5.1.3 同主族元素的性質(zhì)學(xué)案2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）必修第一冊

新蘇教版高中化學(xué)必修1PAGEPAGE1第3課時(shí)同主族元素的性質(zhì)[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.知道堿金屬、鹵素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，能從原子結(jié)構(gòu)角度解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，強(qiáng)化宏觀辨識(shí)與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。2.能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究同主族元素性質(zhì)的遞變性，提升科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。一、堿金屬1．堿金屬原子結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性元素名稱元素符號(hào)原子結(jié)構(gòu)示意圖相似性遞變性鋰Li最外層電子數(shù)均為1從Li到Cs隨核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大鈉Na鉀K銣Rb銫Cs2.堿金屬的物理性質(zhì)相似性：除了銫外，堿金屬都是銀白色的單質(zhì)，硬度小，延展性好，密度比較小，熔點(diǎn)也比較低。遞變性：從Li到Cs，熔、沸點(diǎn)逐漸降低，密度逐漸增大[Na、K反常，ρ(K)<ρ(Na)]3．堿金屬的化學(xué)性質(zhì)(1)相似性都是活潑金屬，均易失去1個(gè)電子，在化合物中均為＋1價(jià)。②堿金屬的最高價(jià)氧化物(R2O)的水化物(ROH)，一般都具有強(qiáng)堿性。(2)遞變性堿金屬LiNaKRbCs與水反應(yīng)的現(xiàn)象反應(yīng)較為緩和，鋰浮在水面，并以穩(wěn)定、適中的速度釋放出氣體反應(yīng)迅速并放熱，鈉融化成小球反應(yīng)迅速，伴有燃燒，輕微爆炸劇烈反應(yīng)，發(fā)生爆炸劇烈反應(yīng)，發(fā)生劇烈爆炸由表可知ⅠA族元素(氫元素除外)，從上到下，隨著核電荷數(shù)的遞增，堿金屬的單質(zhì)與水反應(yīng)越來越劇烈，說明堿金屬元素原子越來越易失電子，單質(zhì)的還原性越來越強(qiáng)，元素的金屬性越來越強(qiáng)。(1)從鋰到銫，堿金屬單質(zhì)的密度依次增大()(2)堿金屬具有相似的化學(xué)性質(zhì)，都是活潑金屬()(3)從Li→Cs，其離子的氧化性依次減弱()(4)金屬鉀能從氯化鈉溶液中置換出鈉()(5)堿金屬在自然界中能以游離態(tài)存在()(6)從Li→Cs與氧氣反應(yīng)越來越劇烈，產(chǎn)物越來越復(fù)雜()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√1．類比和推理是化學(xué)研究的重要方法，下列說法正確的是()A．鋰和鈉是銀白色金屬，則37號(hào)元素Rb的單質(zhì)可能是銀白色固體B．Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2，則Na2O2與SO2反應(yīng)生成Na2SO3和O2C．鹵素單質(zhì)的熔點(diǎn)從F2到I2逐漸升高，則堿金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)從Li到Cs也逐漸升高D．少量鈉保存在煤油中，則鋰也保存在煤油中答案A解析Na2O2具有氧化性，SO2具有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Na2SO4，B錯(cuò)誤；堿金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)從Li到Cs逐漸降低，C錯(cuò)誤；鋰的密度小于煤油，放入煤油中鋰會(huì)浮在煤油表面，所以金屬鋰不能保存在煤油中，D錯(cuò)誤。2．(2022·浙江麗水高一月考)下列有關(guān)堿金屬元素的性質(zhì)判斷正確的是()A．Li與H2O反應(yīng)最劇烈B．從Li到Cs，其單質(zhì)熔、沸點(diǎn)逐漸升高C．鉀與氧氣反應(yīng)可生成多種氧化物D．從Li到Cs最高價(jià)氧化物的水化物的堿性逐漸減弱答案C解析同一主族元素從上至下金屬性逐漸增強(qiáng)，鋰與水反應(yīng)最不劇烈，A錯(cuò)誤；堿金屬元素從上至下其單質(zhì)熔、沸點(diǎn)逐漸降低，B錯(cuò)誤；同一主族元素從上至下金屬性逐漸增強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物的堿性逐漸增強(qiáng)，D錯(cuò)誤。