人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构与元素周期表教课内容ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构与元素周期表教课内容ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，淡黄绿，深红棕，关键能力·合作学习等内容，欢迎下载使用。
一、碱金属元素1.元素的性质
2.碱金属元素的原子结构
3.碱金属单质的化学性质(1)钠、钾与氧气反应比较
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,钾燃烧更剧烈。②反应方程式:2Na+O2 Na2O2、K+O2 KO2 。 ③实验结论:金属的活泼性:K__Na。
(2)钠、钾与水反应比较
金属浮在水面上;熔成闪亮的小球;小球四处游动;
发出嘶嘶的响声;反应后的溶液呈红色。
钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。
2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
2K+2H2O====2KOH+H2↑
4.碱金属单质的物理性质
【自主探索】(1)(知识关联)我们已经知道实验室中钠单质保存在煤油或石蜡油中,那么钾单质如何保存?提示:钾的密度小于钠,故也可以保存在煤油或石蜡油中。
(2)根据钠和钾性质的差异,分析Li与氧气、水反应的剧烈程度大于还是小于Na?提示:由钾、钠性质实验探究知碱金属的性质随原子序数的递增,金属性逐渐增强,故Li与氧气、水反应的剧烈程度小于Na。
二、卤族元素1.卤素单质的物理性质
2.卤素的原子结构特点
3.卤素单质的化学性质(1)卤素单质与氢气反应
H2+F2====2HF
H2+Br2 2HBr
H2+Cl2 2HCl
H2+I2 2HI
(2)卤素单质之间的置换反应
Cl2+2KBr====2KCl+Br2
Br2+2KI====2KBr+I2
4.同主族元素的性质与原子结构的关系
【自主探索】(1)已知Na与O2反应产物有Na2O和Na2O2,则Li与O2反应的产物也有Li2O和Li2O2,这种观点对吗?为什么?提示:不对。因为Li的金属性比Na弱,所以Li与O2反应产物只有Li2O。
(2)(情境思考)氟是一种反应性能极高的元素,被称为“化学界顽童”。但氟一旦与其他元素结合,就会成为耐热、难以被药品和溶剂侵蚀的具有“高度安全性能”的化合物。氟的化合物化学性质稳定,氟具有很强的非金属性。氟树脂等高分子化合物具有防粘、防水、防油、润滑、弯曲率低、电气性能好等优异性能。氟元素被广泛应用于家庭用品、办公自动化设备、半导体、汽车等领域。
①卤素单质中氧化性最强的是哪种单质?提示:F2。
②F在化合物中有无正价?提示:F在化合价中只显示-1价,无正价。
　知识点一　碱金属单质化学性质的相似性和递变性 1.相似性
2.递变性(1)单质的还原性与离子的氧化性递变规律
【误区警示】(1)Na、K通常保存在煤油中,Li通常用石蜡密封。(2)Na、K投入盐溶液中时,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↑,然后生成的碱再与盐发生复分解反应(若不满足发生复分解反应的条件,只发生第一步反应)。
【合作探究】(1)Li+与Na+的氧化性哪一个强?为什么?(宏观辨识与微观探析)提示:Li+的强。因为Li比Na的还原性弱,则对应离子的氧化性就强。
(2)碱金属单质的化学性质为什么具有递变性?(宏观辨识与微观探析)提示:碱金属原子结构存在递变性。从Li到Cs,随核电荷数的增加,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吸引力逐渐减弱,元素金属性逐渐增强;故单质的还原性逐渐增强,离子的氧化性逐渐减弱。
(3)(情境应用)2019年在北京召开的第十二届中国产学研合作创新大会上,以“铷原材料与应用产品关键技术及产业化创新成果”荣获“中国产学研合作创新成果一等奖”。 铷是一种稀有分散的碱金属元素,活性大,熔点低,是地球上发现的所有元素中较高正电性和最大光电效应的元素。试推测金属Rb与水反应的现象?Rb在空气中燃烧的产物会是Rb2O吗?(宏观辨识与微观探析)
