第10讲 原子结构与元素的性质-【暑假自学课】2025年新高一化学暑假提升精品讲义（人教版2019）

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析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习
第二步：练
练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法
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第三步：记
串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步：测
过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1：碱金属元素的原子结构与性质
1.碱金属元素的原子结构
由表中信息分析知,碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数为 , 很容易失去 个电子，因此碱金属元素在化合物中的化合价都是 价;不同点是碱金属元素原子的 和 不同，随着核电荷数增加，元素原子的电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 。
2.碱金属单质化学性质实验探究
（1）碱金属与氧气的反应
（2）碱金属与水的反应
（3）碱金属单质化学性质比较
3.碱金属单质物理性质的相似性和递变性
结合表中信息可知，碱金属单质物理性质的相似性：除铯外均为银白色，都比较柔软，有延展性,硬度小,密度小,熔点低,沸点低;递变性：随着原子序数的递增，碱金属单质的密度逐渐 ( 反常)，熔、沸点逐渐 。
4.碱金属元素原子结构与化学性质的关系
（1）相似性(R表示碱金属元素，不考虑放射性元素):原子都容易失去最外层的一个电子，碱金属单质化学性质活泼.都能与氧气等非金属单质及水反应，与水反应的通式为：
2R + 2H2O===2ROH +H2↑
（2）递变性:
a.随者原子序数的递増，碱金属元素原子失电子能力逐渐 ，元素金属性逐渐 ，单质和氧气的反应越来越 ，生成的氧化物越来越复杂，和水反应越来越 。
b.碱金属单质都具有还原性，还原性由弱到强的顺序是Li＜Na＜K＜Rb＜Cs。
c.碱金属单质物理性质的变化规律：随着原子序数的递增，碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低。
（3）碱金属的特殊性
①单质Na、K通常保存在煤油中,Li通常用石蜡密封。
②碱金属中还原性最强的是 ,还原性最弱的是 。
③碱金属阳离子中氧化性最弱的是 ，氧化性最强的是 。
④碱金属元素单质中只有Li与O2反应的产物为一种(Li2O),其他单质与O2反应的产物至少有 种。
⑤碱金属元素的最高价氧化物对应水化物中只有LiOH ，其他均为易溶于水的強碱。
知识点2：卤族元素的原子结构与性质
1.卤族元素的原子结构
由上表分析知，卤族元素原子结构的递变规律：①卤族元素的原子最外层电子数相同，都为7,都易得到一个电子，单质具有较强的 ;②随着原子序数的递増，原子核外电子层数依次 ，原子半径逐渐 。
2.卤素单质物理性质的相似性和递变性
3.卤素单质的化学性质
（1）卤素单质与H2的反应
由表中信息可知,从F2到I2，卤素单质与H2反应所需要的条件逐渐变苛刻，反应剧烈程度逐渐 ，生成的气态氢化物稳定性逐渐 。
（2）卤素单质间的置换反应
4.同主族元素原子结构与元素性质的相似性与递变性
同主族元素自上而下原子核外电子层数逐渐増多，原子半径逐渐増大,失电子能力逐渐増强，得电子能力逐渐减弱，所以金属性逐渐増强，非金属性逐渐减弱。
重点1：元素的金属性和非金属性的相对强弱判断
1.同主族元素性质的递变规律
2.元素金属性强弱的判断
（1）根据元素周期表判断
同一主族从上到下，元素的金属性逐渐 。
（2）根据金属活动性顺序判断
从左往右，金属单质的活动活逐渐 ,元素的金属性一般也逐渐 。
（3）根据单质及其化合物的性质判断
= 1 \* GB3 ①金属单质与水或酸反应越剧烈,元素的金属性越 。
= 2 \* GB3 ②最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素的金属性越 。
（4）金属单质间的置换反应
较活泼的金属能将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来，如 Zn + Cu2+===Zn2+ + Cu,则金属性：Zn＞Cu。
（5）根据离子的氧化性强弱判断
金属阳离子的氧化性越强，元素的金属性越 .如，氧化性：Cu2+＞Fe2+，则金属性：Cu＜Fe。
3.元素非金属性强弱的判断
（1）根据元素周期表判断
同一主族从上到下，元素的非金属性逐渐减弱。
（2）根据单质及其化合物的性质判断
①单质与氢气化合越 (或简单气态氢化物越 )，元素的非金属性越强。
