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第3课时　原子结构与元素的性质
新知探究(一)——碱金属元素
导学设计　
1．碱金属元素的原子结构
元素名称 锂 钠 钾 铷 铯
元素符号 Li Na K Rb Cs
原子结构示意图
原子半径/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
(1)归纳总结碱金属(从Li→Cs)的原子结构的相似性和递变性。
(2)同一主族元素的原子半径从上到下的递变规律是什么？失电子能力如何？元素的金属性如何变化？
2．碱金属元素化学性质的比较
(1)钠、钾与氧气的反应
实验操作
实验现象 在空气中燃烧，钠产生________火焰，钾产生________火焰，钾燃烧更剧烈
化学方程式 2Na＋O2__________ K＋O2多种氧化物(产物中金属均为＋1价)
实验结论 钾原子半径比钠原子的______，原子核对最外层电子的引力______，钾比钠更________，同理，锂也可以与O2反应，但不如钠剧烈：4Li＋O22Li2O
(2)钠、钾与水的反应
实验操作
实验现象 相同点 金属______在水面上，金属______成闪亮的小球，小球四处游动，发出“嘶嘶”声，反应后的溶液呈____色
不同点 钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧
化学方程式 2Na＋2H2O===________________ 2K＋2H2O===________________
实验结论 金属性强弱顺序：K＞Na，同理，Li与H2O反应不如Na剧烈
3.碱金属元素的物理性质
单质 颜色(常态) 密度/(g·cm－3) 熔点/℃ 沸点/℃
Li 银白色 0.534 180.5 1 347
Na 0.97 97.81 882.9
K 0.86 63.65 774
Rb 1.532 38.89 688
Cs 略带金色光泽 1.879 28.40 678.4
(1)分析上表数据，碱金属的密度、熔点、沸点从Li→Cs，有什么变化规律？
(2)碱金属物理性质有什么共同的相似性？请说明。
[系统融通知能]
1．元素性质与原子结构
2．碱金属元素性质的相似性(用R表示碱金属元素)
3．碱金属元素性质的递变性
4．碱金属元素物理性质的相似性和递变性
(1)Li、Na、K、Rb、Cs的相似性
(2)Li、Na、K、Rb、Cs的递变性
从Li～Cs，密度逐渐增大(钠、钾反常)，熔、沸点逐渐降低。
5．从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律
[题点多维训练]
1．下列金属与水反应最剧烈的是(　 )
A．Li B．K
C．Rb D．Cs
2．下列关于碱金属元素的叙述中不正确的是(　 )
A．碱金属元素原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失电子表现出强还原性
B．单质的熔点和沸点从上到下依次降低
C．单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物
D．原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强
3．钠在周期表中位于第三周期ⅠA族，是碱金属元素的代表。下列叙述正确的是(　 )
A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C．碱金属阳离子，氧化性最强的是Li＋
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
4．科学家实现了铷(Rb)原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷在元素周期表中位于第五周期ⅠA族。下列说法不正确的是(　 )
A．铷的原子序数为37
B．铷放到水中会比钠与水反应更剧烈
C．铷的氧化物暴露在空气中易与CO2反应
D．铷的氢氧化物是弱碱
5．铷单质性质活泼，写出它与氯气反应的化学方程式：________________________。
铷单质易与水反应，反应的离子方程式为__________________________________
________________________________________________________________________，
铷与水反应比钠与水反应______(填“剧烈”或“缓慢”)。遇水后在水______(填“底”或“上”)，铷的密度比水的密度__________(填“大”或“小”)。
新知探究(二)——卤族元素性质的递变规律
导学设计　
实验探究卤素单质的化学性质
1．卤素单质与氢气的反应
卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性
F2 在暗处剧烈化合并发生爆炸 很稳定
Cl2 光照或点燃 较稳定
Br2 加热至一定温度 不如氯化氢稳定
I2 不断加热 不稳定，同一条件下同时分解
2.卤素单质间的置换反应
实验操作
实验现象 振荡静置后，溶液由无色变为________色 振荡静置后，溶液由无色变为______色 振荡静置后，溶液由无色变为_____色
离子方程式
(1)由表中信息分析，卤素单质与H2反应的难易程度如何？生成的氢化物的稳定性如何？
(2)分析上述实验现象可知Cl2、Br2、I2的氧化性强弱如何？卤素的非金属性强弱如何？
[系统融通知能]
1．卤素单质的物理性质
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色(常态) 淡黄绿色 (气体) 黄绿色 (气体) 深红棕色 (液体) 紫黑色(固体)
密度 逐渐增大
熔、沸点 逐渐升高
2．卤素单质的化学性质
(1)相似性
①与H2反应：X2＋H22HX。
②与活泼金属(如Na)反应：2Na＋X22NaX。
③与H2O反应：X2＋H2O===HX＋HXO(X＝Cl、Br、I)。特别注意F2与水反应的方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2。
(2)递变性
①氧化性与还原性
②与H2反应的难易及氢化物的稳定性(由F2→I2)
与H2反应越来越难，生成的氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强。氢化物中HCl、HBr、HI的熔沸点依次升高。
③卤素单质与变价金属(如Fe)反应：2Fe＋3X22FeX3(X＝F、Cl、Br)，但Fe＋I2FeI2。
④卤素单质间的置换反应
Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，Br2＋2I－===I2＋2Br－，但F2在水溶液不能置换出Cl2、Br2、I2，可以把H2O中的O置换出来。
(3)特殊性
①在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发。
②碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。
③氟是最活泼的非金属，没有正化合价，氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生HF和O2。
3．卤族元素的原子结构与化学性质的关系
应用化学　
1826年，法国的一位青年波拉德，把海藻烧成灰，用热水浸取，再往里通入氯气，这时，就得到紫黑色的固体——碘晶体。他发现在提取后的母液底部，总沉着一层深褐色的液体，这液体具有刺鼻的臭味。经过仔细地研究后证明，这深褐色的液体，是一种人们还未发现的新元素。科学家把这种新元素称为“溴”。
1．写出获得溴、碘单质的离子方程式。
2．已知ICl与Cl2具有相同的性质，则ICl与水反应的化学方程式如何书写？该反应是否属于氧化还原反应？
[题点多维训练]
1．化学家发现了第85号元素，它被命名为“砹(At)”。砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，推测砹和砹的化合物正确的是(　 )
A．与H2化合的能力：At2>I2
B．砹在常温下是白色固体
C．砹原子的最外层上有7个电子
D．砹易溶于水，难溶于四氯化碳
2．下列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
3．A、B、C、D四个集气瓶中分别装有Cl2、H2、HCl、HBr中的一种气体，若A、D两瓶中的气体混合见光爆炸，A、B两瓶气体混合瓶壁出现暗红色小液滴，则C瓶装的气体是(　 )
A．HBr B．HCl
C．Cl2 D．H2
4．国际纯粹与应用化学联合会宣布，将合成化学元素第113号(Nh)、115号(Mc)、117号(Ts)和118号(Og)提名为化学新元素。其中117号元素的原子结构与卤族元素相似，原子核外有7个电子层，且最外层有7个电子。下列叙述正确的是(　 )
A．Ts元素的气态氢化物的化学式为HTs，在常温下很稳定
B．其单质带有金色光泽，具有强氧化性，可与KI发生置换反应生成I2
C．其单质的分子式为Ts2，常温下和溴状态不同
D．Ts2的沸点高于I2，颜色比I2浅
