高中 化學 必修 第一冊 第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律《第一節(jié) 第3課時 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)》課件

第3課時原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

第四章

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)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(zhì)的遞變規(guī)律，并能用原子結(jié)構(gòu)理論加以解釋，培養(yǎng)“科學探究”與“證據(jù)推理”的核心素養(yǎng)。學習目標任務(wù)二鹵族元素2隨堂達標演練3內(nèi)容索引課時測評4任務(wù)一堿金屬元素1任務(wù)一堿金屬元素新知構(gòu)建1．元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

交流研討1原子最外層電子數(shù)特點得失電子情況元素性質(zhì)稀有氣體元素都為8(氦為2)不易得、失穩(wěn)定金屬元素一般____4易______________非金屬元素一般____4易__________________根據(jù)初中所學原子結(jié)構(gòu)的知識，填寫下表。＜失去金屬性≥得到非金屬性歸納總結(jié)元素的原子結(jié)構(gòu)決定元素的性質(zhì)(金屬性或非金屬性)元素名稱鋰鈉鉀銣銫元素符號原子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)

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(shù)、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(zhì)具有相似性？核電荷數(shù)逐漸增大；原子半徑逐漸增大。提示：Li

Na

K

Rb

Cs電子層數(shù)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(zhì)的化學性質(zhì)交流研討3

通過鈉的化學性質(zhì)，再結(jié)合鋰、鈉和鉀的原子結(jié)構(gòu)特點，請你預(yù)測鋰、鉀可能具有哪些與鈉相似的化學性質(zhì)。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(zhì)反應(yīng)；Li、Na、K反應(yīng)劇烈程度逐漸增強。實驗驗證鉀與氧氣反應(yīng)鉀與水反應(yīng)操作現(xiàn)象產(chǎn)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(yīng)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(jié)論鉀分別能與O2、H2O反應(yīng)，且鉀更活潑，預(yù)測成立2K＋2H2O===2KOH＋H2↑根據(jù)鉀、鈉與水的反應(yīng)，推斷鋰與水反應(yīng)的難易程度。提示：鋰與水反應(yīng)的程度不如鈉劇烈。交流研討4歸納總結(jié)堿金屬元素性質(zhì)的相似性與遞變性4．堿金屬元素單質(zhì)的物理性質(zhì)(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??；鈉的密度比鉀大。銀白色較小降低典題應(yīng)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(shù)增加，其單質(zhì)與水反應(yīng)越來越劇烈：

_____。(3)可以通過鈉和氯化鋰溶液反應(yīng)，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(tài)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(fā)生鈉與水的反應(yīng)，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(jié)構(gòu)示意圖分別為

、

，B選項錯誤；K＋的離子結(jié)構(gòu)示意圖為

其最外層有8個電子，C選項錯誤?！谭祷厝蝿?wù)二鹵族元素新知構(gòu)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(zhì)的物理性質(zhì)化合態(tài)

F2Cl2Br2I2顏色、狀態(tài)_______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(yīng))，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(tài)非金屬單質(zhì)，易揮發(fā)。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(jié)構(gòu)(1)相似性：最外層電子數(shù)均有__個。(2)遞變性：隨核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)依次_____，原子半徑依次_____。4．鹵素單質(zhì)的化學性質(zhì)(1)與氫氣反應(yīng)鹵素單質(zhì)化學方程式反應(yīng)條件及產(chǎn)物穩(wěn)定性F2_____________________在暗處劇烈化合，并發(fā)生_______，HF很穩(wěn)定Cl2_____________________________光照或點燃發(fā)生反應(yīng)，HCl較穩(wěn)定7增加增大H2＋F2===2HF爆炸H2＋Cl22HCl難減弱減弱(2)鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)實驗操作實驗現(xiàn)象離子方程式氯水滴入KBr溶液中溶液由無色變?yōu)槌赛S色________________________________氯水滴入KI溶液中溶液由無色變?yōu)楹稚玙___________________________溴水滴入KI溶液中溶液由無色變?yōu)楹稚玙____________________________結(jié)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(yīng)，且有另一種單質(zhì)氣體生成，請根據(jù)氧化還原反應(yīng)理論寫出上述反應(yīng)的化學方程式。交流研討提示：2F2＋2H2O===

4HF＋O2。5．鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律及原因從F→I，電子層數(shù)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(jié)同主族元素的相似性和遞變性典題應(yīng)用1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)從F到I，鹵族元素氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強：________________________________________________。(2)鹵素單質(zhì)隨原子序數(shù)的遞增，密度逐漸增大：