提示:Rb比K活泼,Rb与水反应比K更剧烈,故反应现象为Rb沉在水底,与水剧烈反应,会发生爆炸。Rb比K活泼,Rb在空气中燃烧的产物更复杂,不会生成Rb2O。
【典例示范】【典例】(2020·淄博高一检测)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.Cs2CO3不易溶于水
【解题指南】解答本题要注意以下三点:(1)碱金属随着原子序数递增,金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。(2)金属性越强,原子的失电子能力越强。(3)碱金属的碳酸盐(正盐)物理性质相似。
【解析】选D。Cs的最外层电子数是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,A项正确;铯与Na性质相似,与水或酸反应更剧烈,都生成H2,B项正确;Cs的还原性比Na强,所以Na+的得电子能力比Cs+强,C项正确;因为Na2CO3、K2CO3均易溶于水,所以Cs2CO3也易溶于水,D项错误。
【素质训练】铷元素广泛用于特种玻璃、医学、能源等领域。其中在高科技领域显示了广阔的应用前景。锂云母是提取铷的重要原料。我国的锂云母主要分布于江西宜春、湖南正冲、广西栗木等地。
已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题:(1)铷(Rb)位于元素周期表的第　　　　周期　　　　族。 (2)关于铷的结构和性质判断正确的是　　　　(填序号)。 ①与水反应比钠剧烈　②原子半径比钠小　③氧化物暴露在空气中易吸收CO2　④阳离子最外层电子数和镁原子相同　⑤是还原剂(3)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g,当它与足量水反应时,放出标准状况下的氢气22.4 L,这种碱金属可能是　　　　(填字母)。a.Lib.Nac.Kd.Cs 
【解析】(1)由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五周期ⅠA族。(2)由Rb的原子结构示意图可知②④不正确;又因Na和Rb同主族,根据同主族元素性质的递变规律知,Rb的金属性比Na强,故①③⑤正确。(3)设该合金的平均相对原子质量为M,则根据得失电子守恒得 ×1= ×2,M=25,因Mr(Rb) >25,则另一种碱金属的相对原子质量应小于25,可能为Li或Na。答案:(1)五　ⅠA　(2)①③⑤　(3)ab
　知识点二　卤素单质化学性质的相似性和递变性 1.相似性
2.递变性(1)卤素单质的氧化性及卤素离子的还原性递变规律
3.特殊性(1)氟元素无正价,无含氧酸,而氯、溴、碘元素有最高正价和含氧酸。(2)X2+H2O====HX+HXO(X=Cl、Br、I)而2F2+2H2O====4HF+O2。(3)溴单质在常温下是唯一的一种液态非金属单质。(4)碘为紫黑色固体,易升华,淀粉遇I2变蓝色。(5)氢氟酸为弱酸,而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。
【合作探究】1.(思维升华)氯气能从NaBr溶液中置换出Br2,F2比Cl2更活泼,F2也能从NaBr溶液中置换出Br2吗?(科学探究与创新意识)提示:F2性质活泼,是氧化性最强的非金属单质,在溶液中会与水反应生成HF和O2,故不能从NaBr溶液中置换出Br2。
2.(教材二次开发)教材P97页备注②指出“一般情况下,元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的酸性强弱,或与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性来判断。”
(1)盐酸的酸性强于碳酸,能否说明氯的非金属性强于碳?提示:不能。原因是盐酸不是氯的最高价含氧酸。
(2)比较HCl和HBr的稳定性强弱。 提示:非金属性:Cl>Br,故氢化物的稳定性:HCl>HBr。