新知探究(三)——同主族元素性质的递变规律
1．同主族元素的原子结构与性质的递变规律
同主族元素从上到下，原子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。
2．同主族元素及其典型化合物性质的递变规律
类别 性质 递变规律(由上至下)
元素 金属性 逐渐增强
非金属性 逐渐减弱
单质 氧化性 逐渐减弱
还原性 逐渐增强
非金属元素氢化物 稳定性 逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物 碱性 逐渐增强
酸性 逐渐减弱
3.元素的金属性与非金属性比较
(1)金属性强弱的判断方法
金属性是指金属元素原子在化学反应中失电子的能力，通常用如下两种方法判断其强弱：
①根据金属单质与水或非氧化性酸反应置换出氢气的难易程度判断，置换出氢气越容易，则元素的金属性越强。
②根据金属元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱判断，碱性越强，则元素的金属性越强。
(2)非金属性强弱的判断方法
非金属性是指非金属元素的原子得电子的能力，通常用如下两种方法判断：
①根据非金属单质与H2化合的难易程度、生成气态氢化物的稳定性判断，越易化合，生成的气态氢化物越稳定，则元素的非金属性越强。
②根据非金属元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断，酸性越强，则元素的非金属性越强。
(3)其他判断方法
①根据置换反应，金属性较强的金属单质可以置换金属性较弱的金属单质；非金属性较强的非金属单质可以置换非金属性较弱的非金属单质。
②根据离子的氧化性或还原性强弱，金属单质的还原性越强，则简单阳离子的氧化性越弱；非金属单质的氧化性越强，对应简单阴离子的还原性越弱。
[题点多维训练]
1．(2024·吉安高一期末)国家卫健委发布公告称，富硒酵母安全性已通过审查。富硒酵母是一种含硒(34Se)元素的新型添加剂，下列有关34Se元素的说法错误的是(　 )
A．在元素周期表中的位置为第四周期ⅥA族
B．酸性：H2SeO4＞H2SO4
C．32S与74Se的中子数之和为56
D．还原性：Se2－＞S2－
2．借助同主族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是(　 )
A．已知Ca是第四周期第ⅡA族的元素，故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性弱
B．已知Cl的核电荷数比F的核电荷数多，故Cl的原子半径比F的原子半径大
C．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应不如Na与水反应剧烈
D．已知As是第四周期第ⅤA族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强
3．X、Y两种主族元素，原子序数均小于20；X、Y的最外层电子数相等，且原子半径：X＜Y。下列说法正确的是(选项中m、n均为正整数)(　 )
A．若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱
B．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性
C．若X元素形成的单质是X2，则Y元素形成的单质一定是Y2
D．若Y的最高正价为＋m，则X的最高正价一定为＋m
4．下列有关叙述能说明非金属元素M比N的非金属性强的是(　 )
①M单质能从N的化合物中置换出N单质
②M原子比N原子容易得到电子
③M单质跟H2反应比N单质跟H2反应容易得多
④气态氢化物的酸性：HmM＞HnN
⑤氧化物对应水化物的酸性：HmMOx＞HnNOy
⑥M单质的熔点高于N单质
⑦M原子在反应中得到的电子数比N原子在反应中得到的电子数多
⑧M单质能与N的氢化物反应生成N单质
A．②⑤ B．①②③⑧
C．①②③⑤ D．全部
第3课时　原子结构与元素的性质
新知探究(一)
[导学设计]
1．(1)提示：相似性：最外层均有1个电子，易失去一个电子。递变性：电子层逐渐增多，原子半径逐渐增大。
(2)提示：原子半径逐渐增大；失电子能力逐渐增强；金属性逐渐增强。
2．(1)黄色　紫色　Na2O2　大　弱　活泼　
(2)浮　熔化　红　2NaOH＋H2↑　2KOH＋H2↑
3．(1)提示：密度有增大的趋势，但ρ(Na)＞ρ(K)；熔、沸点逐渐降低。
(2)提示：都比较柔软，有延展性，密度都比较小，熔点较低，导热性和导电性很好。
[题点多维训练]
1．选D　在碱金属中，随着元素原子电子层数的增多，碱金属的金属活动性逐渐增强，四个选项中与水反应最剧烈的应是Cs。
2．选C　锂在空气中燃烧只生成Li2O，C错误。
3．C
4．选D　Rb的金属性比Na强，碱性RbOH＞NaOH，RbOH为强碱，D错误。
5．2Rb＋Cl2===2RbCl
2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑
剧烈　底　大
新知探究(二)
[导学设计]
1．F2＋H2===2HF　Cl2＋H22HCl　Br2＋H22HBr　I2＋H22HI
2．橙黄　褐　褐　2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－　2I－＋Cl2===I2＋2Cl－　2I－＋Br2===I2＋2Br－
(1)提示：由易到难，氢化物的稳定性逐渐减弱。
(2)提示：氧化性逐渐减弱；非金属性逐渐减弱。
[应用化学]
1．提示：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
2．提示：ICl＋H2O===HIO＋HCl；否，反应前后I为＋1价，Cl为－1价，化合价不变。
[题点多维训练]
1．选C　A项，从F到At，元素的非金属性减弱，与H2化合的能力逐渐减弱，错误；B项，从F到At，单质的颜色逐渐加深， I2是紫黑色固体，故砹在常温下不可能是白色固体，错误；C项，卤素原子的最外层上都有7个电子，正确；D项，由I2微溶于水，易溶于四氯化碳，可推知砹不可能易溶于水，难溶于四氯化碳，错误。
2．选B　F2是淡黄绿色气体，Cl2是黄绿色气体，Br2是深红棕色液体，I2是紫黑色固体，可见，卤素单质的颜色随相对分子质量的增大逐渐变深，A错误；卤素是典型的非金属元素，其单质中只有F没有正化合价，F2只有氧化性，其余卤素单质中元素的化合价介于最低价－1价和最高价＋7价之间，因此既具有氧化性，也具有还原剂，C错误；卤素阴离子是原子获得1个电子后形成的，由于核电荷数不变，核外电子数增多，电子受到的吸引力减弱，因此卤素阴离子的半径比其相应的原子半径大，D错误。
3．选B　由A、D两瓶气体混合见光爆炸可知两气体分别为Cl2和H2中的一种，由A、B两瓶气体混合有暗红色小液滴可知A、B两瓶中的气体分别为Cl2和HBr中的一种。所以A瓶中的气体为Cl2，B瓶中的气体为HBr，D瓶中的气体为H2，则C瓶中的气体为HCl。
4．选C　由题意可知，117号元素与卤族元素同主族。同主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱，117号元素的非金属性比At的弱，元素的非金属性越强，对应氢化物越稳定，该元素氢化物的稳定性比HAt差，则HTs常温下不稳定，故A错误；同主族元素，从上往下非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，所以其单质带有金色光泽，但其单质的氧化性比I2弱，不能与KI发生置换反应生成I2，故B错误；与Cl2、Br2、I2的结构、性质相似，所以其单质的分子式为Ts2，根据卤族元素性质的递变性，I2在常温下为固体，Ts2在常温下也为固体，而溴在常温下为液体，故C正确；卤素单质的沸点从上到下逐渐增大，颜色逐渐加深，Ts2的沸点高于I2，颜色比I2深，故D错误。
新知探究(三)
1．选B　Se是34号元素，在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族，故A正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：Se＜S，则酸性：H2SeO4＜H2SO4，故B错误；32S的中子数为32－16＝16,74Se的中子数为74－34＝40,32S与74Se的中子数之和为56，故C正确；元素的非金属性越强，其简单阴离子的还原性越弱，非金属性：Se＜S，则还原性：Se2－＞S2－，故D正确。
2．选B　根据金属性：Ca＞Mg，可知碱性：Ca(OH)2＞Mg(OH)2，A错误；F、Cl均为第ⅦA族元素，随核电荷数增大，核外电子层数增多，则原子半径：F＜Cl，B正确；由同主族元素原子半径越大，金属性越强，根据原子半径：Cs＞Na，可知金属性：Cs＞Na，与水反应的剧烈程度：Cs＞Na，C错误；同主族元素自上而下非金属性减弱，则非金属性：N＞As，故氢化物的稳定性：NH3＞AsH3，D错误。
