【暑假初高衔接】人教版化学初三（升高一）暑假预习-（必修1）第14课 原子结构与元素周期表（二） 讲学案

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 第14课时 原子结构与元素周期表（二）  学习目标：1．掌握原子结构与元素性质的关系2．碱金属的性质3．卤族元素的性质4．通过碱金属和卤族元素，掌握推测物质性质重点：1．原子结构及元素性质的关系2．碱金属、卤族元素的性质难点：1．掌握推测物质性质的一般方法 开启新世界我们知道，金属元素的原子最外层电子一般少于4个，在化学变化中容易失去电子，具有金属性；非金属元素最外层电子一般多于4个，在化学变化中容易得到电子，具有非金属性。所以人们常说原子结构决定元素的性质。经常把元素周期表中同族元素放在一起研究，是因为他们之间存在着某种内在的联系，那么这种内在的联系是什么呢？我们将从他们的结构性质的关系进行讨进行探讨。碱金属元素 碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。 碱金属是指元素周表中_____族元素（H除外），包括_________________________________。 填写下表中的信息，并思考下列问题族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    0.152钠    0.186钾    0.227铷    0.248铯    0.265 （1）在元素周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？ （2）观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点能够推测出贱金属元素的化学性质具有相似性？  根据上表可以看出，碱金属元素原子核电荷数从上到下依次_________，原子半径从上到下依次__________，最外层电子数均为______，在化学变化中易_____电子，推测化学性质__________。【回顾实验】回顾钠在空气中加热、和水反应的实验现象，推测钾在空气中加热、和水反应的实验现象。【实验1】（可在网络上查找相关视频）将干燥的坩埚加热，同时切一块绿豆大的钾，用镊子夹取并迅速投到热坩埚中。继续加热片刻，待钾熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。【实验2】（可在网络上查找相关视频）在烧杯中加入一些水，滴几滴酚酞溶液。切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并投到水中，观察现象。 通过实验、观察，讨论并总结钠、钾有哪些相似的化学性质，与你最初根据原子结构特点进行的预测是否一致？ 从实验现象比较钾、钠与水反应的难易程度。由此，你能推断出锂和水反应的难易程度吗？ 通过比较碱金属与水反应的难易程度，你能发现它们的原子结构有什么关系吗？由此，你能推断出碱金属元素化学性质的相似性和递变性规律吗？【结论】（1）由于碱金属元素最外层电子数为______，化学性质_________。钠、钾和水反应的难易程度，钾比钠更_______和水反应。 锂和水反应：_______________________________，和氧气反应：_______________________________； 钠和水反应：_______________________________，和氧气反应：_______________________________ 钾和水反应：_______________________________，钾和氧气反应会生成多种复杂氧化物，中学阶段不作介绍。上述反应中，碱金属元素化合价均为______。 （2）碱金属元素的化学性质具有递变性。随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐_____，原子半径逐渐_________，原子核对最外层电子的引力逐渐________，原子失去最外层电子的能力逐渐___________。 碱金属单质在物理性质上也表现出一些相似性和规律性。例如：它们都比较________，有延展性；密度都比较________，熔点也比较___________，导热性和导电性都很好，如钾钠合金（室温下呈液态）可作核反应堆的传热介质。 金属性比较方法：金属单质与水（酸）反应的置换出氢的难易程度比较；最高价氧化物的水化物（即氢氧化物）碱性比较。 表1 碱金属单质的主要物理性质碱金属单质颜色密度（g·cm3）熔点（℃）沸点（℃）Li银白色0.534185.51 347Na银白色0.9797.81882.9K银白色0.8663.65774Rb银白色1.53238.89688Cs略带金色光泽1.87928.40678.4【练习1】下列关于金属的叙述正确的是A．所有的金属都呈固态  B．金属具有导电性、导热性和延展性C．所有金属都能与酸发生置换反应  D．金属元素在自然界中都以化合物形式【练习2】可能存在的第119号元素被称为“类钫”，据元素周期表结构及元素性质变化趋势，有关“类钫”的预测说法正确的是（       ）A．“类钫”在化合物中呈价B．“类钫”属过渡元素，具有放射性C．“类钫”单质的密度小于1 g·cm—3D．“类钫”单质有较高的熔点卤族元素 卤族元素是典型的非金属元素，在自然界中都以化合态存在。 卤族元素是指元素周表中_____族元素（H除外），包括_________________________________。 观察下表中卤族元素的主要物理性质和原子结构示意图表2 卤素原子结构示意图卤素单质颜色密度熔点沸点原子结构示意图F2淡黄绿色（g）1.69 g/L—219.6—188.1Cl2黄绿色（g）3.214 g/L—101—34.6Br2深红棕色（l）3.119 g/cm3—7.258.78I2紫黑色（s）4.93 g/cm3113.5184.4 （一）卤素单质与氢气的反应  在一定条件下，卤素单质能与氢气反应生成卤化氢。表2 卤素单质与氢气的反应H2＋F2 = 2HF在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定H2＋Cl2 ==== 2HCl光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定H2＋Br2 ===== 2HBr加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢温度H2＋I2(g) 2HI不断加热才能缓慢反应；碘化氢不稳定，在统一条件时分解为H2和I2(g)，时可逆反应 （1）根据卤素原子的结构，请你试着推测氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出的相似性和递变性。