(1)堿金屬性質(zhì)的遞變規(guī)律LiNaKRbCs單質(zhì)與氧氣反應(yīng)越來越劇烈，產(chǎn)物越來越復(fù)雜Li2ONa2O、Na2O2K2O、K2O2、KO2氧化物更復(fù)雜與水反應(yīng)越來越劇烈反應(yīng)緩慢劇烈反應(yīng)輕微爆炸劇烈爆炸化合物堿性強(qiáng)弱：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH(2)因Na、K都是很活潑的金屬，易與H2O反應(yīng)，故不能從溶液中置換出相對(duì)不活潑的金屬。二、鹵素1．鹵素原子結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性元素名稱元素符號(hào)原子結(jié)構(gòu)示意圖相似性遞變性氟F最外層均有7個(gè)電子從F到I，隨核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大氯Cl溴Br碘I2.鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)及用途鹵素單質(zhì)顏色和狀態(tài)密度熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃F2淡黃綠色氣體1.69g·L－1(15℃)－219.6－188.1Cl2黃綠色氣體3.214g·L－1(0℃)－101－34.6Br2深紅棕色液體3.119g·cm－3(20℃)－7.258.78I2紫黑色固體4.93g·cm－3113.5184.4分析上表可知，從F2到I2，顏色逐漸加深，熔、沸點(diǎn)逐漸升高，密度逐漸增大。3．鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)相似性都是活潑的非金屬元素，鹵素的原子得電子的能力強(qiáng)，都容易得1個(gè)電子，其單質(zhì)都具有較強(qiáng)的氧化性。故自然界中不存在游離態(tài)的鹵素單質(zhì)。特別提醒F2的氧化性特別強(qiáng)，則2F2＋2H2O=4HF＋O2。(2)遞變性完成下列實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式實(shí)驗(yàn)結(jié)論①將少量氯水分別加入盛有NaBr、KI溶液的試管中，振蕩溶液分別變?yōu)槌壬?、棕黃色Cl2＋2NaBr=Br2＋2NaCl、Cl2＋2KI=I2＋2KCl隨著核電荷數(shù)的遞增，鹵素單質(zhì)的氧化性順序?yàn)镃l2＞Br2＞I2②將少量溴水加入盛有KI溶液的試管中，振蕩，加入少量四氯化碳，振蕩，靜置靜置后分層，上層無色，下層紫紅色Br2＋2KI=2KBr＋I(xiàn)2由上述實(shí)驗(yàn)可知，ⅦA族元素的非金屬性從上到下逐漸減弱。4．元素金屬性與非金屬性遞變規(guī)律通過研究，同一主族元素的原子最外層電子數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的遞增，電子層數(shù)逐漸增加，原子半徑逐漸增大，原子失去電子的能力逐漸增強(qiáng)，獲得電子的能力逐漸減弱，元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。同一周期元素(稀有氣體元素除外)的原子，核外電子層數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)逐漸增加，原子半徑逐漸減小，原子失去電子的能力逐漸減弱，得到電子的能力逐漸增強(qiáng)。因此，同一周期的元素(稀有氣體元素除外)，從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。5．鹵素的用途牙膏中添加氟化鈉可降低患蛀牙的概率，氯氣可用于自來水和泳池殺菌消毒，碘酒在醫(yī)療中用于傷口的消毒。(1)鹵素單質(zhì)在自然界中能以游離態(tài)存在()(2)鹵素原子最外層都有7個(gè)電子，其最高化合價(jià)都為＋7()(3)HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次減弱()(4)鹵素單質(zhì)都是雙原子分子()(5)隨核電荷數(shù)的增加，鹵素單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)逐漸降低()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×Ⅰ.鹵素都是典型的非金屬元素，其單質(zhì)(X2)都具有氧化性。(1)鹵素易形成X－的原因是

