原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

第3課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)學(xué)業(yè)水平目標(biāo)核心素養(yǎng)對接1.了解堿金屬、鹵素在周期表中的位置。2.了解堿金屬、鹵素原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。3.了解堿金屬、鹵素性質(zhì)的相似性與遞變性，并能初步運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)理論解釋。1.通過對堿金屬、鹵素性質(zhì)的相似性與遞變性的了解，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識與微觀探析素養(yǎng)水平。2.通過對原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系的學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)從物質(zhì)及其變化的事實(shí)中提取有用信息，以提高學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)識水平。一、堿金屬元素1堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)元素名稱鋰鈉鉀銣銫元素符號原子結(jié)構(gòu)示意圖原子半徑/nm0.1520.1860.2270.2480.265LiNaRbCs1由上表可知：在元素周期表中，堿金屬元素原子的最外層電子數(shù)________，隨核電荷數(shù)的增大，電子層數(shù)依次________，原子半徑逐漸________。2堿金屬元素的原子最外層電子數(shù)為1，易失去電子而具有較強(qiáng)的金屬性，其單質(zhì)與鈉類似，易與氧氣、水等反應(yīng)。相同增多增大2堿金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1鈉、鉀與氧氣反應(yīng)＞2鈉、鉀與水反應(yīng)①實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：相同點(diǎn)：金屬____在水面上；金屬____成閃亮的小球；小球____________；發(fā)出____________；反應(yīng)后的溶液呈____色。不同點(diǎn)：鉀與水的反應(yīng)有輕微爆炸聲并著火燃燒。浮熔四處游動(dòng)嘶嘶的響聲紅②化學(xué)方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；2＋2H2O===2OH＋H2↑。③實(shí)驗(yàn)結(jié)論：與水反應(yīng)劇烈程度：____Na；金屬的活潑性：____Na。＞＞3堿金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)1堿金屬單質(zhì)具有硬度____、密度____、熔點(diǎn)____的特點(diǎn)。隨著元素原子核電荷數(shù)的增加，堿金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)逐漸________。2堿金屬單質(zhì)具有良好的________、導(dǎo)____性、導(dǎo)____性，液態(tài)鈉可用作核反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì)。小小低降低延展性電熱判斷下列說法是否正確1從鋰到銫，堿金屬元素單質(zhì)的密度依次增大2堿金屬元素的單質(zhì)與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物屬于同種類型3堿金屬元素隨核電荷數(shù)增大，其單質(zhì)與水反應(yīng)越來越劇烈4堿金屬元素單質(zhì)都應(yīng)該保存在煤油中5金屬鉀能從NaCl溶液中置換出鈉6堿金屬元素在自然界中能以游離態(tài)存在答案1×2×3√4×5×6×二、鹵族元素1鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)分析上表可知，從F2到I2，顏色逐漸________，熔、沸點(diǎn)逐漸________，密度逐漸________。鹵素單質(zhì)顏色和狀態(tài)密度熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃F2淡黃綠色氣體1.69g·L－1(15℃)－219.6－188.1Cl2黃綠色氣體3.214g·L－1(0℃)－101－34.6Br2深紅棕色液體3.119g·cm－3(20℃)－7.258.78I2紫黑色固體4.93g·cm－3113.5184.4加深升高增大2鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)1由上表可知：鹵族元素的原子最外層電子數(shù)都是________的，隨核電荷數(shù)的增大，電子層數(shù)依次________，原子半徑逐漸________。2鹵族元素原子最外層電子數(shù)為7，易得到電子而具有較強(qiáng)的非金屬性，其單質(zhì)與氯氣類似，能與金屬、非金屬單質(zhì)、水等發(fā)生反應(yīng)。