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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表教案配套ppt课件
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表教案配套ppt课件，共37页。PPT课件主要包含了导入新课，碱金属元素，钾与水反应，四处游动，嘶嘶的响声，延展性，归纳总结，1相似性，2递变性，正误判断等内容，欢迎下载使用。
我们知道，金属元素的原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性；非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。所以人们常说，原子结构决定元素的性质。
人们经常把元素周期表中的同族元素放在一起研究，是因为他们之间存在着某种内在联系。那么，这种内在的联系是什么呢？我们将从他们的结构和性质的关系进行探讨。
1.碱金属元素的原子结构
(1)由上表可知：在元素周期表中，碱金属元素原子的最外层电子数_____，随核电荷数的增大，电子层数依次_____，原子半径逐渐_____。(2)碱金属元素的原子最外层电子数为1，易失去电子而具有较强的金属性，其单质与钠类似，易与氧气、水等反应。
2.碱金属单质的化学性质
(1)钠、钾与氧气反应
①实验现象：都能在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)，钾燃烧更剧烈。②反应方程式：___________________、________________。③实验结论：金属的活泼性：K____Na。
不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。
①实验现象：相同点：金属___在水面上；金属___成闪亮的小球；小球_________；发出__________；反应后的溶液呈__色。
②化学方程式：__________________________；________________________。③实验结论：与水反应剧烈程度：K_____Na；金属的活泼性：K____Na。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
3.碱金属单质的物理性质(1)碱金属单质具有硬度____、密度____、熔点低的特点。随着元素原子核电荷数的增加，碱金属单质的熔点和沸点逐渐_____。(2)碱金属单质具有良好的_______、导____性、导____性，液态钠可用作核反应堆的传热介质。
碱金属性质的相似性和递变性
具体情况如下：①与氧气反应从Li→Cs，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如Li与O2生成Li2O，Na与O2生成Na2O、Na2O2，K与O2生成K2O、KO2。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反应能发生轻微爆炸，则Rb、Cs遇水会发生爆炸。
(1)从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大( )(2)碱金属元素的单质与氧气反应的产物属于同种类型( )(3)碱金属元素随核电荷数增大，其单质与水反应越来越剧烈( )(4)碱金属元素单质都应该保存在煤油中( )(5)金属钾能从NaCl溶液中置换出钠( )(6)碱金属元素在自然界中能以游离态存在( )
1.从碱金属原子结构的角度解释。(1)碱金属元素的化学性质具有相似性。
提示 碱金属元素的最外层电子数相同，都是1个电子，故它们的化学性质相似。
(2)碱金属元素的性质具有递变性。
提示 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，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐增强。
2.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，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____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”)。
2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑
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↑，氢氧化铯是强碱，使紫色石蕊溶液变蓝色。
1.卤素单质的物理性质
分析上表可知，从F2到I2，颜色逐渐_____，熔、沸点逐渐_____，密度逐渐_____。
2.卤族元素的原子结构
(1)由上表可知：卤族元素的原子最外层电子数都是_____的，随核电荷数的增大，电子层数依次_____，原子半径逐渐_____。(2)卤族元素原子最外层电子数为7，易得到电子而具有较强的非金属性，其单质与氯气类似，能与金属、非金属单质、水等发生反应。
3.卤素单质的化学性质
(1)与氢气反应①卤素单质与氢气反应的条件及生成物的稳定性
②随原子序数的递增，卤素单质与H2化合越来越____，生成的氢化物的稳定性逐渐_____，元素的非金属性逐渐_____。
(2)卤素单质间的置换反应实验①中：试管内液体静置后分层，上层为无色，下层为橙红色，反应的化学方程式：_________________________；
实验②中：试管内液体静置分层，上层为无色，下层为紫红色，反应的化学方程式：_____________________；实验③中：试管内液体静置分层，上层为无色，下层为紫红色，反应的化学方程式：____________________。
由实验①②③得出结论：Cl2→I2氧化性逐渐减弱，相应卤素离子还原性逐渐_____。
Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
2KI＋Br2===2KBr＋I2
2KI＋Cl2===2KCl＋I2