。(2)X2與H2化合的化學(xué)方程式是

，其反應(yīng)條件難易規(guī)律是

。(3)將氯氣通入碘化鉀溶液中反應(yīng)的離子方程式是

。(4)舉例說明氯氣的氧化性比單質(zhì)溴的氧化性強(qiáng)：

。Ⅱ.砹(At)屬于鹵素，下列關(guān)于砹(At)及其化合物具有的性質(zhì)推測不正確的是

(填字母)。A．單質(zhì)砹易溶于某些有機(jī)溶劑B．AgAt是難溶于水的有色固體C．HAtO4的酸性比HClO4的弱D．HAt難溶于水，且受熱很難分解答案Ⅰ.(1)鹵素原子的最外層都有7個(gè)電子，易得到1個(gè)電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(2)H2＋X2eq\o(=,\s\up7(一定條件))2HX隨原子序數(shù)的增大，與H2化合越來越難(3)Cl2＋2I－=2Cl－＋I(xiàn)2(4)氯氣能從溴化鉀溶液中置換出溴：Cl2＋2KBr=2KCl＋Br2(答案合理均可)Ⅱ.D(1)同主族元素的原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系(2)同周期元素的原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系三、元素周期表的金屬區(qū)和非金屬區(qū)(1)分界線的劃分：沿著周期表中B、Si、As、Te、At和Al、Ge、Sb、Po之間畫一條虛折線，分界線的左側(cè)是金屬元素，右側(cè)是非金屬元素。(2)分界線附近的元素，既能表現(xiàn)出一定的金屬性，又能表現(xiàn)出一定的非金屬性，故元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴(yán)格的界線。根據(jù)周期表中元素的金屬性和非金屬性遞變規(guī)律分析(放射性元素除外)：什么元素的金屬性最強(qiáng)？什么元素的非金屬性最強(qiáng)？提示銫的金屬性最強(qiáng)，氟的非金屬性最強(qiáng)。1．鋰(Li)是世界上最輕的金屬，它屬于堿金屬的一種。下列說法正確的是()A．堿金屬單質(zhì)在氧氣中燃燒，都生成過氧化物B．Li是堿金屬中原子半徑最小的元素C．Li、Na、K、Rb＋的最外層都只有一個(gè)電子D．Na＋比Li多一個(gè)電子層答案B解析堿金屬單質(zhì)在氧氣中燃燒，并非都能生成過氧化物，如鋰在氧氣中燃燒只生成氧化鋰，A錯(cuò)誤；Li是堿金屬中原子半徑最小的元素，B正確；Li、Na、K的最外層只有一個(gè)電子，Rb＋的最外層是8個(gè)電子，C錯(cuò)誤；Na＋和Li的電子層數(shù)相同，都有2個(gè)電子層，D錯(cuò)誤。2．下列關(guān)于鹵素的敘述正確的是()A．鹵素是典型的非金屬元素，因此不能與其他非金屬元素化合B．鹵素單質(zhì)越活潑，其熔、沸點(diǎn)就越高C．鹵素單質(zhì)都能和水劇烈反應(yīng)D．鹵素單質(zhì)都能和H2反應(yīng)，且氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性隨單質(zhì)氧化性的增強(qiáng)而增強(qiáng)答案D解析鹵素是典型的非金屬元素，能與其他非金屬性較弱的非金屬元素化合，例如氫氣與氯氣在光照條件下生成HCl，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鹵素單質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量越大，熔、沸點(diǎn)越高，從上到下，元素的非金屬性逐漸減弱，單質(zhì)的活潑性逐漸減弱，但相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，熔、沸點(diǎn)逐漸升高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)的劇烈程度與其非金屬性有關(guān)，只有F2能與水劇烈反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鹵素的非金屬性越強(qiáng)，單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，D項(xiàng)正確。3．根據(jù)同主族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律分析下面的推斷，其中錯(cuò)誤的是()A．氯化氫比溴化氫穩(wěn)定B．硒化氫比硫化氫穩(wěn)定C．氫氧化鍶比氫氧化鈣的堿性強(qiáng)D．鈹原子的失電子能力比鎂弱答案B解析氯的非金屬性比溴強(qiáng)，故HCl的穩(wěn)定性比HBr強(qiáng)，A項(xiàng)正確；硒的非金屬性比硫弱，故H2Se的穩(wěn)定性比H2S弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同主族元素從上到下，金屬性逐漸增強(qiáng)，故Sr(OH)2的堿性比Ca(OH)2的堿性強(qiáng)，Be的失電子能力比Mg弱，C、D項(xiàng)正確。4．(1)常見鹵素的氣態(tài)氫化物中最不穩(wěn)定的是

(寫化學(xué)式)。(2)下列單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)隨原子序數(shù)遞增而升高的是

(填字母，下同)。A．堿金屬 B．鹵素(3)下列反應(yīng)中，更劇烈的是

。A．鈉與水反應(yīng) B．鉀與水反應(yīng)(4)