2019-2020学年新教材高中化学 第四章 第一节 第3课时 原子结构与元素的性质课件 新人教版必

第一节原子结构与元素周期表第3课时原子结构与元素的性质[新教材内容有哪些][新课程标准是什么]1.能利用碱金属元素、卤族元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。2.能结合实验及事实说明碱金属元素、卤族元素性质的递变规律。3.能用原子结构解释碱金属元素、卤族元素性质及其递变规律。[自学新教材]1．阅读教材，填写下表元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm碱金属元素锂__________0.152钠_____________0.186钾___________0.227铷___________0.248铯___________0.265Li312Na1113K1914Rb3715Cs5516结论：碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是，其变化规律是随着核电荷数的增加，电子层数逐渐，原子半径逐渐。电子层数和原子半径不同增多增大2．碱金属的化学性质(1)碱金属与O2反应钠、钾与氧气的反应：将一小块Na和K分别投入热坩埚中，观察现象。(2)碱金属与水反应按下列实验操作完成实验，并填写下表：碱金属钾钠实验操作实验现象熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微_______，反应后的溶液加酚酞变___熔成小球，浮于水面，四处游动，有________________，反应后的溶液加酚酞变___结论_________________爆炸声“嘶嘶”的响声红红钾比钠的活动性强3．碱金属的物理性质沸点/℃熔点/℃密度/(g·cm－3)颜色和状态物质名称678.428.401.879略带金色光泽，柔软铯68838.891.532银白色，柔软铷77463.650.86银白色，柔软钾882.997.810.97银白色，柔软钠1347180.50.534银白色，柔软锂总结：碱金属单质具有硬度____、密度____、熔点____、沸点____的特点。在碱金属内，随着元素原子核电荷数的增加，单质的熔点和沸点。碱金属单质也有性，导___性、导___性也很好，液态钠可用作核反应堆的传热介质。小小低低逐渐降低延展电热[落实新知能]1．碱金属单质的相似性和递变性(1)相似性(用R表示碱金属元素)(2)递变性①与O2反应从Li→Cs，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等。②与H2O(或酸)的反应从Li→Cs，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最高价氧化物对应水化物的碱性碱性：LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。2．碱金属的原子结构与化学性质的关系[演练新学考]1．下列关于碱金属的原子结构和性质的叙述中不正确的是()A．碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失去电子B．都有强还原性，是强还原剂C．都能在O2中燃烧生成过氧化物D．都能与水反应生成碱解析：由于碱金属元素从Li到Cs的金属性逐渐增强，单质活性增强，在O2中燃烧的产物越来越复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O。答案：C2．已知：①钾比水轻；②钾的熔点低；③钾与水反应时要放出热量；④钾与水反应后溶液呈碱性。某学生将一块金属钾投入滴有酚酞溶液的水中，该实验能证明上述四点性质中的()A．①④B．①②④C．①③④D．①②③④解析：钾、钠与水反应的现象相似，钾比钠更活泼，与水反应更剧烈。钾浮在水面上从而推知①正确；钾熔化成闪亮的小球推知②③正确；溶液变红色推知④正确。答案：D3．下列有关金属钠和金属钾的比较正确的是()A．金属性：Na＞KB．氢氧化物的碱性：NaOHKOHC．还原性：Na＞KD．密度：Na＜K解析：A项，金属性：Na＜K；B项，碱性：KOH＞NaOH；C项，还原性：Na＜K；D项，密度：Na＞K。答案：B[自学新教材]1．存在卤族元素是典型的非金属元素，它们在自然界中都以________存在。化合态2．卤素单质的物理性质沸点/℃熔点/℃密度颜色和状态卤素单质184.4113.54.93g·cm－3紫黑色固体I258.78－7.23.119g·cm－3(20℃)深红棕色液体Br2－34.6－1013.214g·L－1(0℃)黄绿色气体Cl2－188.1－219.61.69g·L－1(15℃)淡黄绿色气体F2由上表可知：从F2到I2，颜色逐渐，熔、沸点逐渐____，密度逐渐，水溶性逐渐。加深升高增大减小3．卤族元素的原子结构碘溴氯氟元素名称1.331.140.0990.071原子半径/nm原子结构示意图IBrClF元素符号由上表可知：①卤族元素的原子最外层电子数都是___。②卤族元素的原子随核电荷数逐渐增大，电子层数，原子半径逐渐。增多增大74．卤素单质的化学性质(1)与H2反应化学方程式产物稳定性F2H2＋F2===2HF(在暗处能剧烈化合并发生爆炸)______Cl2H2＋Cl2==============光照或点燃2HCl______Br2H2＋Br2=====△2HBr(加热至一定温度才能反应)______I2H2＋I22HI(不断加热才能缓慢反应)________很稳定较稳定不稳定很不稳定结论：从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐，反应剧烈程度依次，生成气态氢化物的稳定性依次。升高减弱减弱(2)卤素单质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_________，下层_______静置后，液体分层,上层________，下层_____接近无色橙红色接近无色紫色2KBr＋Cl2===2KCl＋Br22KI＋Cl2===2KCl＋I2实验操作实验现象化学方程式静置后，液体分层,上层________，下层______接近无色紫色2KI＋Br2===2KBr＋I2[落实新知能]1．