，它們對應陽離子的氧化性依次減弱，故⑥錯誤；因此①③⑤正確，故D正確。故選D?！緦毩?】已知鋰及其化合物的許多性質(zhì)與堿金屬差異較大，卻與鎂相似。下面有關(guān)鋰及其化合物的性質(zhì)的敘述不正確的是()A.鋰在過量氧氣中燃燒，主要產(chǎn)物是Li2O而不是Li2O2B.Li2CO3受熱很難分解C.在相同溫度下，溶解度Li2CO3小于LiHCO3D.少量的鋰保存在固體石蠟中【答案】B【解析】堿金屬中，鋰最不活潑，密度最小，比煤油還輕，能浮在煤油上，故應保存在固體石蠟中。鋰及其化合物的許多性質(zhì)與鎂相似，MgCO3受熱易分解，Li2CO3受熱也易分解，B錯誤；MgCO3的溶解度小于Mg(HCO3)2的溶解度，故在相同溫度下，溶解度Li2CO3小于LiHCO3，C正確。創(chuàng)設問題情境，認識堿金屬元素及原子結(jié)構(gòu)特點。提供對比分析，深度認識堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性，為后續(xù)性質(zhì)探究作鋪墊。培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認知的后續(xù)核心素養(yǎng)。鞏固與評價，發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)控課堂，提高效率。環(huán)節(jié)三、堿金屬元素的性質(zhì)活活活動一、預測堿金屬的化學性質(zhì)【過渡】根據(jù)上述的分析，下面我們先來預測一下堿金屬元素可能具有的化學性質(zhì)?！締栴}1】回憶第二章學過的知識，思考金屬鈉具有哪些化學性質(zhì)？【教師】提問：舉例說明與非金屬單質(zhì)反應時，有哪些現(xiàn)象？并寫出相應的化學方程式?！緦W生1】回答、板書：與氧氣反應：新切開的鈉具有銀白色的金屬光澤，在空氣中很快變暗，失去金屬光澤。在空氣中點燃金屬鈉，鈉先熔化成小球，然后劇烈燃燒，火焰呈黃色，生成淡黃色固體。反應的化學方程式：4Na＋O2=2Na2O或2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Na2O2；【學生2】板書：與氯氣反應：金屬鈉在氯氣中燃燒，產(chǎn)生大量白煙，產(chǎn)物為氯化鈉。化學方程式：2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2NaCl?！緦W生3】板書：與硫反應：鈉與硫混合研磨可發(fā)生爆炸，火星四射，產(chǎn)物為硫化鈉?；瘜W方程式：2Na＋Seq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Na2S?！窘處煛孔穯枺号c水反應的現(xiàn)象和化學方程式時說明？【學生】回答、板書：浮于水面上（鈉的密度小于水）、熔成一個小球（反應放熱，鈉的熔點低）、四處游動（生成氣體）、發(fā)出嘶嘶聲（反應放熱，熱的鈉使水蒸發(fā)）、滴有酚酞的溶液變?yōu)榧t色（生成NaOH）?；瘜W方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑【教師、追問：與鹽溶液反應呢？（以NaOH溶液與CuSO4溶液反應為例）【學生】板書：先與水反應，生成的NaOH再與鹽反應復分解反應。如與CuSO4溶液反應反應化學方程式：2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑、2NaOH+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2↓，總反應式：2Na＋2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2↓＋H2↑?！窘處煛吭u價、強調(diào)：活潑金屬（如鈉）與鹽溶液反應時，先與水反應，產(chǎn)物再與鹽發(fā)生復分解反應。【問題2】結(jié)合堿金屬的的原子結(jié)構(gòu)特點，預測鋰、鉀可能具有哪些與鈉相似的化學性質(zhì)？【學生1】最外層都有1個電子→易失去1個電子→單質(zhì)具有強還原性，都以化合態(tài)存在。元素均具有較強的金屬性，單質(zhì)均體現(xiàn)較強的還原性；【學生2】與非金屬單質(zhì)反應：如與O2反應生成相應的氧化物（Li2O、K2O)、與Cl2反應生成LiCl和KCl、與H2O反應，能置換出H2O中的氫，反應通式為：2R＋2H2O=2ROH＋H2↑等?！