资源简介 1.3 课时2 研究同主族元素的性质【学习目标】1.能以ⅠA族元素、ⅦA族元素为例,掌握同主族元素性质的相似性和递变性。2.能运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。3.能根据同主族中最熟悉元素的性质特点预测不熟悉元素的性质。4.了解元素周期表中各个区域元素的应用。【自主预习】一、元素的性质1.原子失电子能力金属元素的原子最外层电子一般少于 个,在化学反应中容易失去电子。2.原子得电子能力非金属元素的原子最外层电子一般多于 个,在化学反应中容易得到电子。二、碱金属元素1.碱金属元素的原子结构元素 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)锂 Li 3 1 2 0.152钠 Na 11 1 3 0.186钾 K 19 1 4 0.227铷 Rb 37 1 5 0.248铯 Cs 55 1 6 0.265结论:(1)碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为 ;(2)随着核电荷数的增加,电子层数逐渐 ,原子半径逐渐 。2.碱金属的性质物理 性质 相似性 除铯外,其余都呈银白色,它们都比较软,有延展性,密度较小,熔点较低,导电、导热性强递变性 密度呈 趋势(钠、钾反常),熔、沸点逐渐 化学 性质 相似性 化学性质很活泼,表现出较强的还原性,在自然界以化合态形式存在。K与水反应的化学方程式为2K+2H2O 递变性 从Li→Cs,原子半径逐渐 ,失电子能力逐渐 ,单质的还原性逐渐增强。K与水反应的激烈程度 Na与水反应的激烈程度三、卤族元素1.卤素的原子结构特点相同点 ①卤族元素位于元素周期表 族; ②最外层上都有 个电子递变性 从F→I,核电荷数依次增大,电子层数依次 ,原子半径依次 2.卤素单质的物理性质F2 Cl2 Br2 I2颜色、状态 淡黄绿色气体 黄绿色气体 深红棕色液体 紫黑色固体密度 逐渐 熔、沸点 逐渐 3.卤素的化学性质相似性 单质的化学性质很活泼,表现出较强的 性,在自然界以 态形式存在递变性 从F→I,原子得电子能力逐渐 ,单质氧化性逐渐 ,对应阴离子还原性逐渐 【答案】一、1.42.4二、1.1 增多 增大2.增大 降低 2KOH+H2↑ 增大 增强 大于三、1.ⅦA 7 增多 增大2.增大 升高3.氧化 化合 减弱 减弱 增强【效果检测】1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)碱金属元素即ⅠA族元素。 ( )(2)碱金属元素原子的次外层电子数都是8。 ( )(3)卤素单质从F2→I2的颜色随相对分子质量的增大而加深。 ( )(4)从上到下,碱金属单质密度依次增大,熔、沸点依次降低。 ( )(5)K比Na活泼,故K可以从钠盐溶液中置换出Na。 ( )(6)随核电荷数增加,卤族元素对应气态氢化物的稳定性逐渐增强。 ( )(7)随核电荷数增加,卤素单质的熔、沸点逐渐降低。 ( )(8)随核电荷数增加,卤素单质的氧化性逐渐增强。 ( )【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×2.钾失火,应采取什么方法灭火 钾燃烧时为什么看到的是黄色火焰而不是紫色火焰 【答案】用沙土、石棉等覆盖;所用钾不纯,其中可能含有钠元素,钠元素的焰色为黄色,黄色会掩盖紫色。【合作探究】任务1 碱金属元素性质的递变规律【实验探究】探究1 碱金属与氧气反应钠、钾与氧气的反应:将一小块Na和K分别投入热坩埚中,观察现象【答案】黄 紫 钾 K>Na探究2 碱金属与水反应碱金属 钾 钠实验操作实验现象结论 与水反应的剧烈程度: 金属活泼性: 实验 原理【答案】浮于水面,熔成小球,四处游动,有轻微爆炸声,反应后的溶液加酚酞变红 浮于水面,熔成小球,四处游动,有“咝咝”的响声,反应后的溶液加酚酞变红 K>Na K>Na 2K+2H2O2KOH+H2↑ 2Na+2H2O2NaOH+H2↑【核心归纳】1.碱金属单质性质的相似性(用R表示碱金属单质)2.碱金属单质性质的递变性具体情况如下:物质的性质 递变规律(Li→Cs)单质 与氧气反应 反应越来越剧烈,产物越来越复杂,Li只能生成Li2O;Na能生成Na2O和Na2O2;K能生成K2O、K2O2和KO2等与水反应 反应越来越剧烈,Na与水剧烈反应,K与水反应比Na与水反应更剧烈,Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸最高价氧化物对应水化物的碱性 碱性:LiOH3.碱金属元素的原子结构与化学性质的关系4.原子失电子能力强弱的判断依据(1)金属元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行,则其原子失电子能力越强。(2)金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则其原子失电子能力越强。(3)金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A能置换出B,则A的原子失电子能力强于B。(4)金属活动性顺序表中元素的原子失电子能力从左到右逐渐减弱。(5)元素周期表中同周期原子失电子能力左强右弱,同主族下强上弱。