②最高价氧化物对应水化物的酸性 ,元素的非金属性越强。
（3）根据非金属单质间的置换反应判断：较活泼的非金属单质可将较不活泼的非金属单质从其盐溶液中置换出来，如Cl2 +2Br-===2Cl-+ Br2，则非金属性：Cl>Br。
（4）根据离子的还原性强弱判断：非金属阴离子的还原性越强，元素的非金属性越 。如还原性：Cl-＜I-，非金属性：Cl>I。
考点一 碱金属元素的原子结构与性质
1．下列关于碱金属的叙述中正确的是
A．因为还原性，故将单质投入氯化钠溶液中可以置换出
B．能在中燃烧生成
C．随着原子序数的增大，单质的密度逐渐减小
D．随着原子序数的增大，单质的熔、沸点逐渐降低
2．铷(Rb)是一种碱金属元素，原子序数为37，由于其较高的反应性和稀有性，铷在科学研究和工业应用中有一些独特的创新用途。下列有关铷(Rb)的说法不正确的是
A．单质铷能与水常温下反应生成氢气B．碳酸铷不稳定易分解
C．灼烧氯化铷，火焰可能有特殊颜色D．铷的最高价氧化物的水化物是强碱
3．保存金属时首要考虑的是该金属暴露在空气中是否能稳定存在，下列说法正确的是
A．越活泼的金属，越难在空气中稳定存在
B．所有金属单质在空气中最终都生成氧化物
C．金属活动性排在H后的，不容易被空气氧化
D．实验室无法将钾密封在煤油中保存
考点二 卤族元素的原子结构与性质
4．下列有关卤素的说法错误的是
A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强
C．单质的颜色随核电荷数的增加而加深
D．碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
5．下列关于卤族元素性质的变化规律，描述不正确的是
A．颜色深浅：I2＞Br2＞Cl2＞F2B．氧化性：I2＜Br2＜Cl2＜F2
C．稳定性：HI＜HBr＜HCl＜HFD．酸性：HI＜HBr＜HCl＜HF
6．某化学小组探究卤族元素的性质，进行如图所示的实验 (均为浸有相应试液的棉花，夹持装置略)。下列说法正确的是
A．具支试管中发生反应的化学方程式为
B．若处变为橙色，处变为蓝色，说明氧化性
C．若c处褪色，说明Cl2有还原性
D．若处褪色，说明具有漂白性
考点三 同主族元素原子结构与性质的递变规律
7．分析与推测能力是学习化学的必备能力之一，下列推测合理的是
A．最外层电子数，推测失电子能力
B．由、、、的非金属性依次减弱，推测、、、的还原性依次增强
C．与反应生成，推测与反应生成
D．、属于同主族且均是半导体材料，推测族的元素都是半导体材料
8．应用元素周期律的有关知识，可以预测我们不熟悉的一些元素的单质及其化合物的性质。下列预测正确的是
①第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均显酸性②砹()单质为有色固体，不溶于水，也不溶于稀硝酸③在中剧烈燃烧，产物是，其溶液是一种强碱④硫酸锶()是难溶于水的白色固体⑤硒化氢()是无色、有毒、比稳定的气体
A．②④B．①②③④C．①③⑤D．②④⑤
9．已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中正确的是（ ）
A．Be 的金属性强于Mg
B．相同条件下，单质Be 与酸反应比单质Li与酸反应剧烈
C．Be(OH)2 碱性比Ca(OH)2 的强
D．Be的原子半径大于B的原子半径
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【学习目标】
1.通过实验探究认识碱金属元素性质的递变规律，能用原子结构理论初步加以解释同主族元素性质的递变规律，初步掌握元素性质与原子结构的关系。
2.通过实验探究卤族元素性质的递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释同主族元素性质的递变规律，掌握元素性质与原子结构的关系。
3.通过对碱金属和卤族元素递变性规律的探究，尝试运用类比、归纳等方法对同主族元素原子结构与性质的递变规律分析，预测一些元素的物理和化学性质。
【学习重难点】
1.碱金属元素的原子结构与性质。
2.卤族元素的原子结构与性质。
3.预测陌生元素的物理化学性质。
一、单选题
1．下列不属于碱金属单质的通性的是
A．硬度小、密度小B．熔点较低
C．焰色反应相同D．导热、导电性能强
2．如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图，下列说法不正确的是
A．单质①是最活泼的非金属单质
B．单质②能使石蕊试液先变红后褪色
C．单质③常温下是液态
D．单质④的氢化物在卤素氢化物中热稳定性最强
3．下列有关碱金属的叙述正确的是
A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C．单质可从硫酸铜稀溶液中置换出铜
D．在自然界中没有游离态
4．下列关于碱金属元素和卤族元素的说法错误的是