緦W生3】與非氧化性酸反應，生成H2，反應通式為：2R＋2H＋=2R＋＋H2↑(R表示堿金屬Li、K，下同)。【學生4】與水反應生成相應的堿和氫氣，其通式為2R＋2H2O=2ROH＋H2↑等?！窘處煛吭u價、強調(diào)：鋰、鈉、鉀的原子核外最外層電子數(shù)都是1個，應該表現(xiàn)相似的化學性質(zhì)，所以鋰、鉀與氧氣、水應該都能發(fā)生反應【對應練習1】下列關(guān)于鈉的說法不正確的是()A.金屬鈉和氧氣反應，條件不同，產(chǎn)物不同B.鈉長期置于空氣中，表面不能形成致密氧化膜C.鈉與水反應時，鈉熔成小球在水面四處游動D.由于鈉比較活潑，所以它能從溶液中置換出金屬活動性順序表中鈉后面的金屬【答案】D【解析】金屬鈉與氧氣反應，常溫生成氧化鈉，加熱生成過氧化鈉，A項正確；鈉長期置于空氣中，表面先生成氧化鈉，會與空氣中的水反應，最終生成碳酸鈉，不能生成致密氧化膜，B項正確；鈉是活潑金屬，熔點低，與水反應時，鈉熔成小球在水面四處游動，C項正確；鈉與鹽溶液反應時，先與水反應，不能從鹽溶液中置換出金屬，D項不正確?！緦毩?】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(tài)下，鈉可以從MgCl2中置換出鎂D．Li、Na、K都可以保存在煤油中【答案】C【解析】A．Li在空氣中燃燒只生成Li2O，故A錯誤；B．堿金屬元素是指ⅠA族除氫外的金屬元素，故B錯誤；C．鈉比鎂金屬性強，能在熔融狀態(tài)下置換出氯化鎂中的鎂單質(zhì)，故C正確；D．Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，故D錯誤；故選：C?；貧w舊知堿金屬元素的代表鈉的主要化學性質(zhì)，為預測其它堿金屬元素的性質(zhì)提供參考依據(jù)。依據(jù)原子結(jié)構(gòu)的相似性，推測元素性質(zhì)的相似性，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。鞏固與評價，發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)控課堂，提高效率?；罨罨顒佣?、實驗探究堿金屬的化學性質(zhì)【過渡】根據(jù)上述的分析，下面我們來進行一些實驗探究，探究一下其它堿金屬（如鉀）元素的化學性質(zhì)?！締栴}1】結(jié)合教材P100頁實驗（1）完成實驗，觀察比較金屬鈉、鉀與水反應的現(xiàn)象，分析原理，完成表格內(nèi)容?！窘處煛垦菔緦嶒灮虿シ乓曨l、引導分析、投影表格?！緦W生】觀察實驗現(xiàn)象、思考原理、完成表格內(nèi)容、展示交流：實驗操作實驗現(xiàn)象在空氣中燃燒，鈉產(chǎn)生黃色火焰，鉀產(chǎn)生紫色火焰，鉀燃燒更劇烈化學方程式2Na＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))Na2O2K＋O2eq\o(\s\up4(eq\o(\s\up2(Δ),\s\do4(→))),\s\do6())多種氧化物(產(chǎn)物中金屬均為＋1價)實驗結(jié)論鉀原子半徑比鈉原子大，對最外層電子的引力弱，鉀比鈉更容易失去電子，同理，鋰可以與O2反應，但不如鈉劇烈：4Li＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))2Li2O。【教師】評價、強調(diào)：鉀也可在空氣中燃燒，但燃燒更劇烈，發(fā)出紫色火焰。【問題2】結(jié)合教材P100頁實驗（2）完成實驗，觀察比較金屬鈉、鉀與水反應的現(xiàn)象，分析原理，完成表格內(nèi)容?！窘處煛垦菔緦嶒灮虿シ乓曨l、引導分析、投影表格?！緦W生】觀察實驗現(xiàn)象、思考原理、完成表格內(nèi)容、展示交流：堿金屬鉀鈉實驗操作實驗現(xiàn)象共同點①金屬浮在水面上；②金屬熔化成閃亮的小球；③小球四處游動；④發(fā)出“嘶嘶”的響聲；⑤反應后的溶液呈紅色不同點K與水反應更劇烈化學方程式2K＋2H2O=2KOH＋H2↑2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑結(jié)論及原因分析失電子能力：K大于Na。