苏教版 (2019)必修 第一册第一单元 元素周期律和元素周期表第三课时学案

第三课时　同主族元素的性质

1．了解碱金属元素、卤素的结构和性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律，形成“结构决定性质”的观念，强化宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。

2．能设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性，提升科学探究与创新意识的化学学科核心素养。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．碱金属单质的物理性质

特点,①铯略带金属光泽；②锂的密度比煤油的小；③钠的密度比钾的大

2．碱金属单质的化学性质(1)锂、钠、钾与氧气反应的比较

①实验现象：都能在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，锂、钠、钾燃烧越来越剧烈。

②反应的化学方程式：4Li＋O22Li2O、2Na＋O2Na2O2、K＋O2KO2 。

③实验结论：金属的活泼性：K>Na_>Li。

(2)钠、钾与水反应的比较

碱金属单质性质的相似性和递变性

1．相似性

2．递变性

(1)单质的还原性与离子的氧化性递变规律

(2)具体表现

 [名师点拨]

(1)Li在氧气中燃烧的产物只有Li2O，而Na在氧气中燃烧时会生成Na2O2，K在氧气中燃烧时甚至会生成KO2。

(2)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。

1．钾和钠的化学性质相似，下列说法能较好地解释这个事实的是(　　)

A．原子最外层电子数相同  B．都是金属元素

C．原子半径相差不大  D．最高化合价相同

解析：选A　性质由结构决定，影响金属化学性质的主要因素是其原子核外电子排布情况，尤其是最外层电子数。钠和钾的最外层电子数均为1。

2．下列关于碱金属某些性质的排列中，正确的是(　　)

A．原子半径：Li<Na<K<Rb<Cs

B．密度：Li<Na<K<Rb<Cs

C．熔点、沸点：Li<Na<K<Rb<Cs

D．还原性：Li>Na>K>Rb>Cs

解析：选A　按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序，碱金属的原子半径依次增大，A项正确；密度Na>K，B项不正确；单质熔、沸点依次降低，C项不正确；还原性依次增强，D项不正确。

3．下列说法正确的是(　　)

A．碱性：LiOH>NaOH>KOH>RbOH

B．金属性：Rb>K>Na>Li

C．Fe、Na分别和稀盐酸反应时，每个铁原子失去2个电子，每个钠原子失去1个电子，所以Fe的金属活动性强于Na

D．Rb不易与水反应放出H2

解析：选B　金属性：Li<Na<K<Rb，所以碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH，Rb比K更易与水反应，B项正确，A、D两项错误；每个原子失去电子的数目不能作为判断金属活动性强弱的依据，根据常见金属活动性顺序来看，Fe比Na的金属活动性弱，C项错误。

4．可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”。根据周期表结构及元素性质变化趋势，下列有关“类钫”的预测错误的是(　　)

A．单质有较高的熔点

B．“类钫”在化合物中呈＋1价

C．“类钫”具有放射性

D．“类钫”单质的密度大于1 g·cm－3

解析：选A　碱金属单质的熔点随原子序数递增而降低，A错误。

1．卤素单质的物理性质

分析上表可知，从F2到I2，颜色逐渐加深，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。

2．卤素单质的化学性质

(1)卤素单质(X2)与H2的反应

①X2与H2反应的比较

②结论

a．从F2到I2，与H2反应的难易程度：逐渐困难；

b．从F2到I2，生成氢化物的稳定性：逐渐减弱。

(2)卤素单质间的置换反应

卤素单质性质的相似性和递变性

1．相似性

2．递变性

(1)卤素单质的氧化性及卤素离子的还原性递变规律

(2)具体表现

 (3)特殊性

①氟元素无正价，无含氧酸，而氯、溴、碘元素有最高正价和含氧酸。

②X2＋H2OHX＋HXO，(X为Cl、Br、I)，而2F2＋2H2O===4HF＋O2。

③在常温下溴单质是唯一一种液态非金属单质，易挥发，用水封保存。

④碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。

1．下列关于卤素(从F→I)的说法正确的是(　　)