【典例示范】【典例】(2020·石家庄高一检测)下列关于卤素(F、Cl、Br、I)叙述正确的是(　　)A.其单质在常压下的沸点,随着卤素核电荷数的增多逐渐降低B.单质和水反应通式:X2+ H2O====HX + HXO(用X表示卤素),剧烈程度随着核电荷数的增多而减弱C.单质和氢气反应的通式:X2+ H2====2HX(条件不同),剧烈程度随着卤素核电荷数的增多而减弱D.随着卤素核电荷数的增多,单质的氧化性逐渐增强
【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)明确卤族元素的相似性和递变性,注意氟的特殊性。(2)明确卤族元素单质的物理性质。
【解析】选C。卤素单质在常压下的沸点,随着卤素核电荷数的增多逐渐升高,A项不正确。单质氟和水反应生成HF和氧气,B项不正确。同主族自上而下非金属性逐渐减弱,所以与H2反应的剧烈程度逐渐减弱,C项正确。随着卤素核电荷数的增多,单质的氧化性逐渐减弱,D项不正确。
【母题追问】(1)在B、C选项中卤素X2分别表现什么性质?提示:B项,既表现氧化性又表现还原性;C项,表现氧化性。
(2)上述叙述中能用于判断非金属强弱的是哪个选项?提示:C项。与氢气化合生成氢化物越容易,非金属性越强。
【规律方法】非金属性强弱的判断依据(1)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)据单质及其化合物的性质判断。①单质与氢气化合越容易(或氢化物越稳定),元素的非金属性越强。②最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,元素的非金属性越强。
(3)非金属单质间的置换反应:活泼的非金属将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来:如Cl2+2Br- 2Cl-+Br2,则非金属性:Cl>Br。(4)据离子的还原性强弱判断:非金属阴离子的还原性越强,元素的非金属性越弱。如还原性:Cl-I。
【素质训练】(教材二次开发)下列说法正确的是(　　)A.氟、氯、溴原子的最外层电子数都是7,次外层电子数都是8B.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律C.酸性:HFO4>HClO4>HBrO4>HIO4D.砹属于卤族元素,位于第六周期,根据卤素性质的相似性,砹微溶于水,易溶于CCl4
【解析】选D。F的次外层电子数为2,Br的次外层电子数为18,A项错误;元素的非金属性强弱可以根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较,不能根据氢化物的酸性强弱比较,B项错误;F无正化合价,不能形成HFO4,C错误;由碘微溶于水、易溶于四氯化碳可推知,砹微溶于水,易溶于CCl4,D正确。
【加固训练】1.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是(　　)A.Cl2不能从KBr溶液中置换出Br2 B.HX易溶于水,其水溶液都是强酸C.其单质都有颜色,都有毒D.最高价含氧酸的通式为HXO4
【解析】选C。非金属性Cl2>Br2,氧化性Cl2>Br2,故Cl2可以从KBr溶液中置换出Br2,A项错误。要注意F2及氟的化合物的特殊性:①F2与水反应置换H2O中的氧生成O2。②HF的溶液显弱酸性。③F是最强的非金属,在化合物中不显正价,不存在含氧酸。
2.1826年,法国的一位青年波拉德,把海藻烧成灰,用热水浸取,再往里通入氯气,这时,就得到紫黑色的固体——碘晶体。他发现在提取后的母液底部,总沉着一层深褐色的液体,这液体具有刺鼻的臭味。仔细地进行研究后证明,这深褐色的液体,是一种人们还未发现的新元素。科学家把这新元素称为“溴”。德国著名的化学家李比希也做过和波拉德相似的实验,看到过这一奇怪的现象,不同的是,李比希没有深入地钻研下去,只凭空地断定这深褐色的液体只不过是氯化碘(ICl)——通氯气时,氯和碘形成的化合物。因此,他只是往瓶子上贴了一张“氯化碘”的标签就完了,从而失之交臂,没有发现这一新的元素。
(1)写出波拉德获得溴、碘单质的离子方程式。(宏观辨识与微观探析)提示:Cl2+2Br- Br2+2Cl-,Cl2+2I- I2+2Cl-。
(2)比较Cl-、Br-、I-的还原性强弱,并从原子结构角度解释原因。(宏观辨识与微观探析)提示:Cl-、Br-、I-的还原性:Cl-