【暑假初升高】人教版化学初三（升高一）暑假预习-第18讲 原子结构与元素的性质 讲学案

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第18讲 原子结构与元素的性质【学习目标】1．知道元素的金属性和非金属性的判断方法。2．能根据碱金属元素的结构特点，理解其化学性质和物理性质的相似性和递变性。3．能根据卤族元素的结构特点，理解其化学性质和物理性质的相似性和递变性。4．能运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。 【基础知识】原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系元素结构与性质金属元素非金属元素稀有气体元素最外层电子数一般小于4一般大于或等于48(He为2)稳定性不稳定不稳定稳定得失电子能力易失电子易得电子不易得、失电子化合价只显正价既有正价，又有负价0价原子最外层电子数小于4不一定是金属元素，如氢原子最外层电子数是1，属于非金属元素。    元素的原子在反应中得电子，具有非金属性；在反应中失电子，具有金属性。得失电子能力与原子结构有何关系？    周期表中ⅠA、ⅦA两族元素的原子结构均有什么共同特点？ⅠA、ⅦA两族元素的化学性质各自有何相似性及递变性？    元素的性质一、    元素的金属性和非金属性判断1．金属性判断    2．非金属性判断    氯的最高价氧化物的水化物是HClO4，而不是HClO；硫的最高价氧化物的水化物是H2SO4，而不是H2SO3。碱金属单质的主要物理性质从表中你能发现碱金属在物理性质上有什么变化规律？二、碱金属元素1．物理性质相似性递变性柔软、密度小、熔点低良好的延展性、导热性和导电性从上到下，密度总体增大从上到下，熔点、沸点降低液态钠钾合金可做原子反应堆的导热剂。        根据碱金属元素的原子结构，你认为碱金属单质在化学性质方面有何变化规律？钠、钾失电子能力比较碱金属钠钾操作现象及原理钠与水剧烈反应。反应的方程式：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑钾与水反应更剧烈，甚至可产生爆炸现象。反应的方程式：2K＋2H2O＝2KOH＋H2↑结论失电子能力K＞Na原因K、Na最外层电子数目相同，但K比Na电子层数多，最外层电子离核较远，故K比Na更易失电子。(1)与O2反应碱金属现象及产物化学方程式Li不如Na剧烈，生成Li2O4Li＋O22Li2ONa剧烈燃烧，生成Na2O22Na＋O2Na2O2K燃烧比Na剧烈，生成复杂的氧化物K＋O2KO2(超氧化钾)Rb燃烧反应更剧烈，生成更复杂的氧化物 Cs燃烧反应更剧烈，生成更复杂的氧化物(2)与H2O反应碱金属现象及产物化学方程式Li反应较慢，生成H22Li＋2H2O＝2LiOH＋H2↑Na反应剧烈，生成H22Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑K反应剧烈，轻微爆炸，生成H22K＋2H2O＝2KOH＋H2↑Rb遇水立即燃烧，爆炸，生成H2      2．化学性质物质相似性递变性单质(用R表示)与非金属单质反应：Cl2＋2R＝2RCl与O2的反应越来越剧烈，产物越来越复杂，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。与水反应：2R＋2H2O＝2ROH＋H2↑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。与酸反应：2R＋2H＋＝2R＋＋H2↑从上到下，单质还原性逐渐增强化合物最高价氧化物水化物的化学式为ROH，且均呈碱性最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。即碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOHCs遇水立即燃烧，爆炸，生成H2 3．从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律卤族元素的主要物理性质从表中你能发现卤族元素在物理性质上有什么变化规律？三、卤素1．物理性质相似性递变性都有颜色，有毒，在水中溶解度不大从上到下，颜色逐渐加深从上到下，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大根据卤族元素的原子结构，你认为卤素单质在化学性质方面有何变化规律？卤素单质间的置换反应实验操作实验现象实验原理（化学方程式）无色变橙色Cl2＋2KBr＝2KCl＋Br2无色变棕色Cl2＋2KI＝2KCl＋I2无色变棕色Br2＋2KI＝2KBr＋I2实验结论卤素单质的氧化性顺序由强到弱依次是：Cl2＞Br2＞I2卤素离子的还原性顺序由强到弱依次是：I－＞Br－＞Cl－2．化学性质相似性递变性单质(用X表示)与金属单质反应：X2＋2Na＝2NaCl与金属的反应越来越难与水反应：X2＋H2O＝HX＋HXO与H2O的反应越来越难与H2反应：X2＋H2＝2HX与H2反应越来越难化合物最高价氧化物水化物(除氟外)的化学式为HXO4，且均呈酸性最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱。即酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4①氟气与水反应：2F2＋2H2O＝4HF＋O2。    ②氢化物性质：氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即：稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI；酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI。    3．