1、第2课时元素的性质与原子结构目标导航1.了解碱金属、卤素原子在周期表中的位置。2.了解碱金属、卤素原子的结构特点，了解原子结构与元素性质的关系。3.了解碱金属、卤素性质的相似性与递变性，并能初步运用原子结构理论解释。一、碱金属元素1结构特点(1)完成表格元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm碱金属元素锂Li3120.152钠Na11130.186钾K19140.227铷Rb37150.248铯Cs55160.265(2)得出结论：碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是电子层数和原子半径不同，其变化规律是随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原
2、子半径逐渐增大。2碱金属的性质(1)物理性质(2)化学性质与O2反应碱金属化学反应方程式反应程度产物复杂程度活泼性Li4LiO22Li2ONa2NaO2Na2O2KKO2KO2RbCs与水反应碱金属钾钠实验操作实验现象熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微爆炸声，反应后溶液加酚酞变红熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液加酚酞变红实验原理2K2H2O=2KOHH22Na2H2O=2NaOHH2结论钾比钠的活动性强警示(1)因Na、K都是很活泼的金属易与H2O反应，故不能从溶液中置换出相对不活泼的金属。(2)碱金属单质性质的相似性和递变性是其原子结构的相似性和递变性的必然结果。
3、【议一议】1判断下列说法是否正确。(1)碱金属元素即 A元素。()(2)从上到下，碱金属单质密度依次增大，熔沸点依次降低。()(3)K比Na活泼，故K可以从钠盐溶液中置换出Na。()答案(1)(2)(3)2金属钠、钾在实验室中如何保存？答案少量的钠和钾可保存在煤油中，并密封存放。二、卤族元素1原子结构(1)完成表格元素名称氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)原子序数9173553原子结构示意图最外层电子数7777电子层数2345原子半径由小到大(2)得出结论：卤族元素原子结构的共同点是最外层电子数都是7，不同点是电子层数和原子半径不同，其变化规律是随着原子序数增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐
4、渐增大。2卤族元素单质的性质(1)物理性质：F2Cl2 Br2 I2颜色： 颜色加深熔、沸点：逐渐升高密度：逐渐增大水溶性：逐渐减小(2)化学性质与H2反应a填写下表反应条件化学方程式产物稳定性F2暗处H2F2=2HF很稳定Cl2光照或点燃H2Cl22HCl较稳定Br2加热H2Br22HBr不稳定I2不断加热H2I22HI很不稳定b.得出结论：从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐升高，反应剧烈程度依次减弱，生成气态氢化物的稳定性依次减弱。卤素单质间的置换反应a填写下表：实验操作实验现象化学方程式静置后，液体分层，上层无色，下层橙红色2NaBrCl2=2NaClBr2静置后，液体分层，上层无
5、色，下层紫红色2KIBr2=2KBrI2静置后，液体分层，上层无色，下层紫红色2KICl2=2KClI2b.得出结论：Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2Br2I2，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是IBrCl。警示因为F2能与H2O发生反应(2F22H2O=4HFO2)，所以F2不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。【议一议】1判断正误(X代表卤素)(1)卤素单质与水反应均可用X2H2O=HXOHX表示()(2)HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强()(3)卤素单质的颜色从F2I2按相对分子质量增大而加深()(4)将F2通入NaCl溶液中可置换
6、出Cl2()答案(1)(2)(3)(4)解析(1)F2与H2O反应为2F22H2O=4HFO2，不可用X2H2O=HXOHX表示；(2)HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱；(4)F2性质极活泼，遇盐溶液先和水反应，故不能将卤素从它的盐溶液里置换出来。2已知还原性IBrClF，试从原子结构的角度分析原因。答案还原性即微粒失去电子的能力。按IBrClF的顺序，离子的半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引力逐渐增大，失去电子的能力逐渐减弱，故还原性逐渐减弱。一、碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性【例1】下列对碱金属性质的叙述中，正确的是()A碱金属元素的单质具有强还原性，可置换出硫酸铜溶液中的