相同增多增大3鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1與氫氣反應(yīng)①鹵素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的條件及生成物的穩(wěn)定性鹵素單質(zhì)F2Cl2Br2I2與H2反應(yīng)條件暗處光照或點(diǎn)燃加熱至一定溫度不斷加熱氫化物穩(wěn)定性很穩(wěn)定較穩(wěn)定不如HCl穩(wěn)定不穩(wěn)定、易分解②隨原子序數(shù)的遞增，鹵素單質(zhì)與H2化合越來越____，生成的氫化物的穩(wěn)定性逐漸________，元素的非金屬性逐漸________。難減弱減弱2鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)實(shí)驗(yàn)①中：試管內(nèi)液體靜置后分層，上層為無色，下層為橙紅色，反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2；實(shí)驗(yàn)②中：試管內(nèi)液體靜置分層，上層為無色，下層為紫紅色，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2I＋Br2===2Br＋I(xiàn)2；實(shí)驗(yàn)③中：試管內(nèi)液體靜置分層，上層為無色，下層為紫紅色，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2I＋Cl2===2Cl＋I(xiàn)2。由實(shí)驗(yàn)①②③得出結(jié)論：Cl2→I2氧化性逐漸減弱，相應(yīng)鹵素離子還原性逐漸________。增強(qiáng)1下列關(guān)于鹵素的敘述正確的是A鹵素是典型的非金屬元素，因此不能與其他非金屬元素化合B鹵素單質(zhì)越活潑，其熔、沸點(diǎn)就越高C鹵素各單質(zhì)都能與水劇烈反應(yīng)D鹵素的單質(zhì)都能與氫氣反應(yīng)，且氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性隨單質(zhì)氧化性的增強(qiáng)而增強(qiáng)解析鹵素能與其他非金屬元素化合，如H、C等；鹵素單質(zhì)越活潑，其相對分子質(zhì)量越小，其熔、沸點(diǎn)越低；鹵素單質(zhì)中只有氟氣能與水劇烈反應(yīng)。答案D2關(guān)于鹵素用表示的下列敘述正確的是2＋H2O===HO＋H表示都極易溶于水，它們的熱穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)增加而增強(qiáng)2→I2按相對分子質(zhì)量增大而加深D－的還原性依次為F－<Cl－<Br－<I－，因此相對分子質(zhì)量小的鹵素單質(zhì)可將相對分子質(zhì)量大的鹵素從它的鹽溶液里置換出來解析A項(xiàng)，F(xiàn)2與H2O反應(yīng)為2F2＋2H2O===4HF＋O2，不可用2＋H2O===HO＋H表示；B項(xiàng)，H的熱穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)的增加而減弱；D項(xiàng)，F(xiàn)2性質(zhì)極為活潑，遇鹽溶液先和水反應(yīng)，故不能將相對分子質(zhì)量大的鹵素從它的鹽溶液里置換出來。答案C探究一堿金屬元素從模型認(rèn)知掌握堿金屬性質(zhì)的相似性用R表示堿金屬元素1下列關(guān)于堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的敘述不正確的是A堿金屬元素原子最外層都只有1個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去最外電子層的1個(gè)電子B堿金屬單質(zhì)都是強(qiáng)還原劑C堿金屬單質(zhì)都能在氧氣中燃燒生成過氧化物D堿金屬單質(zhì)都能與水反應(yīng)生成堿解析同一主族元素最外層電子數(shù)相同，堿金屬元素原子最外層電子數(shù)均為1，在化學(xué)反應(yīng)中很容易失去最外層的1個(gè)電子，還原性很強(qiáng)，A、B對；Li與O2反應(yīng)，只生成Li2O，Na在O2中點(diǎn)燃生成Na2O2，在O2中可生成O2，C錯(cuò)；堿金屬元素的單質(zhì)都能與水反應(yīng)生成堿和氫氣，D對。答案C2據(jù)報(bào)道，我國科學(xué)家通過與多個(gè)國家進(jìn)行科技合作，成功研發(fā)出銫Cs原子噴泉鐘，標(biāo)志著我國時(shí)間頻率基準(zhǔn)研究進(jìn)入世界先進(jìn)行列。已知銫位于元素周期表中第六周期ⅠA族，根據(jù)銫在元素周期表中的位置，推斷下列內(nèi)容：1銫的原子核外共有個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為，銫的原子序數(shù)為。2銫單質(zhì)與水劇烈反應(yīng)，放出色氣體，同時(shí)生成的溶液使紫色石蕊溶液顯色，因?yàn)開____________________________________________________________________________________寫出化學(xué)方程式。3預(yù)測銫單質(zhì)的還原性比鈉單質(zhì)的還原性填“弱”或“強(qiáng)”。