3．选A　主族元素X、Y的最外层电子数相等，且原子序数均小于20，说明X、Y为同一主族元素，X的原子半径小于Y，说明在周期表中X位于Y的上方。A项，若X(OH)n为强碱，则X为金属元素，根据同主族元素性质的递变规律，Y也为金属元素，且Y元素原子的失电子能力要强于X元素原子，Y(OH)n应该比X(OH)n的碱性更强；B项，若HnXOm为HNO3，氮元素的氢化物NH3溶于水显碱性；C项，若X元素为氧，则Y元素为硫，Y的单质是S；D项，若Y元素为氯，则X元素为氟，氯元素的最高正价为＋7价，但氟元素无正价。
4．选B　M的单质能从N的化合物中置换出N的单质，说明M比N的非金属性强，①正确；M原子比N原子容易得到电子，说明M比N的非金属性强，②正确；M单质跟H2反应比N单质跟H2反应容易得多，说明M更易得电子，故M比N的非金属性强，③正确；元素对应简单气态氢化物的酸性与其非金属性强弱无关，④错误；元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则其非金属性越强，而题中没有明确标出是否为元素的最高价氧化物，故不能比较其非金属性强弱，⑤错误；单质的熔点属于物理性质，与元素原子得失电子的能力无关，不能用来比较元素的非金属性强弱，⑥错误；元素的非金属性强弱与得电子的多少无关，与得电子的难易程度有关，⑦错误；M单质能与N的氢化物反应生成N单质，说明M比N的非金属性强，⑧正确。(共94张PPT)
第3课时 原子结构与元素的性质
目录
新知探究(一)——碱金属元素
新知探究(二)——卤族元素性质的递变规律
课时跟踪检测
新知探究(三)——同主族元素性质的递变规律
碱金属元素
新知探究(一)
导学设计　
1．碱金属元素的原子结构
元素名称 锂 钠 钾 铷 铯
元素符号 Li Na K Rb Cs
原子结构 示意图
原子 半径/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
(1)归纳总结碱金属(从Li→Cs)的原子结构的相似性和递变性。
提示：相似性：最外层均有1个电子，易失去一个电子。递变性：电子层逐渐增多，原子半径逐渐增大。
(2)同一主族元素的原子半径从上到下的递变规律是什么？失电子能力如何？元素的金属性如何变化？
提示：原子半径逐渐增大；失电子能力逐渐增强；金属性逐渐增强。
2．碱金属元素化学性质的比较
(1)钠、钾与氧气的反应
实验操作
实验现象 在空气中燃烧，钠产生 火焰，钾产生 火焰，
钾燃烧更剧烈
黄色
紫色
续表
Na2O2
大
弱
活泼
(2)钠、钾与水的反应
实验操作
实验现象 相同点 金属 在水面上，金属 成闪亮的小球，小球四处游动，发出“嘶嘶”声，反应后的溶液呈 色
不同点 钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧
浮
熔化
红
化学 方程式 2Na＋2H2O===______________
2K＋2H2O===_____________
实验结论 金属性强弱顺序：K＞Na，同理，Li与H2O反应不如Na剧烈
续表
2NaOH＋H2↑
2KOH＋H2↑
3．碱金属元素的物理性质
单质 颜色(常态) 密度/(g·cm－3) 熔点/℃ 沸点/℃
Li 银白色 0.534 180.5 1 347
Na 0.97 97.81 882.9
K 0.86 63.65 774
Rb 1.532 38.89 688
Cs 略带金色光泽 1.879 28.40 678.4
(1)分析上表数据，碱金属的密度、熔点、沸点从Li→Cs，有什么变化规律？
提示：密度有增大的趋势，但ρ(Na)＞ρ(K)；熔、沸点逐渐降低。
(2)碱金属物理性质有什么共同的相似性？请说明。
提示：都比较柔软，有延展性，密度都比较小，熔点较低，导热性和导电性很好。
[系统融通知能]
1．元素性质与原子结构
2．碱金属元素性质的相似性(用R表示碱金属元素)
3．碱金属元素性质的递变性
4．碱金属元素物理性质的相似性和递变性
(1)Li、Na、K、Rb、Cs的相似性
(2)Li、Na、K、Rb、Cs的递变性
从Li～Cs，密度逐渐增大(钠、钾反常)，熔、沸点逐渐降低。
5．从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律
[题点多维训练]
1．下列金属与水反应最剧烈的是(　 )
A．Li B．K C．Rb D．Cs
解析：在碱金属中，随着元素原子电子层数的增多，碱金属的金属活动性逐渐增强，四个选项中与水反应最剧烈的应是Cs。
√
2．下列关于碱金属元素的叙述中不正确的是(　 )
A．碱金属元素原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失电子表现出强还原性
B．单质的熔点和沸点从上到下依次降低
C．单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物
D．原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强
解析：锂在空气中燃烧只生成Li2O，C错误。
√
3．钠在周期表中位于第三周期ⅠA族，是碱金属元素的代表。下列叙述正确的是(　 )
A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C．碱金属阳离子，氧化性最强的是Li＋
D．Li、Na、K都可以保存在煤油中
√
4．科学家实现了铷(Rb)原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷在元素周期表中位于第五周期ⅠA族。下列说法不正确的是(　 )
A．铷的原子序数为37
B．铷放到水中会比钠与水反应更剧烈
C．铷的氧化物暴露在空气中易与CO2反应
D．铷的氢氧化物是弱碱
√
解析：Rb的金属性比Na强，碱性RbOH＞NaOH，RbOH为强碱，D错误。
5．铷单质性质活泼，写出它与氯气反应的化学方程式：___________________。铷单质易与水反应，反应的离子方程式为__________________________________，铷与水反应比钠与水反应______(填“剧烈”或“缓慢”)。遇水后在水______(填“底”或“上”)，铷的密度比水的密度____(填“大”或“小”)。
2Rb＋Cl2===2RbCl
2Rb＋2H2O===2Rb＋＋2OH－＋H2↑
剧烈
底
大
卤族元素性质的递变规律
新知探究(二)
导学设计　
实验探究卤素单质的化学性质
1．卤素单质与氢气的反应
卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性
F2 在暗处剧烈化合并发生爆炸 ________________ 很稳定
Cl2 光照或点燃 ______________________ 较稳定
F2＋H2===2HF
Br2 加热至 一定温度 ___________________ 不如氯化氢稳定
I2 不断加热 _______________ 不稳定，同一
条件下同时分解
续表
2．卤素单质间的置换反应
实验操作
实验 现象 振荡静置后，溶液由无色变为 色 振荡静置后，溶液由无色变为 色 振荡静置后，溶液由无色变为 色
离子 方程式
2Br－＋Cl2
===Br2＋2Cl－
2I－＋Cl2
=== I2＋2Cl－
2I－＋Br2
=== I2＋2Br－
橙黄
褐
褐
(1)由表中信息分析，卤素单质与H2反应的难易程度如何？生成的氢化物的稳定性如何？
提示：由易到难，氢化物的稳定性逐渐减弱。
(2)分析上述实验现象可知Cl2、Br2、I2的氧化性强弱如何？卤素的非金属性强弱如何？
提示：氧化性逐渐减弱；非金属性逐渐减弱。
[系统融通知能]
1．卤素单质的物理性质
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色(常态) 淡黄绿色 (气体) 黄绿色 (气体) 深红棕色 (液体) 紫黑色
(固体)
密度 逐渐增大
熔、沸点 逐渐升高
2．卤素单质的化学性质
(1)相似性
③与H2O反应：X2＋H2O===HX＋HXO(X＝Cl、Br、I)。特别注意F2与水反应的方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2。
(2)递变性
①氧化性与还原性
②与H2反应的难易及氢化物的稳定性(由F2→I2)
与H2反应越来越难，生成的氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强。氢化物中HCl、HBr、HI的熔沸点依次升高。
④卤素单质间的置换反应
Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，Br2＋2I－===I2＋2Br－，但F2在水溶液不能置换出Cl2、Br2、I2，可以把H2O中的O置换出来。
(3)特殊性
①在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发。
②碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。
③氟是最活泼的非金属，没有正化合价，氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生HF和O2。
3．卤族元素的原子结构与化学性质的关系
应用化学　
1826年，法国的一位青年波拉德，把海藻烧成灰，用热水浸取，再往里通入氯气，这时，就得到紫黑色的固体——碘晶体。他发现在提取后的母液底部，总沉着一层深褐色的液体，这液体具有刺鼻的臭味。经过仔细地研究后证明，这深褐色的液体，是一种人们还未发现的新元素。科学家把这种新元素称为“溴”。