7、铜单质B单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物C碱金属单质与水反应生成碱和氢气D单质熔、沸点随着原子序数递增而升高答案C解析A项中碱金属元素的单质具有强还原性，但活泼的金属易与H2O反应，故不能从盐溶液中置换出不活泼的金属，A项错；锂在空气中燃烧生成的是氧化锂，而不是过氧化锂，B项错；碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低，D项错；碱金属都能与水反应生成对应的碱和氢气，只是反应越来越剧烈，C项正确。要点归纳碱金属的原子结构与化学性质的关系1相似性(R表示碱金属元素)原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们的单质都具有较强的还原性，它们都能与氧气等非金属单质及水反应。碱金属与水反应的
8、通式为2R2H2O=2ROHH2。2递变性随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。(1)(2)与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成 Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。(3)与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。(4)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，CsOH的碱性最强。变式训练1下列各组比较不正确的是()A锂与水反应不如钠与水反应剧烈B还原性：KNaLi，故K可以从NaCl溶液中置换出金
9、属钠C熔、沸点：LiNaKD碱性：LiOHNaOHKOH答案B解析A中锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈；B中还原性，KNaLi，但K不能置换出NaCl溶液中的Na，而是先与H2O反应；C中碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即LiNaKRbCs；D中从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强，即碱性：LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。二、卤素单质的相似性、递变性和特性【例2】下列对卤素的说法不符合递变规律的是()AF2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱BHF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱CF、Cl、Br、I的还原性逐渐增强D卤
10、素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色变浅，密度增大答案D解析从FI原子半径依次增大，单质氧化性逐渐减弱，则阴离子的还原性逐渐增强，氢化物的稳定性逐渐减弱，卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色逐渐变深，密度也逐渐增大。要点归纳卤素的原子结构与化学性质的关系1相似性(X表示卤素元素)卤素原子都容易得到一个电子使其最外层达到8个电子的稳定结构，它们的单质都是活泼的非金属单质，都具有较强的氧化性。(1)与H2反应：X2H22HX。(2)与活泼金属(如Na)反应：2NaX22NaX。(3)与H2O反应X2H2O=HXHXO(XCl、Br、I)；2F22H2O=4HFO2。(4)与NaO
11、H溶液反应X22NaOH=NaXNaXOH2O(XCl、Br、I)。2递变性(X表示卤素元素)随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，卤素原子得电子的能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。(1)(2)与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，即：稳定性：HFHClHBrHI；还原性：HFHClHBrHI。(3)卤素单质与变价金属(如Fe)反应时，F2、Cl2、Br2生成高价卤化物(如FeX3)，而I2只能生成低价卤化物(如FeI2)。(4)氢化物都易溶于水，其水溶液酸性依次增强，氢化物中HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高，HF的熔、沸点最高。