卤族元素原子结构和性质的相似性和递变性(1)卤族元素原子结构和性质的相似性：①最外层均有7个电子；②最高正价除F外均显＋7价，最低负价为－1价；③气态氢化物的通式为HX(X表示卤素)；④最高价氧化物对应水化物的通式为HXO4(F除外)。
(2)卤族元素原子结构和性质的递变性：
1.卤素都是典型的非金属元素，其单质(X2)都具有氧化性。(1)卤素易形成X－的原因是_________________________________________________________。(2)X2与H2化合的化学方程式是______________________，其反应条件难易规律是____________________________________。(3)将氯气通入碘化钾溶液中反应的离子方程式是____________________。(4)举例说明氯气的氧化性比单质溴的氧化性强：_____________________________________________________________________。
卤素原子的最外层都是7个电子，易得到1个电子形成
H2＋X2===2HX
随原子序数的增大，与H2化合越来越难
Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
氯气能从溴化钾溶液中置换出
溴：Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2(答案合理均可)
2.砹(At)属于卤族元素，下列关于砹(At)及其化合物具有的性质推测不正确的是______(填字母)。A.单质砹易溶于某些有机溶剂B.AgAt是难溶于水的有色固体C.HAtO4的酸性比HClO4的弱D.HAt难溶于水，且受热很难分解
同主族元素的原子结构与性质的关系
1.随着碱金属元素原子序数的增大，下列递变规律正确的是A.原子半径逐渐增大B.最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱C.单质熔、沸点逐渐升高D.单质的氧化性逐渐增强
解析 随着碱金属元素原子序数的增大，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，单质熔、沸点逐渐降低，单质的还原性逐渐增强。
2.下列有关碱金属元素的性质判断正确的是A.K与H2O反应最剧烈B.Rb比Na活泼，故Rb可以从NaCl溶液中置换出NaC.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
解析 A项，在碱金属元素中，K不是最活泼的元素；B项，Rb先与水反应，不会置换出Na；C项，碱金属的阳离子很稳定，不具有强氧化性。
3.下列事实不能用于判断金属性强弱的是A.金属单质间发生的置换反应B.1 ml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 ml Al反应失去的电子比1 ml Na多，但Al的金属性比Na弱。
4.部分卤族元素的某种性质A随核电荷数的变化趋势如图所示，则A可能表示
A.原子半径 B.氢化物的稳定性C.原子的电子层数 D.单质的密度
解析 从氯到碘，原子半径逐渐增大，A项不符合题意；从HCl到HI，稳定性逐渐减弱，B项符合题意；从Cl到I，原子的电子层数逐渐增多，C项不符合题意；从Cl2到I2，单质的密度逐渐增大，D项不符合题意。
5.关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是A.卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示B.HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强C.卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量增大而加深D.X－的还原性依次为F－
6.下列说法中，不符合第ⅦA族元素性质特征的是A.从上到下元素的非金属性增强B.易形成－1价离子C.从上到下最高价氧化物对应水化物的酸性减弱(F除外)D.从上到下氢化物的还原性依次增强
解析 同主族元素，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，选项A错误；第ⅦA族元素最外层有7个电子，易得1个电子形成－1价离子，选项B正确；从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱(F除外)，选项C正确；同主族元素，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以氢化物的还原性依次增强，选项D正确。
7.下列有关碱金属元素和卤素的说法中，错误的是A.溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈B.碱金属元素中，锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟原子得电子的 能力最强C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈D.随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的熔、沸点都逐渐降低
解析 溴的非金属性强于碘，故溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈，A项正确；碱金属元素中，锂的金属性最弱，故锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟的非金属性最强，故氟原子得电子的能力最强，B项正确；钾的金属性比钠强，故钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈，C项正确；随核电荷数的增加，碱金属元素单质的熔、沸点逐渐降低，卤素单质的熔、沸点逐渐升高，D项不正确。
(2)下列单质的熔、沸点随原子序数递增而升高的是____(填字母，下同)。A.碱金属元素 B.卤族元素