K、Na最外層電子數(shù)目相同，但K比Na電子層數(shù)多，最外層電子離核較遠，故K比Na更易失電子?！窘處煛吭u價、強調(diào)：鉀也能與水反應，但鉀與水的反應更劇烈?！緦毩?】下列說法錯誤的是()A．化合物中堿金屬元素的化合價都為＋1價B．堿金屬元素原子的次外層電子數(shù)都是8C．堿金屬元素的原子半徑隨核電荷數(shù)的增大而增大D．堿金屬元素都位于元素周期表的第ⅠA族【答案】B【解析】A項，堿金屬元素的原子最外層只有1個電子，因此在化合物中的化合價均為＋1價，正確；B項，Li原子的次外層電子數(shù)為2，錯誤；C項，核電荷數(shù)越大，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，正確；D項，堿金屬元素都位于元素周期表的第ⅠA族，正確?！緦毩?】下列關(guān)于堿金屬按Li、Na、K、Rb、Cs的順序敘述中不正確的是()A．堿金屬原子最外層都只有一個電子，在化學反應中容易失電子表現(xiàn)出強還原性B．單質(zhì)的熔點和沸點依次遞減C．單質(zhì)都能與水反應生成堿，都能在空氣中燃燒生成過氧化物D．原子半徑逐漸增大，單質(zhì)與水反應的劇烈程度逐漸增強【答案】C【解析】金屬鋰在空氣中燃燒只生成氧化物?；貧w教材，通過實驗探究，驗證猜想。培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。通過對比實驗探究，認識堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性，體驗科學探究的過程與方法。檢測與評價，發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)控課堂，提高效率?；顒尤A金屬性質(zhì)的相似性和遞變性【過渡】通過上述實驗探究可知，堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性決定了元素的性質(zhì)具有相似性和遞變性?！締栴}1】觀察教材P101頁表42，分析表中數(shù)據(jù)，思考堿金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)表現(xiàn)出哪些相似性和遞變性？【學生】相似性：銀白色金屬(Cs略帶金色光澤)，質(zhì)地較軟，有延展性，密度較小，熔點較低，均為電和熱的良導體（如鈉鉀合金—室溫呈液態(tài)）可用作核反應堆的傳熱介質(zhì)?！緦W生2】遞變性：由Li→Cs，密度逐漸增大(K反常)，熔沸點逐漸降低；熔點、沸點逐漸降低等?！窘處煛吭u價、補充完善?！締栴}2】結(jié)合堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性，歸納總結(jié)其單質(zhì)的化學性質(zhì)具有哪些相似性和遞變性?！窘處煛肯嗨菩裕夯瘜W性質(zhì)相似，原子均易失去1個電子，均體現(xiàn)+1價，表現(xiàn)在哪些方面？【學生1】板書：其單質(zhì)都能與氧氣等非金屬單質(zhì)反應：4Li＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))2Li2O、2Na＋O2eq\o(,\s\up6(Δ))Na2O2?！緦W生2】板書：其單質(zhì)與水反應，體現(xiàn)較強的還原性：2R＋2H2O=2ROH＋H2↑（R表示堿金屬元素）【教師】評價、強調(diào)：鉀與氧氣反應，在不同條件下可以生成多種氧化物，中學暫不作討論?！窘處煛孔穯枺哼f變性：堿金屬元素原子的最外層電子數(shù)都相等，但從Li到Cs，隨著核電荷數(shù)的增加，堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子核對核外電子的吸引能力逐漸減弱；失電子能力逐漸增強，金屬性逐漸增強。具體有哪些表現(xiàn)？【學生1】由Li→Cs，單質(zhì)的還原性逐漸增強，離子的氧化性逐漸減弱?！緦W生2】由Li→Cs，與O2的反應的程度越來越劇烈。【學生3】由Li→Cs，與H2O的反應越來越劇烈，如K與H2O反應可能會發(fā)生輕微爆炸，Rb與Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸?！緦W生4】由Li→Cs，最高價氧化物對應水化物的堿性逐漸增強，CsOH的堿性最強?！