高中化學(xué)必修一 專題4.1.4 鹵族元素

1、第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第4課時 鹵族元素通過探究認(rèn)識鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，并能用原子結(jié)構(gòu)理論初步加以解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律；通過鹵族元素的相關(guān)性質(zhì)的圖表信息，培養(yǎng)分析、處理數(shù)據(jù)的能力，嘗試運用比較、歸納等方法對信息進(jìn)行加工?！緝?nèi)容分析】本節(jié)課以鹵族元素為代表，呈現(xiàn)同族元素性質(zhì)的相似性，引導(dǎo)學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了原子結(jié)構(gòu)和元素周期表，本節(jié)依托于元素周期表中的典型的非金屬元素-鹵族元素，詮釋了原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。教材重點闡述了元素的非金屬性與元素在周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，目的是幫助學(xué)生提高應(yīng)用周期表分析問題和解決問題

2、的能力，進(jìn)一步建構(gòu)“構(gòu)”“位”“性”的關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念。教材以“演繹-歸納”的方式，從原子結(jié)構(gòu)和元素周期表出發(fā)，演繹元素的性質(zhì)，再以理論和事實為依據(jù)，歸納得出同主族元素性質(zhì)的變化規(guī)律。此外，周期表的重要作用之一， 是使學(xué)生能夠通過周期表的位置和元素的原子結(jié)構(gòu)，預(yù)測元素的性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)新元素。教材在本節(jié)的呈現(xiàn)突出體現(xiàn)了這一作用。教材呈現(xiàn)的周期表中鹵族元素的性質(zhì)，就是從“預(yù)測”出發(fā)的。例如，鹵素的性質(zhì)，是通過“思考與討論”欄目，采用“預(yù)測-驗證(事實)-分析-結(jié)論”的思路歸納出來的。學(xué)生可以通過這樣的過程體會元素周期表的作用。同時，教材在“方法導(dǎo)引”中介紹了“預(yù)測”這一科學(xué)方法。這些編排有

3、利于學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)方法對研究和學(xué)習(xí)的意義。【教學(xué)重點和難點】重點：鹵族元素性質(zhì)的相似性和遞變性難點：原子結(jié)構(gòu)與鹵族元素性質(zhì)的關(guān)系【教學(xué)流程】鹵族元素(簡稱鹵素)是典型的非金屬元素，它們在自然界中都以化合態(tài)存在。 物理性質(zhì)相似性：均有顏色，密度小，熔沸點低。 遞變性：由F2I2，氣態(tài)固態(tài)，顏色加深，密度增大，熔沸點升高?！驹O(shè)計意圖】通過表格的閱讀，提高學(xué)生的歸納總結(jié)的能力，同時感受元素周期表的魅力?！舅伎寂c討論】(1)根據(jù)鹵素的原子結(jié)構(gòu)，請你試著推測氟、氣、溴、碘在化學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)出的相似性和遞變性?；瘜W(xué)性質(zhì)【設(shè)計意圖】從原子結(jié)構(gòu)出發(fā)，預(yù)測鹵族元素的化學(xué)性質(zhì)，感受元素周期表的魅力，有利于學(xué)生認(rèn)識到

4、科學(xué)方法對研究和學(xué)習(xí)的意義。(1)鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)在一定條件下，鹵素單質(zhì)能與氫氣反應(yīng)生成鹵化氫?！舅伎寂c討論】【設(shè)計意圖】通過圖表信息，提高學(xué)生總結(jié)歸納的能力，逐步掌握運用周期表的方法。(2)鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)。類似于金屬與鹽溶液的置換反應(yīng)，鹵素單質(zhì)間也可發(fā)生置換反應(yīng)。請設(shè)計實驗證明?！緦嶒?-1】分別向盛有4 mL KBr溶液和4 mL KI溶液的兩支試管中加入1 mL氯水，振蕩，觀察溶液的顏色變化，并與氯水的顏色進(jìn)行比較。靜置一段時間后，觀察現(xiàn)象。寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。（實驗完成后可在兩支試管加入四氯化碳溶液，觀察）向盛有4 mL KI溶液的試管中加入1 mL溴水，振蕩，觀察溶液的顏

