2020-2021學年化學新教材人教必修第一冊學案：第4章 第1節(jié) 課時3　原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) Word版含解析

1、課時3原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)發(fā) 展 目 標體 系 構(gòu) 建1.以a的堿金屬、a的鹵族元素為例，通過探究認識同主族元素性質(zhì)(金屬性與非金屬性)的遞變規(guī)律，并能用原子結(jié)構(gòu)理論加以解釋。培養(yǎng)學生“科學探究與證據(jù)推理”的核心素養(yǎng)。2通過比較、歸納、實驗等方法預測同主族元素的相似性與遞變性。培養(yǎng)學生“科學精神與創(chuàng)新意識”的核心素養(yǎng)。一、原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系1金屬元素：原子最外層電子一般少于4個，在化學反應中容易失去電子，具有金屬性。2非金屬元素：原子最外層電子一般多于4個，在化學反應中容易得到電子，具有非金屬性。二、堿金屬元素堿金屬元素包括(填名稱及元素符號)：鋰(li)、鈉(na)、鉀(k)、銣(rb

2、)、銫(cs)等。1堿金屬的原子結(jié)構(gòu)(lics)(1)相似性：最外層均有1個電子。(2)遞變性：電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。2堿金屬的化學性質(zhì)(1)鈉、鉀與氧氣反應比較實驗實驗現(xiàn)象：都能在空氣中燃燒，鈉產(chǎn)生黃色火焰，鉀產(chǎn)生紫色火焰(透過藍色鈷玻璃觀察)，鉀燃燒更劇烈。反應方程式：2nao2na2o2、ko2ko2。(2)鉀與水反應的實驗現(xiàn)象：浮于水面上，并熔化為閃亮的小球四處游動，發(fā)出嘶嘶的響聲，并伴有燃燒，溶液呈紅色。化學方程式：2k2h2o=2kohh2。與na和水反應相比現(xiàn)象不同的有反應比鈉和水劇烈，并伴有燃燒，結(jié)論：活潑性k比na強。(3)鋰與氧氣(加熱)、h2o反應的化學方程

3、式分別為4lio22li2o、2li2h2o=2liohh2。3堿金屬性質(zhì)的遞變規(guī)律及原因從lics，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的引力逐漸減弱，原子失去電子的能力逐漸增強，金屬性逐漸增強。4堿金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)元素li、na、k、rb、cs(原子序數(shù)增大)相同點除銫外，其余都呈銀白色，它們都比較軟，有延展性，密度較小，熔點較低，導電、導熱性強遞變規(guī)律密度逐漸增大(鈉、鉀反常)熔、沸點逐漸降低個性特點銫略帶金屬光澤；鋰的密度比煤油的??；鈉的密度比鉀大k投入cuso4溶液中，能置換出銅嗎？為什么？提示不能，k很活潑，k與溶液中水先反應。三、鹵族元素鹵族元素簡稱鹵素，包括

4、(填名稱及符號)氟(f)、氯(cl)、溴(br)、碘(i)和砹(at)、(ts)。1鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)f2cl2br2i2顏色、狀態(tài)淡黃綠色(氣體)黃綠色(氣體)深紅棕色(液體)紫黑色(固體)密度逐漸增大熔、沸點逐漸升高2原子結(jié)構(gòu)特點(fi)(1)相似性：最外層電子數(shù)均為7。(2)遞變性：電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。3鹵素單質(zhì)的化學性質(zhì)(1)鹵素單質(zhì)與氫氣的反應鹵素單質(zhì)反應條件化學方程式產(chǎn)物穩(wěn)定性f2暗處h2f2=2hf很穩(wěn)定cl2光照或點燃h2cl22hcl較穩(wěn)定br2加熱h2br22hbr不如氯化氫穩(wěn)定i2不斷加熱不穩(wěn)定結(jié)論從f2到i2，與h2反應所需要的條件逐漸升高，反應劇烈程度