从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律（2022年山西省怀仁市期末）为验证第ⅦA族部分元素非金属性的递变规律，设计如图装置进行实验，请回答：①仪器A的名称是________________，A中发生反应的离子方程式是______________________________。②验证溴与碘的非金属性强弱：通入少量⑨(Cl)的单质，充分反应后，将A中液体滴入试管内，取下试管，振荡、静置，可观察到______________________________。③第ⅦA族元素非金属性随元素核电荷数的增加而逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下___________________________，_____________________________。 【考点剖析】考点一：碱金属的化学性质例1．（2022年浙江省衢州市期末）下列有关碱金属元素的性质判断正确的是A．Li与H2O反应最剧烈B．从Li到Cs，其单质熔沸点逐渐升高C．钾与氧气反应可生成多种氧化物D．从Li到Cs最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱考点二：推测碱金属的性质例2．（2022年广东省汕头市潮南区期末）碱金属元素钫(Fr)具有放射性。下列对其性质的预言中，不正确的是A．它的金属性比Na强，跟水反应更剧烈B．它的原子半径比Na大，离子半径也比Na＋大C．它与硫酸铜溶液发生置换反应得到金属铜D．它的氢氧化物(FrOH)是一种强碱，使酚酞溶液变红考点三：卤素单质的结构与性质例3．（2022年广东省汕头市潮南区期末）下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多B．单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱C．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强D．单质的颜色随核电荷数的增加而加深考点四：卤素单质及化合物的性质例4．（2022年甘肃省张掖市期末）关于卤素(用X表示)的下列叙述不正确的是A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O＝HXO＋HX表示B．虽然Cl的非金属性比Br的强，但盐酸的酸性比氢溴酸的酸性弱C．卤素单质的密度从F2→I2，随相对分子质量增大而增大D．卤素原子半径越小，对应的氢化物越稳定考点五：类卤化合物/拟卤素的性质例5．（2022年浙江省衢州市期末改编）已知卤素互化物的性质与卤素单质类似，下列关于BrCl的说法不正确的是A．BrCl有强氧化性B．BrCl能与KI发生氧化还原反应C．BrCl的水溶液中加入AgNO3溶液，可生成白色沉淀D．BrCl能与NaOH溶液反应生成NaClO、NaBr和H2O考点六：元素非金属性强弱的判断例6．（2022年广东省普宁市期末节选）⑦(Cl)的非金属性强于⑧(Br)，下列表述中不能证明这一事实的是A．⑦的氢化物比⑧的氢化物稳定B．⑦最高价氧化物对应的水化物的酸性强于⑧最高价氧化物对应的水化物的酸性C．⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来D．⑦的氢化物酸性比⑧的氢化物酸性弱   【真题演练】1．（2022年北京市房山区期中）下列元素中，非金属性最强的是A．F B．Cl C．Br D．I2．（2022年新疆昌吉州期末）下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是选项事实结论A与冷水反应，Na 比Mg剧烈金属性：Na＞MgBCa(OH)2的碱性强于Mg(OH)2金属性：Ca＞MgC由水溶液的酸性：HCl＞H2S非金属性：Cl＞SDt℃时，Br2＋H2＝2HBr，I2＋H22HI非金属性：Br＞I3．（2022年上海市静安区期末）按卤素原子核电荷数递增的顺序，下列各项变小或减弱的是A．原子半径 B．简单离子的还原性C．单质的熔沸点 D．氢化物的稳定性4．（2022年河南省信阳市期末）类推是一种常采用的科研和学习方法，下列类推结论合理的是A．由单质铁和氯气反应生成FeCl3，推出单质铁和碘单质反应生成FeI3B．由元素周期表中从上到下，卤族元素单质熔沸点逐渐升高，推出碱金属元素单质熔沸点逐渐升高C．最高价氧化物的水化物的酸性，由N的强于P的，推出F的强于Cl的D．由Na在常温下与水剧烈反应，推出K在常温下也能与水剧烈反应5．（2022年河南省林州市期末）前四周期同族元素的某种性质X随核电荷数的变化趋势如图所示，则下列说法正确的是A．若a、b、c表示碱金属元素，则X表示对应单质与水反应的剧烈程度B．若a、b、c表示卤族元素，则X表示对应简单离子的还原性C．若a、b、c表示氧族元素，则X表示对应单质的得电子能力D．若a、b、c表示第ⅡA族元素，则X表示最高价氧化物对应水化物的碱性6．（2022年黑龙江省大庆铁人中学期末）以下各组表示卤素及其化合物的性质变化规律中，错误的是A．得电子能力F2＞Cl2＞Br2＞I2 B．还原能力F－＜Cl－＜Br－＜I－C．稳定性 HF＞HCl＞HBr＞HI D．酸性 HF＞HCl＞HBr＞HI7．（2022年广西桂林市期末节选）利用如图装置可进行元素非金属性比较。