5、色變化，并與溴水的顏色進(jìn)行比較。靜置一段時間后，觀察現(xiàn)象。寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。（實驗完成后可在三支試管加入四氯化碳溶液，觀察）KBr溶液加氯水變橙色，加CCl4液體分層,下層紅棕色上層無色。2KBr+Cl2= 2KCl +Br2KI溶液加氯水變棕黃(褐)色，加CCl4液體分層,下層紫色上層無色。2KI + Cl2 = 2KCl + I2KI溶液加溴水變棕黃(褐)色，加CCl4液體分層,下層紫色上層無色。Br2 + 2KI = 2KBr + I2【結(jié)論】隨著核電荷數(shù)的增加，鹵族單質(zhì)氧化性逐漸減弱 F2 Cl2 Br2 I2【拓展】Br2和I2在不同溶劑中的顏色【設(shè)計意圖】通過實驗探究，使學(xué)生進(jìn)

6、一步感悟元素周期表的應(yīng)用，感受化學(xué)魅力。適當(dāng)?shù)闹R拓展有利于學(xué)生對于鹵族性質(zhì)的深刻認(rèn)識?！舅伎寂c討論】討論堿金屬和鹵族元素隨著原子核外電子層數(shù)的增加，半徑的增大，它們得失電子能力、金屬性、非金屬性遞變的趨勢?！拘〗Y(jié)】同主族元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系：【結(jié)論】同主族元素從上往下電子層數(shù)依次增多， 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。非金屬性：元素原子得到電子的性質(zhì)【學(xué)習(xí)評價一】根據(jù)同主族性質(zhì)的相似性和遞變性進(jìn)行預(yù)測 1下列關(guān)于鹵族元素（從FI）性質(zhì)遞變的敘述，正確的（1）單質(zhì)的氧化性增強； （2）單質(zhì)的顏色加深；（3）氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性增

7、強；（4）單質(zhì)的沸點升高。 A （1）（2）（3） B（2）（3）（4） C（2）（4） D（1）（3）（5）【答案】C2. At砹是核電荷數(shù)最大的鹵族元素，推測砹及其化合物最不可能具有的性質(zhì)是 A.HAt 很不穩(wěn)定 B.砹是白色固體 C.AgAt不溶于水 D.砹易溶于某些有機溶劑 【答案】B【學(xué)習(xí)評價二】 同主族性質(zhì)的相似性和遞變性的應(yīng)用 【思考】鹽酸的酸性強于碳酸，能說明氯的非金屬性強于碳嗎？ 【答案】不能，因為鹽酸不是氯的最高價含氧酸?！舅伎肌棵總€裝置有什么作用，該如何操作才能達(dá)到目的？【思考】1.過程的目的是什么？ 2.過程的具體操作是怎樣的？ 【答案】1.確認(rèn)C的黃色溶液中無Cl2，

8、排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾。2.打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b,取下D振蕩。靜置后CC14層溶液變?yōu)樽霞t色。.【設(shè)計意圖】通過課堂即時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而制定相關(guān)的策略，落實知識的同時，也達(dá)到了教學(xué)評一體化的目的。 【思考與討論】由于學(xué)生已經(jīng)有了學(xué)習(xí)堿金屬的經(jīng)歷，積累了探究同主族元素原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)關(guān)系的學(xué)習(xí)方法，完全可以把此學(xué)習(xí)方法遷移到鹵素的學(xué)習(xí)中。本欄目主要為學(xué)習(xí)鹵素的化學(xué)性質(zhì)而設(shè)置，教學(xué)時要充分利用教材提供的相關(guān)素材(如鹵素原子結(jié)構(gòu)示意圖、鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)事實、相關(guān)注釋等)。對于問題，可以引導(dǎo)學(xué)生先觀察鹵素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，分析、歸納鹵素原子結(jié)構(gòu)的相同點與