5、依次減弱，生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次減弱(2)鹵素單質(zhì)之間的置換反應實驗操作實驗現(xiàn)象化學方程式靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈橙紅色cl22kbr=2kclbr2靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈紫紅色cl22ki= 2kcli2靜置后，液體分層，上層接近無色，下層呈紫紅色br22ki= 2kbri2結(jié)論：按cl2、br2、i2順序氧化性逐漸減弱，相應離子的還原性逐漸增強。4鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律及原因從fi，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的引力逐漸減小，原子得電子能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。微點撥：因為f2能與h2o發(fā)生反應(2f22h2o=4hfo2)，所

6、以f2不能從其他鹵化物的鹽溶液中置換出鹵素單質(zhì)。四、周期表中同主族中元素的相似性與遞變性在周期表中，同主族元素從上到下，電子層數(shù)增多，原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強，得電子能力逐漸減弱，所以金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)a與a中的元素均分別是堿金屬與鹵素。()(2)k比na活潑，故k可以從鈉鹽溶液中置換出na。()(3)li、na、k在空氣中燃燒均生成過氧化物。()(4)f2、cl2、br2、i2與h2o反應的原理相同。()答案(1)(2)(3)(4)2堿金屬是典型的活潑金屬，其根本原因是()a堿金屬單質(zhì)的密度小，熔、沸點低b堿金屬在常溫

7、下易被氧化c堿金屬元素原子最外層電子都只有1個，容易失去電子d堿金屬元素原子的核電荷數(shù)比較小答案c3按氟、氯、溴、碘順序，下列說法不正確的是()a它們的單質(zhì)的熔、沸點逐漸升高b原子半徑逐漸增大，單質(zhì)氧化性逐漸增強c單質(zhì)的顏色逐漸加深d它們氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱答案b堿金屬性質(zhì)的相似性與遞變性探究銫的有關(guān)性質(zhì)(1)銫與o2的產(chǎn)物是cs2o嗎？反應劇烈程度比na、k與o2反應程度大嗎？答案產(chǎn)物不是cs2o。劇烈程度很大。(2)銫與h2o反應嗎？若反應寫出離子方程式。答案反應，2cs2h2o=2cs2ohh2。(3)銫與h2o反應現(xiàn)象和na、k與h2o反應現(xiàn)象的主要區(qū)別可能是什么？答案不在水面上

8、四處游動而在水中上下浮動，放出大量氣體，可能發(fā)生爆炸。(4)銫投入cucl2溶液中，能置換出cu嗎？為什么？答案不能，cs在溶液中先與h2o反應生成csoh,2csohcucl2=2csclcu(oh)2。1相似性(r表示堿金屬元素)原子都容易失去最外層的一個電子，化學性質(zhì)活潑，它們的單質(zhì)都具有較強的還原性，它們都能與氧氣等非金屬單質(zhì)及水反應。堿金屬與水反應的通式為2r2h2o=2rohh2。2遞變性隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的引力逐漸減小，堿金屬元素的原子失電子能力逐漸增強，金屬性逐漸增強。(1)(2)與o2的反應越來越劇烈，產(chǎn)物更加復雜，如li與o2反應只能生

9、成li2o，na與o2反應還可以生成 na2o2，而k與o2反應能夠生成ko2等。(3)與h2o的反應越來越劇烈，如k與h2o反應可能會發(fā)生輕微爆炸，rb與cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。(4)最高價氧化物對應水化物的堿性逐漸增強，csoh的堿性最強。1下列關(guān)于堿金屬按li、na、k、rb、cs的順序敘述中不正確的是()a堿金屬原子最外層都只有一個電子，在化學反應中容易失電子表現(xiàn)出強還原性b單質(zhì)的熔點和沸點依次遞減c單質(zhì)都能與水反應生成堿，都能在空氣中燃燒生成過氧化物d原子半徑逐漸增大，單質(zhì)與水反應的劇烈程度逐漸增強c金屬鋰在空氣中燃燒只生成氧化物。2下列各組比較不正確的是()a鋰與水反應不如鈉與水反應