解析根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律，結(jié)合銫在元素周期表中的位置知，銫原子核外電子分六層排布，分別是2、8、18、18、8、1，原子序數(shù)是55，最外層只有1個(gè)電子。銫與鈉同主族，具有極強(qiáng)的金屬性，與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化銫：2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑，氫氧化銫是強(qiáng)堿，使紫色石蕊溶液變藍(lán)色。答案161552無藍(lán)2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑3強(qiáng)堿金屬的遞變性1與O2反應(yīng)從Li→Cs，與O2反應(yīng)越來越劇烈，產(chǎn)物越來越復(fù)雜，如Li與O2反應(yīng)只能生成Li2O，Na與O2反應(yīng)還可以生成Na2O2，而與O2反應(yīng)能夠生成O2等。從微粒結(jié)構(gòu)變化認(rèn)識堿金屬性質(zhì)的遞變性2與H2O或酸的反應(yīng)從Li→Cs，與H2O或酸反應(yīng)越來越劇烈，如與H2O反應(yīng)可能會(huì)發(fā)生輕微爆炸，Rb和Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。3最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性堿性：LiOH<NaOH＜OH＜RbOH＜CsOH。3下列有關(guān)堿金屬單質(zhì)的性質(zhì)的說法錯(cuò)誤的是A鋰與水反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈活潑，故Rb可以從NaCl溶液中置換出NaC熔、沸點(diǎn)：Li＞Na＞D堿性：LiOH<NaOH<OH解析鋰的活潑性比鈉弱，與水反應(yīng)不如鈉劇烈，A正確。Rb和NaCl溶液反應(yīng)時(shí)首先和水反應(yīng)而不是置換出金屬鈉，B錯(cuò)。堿金屬單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)隨著原子序數(shù)的增加而逐漸降低，C正確。從鋰到銫，堿金屬元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性依次增強(qiáng)，D正確。答案B4下圖表示堿金屬的某些性質(zhì)與核電荷數(shù)的變化關(guān)系，則下列各性質(zhì)中不符合圖示關(guān)系的是A還原性 B與水反應(yīng)的劇烈程度C熔點(diǎn) D原子半徑解析由圖可知，隨著核電荷數(shù)的增大，堿金屬的性質(zhì)呈遞增趨勢，而堿金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)隨核電荷數(shù)的增大而降低。答案C由于堿金屬元素的單質(zhì)活潑性強(qiáng)，一般不設(shè)計(jì)它們之間的置換反應(yīng)，而是通過比較其單質(zhì)與水或酸溶液反應(yīng)的劇烈程度設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。從性質(zhì)表現(xiàn)探究金屬性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)5某同學(xué)為驗(yàn)證同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，準(zhǔn)備了如下藥品：①氯化鈉溶液②氫氧化鈉溶液③硝酸④水⑤鈉⑥鎂條⑦鋁條⑧鉀1準(zhǔn)備選用的藥品是。2所做的實(shí)驗(yàn)是____________________________________用化學(xué)方程式表示，判斷依據(jù)_____________________________________________。解析鈉、鉀與水反應(yīng)的共同點(diǎn)：①都浮在水面上，②四處游動(dòng)，③熔化為一個(gè)閃亮的小球，④有“嘶嘶”的響聲；不同點(diǎn)：鉀與水反應(yīng)比鈉與水反應(yīng)更劇烈，反應(yīng)可產(chǎn)生火焰，并發(fā)出輕微的爆炸聲。答案1④⑤⑧22Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2＋2H2O===2OH＋H2↑鉀與水反應(yīng)比鈉與水反應(yīng)劇烈，推斷鉀比鈉活潑探究二鹵族元素1結(jié)構(gòu)相似性①最外層均有7個(gè)電子；②最高正價(jià)除F外均顯＋7價(jià)，最低負(fù)價(jià)為－1價(jià)；③氣態(tài)氫化物的通式為H表示鹵素；④最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的通式為HO4F除外。