A．由于钠和钾的原子结构极为相似，所以它们对应的碱都是强碱
B．通过钠与钾分别与水反应的剧烈程度可知，碱金属元素原子半径越大，失电子能力越强
C．碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物
D．通过卤素单质与氢气反应所需要的反应条件难易，可以判断氯的非金属性比溴强
5．可能存在的第119号未知元素，位于IA族，有人称为“类钫”。根据周期表中同族元素的相似性，下列有关“类钫”的预测中正确的是
A．“类钫”原子半径小于铯
B．“类钫”单质有较高的熔点
C．“类钫”在自然界存在单质，在化合物中显+1价
D．“类钫”与水反应比Na与水反应更剧烈
6．下图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系，下列各性质中不符合图示关系的是
A．还原性B．与水反应的剧烈程度C．熔点D．原子半径
7．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，故的氧化性大于
D．Cs与氧气反应只能生成
8．下列有关第VIIA族元素说法中不正确的是
A．原子最外层电子数都是7B．从F2到I2，氧化性逐渐增强
C．从F2到I2，颜色逐渐加深D．熔、沸点：
9．某同学进行如下实验：
下列分析错误的是
A．Ⅰ和Ⅱ为对照组
B．Ⅰ中层显橙色，说明层含
C．Ⅲ中层显紫色，说明的氧化性强于
D．Ⅲ中层变为橙色，说明水层中不含
10．下列有关试剂保存的说法中不正确的是
A．用带玻璃塞的磨口玻璃瓶盛放氢氧化钠溶液B．活泼金属如钠、钾等一般保存在煤油中
C．存放液溴的试剂瓶中应加水封D．漂白粉要密封存放于干燥阴凉处
11．已知有钠、钾及钠钾合金，对于它们三者熔点高低比较正确的是
A．钠钾合金＞钠＞钾B．钠＞钾＞钠钾合金
C．钠＞钠钾合金＞钾D．钾＞钠钾合金＞钠
12．溴化碘(IBr)的化学性质跟Cl2、Br2和I2相似，下列有关溴化碘的叙述中，错误的是
A．溴化碘通常作氧化剂
B．溴化碘跟水的反应属于氧化还原反应
C．溴化碘跟NaOH溶液反应后生成NaBr、NaIO和水
D．溴化碘能跟多数金属反应生成溴化物及碘化物
13．关于卤素化学性质的实验中，叙述正确的是
A．碘化钾溶液遇淀粉变蓝色
B．在盛有液溴的瓶内通常加一些水，以防止溴的挥发
C．氯气通入紫色石蕊试液中，溶液先变红后褪色是由于氯气的漂白作用
D．卤化氢气体通入水中，都能形成强酸溶液
14．下列关于碱金属元素的说法中，不正确的是
A．原子核外最外层电子数都是1
B．单质与水反应的剧烈程度：K＞Na
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH ＜KOH
D．碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物
二、解答题
15．某兴趣小组的同学拟采用以下装置制备氯气并进行一系列相关探究实验。回答下列问题：
（1）装置A中a仪器的名称是 ，用装置A制氯气，发生反应的离子方程式为 ，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
（2）装置C的实验目的是探究氯气是否具有漂白性，为此装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处应依次放入 (填标号)。
（3）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。实验过程：
Ⅰ．打开弹簧夹，打开a的活塞，滴加浓盐酸。
Ⅱ．当D和F中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ．当D中溶液由黄色变为红棕色时，关闭a的活塞。
Ⅳ．打开活塞b，将少量F中的溶液滴入E中，关闭活塞b，取下E振荡，静置后层变为紫红色。
①过程Ⅳ的现象能证明溴的氧化性强于碘，反应的离子方程式是 。
②过程Ⅲ的实验目的是 。
③氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下 ，得电子能力逐渐 (填“减弱”或“增强”)。
16．下表为元素周期表的一部分。
（1）表中元素 (写元素符号，下同)的非金属性最强；元素 的金属性最强；元素 的单质在室温下呈液态。
（2）表中元素③的原子结构示意图是 。
（3）表中元素⑤⑥氢化物的稳定性顺序为 > (填写化学式)。
（4）表中元素最高价氧化物对应水化物的酸性最强的化学式是 ；碱性最强的化学式是 。(填写化学式)
我们知道，化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础学科。不同元素的原子以及由它们构成的分子之间在结构上是否存在相似特征及变化规律，从而影响宏观物质的性质及其变化规律呢?
碱金属元素
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
锂