1．写出获得溴、碘单质的离子方程式。
提示：Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－，Cl2＋2I－===I2＋2Cl－。
2．已知ICl与Cl2具有相同的性质，则ICl与水反应的化学方程式如何书写？该反应是否属于氧化还原反应？
提示：ICl＋H2O===HIO＋HCl；否，反应前后I为＋1价，Cl为－1价，化合价不变。
[题点多维训练]
1．化学家发现了第85号元素，它被命名为“砹(At)”。砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，推测砹和砹的化合物正确的是(　 )
A．与H2化合的能力：At2>I2
B．砹在常温下是白色固体
C．砹原子的最外层上有7个电子
D．砹易溶于水，难溶于四氯化碳
√
解析：A项，从F到At，元素的非金属性减弱，与H2化合的能力逐渐减弱，错误；B项，从F到At，单质的颜色逐渐加深， I2是紫黑色固体，故砹在常温下不可能是白色固体，错误；C项，卤素原子的最外层上都有7个电子，正确；D项，由I2微溶于水，易溶于四氯化碳，可推知砹不可能易溶于水，难溶于四氯化碳，错误。
2．下列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
√
解析：F2是淡黄绿色气体，Cl2是黄绿色气体，Br2是深红棕色液体，I2是紫黑色固体，可见，卤素单质的颜色随相对分子质量的增大逐渐变深，A错误；卤素是典型的非金属元素，其单质中只有F没有正化合价，F2只有氧化性，其余卤素单质中元素的化合价介于最低价－1价和最高价＋7价之间，因此既具有氧化性，也具有还原剂，C错误；卤素阴离子是原子获得1个电子后形成的，由于核电荷数不变，核外电子数增多，电子受到的吸引力减弱，因此卤素阴离子的半径比其相应的原子半径大，D错误。
3．A、B、C、D四个集气瓶中分别装有Cl2、H2、HCl、HBr中的一种气体，若A、D两瓶中的气体混合见光爆炸，A、B两瓶气体混合瓶壁出现暗红色小液滴，则C瓶装的气体是(　 )
A．HBr B．HCl C．Cl2 D．H2
解析：由A、D两瓶气体混合见光爆炸可知两气体分别为Cl2和H2中的一种，由A、B两瓶气体混合有暗红色小液滴可知A、B两瓶中的气体分别为Cl2和HBr中的一种。所以A瓶中的气体为Cl2，B瓶中的气体为HBr，D瓶中的气体为H2，则C瓶中的气体为HCl。
√
4．国际纯粹与应用化学联合会宣布，将合成化学元素第113号(Nh)、115号(Mc)、117号(Ts)和118号(Og)提名为化学新元素。其中117号元素的原子结构与卤族元素相似，原子核外有7个电子层，且最外层有7个电子。下列叙述正确的是(　 )
A．Ts元素的气态氢化物的化学式为HTs，在常温下很稳定
B．其单质带有金色光泽，具有强氧化性，可与KI发生置换反应生成I2
C．其单质的分子式为Ts2，常温下和溴状态不同
D．Ts2的沸点高于I2，颜色比I2浅
√
解析：由题意可知，117号元素与卤族元素同主族。同主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱，117号元素的非金属性比At的弱，元素的非金属性越强，对应氢化物越稳定，该元素氢化物的稳定性比HAt差，则HTs常温下不稳定，故A错误；同主族元素，从上往下非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，所以其单质带有金色光泽，但其单质的氧化性比I2弱，不能与KI发生置换反应生成I2，故B错误；
与Cl2、Br2、I2的结构、性质相似，所以其单质的分子式为Ts2，根据卤族元素性质的递变性，I2在常温下为固体，Ts2在常温下也为固体，而溴在常温下为液体，故C正确；卤素单质的沸点从上到下逐渐增大，颜色逐渐加深，Ts2的沸点高于I2，颜色比I2深，故D错误。
同主族元素性质的递变规律
新知探究(三)
1．同主族元素的原子结构与性质的递变规律
同主族元素从上到下，原子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。
2．同主族元素及其典型化合物性质的递变规律
类别 性质 递变规律(由上至下)
元素 金属性 逐渐增强
非金属性 逐渐减弱
单质 氧化性 逐渐减弱
还原性 逐渐增强
非金属元素氢化物 稳定性 逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物 碱性 逐渐增强
酸性 逐渐减弱
3．元素的金属性与非金属性比较
(1)金属性强弱的判断方法
金属性是指金属元素原子在化学反应中失电子的能力，通常用如下两种方法判断其强弱：
①根据金属单质与水或非氧化性酸反应置换出氢气的难易程度判断，置换出氢气越容易，则元素的金属性越强。
②根据金属元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱判断，碱性越强，则元素的金属性越强。
(2)非金属性强弱的判断方法
非金属性是指非金属元素的原子得电子的能力，通常用如下两种方法判断：
①根据非金属单质与H2化合的难易程度、生成气态氢化物的稳定性判断，越易化合，生成的气态氢化物越稳定，则元素的非金属性越强。
②根据非金属元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断，酸性越强，则元素的非金属性越强。
(3)其他判断方法
①根据置换反应，金属性较强的金属单质可以置换金属性较弱的金属单质；非金属性较强的非金属单质可以置换非金属性较弱的非金属单质。
②根据离子的氧化性或还原性强弱，金属单质的还原性越强，则简单阳离子的氧化性越弱；非金属单质的氧化性越强，对应简单阴离子的还原性越弱。
[题点多维训练]
1．(2024·吉安高一期末)国家卫健委发布公告称，富硒酵母安全性已通过审查。富硒酵母是一种含硒(34Se)元素的新型添加剂，下列有关34Se元素的说法错误的是(　 )
A．在元素周期表中的位置为第四周期ⅥA族
B．酸性：H2SeO4＞H2SO4
C．32S与74Se的中子数之和为56
D．还原性：Se2－＞S2－
√
解析：Se是34号元素，在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族，故A正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：Se＜S，则酸性：H2SeO4＜H2SO4，故B错误；32S的中子数为32－16＝16,74Se的中子数为74－34＝40,32S与74Se的中子数之和为56，故C正确；元素的非金属性越强，其简单阴离子的还原性越弱，非金属性：Se＜S，则还原性：Se2－＞S2－，故D正确。
2．借助同主族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是(　 )
A．已知Ca是第四周期第ⅡA族的元素，故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性弱
B．已知Cl的核电荷数比F的核电荷数多，故Cl的原子半径比F的原子半径大
C．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应不如Na与水反应剧烈
D．已知As是第四周期第ⅤA族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强
√
解析：根据金属性：Ca＞Mg，可知碱性：Ca(OH)2＞Mg(OH)2，A错误；F、Cl均为第ⅦA族元素，随核电荷数增大，核外电子层数增多，则原子半径：F＜Cl，B正确；由同主族元素原子半径越大，金属性越强，根据原子半径：Cs＞Na，可知金属性：Cs＞Na，与水反应的剧烈程度：Cs＞Na，C错误；同主族元素自上而下非金属性减弱，则非金属性：N＞As，故氢化物的稳定性：NH3＞AsH3，D错误。
3．X、Y两种主族元素，原子序数均小于20；X、Y的最外层电子数相等，且原子半径：X＜Y。下列说法正确的是(选项中m、n均为正整数)(　 )
A．若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱
B．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性
C．若X元素形成的单质是X2，则Y元素形成的单质一定是Y2
D．若Y的最高正价为＋m，则X的最高正价一定为＋m
√
解析：主族元素X、Y的最外层电子数相等，且原子序数均小于20，说明X、Y为同一主族元素，X的原子半径小于Y，说明在周期表中X位于Y的上方。A项，若X(OH)n为强碱，则X为金属元素，根据同主族元素性质的递变规律，Y也为金属元素，且Y元素原子的失电子能力要强于X元素原子，Y(OH)n应该比X(OH)n的碱性更强；B项，若HnXOm为HNO3，氮元素的氢化物NH3溶于水显碱性；C项，若X元素为氧，则Y元素为硫，Y的单质是S；D项，若Y元素为氯，则X元素为氟，氯元素的最高正价为＋7价，但氟元素无正价。
4．下列有关叙述能说明非金属元素M比N的非金属性强的是(　 )