【典型例题】【例1】 下列关于碱金属元素性质的说法不正确的是( )。A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈B.还原性:K>Na>Li,故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C.熔、沸点:Li>Na>KD.碱性:LiOH【答案】B【解析】锂的活泼性比钠弱,与水反应不如钠剧烈,A项正确。还原性K>Na>Li,但K不能从NaCl溶液中置换出Na,因为K先与H2O反应,B项错误。碱金属元素从Li到Cs,熔、沸点逐渐降低,C项正确。从Li到Cs,碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强,即碱性LiOH【例2】 第119号未知元素,有人称为“类钫”。根据元素周期表的结构及元素性质的变化趋势判断,下列有关“类钫”的说法中错误的是( )。A.单质有较高的熔点B.“类钫”在自然界中没有单质,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【答案】A【解析】第119号元素在周期表中位于第8周期ⅠA族,所以性质与钫相似,具有“软、轻、低(熔、沸点)”的特点,A项错误,B项正确;第84号元素Po及其后面的元素都是放射性元素,C项正确;碱金属虽然都是轻金属,但碱金属元素的单质从上到下密度呈增大趋势(密度:Na>K),Li、Na、K的密度比水小,Rb、Cs、Fr的密度比水大,D项正确。任务2 卤族元素性质的递变规律【实验探究】探究3 卤素单质与H2反应卤素 单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性F2 暗处 H2+F22HF 很稳定Cl2 光照或点燃 H2+Cl22HCl 较稳定Br2 加热 H2+Br22HBr 不如氯化 氢稳定I2 不断加热 H2+I22HI 不稳定结论 a.与H2反应的难易程度: ; b.气态氢化物的稳定性: ; c.与H2反应所需要的条件:逐渐升高; d.与H2反应的剧烈程度:逐渐减弱; e.卤素的原子得电子能力强弱: 【答案】越来越困难 依次减弱 F>Cl>Br>I探究4 卤素单质间的置换反应实验 操作实验 现象 静置后,溶液呈 色 静置后,溶液呈 色 静置后,溶液呈 色化学方 程式 Cl2+2KBrBr2+2KCl结论 氧化性:Cl2 Br2 I2 还原性:Cl- Br- I- 【答案】橙 黄 棕褐 Cl2+2KII2+2KCl Br2+2KII2+2KBr > > < <【核心归纳】1.卤族元素的原子结构与化学性质的关系2.卤素单质的相似性和递变性(1)相似性①与H2反应:X2+H22HX(H2+I22HI)②与活泼金属(如Na)反应:2Na+X22NaX③与H2O反应:X2+H2OHX+HXO(X=Cl、Br)(2)递变性具体情况如下:物质的性质 递变规律(F2→I2)单质与氢气反应 越来越难氢化物 稳定性 逐渐减弱还原性 逐渐增强最高价氧化物对应水化物的酸性 逐渐减弱(氟除外)3.卤素单质的特殊性(1)氟无正价,无含氧酸,而Cl、Br、I都有正化合价和含氧酸。(2)Cl2易液化,Br2易挥发,I2易升华。(3)常温下呈液态的非金属单质是Br2,淀粉遇I2变蓝色。(4)活泼的卤素单质能置换较不活泼的卤素单质,但F2不能从NaCl溶液中置换出Cl2,原因是2F2+2H2O4HF+O2。4.非金属性强弱的判断依据(1)非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行,则其原子得电子能力越强。(2)非金属元素的气态氢化物的稳定性越强,则其原子得电子能力越强。(3)非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则其原子得电子能力越强。(4)非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A能置换出B,并且A表现出氧化性,则A的原子得电子能力强于B。(5)元素周期表中同周期原子得电子能力右强左弱,同主族上强下弱。【典型例题】【例3】 下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是( )。A.卤素单质与水的反应均可用X2+H2OHXO+HX表示B.HX都极易溶于水,它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而增强C.卤素单质的颜色从F2→I2随相对分子质量的增大而加深D.X-的还原性强弱依次为F-【答案】C【解析】A项,F2与H2O的反应为2F2+2H2O4HF+O2,不可用X2+H2OHXO+HX表示;B项,HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱;D项,F2性质极为活泼,遇盐溶液先和水反应,故不能将相对分子质量比其大的卤素单质从它的盐溶液里置换出来。【例4】 下列说法正确的是( )。A.还原性:HF>HCl>HBr>HIB.稳定性:HFC.与水反应由易到难的顺序:Cl2、Br2、I2、F2D.氧化性:F2>Cl2>Br2>I2【答案】D【解析】A项应为HI>HBr>HCl>HF;B项应为HF>HCl>HBr>HI;C项应为F2、Cl2、Br2、I2。