第四章 第一节 第三课时　原子结构与元素的性质-2025年高中化学必修第一册同步课件

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第3课时　原子结构与元素的性质【课程目标】　以第ⅠA族、第ⅦA族为例，通过探究认识同主族元素性质的递变规律，并能用原子结构理论加以解释，培养“科学探究”与“证据推理”的核心素养。内容索引01.夯基提能02.素养落实03.课时作业（二十四）知识点一　碱金属元素知识点二　卤族元素题型 同主族元素原子结构和性质的递变规律01.夯基提能知识点一　碱金属元素【知识衔接】　(1)原子结构决定元素的化学性质。(2)1．碱金属元素：第ⅠA族除H之外的元素。2．碱金属元素的原子结构【师说·助学】　填写下表中的信息，并思考和讨论下列问题。LiNaKRbCs在周期表中，(1)从上往下，碱金属元素原子的核电荷数、原子半径如何变化？(2)从上往下，碱金属元素的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点能推断出碱金属元素的性质具有相似性？答案：从上往下，碱金属元素原子的核电荷数依次增加、原子半径逐渐增大。答案：从上往下，碱金属元素原子的电子层数依次增加，最外层都只有一个电子。碱金属元素原子的最外层电子数相同，可推测碱金属元素的化学性质相似。3．碱金属元素单质的化学性质——教材探究【知识衔接】　钠元素的原子结构和性质钠原子最外层只有1个电子，易失去；钠是活泼金属，具有强还原性，易与O2、H2O等多种物质发生反应。【性质预测】通过钠的化学性质，再结合锂、钠和钾的原子结构特点，可推知锂、钾也可以与氧气、水、酸溶液等物质反应；Li、Na、K金属活泼性依次增强。【实验验证】2K＋2H2O===2KOH＋H2↑ (2)碱金属元素性质的相似性与递变性4．碱金属元素单质的物理性质(1)相似性和递变性(2)个性特点：铯略带________色光泽；锂的密度比煤油的小；钠的密度比钾大。实验室中，钠、钾保存在煤油中，锂保存在液体石蜡中银白色较小降低金即学即练1．正误判断，错误的说明原因。(1)Li、Na、K在空气中燃烧均生成过氧化物：____________________________________________________________。(2)碱金属元素原子随核电荷数增加，其单质与水反应越来越剧烈：____________________________________________________________。(3)可以通过钠和氯化锂溶液反应，判断钠和锂元素的金属性：____________________________________________________________。(4)碱金属元素在自然界中都以化合态形式存在：________________。错误。Li、K在空气中燃烧分别生成Li2O、KO2。正确。错误。钠遇氯化锂溶液，发生钠与水的反应，无法判断钠和锂元素的金属性。正确2．锂(Li)是世界上最轻的金属，它属于碱金属的一种，下列说法正确的是(　　)A．和Li同一主族的都是金属元素B．Na＋比Li多一个电子层C．Li、Na、K＋的最外层都只有一个电子D．Li是碱金属元素中原子半径最小的元素答案：D知识点二　卤族元素1．卤族元素：简称卤素，是典型的非金属元素，它们在自然界中都以________存在。2．卤素单质的物理性质化合态淡黄绿黄绿深红棕紫黑增大升高【特别提醒】　熟记卤素单质的特殊性(1)在常温下，Br2是唯一的液态非金属单质常用于元素推断。，易挥发。实验室中将溴单质密封保存，并加水液封以减少挥发(2)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。3．卤族元素的原子结构(1)相似性：最外层电子数均有________个。(2)递变性：随核电荷数的增加，电子层数依次________，原子半径依次________。7增加增大 爆炸 【结论】从F2到I2，与H2化合越来越________，生成的氢化物稳定性逐渐________，元素的非金属性逐渐________。(2)卤素单质间的置换反应——教材实验4－1难减弱减弱2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－2I－＋Cl2===I2＋2Cl－2I－＋Br2===I2＋2Br－【实验结论】氧化性____________，还原性____________。【师说·助学】　F2通入水中会剧烈反应，且有另一种单质气体生成，请根据氧化还原反应理论写出上述反应的化学方程式。Cl2>Br2>I2Cl－＜Br－＜I－答案：2F2＋2H2O===4HF＋O25．卤素性质的递变规律及原因从F→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的吸引力逐渐________，原子得电子的能力逐渐________，非金属性逐渐________。