①M单质能从N的化合物中置换出N单质
②M原子比N原子容易得到电子
③M单质跟H2反应比N单质跟H2反应容易得多
④气态氢化物的酸性：HmM＞HnN
⑤氧化物对应水化物的酸性：HmMOx＞HnNOy
⑥M单质的熔点高于N单质
⑦M原子在反应中得到的电子数比N原子在反应中得到的电子数多
⑧M单质能与N的氢化物反应生成N单质
A．②⑤ B．①②③⑧
C．①②③⑤ D．全部
√
解析：M的单质能从N的化合物中置换出N的单质，说明M比N的非金属性强，①正确；M原子比N原子容易得到电子，说明M比N的非金属性强，②正确；M单质跟H2反应比N单质跟H2反应容易得多，说明M更易得电子，故M比N的非金属性强，③正确；元素对应简单气态氢化物的酸性与其非金属性强弱无关，④错误；元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则其非金属性越强，而题中没有明确标出是否为元素的最高价氧化物，故不能比较其非金属性强弱，⑤错误；
单质的熔点属于物理性质，与元素原子得失电子的能力无关，不能用来比较元素的非金属性强弱，⑥错误；元素的非金属性强弱与得电子的多少无关，与得电子的难易程度有关，⑦错误；M单质能与N的氢化物反应生成N单质，说明M比N的非金属性强，⑧正确。
课时跟踪检测
(选择题第1～11小题，每小题3分，第14小题5分，本检测满分70分)
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1．下列有关碱金属元素的性质判断正确的是(　 )
A．Rb与H2O的反应最剧烈
B．K比Na活泼，故K可以从NaCl溶液中置换出Na
C．碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性
D．从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强
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解析：碱金属元素中Cs在Rb下方，Cs与H2O的反应比Rb与H2O的反应剧烈，A错误；根据在元素周期表中的位置可知K比Na活泼，K加入NaCl溶液中K与水剧烈反应，不能置换出金属Na，B错误；碱金属的阳离子具有较弱的氧化性，C错误；从Li到Cs，随原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，D正确。
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2．已知金属锂的化学性质与金属钠相似；金属锂的密度是0.534 g·cm－3、煤油的密度是0.80 g·cm－3，下列有关金属锂的说法不正确的是(　 )
A．自然界中不存在锂单质
B．在盛有煤油和水的烧杯中投入金属锂，金属锂在水层和煤油界面处发生反应
C．金属锂可能与氧气、氯气、盐酸发生反应
D．金属锂与金属钠的性质既有相似又有不同，体现了分类法和比较法在研究物质性质时的应用
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解析：由金属锂的化学性质与金属钠相似可知，锂是活泼金属，自然界中不存在锂单质，A正确；由金属锂、煤油及水的密度可知，煤油在上层，水在下层，金属锂会浮在煤油液面上而不会和水发生反应，B错误；根据金属锂的化学性质与金属钠相似可知，金属锂能与氧气、氯气、盐酸发生反应，C正确；金属锂与钠的性质既有相似又有不同，可以用分类法和比较法来研究二者性质的异同，D正确。
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3．下列说法正确的是(　 )
A．K在氧气中燃烧主要生成K2O2
B．砹位于第六周期ⅦA族，其简单氢化物的稳定性大于氯化氢
C．卤族元素单质的熔、沸点随原子序数的增大而升高
D．第二周期非金属元素的简单氢化物溶于水后，水溶液均呈酸性
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解析：K在氧气中燃烧生成KO2，A项错误；元素非金属性越强，简单氢化物越稳定，同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，则简单氢化物的稳定性依次减弱，所以砹化氢的稳定性小于氯化氢，B项错误；随原子序数的增大，卤族元素单质的熔、沸点逐渐升高，C项正确；第二周期非金属元素的简单氢化物溶于水后，水溶液不一定呈酸性，如氨气溶于水后溶液显碱性，D项错误。
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4．依据已知信息，由元素的原子结构和元素在周期表中的位置，下列对碱金属元素性质的预测或推理不合理的是(　 )
选项 已知信息 预测或推理
A 钠在空气中燃烧生成Na2O2 锂在空气中燃烧生成Li2O2
B 钠可以跟冷水反应 其他碱金属单质可以跟冷水反应
C NaOH是强碱 CsOH是更强的碱
D 钠在自然界中以化合态存在 Rb在自然界中以化合态存在
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解析：钠金属性强于锂，锂在空气中燃烧只生成Li2O，A错误；钠可以跟冷水剧烈反应，其他碱金属单质也可以跟冷水反应，且金属越活泼，与水反应越剧烈，B正确；Cs的金属性强于Na，CsOH是比NaOH更强的碱，C正确；Rb的金属性强于Na，钠元素在自然界中以化合态存在，则Rb在自然界中也以化合态存在，D正确。
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5．(2024·龙岩高一检测)在元素周期表中，同主族元素原子结构相似，在化学性质上表现出相似性和递变性，以下结论正确的是(　 )
A．碱金属单质的密度按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序逐渐增大
B．酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI，则非金属性：F＜Cl＜Br＜I
C．金属Na与O2在加热时生成Na2O2，可以推断Li与O2在加热时生成Li2O2
D．Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2，则非金属性：Cl＞Br
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6．砷为第四周期ⅤA族元素，依据它在元素周期表中的位置，推测砷不可能具有的性质是(　 )
A．砷在通常状况下是固体
B．砷的非金属性比P的弱
C．砷的最高价氧化物的水化物砷酸(H3AsO4)的酸性比磷酸(H3PO4)弱
D．砷化氢(AsH3)不如NH3稳定，还原性比NH3弱
解析：AsH3的还原性比NH3的强，D项错误。
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7．下列与有关非金属元素的叙述以及推理结果不正确的是(　 )
①非金属性F>Cl，故将F2通入NaCl溶液中，发生的反应为
F2＋2Cl－===Cl2＋2F－
②非金属性F>Br，故酸性：HF>HBr
③非金属性S>Se，故前者的气态氢化物稳定性更强
④非金属性O>N，故O2与H2化合比N2与H2化合容易
A．②③ B．③④ C．①④ D．①②
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解析：将F2通入NaCl溶液中，F2与水反应生成HF和O2，不与NaCl发生置换反应，①不正确；元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，但不能判断氢化物水溶液酸性的强弱，②不正确，③正确；元素非金属性越强，与氢气反应越容易，故O2与H2化合比N2与H2化合容易，④正确。
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8．(2024·汕头高一检测)如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与其相对分子质量的关系图，下列说法错误的是(　 )
A．单质①是最活泼的非金属单质
B．通入单质②能使品红溶液褪色
C．保存单质③时加少量水进行液封
D．单质的氧化性：④>③>②>①
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解析：F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大，沸点也依次升高，故①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2。卤族元素中，元素的非金属性随着原子序数的增大而减弱，元素非金属性越强，其单质越活泼，所以最活泼的非金属单质是F2，故A正确；氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以通入单质②能使品红溶液褪色，故B正确；溴易挥发，在水中的溶解度较小，且溴的密度大于水，所以为防止溴挥发，可以用水液封，故C正确；卤族元素单质的氧化性随着原子序数的增大而减小，所以氧化性从弱到强的顺序是④<③<②<①，故D错误。