10、劇烈b還原性：knali，故k可以從nacl溶液中置換出金屬鈉c熔、沸點：linakd堿性：liohnaohkohba中鋰的活潑性比鈉弱，與水反應不如鈉劇烈；b中還原性，knali，但k不能置換出nacl溶液中的na，而是先與h2o反應；c中堿金屬元素從li到cs，熔、沸點逐漸降低，即linakrbcs；d中從li到cs，堿金屬元素的金屬性逐漸增強，對應最高價氧化物的水化物的堿性依次增強，即堿性：liohnaohkohrbohcsoh。鹵族元素性質(zhì)的相似性與遞變性已知常溫下kclo3與濃鹽酸反應放出氯氣，現(xiàn)按如圖進行鹵素的性質(zhì)實驗。玻璃管內(nèi)裝有分別滴加過不同溶液的白色棉球，反應一段時間后處的顏

11、色分別為黃綠色、橙色、藍色、白色。請?zhí)骄肯铝袉栴}：(1)處顏色變化的原因是什么？寫出離子方程式?？傻贸龅慕Y(jié)論是什么？答案生成了br2，cl22br=br22cl，cl2氧化性大于br2。(2)處變藍的原因是什么？寫出可能的離子方程式，可能得出的結(jié)論是什么？答案生成了i2，i2遇淀粉變藍色。cl22i=i22cl或br22i=i22br。cl2氧化性比i2的強，br2的氧化性比i2的強。(3)通過該實驗現(xiàn)象可得出的結(jié)論是什么？答案鹵素單質(zhì)的氧化性順序為cl2br2i2，鹵素非金屬性順序為clbri。1相似性2遞變性(1)鹵素單質(zhì)的氧化性及鹵素離子的還原性遞變規(guī)律(2)具體表現(xiàn)物質(zhì)性質(zhì)單質(zhì)f2、c

12、l2、br2、i2與h2反應越來越難與變價金屬反應：f2、cl2、br2生成高價金屬鹵化物，i2生成低價金屬碘化物氫化物穩(wěn)定性：hfhclhbrhi還原性：hfhclhbrhi酸性：hfhclhbrhbro4hio4(f沒有最高價含氧酸)3特殊性 (1)氟元素無正價，無含氧酸，而氯、溴、碘元素有最高正價和含氧酸。(2)x2h2o=hxhxo，而2f22h2o=4hfo2。(3)溴單質(zhì)在常溫下是唯一一種液態(tài)非金屬單質(zhì)。(4)碘為紫黑色固體，易升華，淀粉遇i2變藍色。(5)氫氟酸為弱酸，而鹽酸、氫溴酸、氫碘酸為強酸。3部分鹵族元素的某種性質(zhì)a隨核電荷數(shù)的變化趨勢如圖所示，則a可能表示()a原子半徑

13、b氫化物的穩(wěn)定性c原子的電子層數(shù)d單質(zhì)的密度 ba項，從cl到i，原子半徑逐漸增大，a項不符合題意；b項，從hcl到hi，穩(wěn)定性逐漸減弱，b項符合題意；c項，從cl到i，原子的電子層數(shù)逐漸增多，c項不符合題意；d項，從cl2到i2，單質(zhì)的密度逐漸增大，d項不符合題意。4鹵素在自然界都以典型的鹽類存在，是成鹽元素。下列說法中正確的是()a若用x表示鹵素，則鹵素單質(zhì)與水反應均可以表示為x2h2o=hxohxb鹵素的氫化物的水溶液的酸性從hf到hi逐漸增強c氫化物的還原性從hf到hi逐漸減弱d淀粉能使ki溶液變藍色b鹵素單質(zhì)中，f2與水反應生成氫氟酸和氧氣，不是生成次鹵酸和氫鹵酸，a錯誤；鹵素的氫化

14、物的水溶液的酸性從hf到hi逐漸增強，b正確；氫化物的還原性從hf到hi逐漸增強，c錯誤；i2遇淀粉變藍色，而不是i遇淀粉變藍色，d錯誤。5元素r、x、t、z、q在元素周期表中的相對位置如圖所示，其中r單質(zhì)在暗處與h2劇烈化合并發(fā)生爆炸，則下列判斷不正確的是()a最高價氧化物對應的水化物的酸性：tqbr與q的電子數(shù)相差26c氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：rtqd五種元素中z的化學性質(zhì)最穩(wěn)定c由r單質(zhì)在暗處與h2劇烈化合并發(fā)生爆炸，可知r為f，再根據(jù)各元素在周期表中的相對位置可以確定x為s、t為cl、z為ar、q為br。r的原子序數(shù)為9，q的原子序數(shù)為35，則r與q的電子數(shù)相差：35926，b項正確。cl