【归纳总结】　同主族元素的相似性和递变性减小减弱减弱即学即练1．正误判断，错误的说明原因。(1)从F到I，卤族元素气态氢化物稳定性逐渐增强：__________________________________________________。(2)卤素单质随原子序数的递增，密度逐渐增大：________________。(3)F2、Cl2、Br2与H2O反应的原理相同：____________________________________________________________。(4)F－、Cl－、Br－的还原性依次增强：_________________________。错误。从F到I，卤族元素气态氢化物稳定性逐渐减弱。正确错误。Cl2、Br2与H2O反应的原理相同，F2与H2O发生反应2F2＋2H2O===4HF＋O2正确2．[2024·广东华侨中学高一段考]已知卤素单质的氧化性强弱为Cl2＞Br2＞I2，排在前面的卤素单质可将排在后面的卤素从它的盐溶液中置换出来，如Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。下列说法或化学方程式不成立的是(　　)A．Cl2与I－在水溶液中不能大量共存B．2NaF＋I2===2NaI＋F2C．还原性：Cl－＜Br－＜I－D．少量Cl2通入到NaBr和NaI的混合溶液中，Cl2优先氧化I－答案：B解析：由氧化性：Cl2＞I2可知，Cl2与I－在水溶液中会发生反应生成I2和Cl－，不能大量共存，A正确；由氧化性：F2＞I2可知，2NaF＋I2===2NaI＋F2不能发生，B错误；单质的氧化性越强，对应阴离子的还原性越弱，由氧化性：Cl2＞Br2＞I2可知，还原性：Cl－＜Br－＜I－，C正确；少量Cl2通入到NaBr和NaI的混合溶液中，由于还原性：Br－＜I－，Cl2优先氧化I－，再氧化Br－，D正确。3.在硬质玻璃管中的A、B、C处依次放置浸有KBr溶液、KI溶液、淀粉溶液的三个棉球(如图所示)。由左端导入Cl2，在B处加热，可观察到A处棉球呈________色，B处棉球呈现________色，C处棉球呈________色。将试管冷却后，在B、C之间的玻璃管内壁上有________色的________，这是因为____________________。红棕紫红蓝紫黑固体碘蒸气冷凝为固体解析：非金属性Cl>Br>I，则单质的氧化性Cl2>Br2>I2，Cl2与KBr溶液、KI溶液反应分别生成Br2和I2。02.素养落实题型 同主族元素原子结构和性质的递变规律例 [2024·海南海口高一期末]类比迁移的思维方法可以预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观事实。下列类比迁移结果正确的是(　　)A.因为Na在空气中加热生成Na2O2，所以Li在空气中加热生成Li2O2B．因为HCl是强酸，所以HF也是强酸C．Na和水反应生成NaOH和H2，则Fe和水蒸气反应也生成Fe(OH)3和H2D．金属性：Rb>K>Na，则金属性：Sr>Ca>Mg答案：D解析：Li在空气中加热只能生成Li2O，故A错误；HF是弱酸，故B错误；Fe和水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故C错误；同主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，故金属性：Sr>Ca>Mg，故D正确。状元随笔　在利用好“同主族元素的性质具有相似性和递变性”的同时，还要关注元素的特性。如碱金属单质与氧气反应的产物、F2与水反应；特别是单质物理性质的特殊性。【变式演练】1．[2024·内蒙古兴安盟高一期末]用下列曲线表示卤族元素的某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是(　　)答案：A解析：卤族元素的非金属性随着核电荷数的增加而减弱，A项正确；卤族元素单质的氧化性随着核电荷数的增加而减弱，B项错误；卤族元素的最简单氢化物的热稳定性随着核电荷数的增加而减弱，C项错误；卤族元素单质的熔点随着核电荷数的增加而升高，D项错误。2．[2024·天津武清高一期末]已知铷在元素周期表中位于第五周期第ⅠA族。下列说法不正确的是(　　)A．铷的原子序数为37B．铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈C．铷的熔沸点比钠的熔沸点低D．铷的氢氧化物是弱碱答案：D解析：已知铷在元素周期表中位于第五周期第ⅠA族，则为37号元素。铷的原子核内有37个质子，则原子序数为37，A正确；铷的原子半径大于Na，则失电子能力大于Na，故放到水中会比钠跟水反应更剧烈，B正确；钠、铷为同主族金属，且铷原子半径大于钠，铷的熔沸点比钠的熔沸点低，C正确；铷的失电子能力大于Na，则铷的氢氧化物是强碱，D错误。