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9．类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论正确的是(　 )
A．由反应“Cl2＋H2O??HCl＋HClO”可推出反应“F2＋H2O===HF＋HFO”也能发生
B．HCl的水溶液酸性很强，推出HF的水溶液酸性也很强
C．由反应“2Fe＋3Cl2===2FeCl3”可推出反应“2Fe＋3I2===2FeI3”也能发生
D．Na、K在周期表中属于同一主族，化学性质相似，Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应
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解析：F2与H2O反应生成HF和O2：2F2＋2H2O===4HF＋O2，A错误；HF是弱酸，B错误；Fe与I2反应生成FeI2，C错误；同一主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，故K常温下与水反应比Na常温下与水反应更剧烈，D正确。
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10．(2024·沈阳月考)下列关于碱金属元素和卤族元素的说法错误的是(　 )
A．由于钠和钾的原子结构极为相似，所以它们对应的碱都是强碱
B．通过钠与钾分别与水反应的剧烈程度可知，碱金属原子半径越大，失电子能力越强
C．通过卤素单质与氢气反应所需要的反应条件，可以判断氯的非金属性比溴强
D．卤族元素对应的氢化物的稳定性从强到弱的顺序为HI＞HBr＞HCl＞HF
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解析：钠和钾的原子结构极为相似，NaOH、KOH均为强碱，A正确；碱金属元素原子半径越大，越易失电子，和水反应越剧烈，B正确；元素非金属性越强，越易与H2反应，结合Cl2、Br2与H2的反应条件可知非金属性：Cl＞Br，C正确；卤化氢的稳定性顺序与卤素单质的氧化性顺序一致，即稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI，D错误。
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11．如表为元素周期表的一部分。下列事实不能说明Y元素的非金属性比硫元素的非金属性强的是(　 )
A.Y单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊
B．在氧化还原反应中，1 mol Y单质比1 mol硫得电子多
C．Y和硫两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高
D．Y和硫的最外层电子数相同，前者的电子层数比后者少一层
碳 氮 Y
X 硫 Z
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解析：由六种元素在周期表中的相对位置关系可知，X、Y、Z分别为Si、O、Cl元素。Y单质(O2)与H2S溶液反应，溶液变浑浊，说明O2的氧化性比硫强，据此可得元素的非金属性：O>S，A正确。物质的氧化性强弱与得电子的数目无关，与得电子的难易程度有关，据此不能比较O和S的非金属性强弱，B错误。H2O的分解温度高于H2S，简单氢化物越稳定，元素的非金属性越强，C正确。Y(O)和S元素同处于第ⅥA族，O原子比S原子少一个电子层，则O原子得电子能力强于S原子，故元素非金属性：O>S，D正确。
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12．(10分)(2024·常州高一检测)如表为元素周期表中的一部分，请回答下列问题：
(1)②、④、⑤的元素符号是____、____、____。
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
二 ① ② ③
三 ④ ⑤
四 ⑥ ⑦
O
Na
Cl
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解析：依据①～⑦在元素周期表中的位置推知①～⑦分别为Li、O、F、Na、Cl、K、Br。
(2)表中最活泼的金属元素是__________(填写元素符号，下同)，非金属性最强的元素是______。
解析：最活泼的金属元素为K，非金属性最强的元素为F。
K
　F
(3)⑥与水发生反应的化学方程式是__________________________。
解析：⑥为K，它与水反应生成KOH、放出H2。
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
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(4)请设计一个实验方案，比较⑤、⑦单质氧化性的强弱__________________________________________________________________。
解析：利用反应：Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl可证明氧化性Cl2＞Br2。
向溴化钠溶液中滴加氯水，若溶液呈橙色，则证明Cl2的氧化性比
Br2强
(5)①在空气中燃烧的化学方程式为___________________。
解析：Li与O2反应生成Li2O。
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13．(14分)(2024·郴州高一检测)为了比较卤素单质的氧化性强弱，可在实验室先制取Cl2，并将Cl2依次通入NaBr溶液和淀粉-KI溶液中，有如图所示的仪器(橡胶塞均为双孔)及试剂，试回答下列问题。
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(1)若所制气体从左向右流向时，上述仪器接口的连接顺序为H接____、____接____、____接____。
解析：根据实验目的可知，先制取氯气，然后将氯气通入NaBr溶液，再通入淀粉-KI溶液检验氯气的强氧化性，氯气有毒不能直接排入空气，否则会污染空气，所以最后连接尾气处理装置，检验装置中导气管遵循“长进短出”的原则，所以连接顺序是H→D→C→B→A→F。
D
C
B
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(2)装置3的作用是_________________________________，
反应的离子方程式为________________________________。
解析：装置3的作用是吸收未反应完的Cl2，防止污染空气，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。
吸收未反应完的Cl2，防止污染空气
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
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(3)装置1中产生的现象是___________，反应的化学方程式为_________________________。
解析：氯气能氧化碘离子生成碘单质，淀粉遇碘变蓝色，看到的现象是溶液变蓝，化学方程式为Cl2＋2KI===I2＋2KCl。
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
溶液变蓝
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(4)通过实验还可证明Br2通入KI溶液中可置换出I2，结合本实验可得到的结论是______________________________________________
__________________________。
解析：氯气与NaBr、KI的反应中，Cl元素化合价由0价降低为－1价、Br和I元素化合价由－1价升高为0价，所以氯气是氧化剂，溴和碘是氧化产物，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，结合Br2可置换出I2，可得出同主族元素随着原子序数的递增，元素非金属性逐渐减弱，单质氧化性逐渐减弱。
同主族元素随着原子序数的递增，元素非金属性逐渐
减弱，单质氧化性逐渐减弱
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高阶思维训练(选做题)
14．第113号、115号、117号和118号元素如下：
根据元素周期律知识，下列预测或说法肯定不合理的是(　 )
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A．Nh的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H3NhO3，是一种强酸