______。(3)F2、Cl2、Br2與H2O反應(yīng)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(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱正確錯誤。Cl2、Br2與H2O反應(yīng)的原理相同，F(xiàn)2與H2O發(fā)生反應(yīng)2F2＋2H2O===4HF＋O2正確2．(2023·廣東華僑中學高一段考)已知鹵素單質(zhì)的氧化性強弱為Cl2＞Br2＞I2，排在前面的鹵素單質(zhì)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(yōu)先氧化I－√由氧化性：Cl2＞I2可知，Cl2與I－在水溶液中會發(fā)生反應(yīng)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(fā)生，B錯誤；單質(zhì)的氧化性越強，對應(yīng)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(yōu)先氧化I－，再氧化Br－，D正確。3．在硬質(zhì)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(dǎo)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(nèi)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(zhì)的氧化性：Cl2>Br2>I2，Cl2與KBr溶液、KI溶液反應(yīng)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(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(tài)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(zhì)軟，是密度最小的金屬。用于原子反應(yīng)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(zhì)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。√3．下列說法正確的是A．F、Cl、Br的最外層電子數(shù)都是7，次外層電子數(shù)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(guī)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(shù)增加電子層數(shù)增大起主要作用D．砹是原子序數(shù)最大的鹵族元素，根據(jù)鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律，砹易溶于水，難溶于CCl4F的次外層電子數(shù)為2，Br的次外層電子數(shù)為18，A項錯誤；元素的非金屬性強弱可以根據(jù)其最高價氧化物對應(yīng)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(shù)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(zhì)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(zhì)從氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)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(shù)，即砹原子的最外層有7個電子，故D正確。返回5．現(xiàn)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(xiàn)橙紅色小液滴，E遇潮濕空氣出現(xiàn)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(xiàn)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(zhì)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(dǎo)熱、導(dǎo)電性能強堿金屬的硬度較小、密度較小，熔點均較低，且導(dǎo)熱、導(dǎo)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(yīng)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(shù)依次增大，其單質(zhì)的還原性依次增強，與氧氣或水反應(yīng)的劇烈程度依次增強，銣與水反應(yīng)最劇烈?！?．鉀和鈉的化學性質(zhì)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(shù)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(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，影響金屬化學性質(zhì)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(shù)。鉀原子和鈉原子的最外層電子數(shù)均為1，故對應(yīng)單質(zhì)的化學性質(zhì)相似。√4．鉀的下列性質(zhì)與少量的鉀保存在煤油中無關(guān)的是A．單質(zhì)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(yīng) D．單質(zhì)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(guān)；可用小刀片切割金屬鉀，說明鉀的硬度較小，B項無關(guān)；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(yīng)，C、D項有關(guān)。√5．下列關(guān)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(yīng)生成氫氣和堿C．隨核電荷數(shù)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(yīng)的產(chǎn)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(shù)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(shù)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(jù)原子結(jié)構(gòu)示意圖可知核電荷數(shù)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(shù)是7，在化學反應(yīng)中容易得到1個電子達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，D項錯誤。√題點二鹵族元素6．某原子的結(jié)構(gòu)示意圖為

，下列關(guān)于該原子的說法不正確的是A．核電荷數(shù)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(yīng)中容易失去1個電子√7．(2023·江蘇丹陽高一調(diào)研)關(guān)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。√8．下列關(guān)于鹵素(用X表示)的敘述中，正確的是A．鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2＋H2OHXO＋HX表示B．HX的熱穩(wěn)定性隨鹵素核電荷數(shù)增加而增強C．鹵素單質(zhì)的顏色F2→I2隨相對分子質(zhì)量增大而加深D．鹵素單質(zhì)越活潑，其熔點和沸點就越高F2與H2O反應(yīng)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(wěn)定性逐漸減弱，B項錯誤；鹵素單質(zhì)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(zhì)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(zhì)性質(zhì)比較的表示中，正確的是A．還原性：HF>HCl>HBr>HIB．穩(wěn)定性：HF<HCl<HBr<HIC．與水反應(yīng)由易到難：Cl2>Br2>I2>F2D．密度：F2<Cl2<Br2<I2A項應(yīng)為HI>HBr>HCl>HF；B項應(yīng)為HF>HCl>HBr>HI；C項應(yīng)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(wěn)定性逐漸減弱，符合題意；C項，從Cl到I，原子的電子層數(shù)逐漸增多，不符合題意；D項，從Cl2到I2，單質(zhì)的密度逐漸增大，不符合題意?！?0.(2023·廣東惠東高一段考)部分鹵族元素的某種性質(zhì)A隨核電荷數(shù)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(wěn)定性C．原子的電子層數(shù)

D．單質(zhì)的密度119號元素應(yīng)位于第八周期第ⅠA族，屬于堿金屬元素，類比堿金屬的性質(zhì)可知A項正確。11．(2023·長沙八校高一聯(lián)考)可能存在的第119號元素被稱為“類鈁”，據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)及元素性質(zhì)變化趨勢，有關(guān)“類鈁”的預(yù)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(zhì)的密度小于1g·cm－3 D．“類鈁”單質(zhì)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(fā)、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(yīng)后將溶液蒸干并灼燒所得物質(zhì)，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(zhì)相似性、遞變性實驗時，自己設(shè)計了一套實驗方案，并記錄了有關(guān)實驗現(xiàn)象(見下表，表中的“實驗方案”與“實驗現(xiàn)象”前后不一定是對應(yīng)關(guān)系)。實驗方案實驗現(xiàn)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?zāi)康模篲___________________________________。(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(zhì)的相似性和遞變性燒杯(培養(yǎng)皿)試管膠頭滴管(3)實驗內(nèi)容(填寫與實驗方案對應(yīng)的實驗現(xiàn)象的字母和化學方程式)：實驗方案實驗現(xiàn)象化學方程式①

②

③

④

DCl2＋