3．[2024·黔西南州同源中学高一期末]砹(At)是卤族元素，对砹及其化合物的叙述，不正确的是(　　)A．与H2化合的能力：At2HCl>HBr>HIB．稳定性：HF>HCl>HBr>HIC．氧化性：F2>Cl2>Br2>I2D．与水反应由易到难：F2>Cl2>Br2>I2答案：A解析：非金属性越强，离子还原性越弱，同主族从上往下非金属性减弱，还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI，A错误；非金属性越强，氢化物越稳定，同主族从上往下非金属性减弱，氢化物稳定性：HF>HCl>HBr>HI，B正确；非金属性越强，氧化性越强，同主族从上往下非金属性减弱，氧化性：F2>Cl2>Br2>I2，C正确；同主族从上往下非金属性减弱，与水反应由易到难：F2>Cl2>Br2>I2，D正确。【综合练|选考通关】11．(3分)[2024·长沙八校高一联考]可能存在的第119号元素被称为“类钫”，据元素周期表结构及元素性质变化趋势，有关“类钫”的预测说法正确的是(　　)A．“类钫”在化合物中呈＋1价B．“类钫”属于过渡元素，具有放射性C．“类钫”单质的密度小于1 g·cm－3D．“类钫”单质有较高的熔点答案：A解析：119号元素应位于第八周期ⅠA族，属于碱金属元素，类比碱金属的性质可知A项正确。12．(3分)[2024·沈阳高一期末]向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量Cl2，充分反应后将溶液蒸干并灼烧所得物质，最后剩余的固体是(　　)A．NaCl和KI B．NaCl、KCl、I2C．KCl和NaBr D．KCl和NaCl答案：D解析：过量的Cl2将I－、Br－从溶液中完全置换出来，在蒸干、灼烧过程中溴挥发、碘升华，所得固体为NaCl和KCl。此题也可利用Cl2、Br2、I2活泼性强弱用排除法选出D项。13．(4分)现有失去标签的A、B、C、D、E五个集气瓶，分别充满H2、O2、Cl2、HCl、HBr五种气体中的一种，其中C是黄绿色，A、C混合见光爆炸，C、D混合在瓶壁上出现橙红色小液滴，E遇潮湿空气出现白雾，写出它们的化学式：A________，B________，C________，D________，E________。H2O2Cl2HBrHCl解析：由已知条件，C是Cl2，A和C混合见光爆炸，A是H2；C、D混合瓶壁上出现橙色小液滴为Br2，则D是HBr，E是HCl，剩余B是O2。14．(12分)某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。请你帮助该同学整理并完成实验报告。(1)实验目的：_________________________________________。(2)实验用品①试剂：金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1 mol·L－1 NaBr溶液、0.1 mol·L－1 NaI溶液等；②仪器：________、________、____________、镊子、小刀、玻璃片等。探究同主族元素性质的相似性和递变性试管胶头滴管烧杯(培养皿)(3)实验内容(填写与实验方案对应的实验现象的标号和化学方程式)(4)实验结论：____________________________________________________________。DCl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2A2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑BBr2＋2NaI===2NaBr＋I2C2K＋2H2O===2KOH＋H2↑同主族元素性质相似；同主族元素自上而下原子失电子能力增强，得电子能力减弱15．(8分)为了测定某种碱金属元素的相对原子质量，某同学设计了如图所示的装置进行实验，该装置(包括水)的总质量为a g。将质量为b g(不足量)的某碱金属单质放入水中，立即塞紧瓶塞，完全反应后再称得此装置的总质量为c g。请回答下列问题。(1)写出计算该碱金属相对原子质量的数学表达式：______________。(2)无水氯化钙的作用是______________________________________。(3)如果不用无水氯化钙，求出的相对原子质量比实际相对原子质量________(填“偏大”或“偏小”)，理由是____________________________________________________________。 干燥H2，防止H2带走水蒸气，引起实验误差偏小H2将带走部分水蒸气，使测得的H2质量偏大，计算出的相对原子质量偏小