窘處煛吭u價、講解：鉀與氧氣反應生成多種氧化物，在中學階段不作要求?！窘處煛客队安娬{(diào)：一般情況下，元素的金屬性強弱可以從其單質(zhì)與水（酸）反應置換出氫氣的難易程度，以及它們的最高價氧化物的水化物—氫氧化物的堿性強弱來判斷。相似性與金屬單質(zhì)2R＋O2R2O2R＋Cl22RCl水2R＋2H2O2ROH＋H2↑非氧化性酸2R＋2H＋2R＋＋H2↑遞變性O2從Li→Cs，與O2反應越來越劇烈，產(chǎn)物越來越復雜，如Li與O2反應只能生成Li2O，Na與O2反應還可以生成Na2O2，而K與O2反應能夠生成KO2H2O（或酸）從Li→Cs，與H2O（或酸）反應越來越劇烈，如K與H2O反應可能會發(fā)生輕微爆炸，Rb和Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸最高價氧化物對應水化物的堿性堿性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH【對應練習1】下列有關(guān)堿金屬元素的性質(zhì)判斷正確的是()A．Li與H2O反應最劇烈B．堿金屬元素的陽離子沒有還原性，所以有強氧化性C．Rb比Na活潑，故Rb可以從NaCl溶液中置換出NaD．從Li到Cs都易失去最外層1個電子，且失電子能力逐漸增強【答案】D【解析】A項，在堿金屬元素中，Li是最不活潑的元素，錯誤；B項，堿金屬陽離子很穩(wěn)定，不具有強氧化性，錯誤；C項，Rb先與水反應，不會置換出Na，錯誤；D項，同主族元素從上到下金屬性逐漸增強，正確?！緦毩?】據(jù)報道、德國科學家實現(xiàn)了銣(Rb)原子氣體超流體態(tài)與絕緣態(tài)的可逆轉(zhuǎn)換，該成果將給量子計算機的研究帶來重大突破。已知銣在元素周期表中位于第五周期IA族。下列說法不正確的是()A．銣的原子序數(shù)為37B．銣放到水中會比鈉跟水反應更劇烈C．銣的氧化物暴露在空氣中易與CO2反應D．銣的氫氧化物是弱堿【答案】D【解析】A項，銣的原子核內(nèi)有37個質(zhì)子，則原子序數(shù)為37，A正確；B項，銣的原子半徑大于Na，則失電子能力大于Na，故放到水中會比鈉跟水反應更劇烈，B正確；C項，銣的氧化物為堿性氧化物，則暴露在空氣中易與CO2反應，C正確；D項，銣的失電子能力大于Na，則銣的氫氧化物是強堿，D錯誤；故選D。利用數(shù)據(jù)信息，觀察分析，總結(jié)歸納，認識堿金屬元素物理性質(zhì)的相似性和遞變性。利用類比分析方法，結(jié)合實驗探究，總結(jié)歸納堿金屬元素化學性質(zhì)的相似性和遞變性。培養(yǎng)高階思維能力。檢測與評價，發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)控課堂，提高效率。環(huán)節(jié)四、課后鞏固作業(yè)設計1．（易）下列關(guān)于同主族元素的說法錯誤的是()A．同主族元素隨原子序數(shù)遞增，元素原子的得電子能力逐漸增強B．同主族元素隨原子序數(shù)遞增，單質(zhì)氧化能力逐漸減弱C．同主族元素原子最外層電子數(shù)都相同D．同主族元素的原子半徑，隨原子序數(shù)增大而逐漸增大【答案】A【解析】同主族元素，最外層電子數(shù)相同，隨原子序數(shù)增大，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，單質(zhì)氧化性逐漸減弱，故A錯誤，B、C、D正確。2．（易）下列說法中，正確的是（）A．堿金屬單質(zhì)的化學性質(zhì)活潑，易從鹽溶液中置換其它金屬B．堿金屬單質(zhì)在空氣中燃燒生成的都是過氧化物C．隨核電荷數(shù)增加，堿金屬單質(zhì)溶、沸點降低D．堿金屬的原子半徑越大，越易失電子，其還原性越弱【答案】C【解析】A．K、Na等過于活潑的堿金屬先和水反應，生成強堿，而不是與鹽溶液發(fā)生置換反應，故A錯誤；B．金屬Li在空氣中燃燒生成氧化鋰，金屬鉀在空氣中燃燒生成超氧化鉀，只有金屬鈉在空氣中燃燒生成過氧化鈉，故B錯誤；C．隨核電荷數(shù)增加，其陽離子半徑越來越大，與自由電子的作用力越來越弱，所以堿金屬單質(zhì)溶、沸點降低，故C正確；D．堿金屬的原子半徑越大，原子核對最外層電子的吸引能力減弱，則越易失電子，其還原性越強，故D錯誤。答案選C。3．（易）下列有關(guān)堿金屬的說法不正確的是()A．