化学必修 第一册第三节 化学键练习题

这是一份化学必修 第一册第三节 化学键练习题，共14页。试卷主要包含了碱金属元素概述，碱金属元素的物理性质，碱金属与氧气的反应，碱金属与水的反应，碱金属化学性质递变性的微观解释等内容，欢迎下载使用。
第30讲 碱金属元素

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知识精讲

一、碱金属元素概述
1. 定义
碱金属元素为第ⅠA族（除氢）的元素。包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs），钫（Fr），其中钫为放射性元素。
2.相似性
碱金属元素原子的最外层都有_____个电子，很容易_______，最高正价为_____价，最高价氧化物对应的水化物均为_____碱，是典型的活泼金属元素。
3.递变性
随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐_______，原子半径逐渐______。
【答案】1失去 +1 强增多增大

二、碱金属元素的物理性质
碱金属
颜色
状态
密度/g·cm-3
熔点/℃
沸点/℃
锂
银白色
柔软
0.534
180.5
1347
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
1.879
28.40
678.4
1. 相似性
碱金属单质都有______色的金属光泽（但____略带金色光泽）、硬度小、有延展性，密度小、熔沸点较低，导电、导热性良好，液态钠钾合金可做原子反应堆的导热剂。
2. 递变性
随着核电荷数的增加，单质的熔点和沸点逐渐______，密度逐渐______，（但ρK___ρNa），且Li、Na、K的密度_____1，Rb、Cs的密度_____1。
【答案】银白铯降低增大＜＜＞

三、碱金属与氧气的反应
碱金属
现象及产物
化学方程式
Li
不如Na剧烈，生成Li2O
4Li + O2 2Li2O
Na
剧烈燃烧，生成Na2O2
2Na + O2Na2O2
K
燃烧比Na剧烈，生成复杂的氧化物
K + O2 KO2（超氧化钾）
Rb
燃烧反应更剧烈，生成更复杂的氧化物

Cs
燃烧反应更剧烈，生成更复杂的氧化物
【实验结论】随着核电荷数的增加，碱金属与O2反应越来越_____，产物越来越_________。
【答案】剧烈复杂

四、碱金属与水的反应
碱金属
现象及产物
化学方程式
Li
反应较慢，生成H2
2Li + 2H2O === 2LiOH + H2↑
Na
反应剧烈，生成H2
2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑
K
反应剧烈，轻微爆炸，生成H2
2K + 2H2O === 2KOH + H2↑
Rb
遇水立即燃烧，爆炸，生成H2

Cs
遇水立即燃烧，爆炸，生成H2
【实验结论】碱金属都能与水反应，反应的通式为2R + 2H2O===2ROH + H2↑，随着核电荷数的增加，碱金属与水反应越来越______，生成的ROH（最高价氧化物对应的水化物）的碱性越来越______。
【答案】剧烈复杂强

五、碱金属化学性质递变性的微观解释
核电荷数增加→电子层数增加→对电子引力降低→越容易失去电子→元素的金属性增强→单质的还原性增强。

对点训练

题型一：碱金属的物理性质
【例1】（2021·云南省大姚县第一中学高一月考）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
【答案】C
【详解】
碱金属的硬度较小、密度较小，熔点均较低，且导热、导电性能强，但焰色试验中火焰的颜色各不相同；
故答案为C。

题型二：碱金属的化学性质
【变2-7】（2019·山西·太原五中高三月考）下列关于碱金属及其化合物的叙述错误的是(　　)
A．金属钠投入Ca(HCO3)2溶液，反应后有白色沉淀析出
B．干粉灭火器能用于扑灭金属钠、钾的着火
C．生理盐水的质量分数为0.9%，与人体的血液中含量相同，它的溶质是NaCl
D．取用金属钠、钾时，所需实验用品有小刀、镊子、滤纸、玻璃片
【答案】B
【详解】
A、钠是活泼的金属，极易和水反应生成氢气和氢氧化钠。生成的氢氧化钠和碳酸氢钙反应生成白色沉淀碳酸钙，A正确；
B、钠着火生成过氧化钠，过氧化钠和CO2反应生成氧气，B不正确；
C、生理盐水的的溶质是氯化钠，正确；
D、钠的腐蚀性比较强，要用镊子取用，用滤纸擦干表面的煤油或石蜡油，正确
答案选B。
【变3】（2020·全国·高一课时练习）下列对碱金属的叙述正确的是
①K通常保存在煤油中以隔绝与空气的接触
②碱金属常温下呈固态，取用时可直接用手拿
③碱金属中还原性最弱的是锂
④碱金属阳离子中氧化性最强的是
⑤碱金属的原子半径随核电荷数的增大而增大
⑥从到，碱金属的密度越来越大，熔、沸点越来越低
A．①③④⑤ B．②③⑤⑥ C．①②③④ D．①②③⑤
【答案】A
【详解】
①钾会和空气中的水蒸气、氧气等发生反应，金属钾密度比煤油大，所以钾通常保存在煤油中以隔绝与空气的接触，正确；
②碱金属的活泼性较强，会和皮肤中的水反应生成碱，具有强腐蚀性，故取用时不能直接用手拿，错误；
③依据同主族元素性质递变规律，碱金属中还原性最弱的是锂，正确；
④元素金属性越弱，对应阳离子的氧化性越强，所以碱金属阳离子中氧化性最强的是，正确；
⑤同主族元素原子的最外层电子数相同，电子层数逐渐增多，随着核电荷数的增大，碱金属的原子半径逐渐增大，正确；
⑥从到，碱金属的熔、沸点逐渐降低，密度呈增大趋势，钾反常，错误；
综上所述，A项正确；
答案选A。