（2）根据卤素单质与氢气的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与氢气反应的规律变化。非金属性强弱比较：最高价氧化物的水化物的酸性强弱；与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性来判断。 F2 Cl2 Br2 I2  （1）与氢气反应的难易程度：_______________________________________；（2）生成的氢化物的稳定性：_______________________________________；（3）卤素的非金属性强弱：________________________________________。（二）卤素单质间的置换反应。 类似于金属于盐溶液的置换反应，卤素单质间也能发生置换反应。例如：2NaBr＋Cl2 = 2NaCl＋Br2 推测：用淀粉—KI试纸检验氯气的原理。【练习3】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【练习4】能使湿润的KI—淀粉试纸变蓝的是①溴水，②氯水，③碘酒，④氯化钾，⑤高锰酸钾溶液A．①②③ B．①⑤ C．①②③⑤ D．③④⑤ 【总结】通过比较和分析碱金属单质与氧气、水的反应，以及卤素单质与氢气的反应，卤素单质间的置换反应，我们可以看出，元素的性质与原子结构有密切的关系，主要与原子核外电子的排布，特别是最外层电子数有关。原子结构相似一组元素，他们在化学性质上，化学性质上表现出相似性和递变性。在元素周期表中，同主族所有元素从上至下外核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得到电子能力逐渐减弱。所以金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。课堂练习1．砷（As）的原子结构示意图如图所示，下列关于As的描述不正确的是A．位于第四周期第ⅤA族B．属于非金属元素C．酸性：H3AsO4＞H3PO4D．稳定性：AsH3＞NH32．北京冬奥会开幕式上的字母焰火、“天下一家”、“五环”让奥运更加辉煌、浪漫，这与高中化学中“焰色反应”知识相关。下列说法中正确的是A．非金属单质燃烧时火焰均为无色B．NaC1与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同C．焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察D．所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色3．下列各组原子结构示意图所表示的元素有相似的化学性质的一对是A． B．C． D．4．含KBr和KI的混合溶液中通入过量的Cl2，然后把溶液蒸干并灼烧，最后留下的固体是A．KCl B．KCl和KBr的混合物C．Br2 D．I2和KCl5．钫（Fr）是一种具有放射性的元素，原子序数为87，其原子最外层电子数是1。下列有关元素的说法不正确的是A．Fr是第六周期第Ⅰ族元素 B．Fr的原子核外有87个电子C．Fr在化合物中一般显+1价 D．其阳离子半径小于原子半径6．a、b、c、d、e、f、g为七种由1~18号元素构成的微粒，它们都有10个电子，其结构特点如表：微粒代码abcdefg原子核数单核单核多核单核双核多核多核所带电荷数1+2-01-1-01+其中b的离子半径大于d的离子半径；c是四原子分子；e与g加热可形成c和f两种分子。试回答下列问题。（1）c分子的化学式为__________；a和e两种粒子组成化合物的化学式为__________。（2）e与g加热形成c和f的离子方程式：_______________________________。（3）a的单质与f反应的化学方程式：________________________。 能力提升1．随着原子序数的增加，碱金属元素有关性质的递变规律错误的是A．最高正化合价增大 B．原子半径增大C．熔沸点降低 D．氢氧化物碱性增强2．根据元素性质的递变规律，下列四个演示金属钾与水反应的实验装置中最好的是      A    B    C    D10．下列说法错误的是A．锂在空气中燃烧只会生成氧化锂B．锂很软，用小刀可以切割C．锂的熔点比铯的高D．锂可以保存在煤油或液体石蜡中11．易形成简单阴离子的元素是A．O B．Mg C．Na D．He14．有关卤素的说法正确的是A．卤素单质的颜色随相对分子质量的增大逐渐变淡B．卤素单质的熔点随相对分子质量的增大而升高C．卤素是典型的非金属元素，其单质只具有氧化性D．卤素阴离子的半径比其相应的原子半径小15．关于卤素化学性质的实验中，叙述正确的是A．碘化钾溶液遇淀粉变蓝色B．在盛有液溴的瓶内通常加一些水，以防止溴的挥发C．氯气通入紫色石蕊试液中，溶液先变红后褪色是由于氯气的漂白作用D．卤化氢气体通入水中，都能形成强酸溶液17．几种短周期元素的主要化合价及原子的原子半径数据见下表：元素代号LMQRT主要化合价+2+3+6、﹣2+7、﹣1﹣2原子半径/nm0.1600.1430.1020.0990.074据表中信息判断，下列有关叙述中，正确的是A．L、M的单质分别与同浓度的稀盐酸反应时，M的单质反应更剧烈B．M与T形成的化合物能和强酸、强碱反应且产物不同C．Q、T两元素的氢化物热稳定性比较：Q的氢化物大于T的氢化物D．L与R两元素形成的化合物中，含有非极性共价键20．某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱，设计了如下实验：（1）①装置A中发生反应的离子方程式是_____________________。②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出_______________________。（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：实验操作实验现象结论打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯。D装置中：溶液变红E装置中：水层溶液变黄， 振荡后，下层CCl4层无明显变化。Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为：________________________（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。D装置中：红色慢慢褪去。E装置中：CCl4层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。