12、(5)最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱，即酸性：HClO4HBrO4HIO4，HClO4是已知含氧酸中酸性最强的酸。变式训练2砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，对砹及其化合物的叙述，正确的是()A与H2化合能力：At2I2B砹在常温下为白色固体C砹原子的最外电子层上有7个电子D砹能从NaCl溶液中置换出氯单质答案C解析从F2到At2，元素的非金属性逐渐减弱，与H2化合能力逐渐减弱，A项不正确；由F2到I2，单质的颜色依次加深，I2是紫黑色固体，则砹为黑色固体，B项不正确；卤族元素的原子，最外层上都有7个电子，C项正确；因氧化性Cl2At2，所以At2不能从NaCl溶液中置换
13、出Cl2，D项不正确。解题方法归纳卤素的特性(1)氟元素无正价，无含氧酸。F的还原性极弱。(2)X2H2O=HXHXO而2F22H2O=4HFO2(3)Br2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。1关于碱金属元素的说法中正确的是()AA族元素都是碱金属元素B碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来C金属钾具有强还原性，K具有强氧化性DCs常温下与水反应会发生爆炸答案D解析A族元素还有氢元素，A错；碱金属单质非常活泼，在水溶液中先与水反应生成强碱再与铜离子反应生成Cu(OH)2沉淀，而不能将铜置换出来，B
14、错；由于钾原子的最外层只有1个电子，钾单质具有较强的还原性，但是其失去电子后形成的K最外层已经达到8电子的稳定结构，其氧化性非常弱，C错；Cs是还原性比Li、Na、K、Rb都强的金属单质，与水反应会发生爆炸，D正确。2下列关于卤素的叙述正确的是()A卤素是典型的非金属元素，因此不能与其他非金属元素化合B卤素单质越活泼，其熔、沸点就越高C卤素各单质都能与水剧烈反应D卤素的单质都能与氢气反应，且气态氢化物的稳定性随单质氧化性的增强而增强答案D解析卤素能与其他非金属化合，如H、C等。卤素单质越活泼，其相对分子质量越小，其熔、沸点越低；卤素单质中只有氟能与水剧烈反应。3F、Cl和Br都是A族元素，关于
15、这三种元素原子的说法正确的是()A原子半径：FClBrB最外层电子数都相同C核外电子层数都相同D最外层电子数都不相同答案B4(双选)下列各项比较正确的是()A铷与水反应现象与钠相似B还原性：KNaLiC熔点：LiNaKD碱性：LiOHNaOHKOH答案BC解析因铷的密度大于水，反应时沉入水中，A错误；随着电子层数的递增，碱金属的金属性递增，即还原性递增，B正确；从LiK，熔点逐渐降低，C正确；从LiK，还原性递增，相应的氢氧化物的碱性递增，D错误。5(1)向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2后，将溶液蒸干并灼烧，最后蒸发皿中剩余的物质是_，写出反应的化学方程式：_ _。(2)向KI溶
16、液中滴入淀粉溶液，现象是_，再滴入氯水，现象是_，有关反应的离子方程式为_ _。答案(1)NaCl、KCl2NaBrCl2=2NaClBr2，2KICl2=2KClI2(2)无明显变化溶液变蓝色Cl22I=2ClI26(1)卤素氢化物中最不稳定的是_(写化学式)。(2)下列单质熔、沸点随原子序数递增而升高的是_(填序号)。A碱金属元素 B卤族元素(3)下列反应中，更剧烈的是_(填序号)。A钠与水反应 B钾与水反应(4)取下列溶液分装两试管，再分别依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振荡、静置后，四氯化碳层显紫红色的是_(填序号)。A溴化钠溶液 B碘化钾溶液答案(1)HI(2)B(3)B(4)B
17、解析卤素中碘元素的非金属性最弱，氢化物最不稳定的是HI；碱金属元素的单质熔、沸点随原子序数递增而降低，卤素单质熔、沸点随原子序数递增而升高；钾比钠活泼，与水反应更剧烈；氯水与NaBr、KI溶液分别生成Br2、I2，而二者的四氯化碳溶液分别为橙色、紫红色。经典基础题题组1碱金属元素性质的考查1下列对碱金属性质的叙述中，正确的是 ()都是银白色的柔软金属(除铯外)，密度都比较小单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物碱金属单质都与水剧烈反应单质的熔、沸点随着原子序数的增加而升高A B C D答案A解析除铯外，碱金属单质均为银白色金属，质软，有延展性，密度较小，正确；碱金属单质在空气中燃烧时，产物不同，L