①装置中仪器a的名称是___________；②比较非金属性S＞C＞Si，可在a、b、c中分别盛放稀硫酸、_____________(填化学式)、Na2SiO3(硅酸钠)溶液。若想比较非金属性Cl＞C＞Si，则可在a中盛放___________(填化学式)。8．（2022年福建省福州市期末改编）下表是元素周期表的一部分，根据表中给出的8种元素，按要求使用化学用语作答。        族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA02   CN F 3NaMgAl   ClAr（1）化学性质最不活泼的单质是___________(填化学式)；非金属性最强的元素是___________(填元素符号)；元素最高价氧化物的水化物中。（2）C、N元素的非金属性较强的是___________(填元素符号)。（3）Na、Mg、Al三元素中，金属性最强的是_________(填化学式)。（4）铯(Cs)与Na位于同一主族，铯与水反应的化学方程式为_____________________________。 【过关检测】1．（2022年甘肃省张掖市期末）下列关于碱金属(ＩＡ族的金属元素)元素的叙述中正确的是A．密度随原子序数的增加而增大B．单质与水反应的剧烈程度随原子序数的增加而减弱C．氧化物对应的水化物的碱性随原子序数的增加而减弱D．化合物中碱金属元素的化合价都是＋1。2．（2022年湖北省武汉市东湖高新区）元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下表所示，其中T的单质常用作自来水消毒。则下列判断正确的是 R XTZ Q A．氧化物的水化物的酸性：T＞QB．气态氢化物稳定性R＜T＜QC．R与Q的电子数相差26D．非金属性：Z＞T＞X3．（2022年广西玉林市期末）碘是卤族元素，下列对碘及其化合物的叙述中正确的是A．与H2化合的能力：I2＞Br2B．碘在常温下为白色固体C．向KBr溶液中加I2可以置换出Br2D．碘原子的最外层有7个电子4．（2022年黑龙江省大庆铁人中学期末）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，其中不正确的是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．它的氢氧化物的化学式为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5．（2022年湖北省十堰市期末）元素周期表和元素周期律是我们学习元素及其化合物的重要工具和规律。下列关于卤素单质及其化合物的性质说法正确的是A．由卤族元素的递变性可知，F2具有强氧化性B．卤族元素的简单氢化物从上到下稳定性逐渐增强C．在光照条件下，Cl2、Br2、I2均易与H2发生化合反应D．向KI溶液中通入足量的Cl2，溶液呈现蓝色6．（2022年河南省驻马店市期末）根据原子结构和元素周期律的知识分析，下列推断正确的是A．碱金属单质的熔、沸点随原子序数的增加而升高B．砹(At)为白色固体，AgAt难溶于水也不溶于稀硝酸C．在氧气中，铷(Rb)的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂D．0.1 mol·L－1 溶液的酸性：HIO4＞HBrO47．（2022年江西省南昌市期末）2020年我国北斗三号全球卫星导航系统正式开通，其中“铷(Rb，ⅠA)原子钟”被誉为卫星的“心脏”，下列有关铷说法错误的是A．铷元素与Na元素同一主族 B．Rb和Rb互为同素异形体C．Rb的中子数为48 D．铷与水反应会立即燃烧，甚至爆炸8．（2022年湖北省期末）下图为元素周期表的一部分：A            B  C    DE 请回答下列问题：（1）A、B、C、D、E五种元素中原子半径最大的是___________(填元素符号)。（2）D在元素周期表中的位置是___________________。（3）E的最高价氧化物对应的水化物的化学式为___________。（4）C2B2与CO2反应的化学方程式为___________________________________。（5）欲比较D与E的非金属性强弱，以下说法可作为判断依据的是___________。①比较D、E两种元素单质的沸点高低②比较D、E两种元素单质与H2化合的难易程度③比较D、E两种元素气态氢化物的稳定性④比较D、E两种元素的氧化物对应水化物的酸性强弱9．（2022年贵州省贵阳市期末选编）几种元素在周期表中的位置如下，用化学用语回答下列问题：
（1）表中所列元素，化学性质最不活泼的是___________。（2）上图中，元素a与b形成的10e－的分子是___________。（3）h与水反应的化学方程式为___________________________________。（4）德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，相对原子质量是85。分析可知，铷在元素周期表中的位置是___________，关于铷的下列说法中正确的是___________(填字母序号)。a．与水反应比钠更剧烈b．单质具有很强氧化性c．Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳d．RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱10．（2022年北京市房山区期中）某小组为探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱，设计实验如下：资料：稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色。实验Ⅰ实验Ⅱ取ⅰ中的黄色溶液少许，加入KI溶液，再加入淀粉溶液。（1）ⅰ中反应的离子方程式是___________________________。（2）实验Ⅰ中ⅰ和ⅱ可以得出的结论是_______________________________。（3）①甲同学认为：实验Ⅱ观察到__________________________现象，得出氧化性Br2＞I2。②乙同学对上述实验进行反思，认为实验Ⅱ不能充分证明氧化性Br2＞I2，他补做了实验Ⅲ。实验Ⅲ另取ⅰ中的黄色溶液少许，先加入足量的NaBr固体，充分振荡，然后加入KI溶液和淀粉溶液。补做实验Ⅲ的目的是_____________________________________________。（4）综合实验Ⅰ和Ⅲ，得出氧化性Cl2＞Br2＞I2。