3
1
2
0.152
钠

11
1
3
0.186
钾

19
1
4
0.227
铷

37
1
5
0.248
铯

55
1
6
0.265
碱金属单质
钾
钠
实验操作
实验现象
先熔化成小球，后燃烧，反应比钠更剧烈，火焰呈 (透过 )
先燃化成小球，后燃烧，反应剧烈，火焰呈
结论
金属活泼性：钾 钠
实验原理
(超氧化钾)

= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①做碱金属与氧气反应的实验时，金属钾、钠的用量一般取 大小为宜。若用量过大，易发生爆炸。在使用前，还应用 吸干钾、钠等金属表面的煤油。未用完的钾、钠要 。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②碱金属与氧气反应：Li在常温下或燃烧时均生成 ；Na在常温下生成 ,燃烧时生成 ；K燃烧时主要生成 ；Rb、Cs燃烧时生成更复杂的氧化物。
碱金属单质
钾
钠
实验操作
实验现象
熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微爆炸声，反应后的溶液加酚欲试液变红
熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后的溶液加酚酞试液变红
结论
金属活泼性：钾＞钠
实验原理（方程式）


= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①钠、钾着火时， 用水灭火，必须用干燥的 来灭火。这是因为钠、钾的化学性质活泼，和水能发生反应，置换出水中的氢，产生可燃性气体H2,同时放出大量的热。
碱金属单质
与氧气反应的产物
与水反应的现象
反应程度
金属性
Li
Li2O
剧烈
Na
Na2O、Na2O2
更剧烈
K
K2O、K2O2、KO2
轻微的爆炸
Rb
常温下自燃，产物更为复杂
遇水立即燃烧，爆炸
Cs
结论
从Li到Cs，碱金属单质的还原性逐渐 ，元素的金属性逐渐 。
①金属锂的密度小于煤油，常保存在 中。锂与其他碱金属不同，在室温下与水反应比较慢，但能与氮气反应生成一氮化三锂晶体。锂的弱酸盐都 于水。锂的挥发性盐的火焰呈 ，可用于鉴定锂。锂很容易与氧、氮、硫等化合，在冶金工业中可用作 剂。
碱金属单质
颜色和状态
密度/( g/cm3 )
熔点/℃
沸点/℃
锂
银白色，柔软
0.534
180.5
1 347
钠
0.97
97.81
882.9
钾
0.86
63.65
774
铷
1.532
38.89
688
铯
略带金色光泽，柔软
1.879
28.40
678.4
元素名称及符号
氟（F）
氯（Cl）
溴（Br）
碘（I）
原子序数
9
17
35
53
原子结构示意图
最外层电子数
7
7
7
7
电子层数
2
3
4
5
原子半径
从F→I逐渐增大
单质
F2→Cl2→Br2→I2
相似性
都有颜色，熔、沸点较低
不易溶于水，易溶于CCl4等有机溶剂（F2易和水发生反应）
递变性
状态（通常状况下）
气体→气体→液体→固体
颜色
淡黄绿色→黄绿色→ → （逐渐加深）
密度
逐渐
熔点和沸点
逐渐
在水中的溶解度
逐渐
单质
反应条件
化学方程式
氢化物稳定性
F2
暗处
H2 + F2===2HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
H2 + Cl2 点燃或光照2HCl
较稳定
Br2
加热