從結(jié)構(gòu)模型認(rèn)知鹵族元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相似性6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(fù)價(jià)D鹵族元素原子的原子半徑從上到下逐漸減小解析鹵族元素的陰離子如Cl－等不能得電子，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；鹵族元素都是非金屬元素，B選項(xiàng)正確；NaClO中Cl為＋1價(jià)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；從F→I，原子半徑逐漸增大，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B，它的原子結(jié)構(gòu)與鹵族元素相似，電子排布有7個(gè)電子層，且最外層有7個(gè)電子。下列敘述中正確的是，在常溫下很穩(wěn)定B其單質(zhì)帶有金屬光澤，具有強(qiáng)氧化性，可與I發(fā)生置換反應(yīng)生成I22，易溶于有機(jī)溶劑是一種有色的易溶于水的化合物解析因?yàn)榇孙@－1價(jià)，所以元素的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為H，但由于的非金屬性很弱，所以H在常溫下很不穩(wěn)定，A錯(cuò)誤；單質(zhì)氧化性比碘弱，不可與I發(fā)生置換反應(yīng)，B錯(cuò)誤；類比Br2、I2等，C正確；類比AgCl、AgBr等，D錯(cuò)誤。答案C從原子結(jié)構(gòu)的變化性認(rèn)識鹵族元素性質(zhì)的遞變性結(jié)構(gòu)及性質(zhì)規(guī)律原子半徑F＜Cl＜Br＜I單質(zhì)的氧化性F2＞Cl2＞Br2＞I2陰離子的還原性F－＜Cl－＜Br－＜I－與H2化合的難易程度F2＜Cl2＜Br2＜I2氫化物的穩(wěn)定性HF＞HCl＞HBr＞HI最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性HClO4＞HBrO4＞HIO48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<I2解析A項(xiàng)應(yīng)為HI>HBr>HCl>HF；B項(xiàng)應(yīng)為HF>HCl>HBr>HI；C項(xiàng)應(yīng)為F2>Cl2>Br2>I2。答案D9下列關(guān)于鹵族元素由上到下性質(zhì)遞變規(guī)律的敘述，正確的是①單質(zhì)的氧化性增強(qiáng)②單質(zhì)的顏色加深③氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強(qiáng)④單質(zhì)的沸點(diǎn)升高⑤陰離子的還原性增強(qiáng)A①②③ B②③④ C②④⑤ D①③⑤解析F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次減弱，其對應(yīng)的陰離子F－、Cl－、Br－、I－的還原性依次增強(qiáng)，故①敘述錯(cuò)誤，⑤敘述正確；F2、Cl2、Br2、I2的顏色由淡黃綠色→黃綠色→深紅棕色→紫黑色逐漸加深，②敘述正確；HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱，③敘述錯(cuò)誤；F2、Cl2、Br2、I2在通常情況下其狀態(tài)變化為氣→液→固，則沸點(diǎn)逐漸升高，④敘述正確，C正確。答案C1溴是常溫常壓下唯一的液態(tài)的非金屬單質(zhì)。2鹵素單質(zhì)都有毒，溴有很強(qiáng)的腐蝕性，液溴易揮發(fā)，保存時(shí)要加一些水進(jìn)行“水封”，碘可升華，遇淀粉溶液變藍(lán)檢驗(yàn)I2。3Cl2、Br2、I2易溶于有機(jī)溶劑苯、CCl4、汽油等。4F無正化合價(jià)。從一般到特殊的規(guī)律模型認(rèn)識鹵素單質(zhì)的特殊性10下列敘述正確的是A使?jié)駶櫟矸郏璉試紙變藍(lán)色的氣體必為氯氣B氟氣與熔融狀態(tài)下的氯化鈉反應(yīng)可產(chǎn)生氯氣D溴水應(yīng)存放在膠頭滴瓶棕色中解析凡能使I中碘離子較快氧化為I2的氣體均能使淀粉變藍(lán)，如Br2蒸氣、臭氧O3等，碘蒸氣當(dāng)然也能使該試紙中的淀粉變藍(lán)；氟氣與NaCl溶液相遇時(shí)，F(xiàn)2先與水反應(yīng)生成HF和O2，不能置換出氯氣，但題述的不是水溶液而是熔融狀態(tài)下的NaCl，可置換出氯氣：F2＋2NaCl熔融===2NaF＋Cl2；碘受熱易升華，而NH4Cl分解后得到的NH3和HCl會(huì)重新化合，故用加熱的方法不能分離二者；用棕色瓶正確，但滴瓶有膠頭，溴會(huì)嚴(yán)重腐蝕橡膠，所以不能用膠頭滴瓶，D不正確。答案B11某同學(xué)做同主族元素性質(zhì)相似性、遞變性實(shí)驗(yàn)時(shí)，自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象見下表，表中的“實(shí)驗(yàn)方案”與“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”前后不一定是對應(yīng)關(guān)系。從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)掌握判斷非金屬單質(zhì)氧化性強(qiáng)弱一般實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①將氯水滴加到溴化鈉溶液中，振蕩后加入適量CCl4液體，振蕩，靜置A.浮在水面上，熔成小球，不定向移動(dòng)，隨之消失②將一小塊金屬鈉放入冷水中B.分層，上層無色，下層紫紅色③將溴水滴加到NaI溶液中，振蕩后加入適量CCl4