B．Mc的最高价阳离子为Mc5＋，氧化性较弱
C．Og是第七周期的最后一种元素，其原子序数是所有已发现元素中最大的
D．根据金属元素和非金属元素的分界线，Ts的中文名称为“钿”可能更合理
√
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解析：根据原子序数可判断Nh位于第七周期第ⅢA族，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，则Nh的最高价氧化物对应的水化物一定不是强酸，A错误；Mc位于第七周期第ⅤA族，其最高价阳离子为Mc5＋，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，对应阳离子的氧化性逐渐减弱，B正确；Og是第七周期的最后一种元素，属于0族，其原子序数是所有已发现元素中最大的，C正确；同主族元素从上到下金属性逐渐增强，所以根据金属元素和非金属元素的分界线，Ts的中文名称为“钿”可能更合理，D正确。
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15．(8分)(2024·保定高一检测)科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。
已知铷是37号元素，相对原子质量为85。根据相关知识回答下列问题：
1
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3
(1)请推测铷(Rb)在元素周期表的第__________周期第________族。
(2)下列关于铷的结构和性质判断正确的是_______。
①与水反应比钠剧烈　②原子半径比钠小　
③铷的氧化物暴露在空气中易吸收CO2　
④它的阳离子最外层电子数和镁相同　⑤它是还原剂
A．①③④ B．①③⑤ C．②③⑤ D．②④
五
ⅠA
B
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(3)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是______。
A．氢化铷溶于水显酸性
B．氢化铷中的氢离子被还原为氢气
C．氢化铷与水反应时，水是还原剂
D．氢化铷中氢离子最外层有两个电子
D课时跟踪检测(二十八)　原子结构与元素的性质
(选择题第1～11小题，每小题3分，第14小题5分，本检测满分70分)
1．下列有关碱金属元素的性质判断正确的是(　 )
A．Rb与H2O的反应最剧烈
B．K比Na活泼，故K可以从NaCl溶液中置换出Na
C．碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性
D．从Li到Cs都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强
2．已知金属锂的化学性质与金属钠相似；金属锂的密度是0.534 g·cm－3、煤油的密度是0.80 g·cm－3，下列有关金属锂的说法不正确的是(　 )
A．自然界中不存在锂单质
B．在盛有煤油和水的烧杯中投入金属锂，金属锂在水层和煤油界面处发生反应
C．金属锂可能与氧气、氯气、盐酸发生反应
D．金属锂与金属钠的性质既有相似又有不同，体现了分类法和比较法在研究物质性质时的应用
3．下列说法正确的是(　 )
A．K在氧气中燃烧主要生成K2O2
B．砹位于第六周期ⅦA族，其简单氢化物的稳定性大于氯化氢
C．卤族元素单质的熔、沸点随原子序数的增大而升高
D．第二周期非金属元素的简单氢化物溶于水后，水溶液均呈酸性
4．依据已知信息，由元素的原子结构和元素在周期表中的位置，下列对碱金属元素性质的预测或推理不合理的是(　 )
选项 已知信息 预测或推理
A 钠在空气中燃烧生成Na2O2 锂在空气中燃烧生成Li2O2
B 钠可以跟冷水反应 其他碱金属单质可以跟冷水反应
C NaOH是强碱 CsOH是更强的碱
D 钠在自然界中以化合态存在 Rb在自然界中以化合态存在
5．(2024·龙岩高一检测)在元素周期表中，同主族元素原子结构相似，在化学性质上表现出相似性和递变性，以下结论正确的是(　 )
A．碱金属单质的密度按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序逐渐增大
B．酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI，则非金属性：F＜Cl＜Br＜I
C．金属Na与O2在加热时生成Na2O2，可以推断Li与O2在加热时生成Li2O2
D．Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2，则非金属性：Cl＞Br
6．砷为第四周期ⅤA族元素，依据它在元素周期表中的位置，推测砷不可能具有的性质是(　 )
A．砷在通常状况下是固体
B．砷的非金属性比P的弱
C．砷的最高价氧化物的水化物砷酸(H3AsO4)的酸性比磷酸(H3PO4)弱
D．砷化氢(AsH3)不如NH3稳定，还原性比NH3弱
7．下列与有关非金属元素的叙述以及推理结果不正确的是(　 )
①非金属性F>Cl，故将F2通入NaCl溶液中，发生的反应为F2＋2Cl－===Cl2＋2F－
②非金属性F>Br，故酸性：HF>HBr
③非金属性S>Se，故前者的气态氢化物稳定性更强
④非金属性O>N，故O2与H2化合比N2与H2化合容易
A．②③ B．③④ C．①④ D．①②
8．(2024·汕头高一检测)如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与其相对分子质量的关系图，下列说法错误的是(　 )
A．单质①是最活泼的非金属单质
B．通入单质②能使品红溶液褪色
C．保存单质③时加少量水进行液封
D．单质的氧化性：④>③>②>①
9．类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论正确的是(　 )
A．由反应“Cl2＋H2O??HCl＋HClO”可推出反应“F2＋H2O===HF＋HFO”也能发生
B．HCl的水溶液酸性很强，推出HF的水溶液酸性也很强
C．由反应“2Fe＋3Cl2===2FeCl3”可推出反应“2Fe＋3I2===2FeI3”也能发生
D．Na、K在周期表中属于同一主族，化学性质相似，Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应
10．(2024·沈阳月考)下列关于碱金属元素和卤族元素的说法错误的是(　 )
A．由于钠和钾的原子结构极为相似，所以它们对应的碱都是强碱
B．通过钠与钾分别与水反应的剧烈程度可知，碱金属原子半径越大，失电子能力越强
C．通过卤素单质与氢气反应所需要的反应条件，可以判断氯的非金属性比溴强
D．卤族元素对应的氢化物的稳定性从强到弱的顺序为HI＞HBr＞HCl＞HF
11．如表为元素周期表的一部分。下列事实不能说明Y元素的非金属性比硫元素的非金属性强的是(　 )
碳 氮 Y
X 硫 Z
A.Y单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊
B．在氧化还原反应中，1 mol Y单质比1 mol硫得电子多
C．Y和硫两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高
D．Y和硫的最外层电子数相同，前者的电子层数比后者少一层
12.(10分)(2024·常州高一检测)如表为元素周期表中的一部分，请回答下列问题：
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
二 ① ② ③
三 ④ ⑤
四 ⑥ ⑦
(1)②、④、⑤的元素符号是____、____、____。
(2)表中最活泼的金属元素是__________(填写元素符号，下同)，非金属性最强的元素是________________________________________________________________________。
(3)⑥与水发生反应的化学方程式是_______________________________________
________________________。
(4)请设计一个实验方案，比较⑤、⑦单质氧化性的强弱_______________________
________________________________________________________________________。
(5)①在空气中燃烧的化学方程式为_____________________________________________
________________________。
13.(14分)(2024·郴州高一检测)为了比较卤素单质的氧化性强弱，可在实验室先制取Cl2，并将Cl2依次通入NaBr溶液和淀粉 KI溶液中，有如图所示的仪器(橡胶塞均为双孔)及试剂，试回答下列问题。
(1)若所制气体从左向右流向时，上述仪器接口的连接顺序为H接____、____接____、____接____。
(2)装置3的作用是___________________________________________________________，