H2 + Br2eq \(=====,\s\up7(△))2HBr
不如HCl稳定
I2
不断加热
H2 + I2 2HI
不稳定
实验名称
实验操作
实验现象
离子方程式及实验结论
氯置换溴
溶液颜色变为
，比氯水颜色深
2Br-+Cl2===2Cl-+Br2
氧化性：Cl2＞Br2
氯置换碘
溶液颜色变为 ，比氯水颜色深
2I-+Cl2===2Cl-+I2
氧化性：Cl2＞I2
溴置换碘
溶液颜色变为 ，比溴水颜色深
2I-+ Br2===2Br-+I2
氧化性：Br2＞I2
①F是最活泼的非金属元素，F2氧化性很强, F-还原性很弱。F无 价，无 。
②F2能与水剧烈反应，不存在F2的水溶液。卤素单质与水反应生成氢卤酸与次卤酸 （F2除外），如 X2 + H2O===HX + HXO（X为 Cl、Br、I），F2与H2O反应的化学方程式为 。
③卤素单质间可以发生置换反应，较活泼的卤素单质可以将较不活泼的卤素单质从它们的盐溶液中置换出来，但F2除外。这是因为F2极易与溶液中的H2O反应生成O2。
④Cl2易液化。
⑤常温下，Br2是 呈液态的非金属单质。液溴有很强的腐蚀性，易挥发，有毒。实验室中保存溴单质时常加 以减少挥发，试剂瓶不能用 。
⑥I2为紫黑色固体，受热易升华，淀粉溶液遇碘变 。
⑦HF是弱酸，而HCl、HBr、HI是强酸，且酸性 HF HCI HBr HI。
⑧卤素单质与活泼金属（如Na、K等）反应生成相应的金属卤化物，如2Na + X2eq \(=====,\s\up7(点燃))2NaX （X 为 F、CI、Br、I）。
= 9 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑨变价金属（如Fe、Cu）与卤素单质反应生成 金属卤化物（碘除外，I2的氧化性较弱，I2与Fe反应只能生成 态的FeI2）。
溴和碘在不同溶剂中呈现的颜色
物质
颜色
饱和溴水

稀溴水

溴溶于苯、四氯化碳等有机溶

碘水

碘的酒精溶液

碘的四氯化碳溶液

研究对象
性质
从上到下递变规律
元素
金属性
逐渐
非金属性
逐渐
单质
氧化性
逐渐
还原性
逐渐
非金属元素对应的简单阴离子
还原性
逐渐
非金属元素对应的简单气态氢化物
稳定性
逐渐
元素最高价态氧化物对应的水化物
碱性
逐渐
酸性
逐渐
教材习题03（P100）
下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是
A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B．单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D．单质的颜色随核电荷数的增加而加深
解题方法
【答案】
实验
操作和现象
Ⅰ
向溴水中滴加少量，振荡，层显橙色
Ⅱ
向碘水中滴加少量，振荡，层显紫色
Ⅲ
向KBr、KI的混合液中加入，然后滴加氯水，振荡后层显紫色；再滴加氯水，振荡后紫色褪去；继续滴加氯水，振荡后层变为橙色
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
碱石灰
五氧化二磷
浓硫酸
无水氯化钙
Ⅲ
湿润的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有色布条
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
1
①
2
②
⑤
3
③
⑥
4
④
⑦