卤素单质的相似性和递变性(1)相似性①与H2反应：X2＋H2=========一定条件2HX。②与活泼金属(如Na)反应：2Na＋X2=========点燃2NaX。③与H2O反应：X2＋H2O===HX＋HXO(X＝Cl、Br、I)。(2)递变性①氧化性与还原性②与H2反应的难易及氢化物的稳定性(由F2→I2)与H2反应越来越难，生成的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：2Fe＋3X2===2FeX3(X＝F、Cl、Br)，Fe＋X2=====△FeX2(X＝I)。2．卤族元素的原子结构与化学性质的关系[演练新学考]1．卤族元素按F、Cl、Br、I的顺序，下列叙述正确的是()A．单质的颜色逐渐加深B．气态氢化物的稳定性逐渐增强C．单质的氧化性依次增强D．单质的熔沸点逐渐降低解析：由F2到I2，单质的颜色逐渐加深，熔沸点逐渐升高，A正确、D错误；元素的非金属性逐渐减弱，与H2的化合能力逐渐减弱，气态氢化物稳定性减弱，B错误；得电子能力依次减弱，氧化性依次减弱，C错误。答案：A2．卤素是最活泼的一族非金属，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7B．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解析：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；卤素原子从F到I，电子层数依次增多，原子半径依次增大，原子核对最外层电子吸引能力依次减弱，原子的得电子能力依次减弱，B项错误、C项正确；卤素单质与H2化合的难易程度为F2Cl2Br2I2，D项错误。答案：C3．下列各组性质比较的表示中正确的是()A．还原性：HFHClHBrHIB．稳定性：HFHClHBrHIC．与水反应由易到难：Cl2Br2I2F2D．密度：F2Cl2Br2I2解析：还原性应是HIHBrHClHF，A错误；稳定性应是HFHClHBrHI，B错误；与H2O反应由易到难顺序为F2Cl2Br2I2，C错误。答案：D[难度增一点][典例]下列各组比较不正确的是()A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈B．因还原性：K＞Na＞Li，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C．熔、沸点：Li＞Na＞KD．氧化性：Li＋＞Na＋＞K＋＞Rb＋＞Cs＋[解析]锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈，A正确；K和NaCl溶液反应时，首先和水反应而不是置换出金属钠，B错误；碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而逐渐降低，C正确；从锂到铯，原子失电子能力增强，还原性递增，阳离子的氧化性递减，D正确。[答案]B[知能深一点]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)碱金属单质从Li→Cs，密度逐渐增大，但K的密度小于Na。(5)Na、K通常保存在煤油中，但Li通常用石蜡密封。(6)因为Na、K等很活泼的金属易与H2O反应，故Na、K投入到盐溶液中时，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：2R＋2H2O===2ROH＋H2↑，然后是生成的碱与盐发生复分解反应(若不符合发生复分解反应的条件，只发生第一步反应)。[选考难一点]1．下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是()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．Cs与氧气反应只能生成Cs2O解析：A项，Cs的最外层电子数也是1，电子层数比K的多，故Cs的金属性比K强，CsOH的碱性比KOH强，正确；B项，铯与Na性质相似，与水或酸反应更剧烈，都生成H2，正确；C项，Cs的还原性比Na强，所以Na＋的得电子能力比Cs＋强，正确；D项，因为Cs的金属性强于Na，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，错误。答案：D2．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秒提高到600万年不差1秒，标志着我国时间频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ⅠA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________层电子，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”)。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，铯原子核外电子分六层排布，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↑，CsOH是强碱，使紫色石蕊溶液变蓝色。答案：(1)6155(2)无蓝2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑(3)强[难度增一点][典例]某学生往一支试管里按一定次序分别加入下列几种物质：A.KI溶液，B.淀粉溶液，C.NaOH溶液，D.氯水。发现溶液颜色按下面次序变化：①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色。依据溶液颜色的变化，回答下列问题：(1)加入以上试剂的顺序是_______________。(2)写出①→②反应的离子方程式，若为氧化还原反应，请标明电子转移的方向和总数：______________________。(3)写出③→④反应的化学方程式：_________________。[解析]溶液显棕黄色，说明溶液中有I2生成，氯水和KI溶液反应生成I2，而氯水显浅黄绿色，故①为KI溶液，②为氯水，溶液显蓝色是由于