反应的离子方程式为___________________________________________________。
(3)装置1中产生的现象是__________________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)通过实验还可证明Br2通入KI溶液中可置换出I2，结合本实验可得到的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
高阶思维训练(选做题)
14．第113号、115号、117号和118号元素如下：
根据元素周期律知识，下列预测或说法肯定不合理的是(　 )
A．Nh的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H3NhO3，是一种强酸
B．Mc的最高价阳离子为Mc5＋，氧化性较弱
C．Og是第七周期的最后一种元素，其原子序数是所有已发现元素中最大的
D．根据金属元素和非金属元素的分界线，Ts的中文名称为“钿”可能更合理
15.(8分)(2024·保定高一检测)科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。
已知铷是37号元素，相对原子质量为85。根据相关知识回答下列问题：
(1)请推测铷(Rb)在元素周期表的第__________周期第________族。
(2)下列关于铷的结构和性质判断正确的是________________________________。
①与水反应比钠剧烈　②原子半径比钠小　③铷的氧化物暴露在空气中易吸收CO2　④它的阳离子最外层电子数和镁相同　⑤它是还原剂
A．①③④ B．①③⑤
C．②③⑤ D．②④
(3)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是________。
A．氢化铷溶于水显酸性
B．氢化铷中的氢离子被还原为氢气
C．氢化铷与水反应时，水是还原剂
D．氢化铷中氢离子最外层有两个电子
课时跟踪检测(二十八)
1．选D　碱金属元素中Cs在Rb下方，Cs与H2O的反应比Rb与H2O的反应剧烈，A错误；根据在元素周期表中的位置可知K比Na活泼，K加入NaCl溶液中K与水剧烈反应，不能置换出金属Na，B错误；碱金属的阳离子具有较弱的氧化性，C错误；从Li到Cs，随原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，D正确。
2．选B　由金属锂的化学性质与金属钠相似可知，锂是活泼金属，自然界中不存在锂单质，A正确；由金属锂、煤油及水的密度可知，煤油在上层，水在下层，金属锂会浮在煤油液面上而不会和水发生反应，B错误；根据金属锂的化学性质与金属钠相似可知，金属锂能与氧气、氯气、盐酸发生反应，C正确；金属锂与钠的性质既有相似又有不同，可以用分类法和比较法来研究二者性质的异同，D正确。
3．选C　K在氧气中燃烧生成KO2，A项错误；元素非金属性越强，简单氢化物越稳定，同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，则简单氢化物的稳定性依次减弱，所以砹化氢的稳定性小于氯化氢，B项错误；随原子序数的增大，卤族元素单质的熔、沸点逐渐升高，C项正确；第二周期非金属元素的简单氢化物溶于水后，水溶液不一定呈酸性，如氨气溶于水后溶液显碱性，D项错误。
4．选A　钠金属性强于锂，锂在空气中燃烧只生成Li2O，A错误；钠可以跟冷水剧烈反应，其他碱金属单质也可以跟冷水反应，且金属越活泼，与水反应越剧烈，B正确；Cs的金属性强于Na，CsOH是比NaOH更强的碱，C正确；Rb的金属性强于Na，钠元素在自然界中以化合态存在，则Rb在自然界中也以化合态存在，D正确。
5．D
6．选D　AsH3的还原性比NH3的强，D项错误。
7．选D　将F2通入NaCl溶液中，F2与水反应生成HF和O2，不与NaCl发生置换反应，①不正确；元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，但不能判断氢化物水溶液酸性的强弱，②不正确，③正确；元素非金属性越强，与氢气反应越容易，故O2与H2化合比N2与H2化合容易，④正确。
8．选D　 F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大，沸点也依次升高，故①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2。卤族元素中，元素的非金属性随着原子序数的增大而减弱，元素非金属性越强，其单质越活泼，所以最活泼的非金属单质是F2，故A正确；氯气和水反应生成次氯酸，次氯酸具有漂白性，所以通入单质②能使品红溶液褪色，故B正确；溴易挥发，在水中的溶解度较小，且溴的密度大于水，所以为防止溴挥发，可以用水液封，故C正确；卤族元素单质的氧化性随着原子序数的增大而减小，所以氧化性从弱到强的顺序是④<③<②<①，故D错误。
9．选D　F2与H2O反应生成HF和O2：2F2＋2H2O===4HF＋O2，A错误；HF是弱酸，B错误；Fe与I2反应生成FeI2，C错误；同一主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，故K常温下与水反应比Na常温下与水反应更剧烈，D正确。
10．选D　钠和钾的原子结构极为相似，NaOH、KOH均为强碱，A正确；碱金属元素原子半径越大，越易失电子，和水反应越剧烈，B正确；元素非金属性越强，越易与H2反应，结合Cl2、Br2与H2的反应条件可知非金属性：Cl＞Br，C正确；卤化氢的稳定性顺序与卤素单质的氧化性顺序一致，即稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI，D错误。
11．选B　由六种元素在周期表中的相对位置关系可知，X、Y、Z分别为Si、O、Cl元素。Y单质(O2)与H2S溶液反应，溶液变浑浊，说明O2的氧化性比硫强，据此可得元素的非金属性：O>S，A正确。物质的氧化性强弱与得电子的数目无关，与得电子的难易程度有关，据此不能比较O和S的非金属性强弱，B错误。H2O的分解温度高于H2S，简单氢化物越稳定，元素的非金属性越强，C正确。Y(O)和S元素同处于第ⅥA族，O原子比S原子少一个电子层，则O原子得电子能力强于S原子，故元素非金属性：O>S，D正确。
12．解析：(1)依据①～⑦在元素周期表中的位置推知①～⑦分别为Li、O、F、Na、Cl、K、Br。(2)最活泼的金属元素为K，非金属性最强的元素为F。(3)⑥为K，它与水反应生成KOH、放出H2。(4)利用反应：Cl2＋2NaBr===Br2＋2NaCl可证明氧化性Cl2＞Br2。(5)Li与O2反应生成Li2O。
答案：(1)O　Na　Cl　(2)K　F　(3)2K＋2H2O===2KOH＋H2↑　(4)向溴化钠溶液中滴加氯水，若溶液呈橙色，则证明Cl2的氧化性比Br2强　(5)4Li＋O22Li2O
13．解析：(1)根据实验目的可知，先制取氯气，然后将氯气通入NaBr溶液，再通入淀粉 KI溶液检验氯气的强氧化性，氯气有毒不能直接排入空气，否则会污染空气，所以最后连接尾气处理装置，检验装置中导气管遵循“长进短出”的原则，所以连接顺序是H→D→C→B→A→F。(2)装置3的作用是吸收未反应完的Cl2，防止污染空气，离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。(3)氯气能氧化碘离子生成碘单质，淀粉遇碘变蓝色，看到的现象是溶液变蓝，化学方程式为Cl2＋2KI===I2＋2KCl。(4)氯气与NaBr、KI的反应中，Cl元素化合价由0价降低为－1价、Br和I元素化合价由－1价升高为0价，所以氯气是氧化剂，溴和碘是氧化产物，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，结合Br2可置换出I2，可得出同主族元素随着原子序数的递增，元素非金属性逐渐减弱，单质氧化性逐渐减弱。
答案：(1)D　C　B　A　F
(2)吸收未反应完的Cl2，防止污染空气
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
(3)溶液变蓝　Cl2＋2KI===I2＋2KCl
(4)同主族元素随着原子序数的递增，元素非金属性逐渐减弱，单质氧化性逐渐减弱
14．选A　根据原子序数可判断Nh位于第七周期第ⅢA族，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，则Nh的最高价氧化物对应的水化物一定不是强酸，A错误；Mc位于第七周期第ⅤA族，其最高价阳离子为Mc5＋，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，对应阳离子的氧化性逐渐减弱，B正确；Og是第七周期的最后一种元素，属于0族，其原子序数是所有已发现元素中最大的，C正确；同主族元素从上到下金属性逐渐增强，所以根据金属元素和非金属元素的分界线，Ts的中文名称为“钿”可能更合理，D正确。
15．(1)五　ⅠA　(2)B　(3)D

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