8.(1)常见卤素氢化物中最不稳定的是____(写化学式)。
解析 常见卤素中碘元素的非金属性最弱，氢化物最不稳定的是HI。
解析 碱金属元素单质的熔、沸点随原子序数的递增而降低，卤素单质的熔、沸点随原子序数的递增而升高。
我们知道，金属元素的原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性；非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。所以人们常说，原子结构决定元素的性质。
人们经常把元素周期表中的同族元素放在一起研究，是因为他们之间存在着某种内在联系。那么，这种内在的联系是什么呢？我们将从他们的结构和性质的关系进行探讨。
1.碱金属元素的原子结构
(1)由上表可知：在元素周期表中，碱金属元素原子的最外层电子数_____，随核电荷数的增大，电子层数依次_____，原子半径逐渐_____。(2)碱金属元素的原子最外层电子数为1，易失去电子而具有较强的金属性，其单质与钠类似，易与氧气、水等反应。
2.碱金属单质的化学性质
(1)钠、钾与氧气反应
①实验现象：都能在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)，钾燃烧更剧烈。②反应方程式：___________________、________________。③实验结论：金属的活泼性：K____Na。
不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。
①实验现象：相同点：金属___在水面上；金属___成闪亮的小球；小球_________；发出__________；反应后的溶液呈__色。
②化学方程式：__________________________；________________________。③实验结论：与水反应剧烈程度：K_____Na；金属的活泼性：K____Na。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
3.碱金属单质的物理性质(1)碱金属单质具有硬度____、密度____、熔点低的特点。随着元素原子核电荷数的增加，碱金属单质的熔点和沸点逐渐_____。(2)碱金属单质具有良好的_______、导____性、导____性，液态钠可用作核反应堆的传热介质。
碱金属性质的相似性和递变性
具体情况如下：①与氧气反应从Li→Cs，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如Li与O2生成Li2O，Na与O2生成Na2O、Na2O2，K与O2生成K2O、KO2。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反应能发生轻微爆炸，则Rb、Cs遇水会发生爆炸。
(1)从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大( )(2)碱金属元素的单质与氧气反应的产物属于同种类型( )(3)碱金属元素随核电荷数增大，其单质与水反应越来越剧烈( )(4)碱金属元素单质都应该保存在煤油中( )(5)金属钾能从NaCl溶液中置换出钠( )(6)碱金属元素在自然界中能以游离态存在( )
1.从碱金属原子结构的角度解释。(1)碱金属元素的化学性质具有相似性。
提示 碱金属元素的最外层电子数相同，都是1个电子，故它们的化学性质相似。
(2)碱金属元素的性质具有递变性。
提示 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，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐增强。
2.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，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____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”)。
2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑
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↑，氢氧化铯是强碱，使紫色石蕊溶液变蓝色。
1.卤素单质的物理性质
分析上表可知，从F2到I2，颜色逐渐_____，熔、沸点逐渐_____，密度逐渐_____。
2.卤族元素的原子结构
(1)由上表可知：卤族元素的原子最外层电子数都是_____的，随核电荷数的增大，电子层数依次_____，原子半径逐渐_____。(2)卤族元素原子最外层电子数为7，易得到电子而具有较强的非金属性，其单质与氯气类似，能与金属、非金属单质、水等发生反应。
3.卤素单质的化学性质
(1)与氢气反应①卤素单质与氢气反应的条件及生成物的稳定性
②随原子序数的递增，卤素单质与H2化合越来越____，生成的氢化物的稳定性逐渐_____，元素的非金属性逐渐_____。
(2)卤素单质间的置换反应实验①中：试管内液体静置后分层，上层为无色，下层为橙红色，反应的化学方程式：_________________________；
实验②中：试管内液体静置分层，上层为无色，下层为紫红色，反应的化学方程式：_____________________；实验③中：试管内液体静置分层，上层为无色，下层为紫红色，反应的化学方程式：____________________。
由实验①②③得出结论：Cl2→I2氧化性逐渐减弱，相应卤素离子还原性逐渐_____。
Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
2KI＋Br2===2KBr＋I2
2KI＋Cl2===2KCl＋I2
卤族元素原子结构和性质的相似性和递变性(1)卤族元素原子结构和性质的相似性：①最外层均有7个电子；②最高正价除F外均显＋7价，最低负价为－1价；③气态氢化物的通式为HX(X表示卤素)；④最高价氧化物对应水化物的通式为HXO4(F除外)。
(2)卤族元素原子结构和性质的递变性：