均為ⅠA族元素，最外層均有1個電子B．單質(zhì)的還原性：Li＞Na＞K＞Rb＞CsC．堿性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOHD．由Li到Cs，核電荷數(shù)依次增加，電子層數(shù)、原子半徑依次增大【答案】B【解析】堿金屬位于周期表第ⅠA族，主族序數(shù)等于原子最外層電子數(shù)，最外層電子數(shù)為1，故A正確；同主族電子層數(shù)依次增加，失電子能力越來越強，還原性增強，單質(zhì)的還原性：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs，故B錯誤；金屬性越強形成的堿的堿性越強，LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH，故C正確；同一主族，從上到下，電子層數(shù)、原子半徑依次增大，故D正確。4.（易）下列關(guān)于堿金屬的敘述中，正確的是（）A．堿金屬單質(zhì)的密度隨原子序數(shù)的增大而增大B．堿金屬隨著原子序數(shù)增大，與水反應越劇烈C．堿金屬的原子半徑越大，越易失電子，其還原性越弱D．堿金屬單質(zhì)的化學性質(zhì)活潑，易從鹽溶液中置換其它金屬【答案】B【解析】A．堿金屬單質(zhì)的密度隨原子序數(shù)的增大而增大，Na，K反常，故A錯誤；B．堿金屬隨著原子序數(shù)增大，越易失電子，與水反應越劇烈，故B正確；C．堿金屬的原子半徑越大，越易失電子，其還原性越強，故C錯誤；D．Na，K性質(zhì)活潑，先和水反應，而不是與鹽溶液發(fā)生置換反應，故D錯誤；故答案選B。5．（中）借助堿金屬和鹵族元素的遞變性分析下面的推斷，其中正確的是()A．已知Ca是第四周期ⅡA族的元素，故Ca(OH)2的堿性比Mg(OH)2的堿性弱B．已知As是第四周期ⅤA族的元素，故AsH3的穩(wěn)定性比NH3的穩(wěn)定性強C．已知Cs的原子半徑比Na的原子半徑大，故Cs與水反應不如Na與水反應劇烈D．已知Cl的核電荷數(shù)比F的核電荷數(shù)多，故Cl的原子半徑比F的原子半徑大【答案】D【解析】由堿金屬元素和鹵族元素的遞變性可知，同主族元素從上到下金屬性遞增，非金屬性遞減，最高價氧化物對應的水化物堿性增強，金屬活動性增強，非金屬氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性減弱，A、B、C錯誤；同主族元素隨核電荷數(shù)增大，原子半徑遞增，D正確。6.（中）下列關(guān)于堿金屬的敘述中正確的是()A．堿金屬單質(zhì)與水反應都能生成堿和H2B．堿金屬單質(zhì)都是質(zhì)軟、電和熱的良導體，焰色反應都呈現(xiàn)黃色C．堿金屬的密度都小于1g/cm3，因此堿金屬單質(zhì)都可以保存在煤油中D．堿金屬單質(zhì)在空氣中燃燒都生成過氧化物【答案】A【解析】堿金屬性質(zhì)較活潑，都能和水反應生成堿和氫氣，故A正確；堿金屬單質(zhì)都是質(zhì)軟、電和熱的良導體，但只有鈉焰色反應呈現(xiàn)黃色，故B錯誤；Li、Na、K的密度小于1g/cm3，Rb、Cs的密度大于1g/cm3，故C錯誤；Li在空氣中燃燒生成氧化鋰，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，故D錯誤。7.（難）下列有關(guān)銫及其化合物的說法不正確的是()A．CsOH的堿性比KOH的強B．銫與水或稀鹽酸反應劇烈，都生成H2C．Cs的還原性比Na的強，故Na＋的氧化性強于Cs＋D．Li的金屬性比Cs的強【答案】D【解析】根據(jù)元素周期律，Cs的金屬性比K強，故CsOH的堿性比KOH強，A項正確；Cs的性質(zhì)與鈉相似，Na能與水或稀鹽酸反應產(chǎn)生H2，故Cs也能與水或稀鹽酸反應產(chǎn)生H2，且反應更劇烈，B項正確；Cs的還原性強于Na，則Na＋得電子能力比Cs＋強，即氧化性：Na＋>Cs＋，C項正確；Li、Cs均為堿金屬元素，Cs的電子層數(shù)多，更容易失去最外層電子，故金屬性：Cs>Li，D項錯誤。8．（中）(1)1807年，英國化學家戴維在研究中發(fā)現(xiàn)：電解條件下可把水分解成H2和O2。他設想用電解的方法從KOH、NaOH中分離出K和Na。最初，戴維用飽和KOH溶液進行電解，不料還