题型三：推测碱金属的性质
【变4-4】（2021·全国·高一专题练习）可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”，它位于碱金属族，根据元素周期表结构及元素性质变化趋势，下列关于碱金属某些元素原子结构和性质的判断，错误的是（）
①锂与水反应比钠剧烈 ②金属单质都可以密封保存在煤油中
③锂的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳 ④锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同
⑤“类钫”单质是强还原剂 ⑥“类钫”在化合物中显+1价
⑦推测“类钫”单质的密度应该大于 ⑧“类钫”单质有较高的熔点
A．①②④⑧ B．①②③⑦ C．③④⑤⑧ D．①③④⑥
【答案】A
【详解】
①金属性：，元素的金属性越强，对应的单质与水反应越剧烈，则钠与水反应比锂与水反应剧烈，①错误；
②锂的密度小于煤油的密度，若用煤油保存锂，则达不到隔绝空气和水的目的，②错误；
③锂的氧化物（）是碱性氧化物，在空气中易吸收二氧化碳，生成碳酸锂，③正确；
④原子失去最外层电子后，次外层变成最外层，故锂离子最外层有2个电子，钠离子最外层有8个电子，二者数目不等，④错误；
⑤“类钫”属于碱金属，碱金属单质都具有强还原性，可作强还原剂，⑤正确；
⑥碱金属元素原子最外层都只有1个电子，在反应中容易失去这个电子显+1价，⑥正确；
⑦碱金属单质的密度从上到下逐渐增大（K反常），推测“类钫”单质的密度应该大于钫的，密度大于，⑦正确；
⑧碱金属单质的熔点较低且从上到下熔点逐渐降低，所以“类钫”单质的熔点很低，⑧错误。
故选A。
【例5】(2021·湖南长郡中学高一月考)最近，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，相对原子质量是85。根据材料回答下列问题：
(1)铷位于元素周期表的第________周期________族。
(2)关于铷的下列说法中不正确的是________(填数字序号)。
①与水反应比钠更剧烈　
②Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳　
③Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2　
④它是极强的还原剂　
⑤RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱
(3)现有铷和另一种碱金属形成的合金5 g，与足量水反应时生成标准状况下的气体2.24 L，则另一碱金属可能是_______________(填元素符号)。
(4)铷久置于空气中，最终变成产物是_____________。
A．Rb2O B．Rb2O2 C．Rb2CO3 D．RbHCO3
【答案】(1)五ⅠA (2)⑤ (3)Na或Li (4)C
【解析】(1)由原子核外的电子排布规律可推知37Rb的原子结构示意图为，Rb应位于第五周期第ⅠA族；(2)Rb的结构、性质与Na相似，且更活泼，对应的Rb2O、Rb2O2、RbOH的性质分别与Na2O、Na2O2、NaOH相似，则①金属性Rb＞Na，所以与水反应比钠更剧烈，故正确；②氧化钠易与水、二氧化碳反应，则它的氧化物在空气中易吸收CO2和水，故正确；③过氧化钠和水反应产生氧气，所以Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2，故正确；④金属性Rb＞Na，它是极强的还原剂，故正确；⑤金属性Rb＞Na，RbOH的碱性比同浓度的NaOH强，故错误；所以选⑤；(3)从碱金属与水反应通式2R +2H2O=2ROH+H2↑可知，生成0.1molH2，碱金属的物质的量为0.2mol，所以平均摩尔质量M= =25 g/mol，而M(Rb)＞25 g/mol ，则另一碱金属的M必小于25g/mol，所以可能是Na或Li；(4)铷久置于空气中，先与空气中的氧气反应生成氧化铷，氧化铷与空气中的水蒸气反应生成氢氧化铷，氢氧化铷与二氧化碳反应生成碳酸铷，故最终变成产物是Rb2CO3，故选C。