1.卤素都是典型的非金属元素，其单质(X2)都具有氧化性。(1)卤素易形成X－的原因是_________________________________________________________。(2)X2与H2化合的化学方程式是______________________，其反应条件难易规律是____________________________________。(3)将氯气通入碘化钾溶液中反应的离子方程式是____________________。(4)举例说明氯气的氧化性比单质溴的氧化性强：_____________________________________________________________________。
卤素原子的最外层都是7个电子，易得到1个电子形成
H2＋X2===2HX
随原子序数的增大，与H2化合越来越难
Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
氯气能从溴化钾溶液中置换出
溴：Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2(答案合理均可)
2.砹(At)属于卤族元素，下列关于砹(At)及其化合物具有的性质推测不正确的是______(填字母)。A.单质砹易溶于某些有机溶剂B.AgAt是难溶于水的有色固体C.HAtO4的酸性比HClO4的弱D.HAt难溶于水，且受热很难分解
同主族元素的原子结构与性质的关系
1.随着碱金属元素原子序数的增大，下列递变规律正确的是A.原子半径逐渐增大B.最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱C.单质熔、沸点逐渐升高D.单质的氧化性逐渐增强
解析 随着碱金属元素原子序数的增大，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，单质熔、沸点逐渐降低，单质的还原性逐渐增强。
2.下列有关碱金属元素的性质判断正确的是A.K与H2O反应最剧烈B.Rb比Na活泼，故Rb可以从NaCl溶液中置换出NaC.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
解析 A项，在碱金属元素中，K不是最活泼的元素；B项，Rb先与水反应，不会置换出Na；C项，碱金属的阳离子很稳定，不具有强氧化性。
3.下列事实不能用于判断金属性强弱的是A.金属单质间发生的置换反应B.1 ml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 ml Al反应失去的电子比1 ml Na多，但Al的金属性比Na弱。
4.部分卤族元素的某种性质A随核电荷数的变化趋势如图所示，则A可能表示
A.原子半径 B.氢化物的稳定性C.原子的电子层数 D.单质的密度
解析 从氯到碘，原子半径逐渐增大，A项不符合题意；从HCl到HI，稳定性逐渐减弱，B项符合题意；从Cl到I，原子的电子层数逐渐增多，C项不符合题意；从Cl2到I2，单质的密度逐渐增大，D项不符合题意。
5.关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是A.卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示B.HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强C.卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量增大而加深D.X－的还原性依次为F－
6.下列说法中，不符合第ⅦA族元素性质特征的是A.从上到下元素的非金属性增强B.易形成－1价离子C.从上到下最高价氧化物对应水化物的酸性减弱(F除外)D.从上到下氢化物的还原性依次增强
解析 同主族元素，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，选项A错误；第ⅦA族元素最外层有7个电子，易得1个电子形成－1价离子，选项B正确；从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱(F除外)，选项C正确；同主族元素，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以氢化物的还原性依次增强，选项D正确。
7.下列有关碱金属元素和卤素的说法中，错误的是A.溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈B.碱金属元素中，锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟原子得电子的 能力最强C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈D.随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的熔、沸点都逐渐降低
解析 溴的非金属性强于碘，故溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈，A项正确；碱金属元素中，锂的金属性最弱，故锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟的非金属性最强，故氟原子得电子的能力最强，B项正确；钾的金属性比钠强，故钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈，C项正确；随核电荷数的增加，碱金属元素单质的熔、沸点逐渐降低，卤素单质的熔、沸点逐渐升高，D项不正确。
(2)下列单质的熔、沸点随原子序数递增而升高的是____(填字母，下同)。A.碱金属元素 B.卤族元素
8.(1)常见卤素氢化物中最不稳定的是____(写化学式)。
解析 常见卤素中碘元素的非金属性最弱，氢化物最不稳定的是HI。
解析 碱金属元素单质的熔、沸点随原子序数的递增而降低，卤素单质的熔、沸点随原子序数的递增而升高。
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