18、i生成Li2O，Na生成Na2O2，K、Rb、Cs则生成较复杂的氧化物，错误；碱金属单质性质活泼，都能与水剧烈反应，正确；碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而逐渐降低，错误。2已知钡的金属活动性处于钾和钠之间。则下列变化中可能实现的是 ()A钡可从氯化钠溶液中置换出金属钠B钡可从冷水中置换出氢气C钡可从硫酸铜溶液中置换出铜D在溶液中Ba2可氧化金属锌，生成Zn2答案B解析由于钡可以与水反应，所以钡和钠一样并不能置换出水溶液中的金属离子。题组2卤素性质的考查3卤素是最活泼的一族非金属，下列关于卤族元素的说法正确的是()A卤素单质的最外层电子数都是7B从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，半径
19、依次减小C从F到I，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子的得电子能力依次减弱D卤素单质与H2化合由易到难顺序为F2Cl2Br2I2答案C解析卤素原子最外层有7个电子，而不是单质最外层有7个电子，A项错误；卤素原子从F到I，电子层数依次增多，半径依次增大，原子核对最外层电子吸引能力依次减弱，原子得电子能力依次减弱，故B项错误，C项正确；单质与H2化合由易到难顺序为F2Cl2Br2I2，D项错误。4下列关于卤族元素由上到下性质递变规律的叙述，正确的是()单质的氧化性增强单质的颜色加深气态氢化物的稳定性增强单质的沸点升高阴离子的还原性增强A B C D答案C解析F2、Cl2、Br2、I2氧化性
20、依次减弱，其对应的阴离子F、Cl、Br、I的还原性依次增强，故叙述错误，叙述正确；F2、Cl2、Br2、I2的颜色由浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色逐渐加深，叙述正确；HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，叙述错误；F2、Cl2、Br2、I2在通常情况下其状态变化为气液固，则沸点逐渐升高，叙述正确，故答案为C。5往碘化钾溶液中先加入氯水，再加入CCl4振荡，静置后出现分层，下层呈()A橙红色 B紫红色C无色 D深褐色答案B解析碘化钾中加入氯水发生反应2KICl2=2KClI2，加入CCl4后由于碘易溶于CCl4，CCl4层(下层)呈现紫红色。6下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是()A其单
21、质都能与水反应，通式为X2H2O=HXHXOBHX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答案C解析本题考查卤素及有关化合物的基本知识规律，解答好本题，除掌握一般规律外，要注意F2及氟的化合物的特殊性：F2与水反应置换H2O中的氧生成O2，不像其他卤素单质，F是最强的非金属，在化合物中不表现正价，HF的溶液表现弱酸性。7若能发现第117号元素X，它的原子结构与卤族元素相似，电子排布有7个电子层，且最外层有7个电子。下列叙述中正确的是()A此X元素的气态氢化物的化学式为HX，在常温下很稳定B其单质带有金属光泽，具有强氧化性，可与KI发生置换反应生成I2C其
22、单质的分子式为X2，易溶于有机溶剂DAgX是一种有色的易溶于水的化合物答案C解析因为此X显1价，所以X元素的气态氢化物的化学式为HX，但由于X的非金属性很弱，所以HX在常温下很不稳定，A错误；X单质氧化性比碘弱。不可与KI发生置换反应，B错误；类比Br2、I2等，C正确；类比AgCl、AgBr等，D错误。题组3卤素互化物的性质8溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质，它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物，它也能与水发生以下反应：IBrH2O=HBrHIO，下列有关IBr的叙述中，不正确的是()A在很多反应中IBr是强氧化剂BIBr与水反应时既作氧化剂，又作还原剂CIBr与AgNO3溶液反应
23、会生成AgBr沉淀DIBr与NaOH溶液反应时，生成NaBr和NaIO答案B解析此题是一道信息题，题中给出了三点信息：(1)溴化碘(IBr)暗示Br呈1价，I呈1价；(2)IBr性质与卤素相似；(3)IBr与水反应生成HIO和HBr。由(2)可知，IBr是一种强氧化剂。分析IBr中各元素的化合价，确定碘为1价，溴为1价。再结合(3)，可知IBr与水的反应不是氧化还原反应，而是复分解反应。因此，A、C、D正确，B不正确。题组4位、构、性关系考查9已知元素aA、bB、cC、dD、eE的原子的结构示意图分别为：请回答下列问题：(1)属于同周期的元素是_(填元素符号，下同)，属于同主族的元素_。(2)