15、、br兩種元素位于同主族，從上到下元素非金屬性依次減弱，最高價氧化物對應的水化物的酸性依次減弱，a項正確；對應氫化物的穩(wěn)定性依次減弱，c項錯誤。z為稀有氣體元素，化學性質(zhì)穩(wěn)定，d項正確。素材1某年，瑞典的化學家阿爾費德森在分析一種礦物時發(fā)現(xiàn)，得出的已知成分只有96%，那么其余的4%到哪兒去了呢？他經(jīng)過反復試驗，確信一定是礦物中含有一種至今還不知道的元素。因這種元素是在礦物(名叫透鋰長石)中發(fā)現(xiàn)的，他就取名為“鋰”(希臘文“巖石”之意)。不久，阿爾費德森又在其他礦物中發(fā)現(xiàn)了這種元素。另一位著名的瑞典化學家貝采里烏斯也在卡爾斯溫泉和捷克的馬里安溫泉的礦泉水中發(fā)現(xiàn)了鋰。問題探究：(1)在周期表中，鋰

16、元素在什么位置？答案鋰元素位于第二周期第a族。(2)鋰單質(zhì)有什么化學性質(zhì)？與同主族的鈉的性質(zhì)類似嗎？答案鋰單質(zhì)能與氧氣、水、酸等反應，與鈉性質(zhì)類似。(3)鋰的金屬性與鎂相似，寫出下列化學方程式。鋰在空氣中燃燒碳酸鋰受熱分解鋰與h2o反應答案4lio22li2oli2co3li2oco22li2h2o=2liohh2素材2氟是一種反應性能極高的元素，被稱為“化學界頑童”。但氟一旦與其他元素結(jié)合，就會成為耐熱、難以被藥品和溶劑侵蝕的具有“高度安全性能”的化合物。氟的化合物化學性質(zhì)穩(wěn)定，氟具有很強的非金屬性。氟樹脂等高分子化合物具有防粘、防水、防油、潤滑、彎曲率低、電氣性能好等優(yōu)異性能。氟元素被廣泛

17、應用于家庭用品、辦公自動化設(shè)備、半導體、汽車等領(lǐng)域。問題探究：(1)從原子結(jié)構(gòu)上分析，氟具有很強的非金屬性的原因。答案f的最外層有7個電子且原子半徑很小，原子核對電子的引力很大，得電子能力很強。非金屬性很強。(2)f在化合物中有無正價？答案f在化合價中只顯示1價，無正價。(3)將f2通入nacl溶液中，寫出反應的化學方程式。答案2f22h2o=4hfo2(4)f的非金屬性很強，故hf的還原性很強對嗎？答案不對，hf的還原性很弱。通過素材1中元素的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)探究和素材2中元素的結(jié)構(gòu)及其應用，培養(yǎng)學生“科學探究與科學精神”的核心素養(yǎng)。1下列有關(guān)堿金屬元素的敘述正確的是()a堿金屬單質(zhì)均為銀白色，密

18、度均小于水b堿金屬單質(zhì)從li到cs，熔點依次升高c氫氧化銫堿性強于氫氧化鈉d堿金屬元素形成的陽離子，從li到cs氧化性依次增強c堿金屬單質(zhì)中除了rb、cs，其他的密度均小于水，cs略帶金屬光澤，其他的都是銀白色的，a錯誤；堿金屬單質(zhì)從li到cs，熔點依次降低，還原性依次增強，形成的陽離子的氧化性依次降低，對應的氫氧化物堿性依次增強，c正確，b、d錯誤。2下列各項中的敘述和敘述都正確，但敘述不能用于對敘述進行解釋的是()選項敘述敘述a金屬鈉和鉀都容易用小刀切開鈉和鉀的硬度都較小b金屬鈉和鉀都可用煤油密封保存鈉和鉀都不與煤油反應，且比煤油的密度大c金屬鈉和鉀分別在空氣中燃燒，鉀的反應相對較快鉀的金屬性比鈉的強d金屬