9、遞變性。在此基礎(chǔ)上,再推測氟、氯、溴、碘在化學(xué)性質(zhì)上可能表現(xiàn)出的相似性和遞變性。對于問題，可以結(jié)合教材表4-4中鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)事實展開討論，并提醒學(xué)生閱讀教材相關(guān)注釋中判斷非金屬性強弱的實驗依據(jù)，最后得出結(jié)論，依次回答教材中的三個問題。按F2、Cl2、 Br2、 I2 的順序: 與氫氣反應(yīng)的難易程度:由易到難。生成的氫化物的穩(wěn)定性:由強到弱。鹵素的非金屬性強弱:由強到弱?！緦嶒灐繉嶒?-1 此實驗中的氯水必須新制，用棕色瓶存放。同時，實驗所用的KBr溶液、KI溶液、氯水濃度應(yīng)盡量大一些，以使實驗現(xiàn)象更明顯。該實驗也可設(shè)計如下:向KBr溶液中加入氯水，振蕩后靜置，觀察現(xiàn)象;向上述溶液中加人

10、KI溶液，再次振蕩后靜置，觀察現(xiàn)象。引導(dǎo)學(xué)生思考:若要證明氧化性Cl2 Br2 I2，上述實驗中加人的氯水應(yīng)該為少量還是過量?為什么?建議：可通過學(xué)習(xí)評價落實最后的思考“上述實驗中加人的氯水應(yīng)該為少量還是過量?為什么?”，此外，因為新教材在必修第一冊和第二冊都沒有關(guān)于萃取的介紹，在這里可以增加四氯化碳的萃取操作，讓學(xué)生對有一個初步的認(rèn)識?！揪毩?xí)與應(yīng)用】教材P1003.下列關(guān)于F、CI、 Br、I的比較，不正確的是( )。A.它們的原子核外電子層數(shù)隨核電荷數(shù)的增加而增多B.單質(zhì)的氧化性隨核電荷數(shù)的增加而減弱C.它們的氫化物的穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)的增加而增強D.單質(zhì)的顏色隨核電荷數(shù)的增加而加深【答案】

11、C4.2016年IUPAC將第117號元素命名為Ts(中文名“礎(chǔ)”， 音tian), Ts 的最外層電子數(shù)是7。下列說法中，不正確的是( )。A. Ts是第七周期第VI A族元素B. Ts的同位素原子具有相同的電子數(shù)C. Ts在同族元素中非金屬性最弱D.中子數(shù)為176的Ts,其核素符號是117176Ts【答案】C5.下表顯示了元素周期表中短周期的一部分， 代表6種短周期元素。已知與氫元素能組成生活中最常見的化合物X。請?zhí)顚懴铝锌瞻住?1)與同族的下一周期元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_。(2)的單質(zhì)與X反應(yīng)的離子方程式為_。(3)的單質(zhì)與X反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(4)、分別與氫元素組成含10個電子的分子的化學(xué)式分別為_、_、_?！敬鸢浮俊狙a充練習(xí)】【學(xué)習(xí)評價一】根據(jù)同主族性質(zhì)的相似性和遞變性進(jìn)行預(yù)測 1下列關(guān)于鹵族元素（從FI）性質(zhì)遞變的敘述，正確的（1）單質(zhì)的氧化性增強； （2）單質(zhì)的顏色加深；（3）氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性增強；（4）單質(zhì)的沸點升高。 A （1）（2）（3） B（2）（3）（4） C（2）（4） D（1）（3）（5）【答案】C2. At砹是核電荷數(shù)最大的鹵族元素，推測砹及其化合物最不可能具有的性質(zhì)是 A.HAt 很不穩(wěn)定 B.砹是白色固體 C.AgAt不溶于水 D.砹易溶于某些有機溶劑 【答案】B【學(xué)習(xí)評價二】 同主族性質(zhì)的相似性和遞變性的應(yīng)用 【思考】鹽