A．单质的颜色逐渐加深

B．气态氢化物的稳定性逐渐增强

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增强

D．卤素单质与水反应，均发生自身氧化还原反应

解析：选A　从F→I，单质的颜色逐渐加深；气态氢化物的稳定性逐渐减弱；原子的得电子能力依次减弱；F2与H2O反应：2F2＋2H2O===4HF＋O2，F2是氧化剂，H2O作还原剂。

2．下列说法正确的是(　　)

A．氟、氯、溴原子的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8

B．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律

C．酸性：HFO4>HClO4>HBrO4>HIO4

D．砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的相似性，砹微溶于水，易溶于CCl4

解析：选D　F的次外层电子数为2，Br的次外层电子数为18，A项错误；元素的非金属性强弱可以根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较，不能根据氢化物的酸性强弱比较，B项错误；F无正化合价，不能形成HFO4，C错误；由碘微溶于水、易溶于四氯化碳可推知，砹微溶于水，易溶于CCl4，D正确。

3．随着卤素原子半径的增大，下列递变规律正确的是(　　)

A．单质的熔、沸点逐渐降低

B．卤素离子的还原性逐渐增强

C．气态氢化物的稳定性逐渐增强

D．单质的氧化性逐渐增强

解析：选B　随着卤素原子半径的增大，单质的熔、沸点逐渐升高，A项不正确；卤素离子的还原性逐渐增强，B项正确；气态氢化物的稳定性逐渐减弱，C项不正确；单质的氧化性逐渐减弱，D项不正确。

4．砹(At)是卤素中核电荷数最大的元素，下列推测砹或砹的化合物性质的叙述中，错误的是(　　)

A．砹为有色固体

B．HAt很稳定

C．AgAt不溶于水

D．砹单质的熔、沸点比碘单质的熔、沸点高

解析：选B　根据卤素性质的递变性，随着元素原子序数的递增，氢化物的稳定性逐渐减弱，HAt不稳定，B项错误。

[分级训练·课课过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．锂是第二周期第ⅠA族元素，下列有关锂元素性质推测正确的是(　　)

A．最高化合价为＋2

B．原子半径比钠的大

C．单质与水的反应比钠更剧烈

D．最高价氧化物对应的水化物的碱性比钠的弱

解析：选D　从上到下，碱金属的金属活动性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，D项正确。

2．下列不能说明氯元素的非金属性比碘元素强的事实是(　　)

A．HCl比HI稳定

B．HClO4的酸性比HIO4强

C．Cl2能从KI溶液中置换出I2

D．HClO的氧化性比HIO4强

解析：选D　元素非金属性的强弱可以从形成的简单氢化物的稳定性、非金属单质的氧化性和最高价氧化物对应的水化物的酸性等方面进行比较。

3．卤素是最活泼的一类非金属元素，下列关于卤素的说法正确的是(　　)

A．卤素单质的最外层电子数都是7

B．从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，原子半径依次减小

C．从F到I原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子得电子能力依次减弱

D．卤素单质与H2化合由易到难的顺序为I2→Br2→Cl2→F2

解析：选C　A错，卤素原子的最外层为7个电子，而不是单质；B错，从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，原子半径逐渐增大；D错，非金属性越强，则单质与氢气化合越容易，非金属性：F>Cl>Br>I，则卤素单质与H2化合的难易程度为F2>Cl2>Br2>I2。

4．下列各项中的叙述Ⅰ和叙述Ⅱ都正确，但叙述Ⅱ不能用于对叙述Ⅰ进行解释的是(　　)

解析：选D　金属钠和钾分别与水反应，钾的反应相对较快，是因为钾比钠活泼，更易从水中置换出氢。

5．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中错误的是(　　)

A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径

B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物

C．它的氢氧化物化学式为FrOH，这是一种极强的碱

D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸

解析：选B　根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，与氧气反应的产物越来越复杂，可以产生过氧化物、超氧化物等。

6．砷为第四周期ⅤA族元素，根据它在周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是(　　)

A．AsH3比NH3稳定性强

B．可以存在－3、＋3、＋5等多种化合价

C．As2O5对应水化物的酸性比H3PO4弱

D．砷的非金属性比磷弱

解析：选A　根据同主族元素性质的递变规律，由上而下元素的非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，故AsH3比NH3稳定性弱，A错误。