提分特训

【题1】（2021·全国·模拟预测）“铷(Rb)原子钟”被誉为卫星的“心脏”。下列说法正确的是
A．金属铷的熔点高于钾 B．的中子数为48
C．和化学性质不同 D．铷元素属于ⅠB族
【答案】B
【详解】
A．铷和钾属于碱金属，碱金属的熔沸点随原子序数的递增而减小，铷原子序数大于钾，故金属铷的熔点低于钾，A错误；
B．的中子数为85-37=48，B正确；
C．和互为同位素，化学性质几乎完全相同，C错误；
D．铷属于碱金属，位于ⅠA族，D错误；
故选B。
【题2】（2020·全国·高一课时练习）下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是
①金属性最强的是锂②氧化性最强的是锂离子③在自然界中均以化合态形式存在④Li的密度最大⑤铯与水反应十分剧烈，甚至会发生爆炸
A．①②③ B．④⑤ C．②④ D．②③⑤
【答案】D
【详解】
①同主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，即Cs的金属性最强，故①错误；
②单质的还原性越强，则其离子的氧化性越弱，同主族从上到下，元素的金属性增强，则Li＋的氧化性最强，故②正确；
③碱金属都是活泼的金属，自然界中均以化合态形式存在，故③正确；
④从上到下碱金属元素单质的密度呈增大的趋势，Cs的密度最大，故④错误；
⑤Cs的金属性非常强，与水反应十分剧烈，故⑤正确；
综上所述，②③⑤正确，故选D。
【题3】（2021·上海金山·二模）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
【答案】B
【分析】
合金的熔点比各成分金属的熔点低，碱金属的熔点随原子序数的增大而减小，以此来解答。
【详解】
合金的熔点比各成分的熔点低，碱金属的熔点随原子序数的增大而减小，则熔点为钠>钾>钠和钾的合金，
故答案选B。
【题4】（2021·全国·高一课时练习）下列关于碱金属元素的叙述错误的是(　　)
A．随核电荷数递增，碱金属单质的熔点依次降低
B．随核电荷数递增，碱金属单质的密度依次增大
C．碱金属单质都是密度较小的有色金属
D．碱金属元素的原子最外层都只有一个电子
【答案】B
【详解】
A.碱金属都属于金属晶体，金属阳离子半径逐渐增大，对外层电子束缚能力减弱，金属键减弱，所以熔沸点降低，故A正确;
B.随核电荷数递增，碱金属单质的密度逐渐增大，但Na、K反常，故B错误;
C.碱金属元素包含Li、Na、K、Rb、Cs、Fr，属于轻金属元素，所以碱金属单质的密度都较小，碱金属单质多为具金属光泽的银白色金属，铯带金黄色,但暴露在空气中会因氧气的氧化作用生成氧化物膜使光泽度下降,呈现灰色的有色金属，故C正确
D.碱金属元素都在IA族，原子最外层都只有一个电子，故D正确;
答案：B。
【点睛】
（1）碱金属都属于金属晶体，其单质的熔沸点随着核电荷数的增大而减小，碱金属单质的密度逐渐增大;碱金属元素随着核电荷数的增多，其单质的熔点、沸点依次降低，密度依次增大(但钾反常)。
【题5】（2020·福建省泰宁第一中学高一月考）2019年诺贝尔化学奖颁给几位在锂离子电池研发领域做出贡献的科学家，锂单质化学性质与钠类似，活泼性比钠略弱。它的密度为0.534g/cm3，锂元素的焰色为紫红色，将绿豆大的锂投入水中，下列实验现象合理的有
①锂沉入水中
②锂浮在水面上
③水中有大量气泡
④反应后在水中加入几滴石蕊试液，溶液变红
⑤反应剧烈，发出紫红色火焰
⑥锂四处游动
A．②③ B．①③ C．②③⑤ D．②④⑤⑥
【答案】A
【详解】
锂的密度比水小，因此锂浮在水上，故①错误；②正确；锂和水反应生成LiOH和H2，溶液中能产生大量气泡，故③正确；生成的LiOH使紫色石蕊试液变蓝，故④错误；锂和水反应相对平缓，放出的热量并不能使锂融化，且生成的H2并不能推动锂四处游动，故⑤⑥错误；
答案选A。
【题6】（2018·河北张家口·高一月考）钾、钠及其化合物的性质都类似。回答下列问题:
（1）单质钾与钠相比，熔沸点:K ____(填“>”“