【随堂检测】1.下列关于碱金属单质性质的叙述正确的是( )。A.在空气中加热反应的生成物都是过氧化物B.与水反应都能生成碱和氢气C.熔、沸点随原子序数增加而升高D.还原性随原子电子层数增加而减弱【答案】B【解析】碱金属单质在空气中加热反应的生成物是有区别的,如Li生成Li2O,Na生成Na2O2,A项错误;随核电荷数的增大,碱金属单质的熔、沸点逐渐降低,还原性逐渐增强,C、D两项错误。2.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.卤素简单阴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.单质与氢气化合的能力逐渐增强【答案】B【解析】卤素从上到下对应的单质的状态:气→气→液→固,故卤素单质的熔点逐渐升高,A项错误;卤素单质从上到下,氧化性逐渐减弱,卤素离子还原性逐渐增强,B项正确;卤素原子从上到下,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,C项错误;卤素单质从上到下,与氢气反应的条件越来越高,故与氢气化合的能力逐渐减弱,D项错误。3.下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是( )。A.氢氧化铯是一种强碱,比KOH的碱性强B.铯与水或酸溶液反应剧烈,都生成氢气C.Cs的还原性比Na强,故Na+的氧化性强于Cs+D.Al的原子失电子能力强于Cs的原子失电子能力【答案】D【解析】Cs的最外层电子数是1,电子层数比K的多,故Cs的原子失电子能力比K强,CsOH的碱性比KOH强,A项正确;Cs与Na性质相似,与水或酸反应更剧烈,都生成H2,B项正确;Cs的还原性比Na强,所以Na+的得电子能力比Cs+强,C项正确;因为Cs的原子失电子能力强于Na,Na的原子失电子能力强于Al,所以Al的原子失电子能力弱于Cs,D项错误。4.下表为元素周期表的一部分。 族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA一 ①二 ② ⑤三 ③ ⑥四 ④ ⑦(1)表中元素 的原子得电子能力最强;元素 的原子失电子能力最强;元素 的单质在室温下呈液态。(填元素符号)(2)表中元素③的原子结构示意图是 。(3)表中元素⑥⑦气态氢化物的稳定性顺序为 (填化学式,下同)> 。(4)表中元素最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 。【答案】(1)F K Br(2)(3)HCl HBr(4)HClO4【解析】(1)根据元素周期表中同主族元素性质递变规律可知F的原子得电子能力最强,K的原子失电子能力最强,单质在室温下呈液态的是Br2。(2)元素③为Na,原子结构示意图为。(3)元素⑥⑦分别为Cl、Br,其原子得电子能力Cl>Br,所以气态氢化物稳定性HCl>HBr。(4)F无正化合价,最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4。5.某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。实验方案 实验现象①将氯水滴加到NaBr溶液中,振荡,静置 A.浮在水面上,熔成小球,不定向移动,随之消失②将一小块金属钠放入冷水中 B.溶液呈浅棕色③将溴水滴加到NaI溶液中,振荡,静置 C.浮在水面上,熔成小球,不定向移动,并伴有轻微的爆炸声,很快消失④将一小块金属钾放入冷水中 D.溶液呈橙色请你帮助该同学整理并完成实验报告。(1)实验目的: 。(2)实验用品①试剂:金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1 mol·L-1 NaBr溶液、0.1 mol·L-1 NaI溶液等。②仪器: 、 、 、镊子、小刀、玻璃片等。(3)实验内容(填写与实验方案对应的实验现象的标号和化学方程式)实验方案 实验现象 化学方程式①②③④(4)实验结论: 。【答案】(1)探究同主族元素性质的相似性和递变性(2)试管 胶头滴管 烧杯(培养皿)(3)实验方案 实验现象 化学方程式① D Cl2+2NaBr2NaCl+Br2② A 2Na+2H2O2NaOH+H2↑③ B Br2+2NaI2NaBr+I2④ C 2K+2H2O2KOH+H2↑ (4)同主族元素化学性质相似;同主族元素自上而下原子失电子能力增强,得电子能力减弱6.氰(CN)2、硫氰(SCN)2的化学性质与卤素X2很相似,化学上称之为拟卤素。[如(SCN)2+H2OHSCN+HSCNO]。已知还原性Cl-(1)(CN)2与KOH溶液反应的化学方程式是 。(2)向NaBr和KSCN的混合溶液中通入(CN)2,反应的离子方程式是 。【答案】(1)(CN)2+2KOHKCN+KCNO+H2O(2)(CN)2+2SCN-(SCN)2+2CN-【解析】(2)由还原性Cl-Br2>(CN)2>(SCN)2>I2,当向NaBr和KSCN的混合溶液中通入(CN)2时,(CN)2只能氧化SCN-而不能氧化Br-,所以反应的离子方程式是(CN)2+2SCN-(SCN)2+2CN-。2 展开更多...... 收起↑ 资源预览