24、金属性最强的元素是_，非金属性最强的元素是_。(3)上述元素中最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是_。答案(1)Na、Al、ClF、Cl、Br(2)NaF(3)NaOH解析(1)弄清原子结构示意图与元素在周期表中的位置关系，即电子层数与周期数相等，所以A、B、C同周期。主族的族序数与最外层电子数相等，所以B、D、E同主族。(2)同周期从左到右金属性减弱，非金属性增强；同主族从上到下金属性增强，非金属性减弱。所以Na的金属性最强，F的非金属性最强。(3)金属性越强，最高价氧化物对应的水化物碱性越强。10下表为元素周期表的一部分。族周期AAAAAAA一二三四(1)表中元素_的非金属性最强；元素_的
25、金属性最强；元素_的单质室温下呈液态(填写元素符号)；(2)表中元素的原子结构示意图为_；(3)表中元素氢化物的稳定性顺序为_(填写化学式，下同)；(4)表中元素和最高价氧化物对应水化物的酸性：_。(5)表中元素和最高价氧化物对应水化物的碱性_。答案(1)FKBr(2)(3)HFHCl(4)HClO4HBrO4(5)NaOHLiOH能力提升题11最新报道，我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟，使我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期第A族，根据铯在元素周期表中的
26、位置，推断下列内容：(1)铯的原子核外共有_层电子，最外层电子数为_，铯的原子序数为_。(2)铯单质与水剧烈反应，放出_色气体，同时使紫色石蕊试液显_色，因为_(写出化学方程式)。(3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性_(填“弱”或“强”)。答案(1)6155(2)无蓝2Cs2H2O=2CsOHH2(3)强解析根据原子核外电子排布规律，结合铯在元素周期表中的位置知：铯原子核外电子分六层排布，分别是2、8、18、18、8、1，原子序数是55，最外层只有1个电子。铯与钠同主族，具有极强的金属性。与水反应生成氢气和氢氧化铯：2Cs2H2O=2CsOHH2，氢氧化铯是强碱，使紫色石蕊试液变蓝色。12
27、在硬质玻璃管中的A、B、C处依次放有浸有KBr溶液、KI溶液、淀粉溶液的3个棉球(如图所示)。由左端导入氯气，在B处加热，可观察到A处棉球呈_色，B处棉球呈现_色，C处棉球呈_色。将试管冷却后，在B、C之间的玻璃壁上有_色的_，这是因为_。答案红棕紫红蓝紫黑固体碘蒸气遇冷凝结为固体解析本题主要考查了Cl2、Br2、I2的氧化性及其特征。解答此题要清楚：氧化性Cl2Br2I2；Cl2、Br2、I2颜色；Br2易挥发，I2易升华且遇淀粉变蓝等。13某学生在做元素性质与原子结构关系的实验时，设计了一套实验方案，并记录了有关的实验现象。请帮助该学生整理并完成实验报告。(1)实验目的探究同一主族元素性质
28、的递变规律。(2)实验用品仪器：试管、胶头滴管药品：新制氯水、新制溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳(3)实验内容(在下表横线中填写相关内容)序号实验方案实验现象向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制氯水，振荡，再加入少量四氯化碳，振荡后静置液体分为两层，下层呈_色向盛有少量碘化钠溶液的试管中滴加少量新制溴水，振荡，再加入少量四氯化碳，振荡后静置液体分为两层，下层呈_色(4)实验结论：_。(5)问题和讨论上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为_、_。由于氟单质过于活泼，所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举两项事实说明氟的非金属性比氯的强：_、_。答案(3)橙红紫红(4)同主族元素从上到下，元素原子的得电子能力逐渐减弱(5)Cl22Br=Br22Cl2IBr2=2BrI2HF的稳定性比HCl的强F2能置换出水中的氧，而Cl2不能置换出水中的氧(其他合理答案也可)解析向溴化钠溶液中加入新制氯水，发生反应：Cl22Br=Br22Cl，证明氧化性：Cl2Br2；再加入四氯化碳后，振荡静置，溶液分层，上层近无色，下层呈橙红色。向碘化钠溶液中加入新制溴水，发生反应：Br22I=I22Br，证明氧化性：Br2I2；再加入四氯化碳后，振荡静置，溶液分层，上层近无色，下层呈紫红色。两个实验说明：同主族元素从上到下，元素原子的得电子能力逐渐减弱。