1、2022 高中化学新教材同步讲义资料 第第 3 课时课时 原子结构与元素的性质原子结构与元素的性质 核心素养发展目标1.知道碱金属元素、卤族元素的结构和性质，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”的学科核心素养。 一、元素化学性质与原子最外层电子数的关系 原子 最外层电子数 特点 得失电子 情况 化学 性质 稀有气体 元素 都为 8(氦为 2)不易得失稳定 金属元素一般少于 4易失去 不稳 定 非金属元 素 多于 4易得到 不稳 定 原子的
2、最外层电子数决定原子的化学性质。 1下列结构示意图表示的原子中： A.B.C.D. (1)易变为阳离子的是_(填字母，下同)。 (2)易变为阴离子的是_。 (3)易与氯气化合组成 XY2型化合物的是_。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 答案(1)CD(2)A(3)D 2已知某元素的原子结构示意图如图所示： (1)该元素在周期表中的位置：_。 (2)预测该元素的单质在化学反应中容易_电子，常表现为_价。 答案(1)第五周期A 族(2)得到 1 个1 二、碱金属元素 1碱金属元素的原子结构 元素名 称 锂钠钾铷铯 元素符 号 LiNaKRbCs 核电荷 数 311193755 原子结 构 示
3、意图 原子半 径/nm 0.1 52 0.18 6 0.2270.2480.265 相同点最外层均有 1 个电子，均有较强还原性 递变性 从 Li 到 Cs 随核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增 大 2.碱金属单质的化学性质 (1)钠、钾与氧气反应 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，钾燃烧更剧烈。 反应的化学方程式： 2NaO2= Na2O2、KO2= KO2。 实验结论：金属的活泼性：KNa。 (2)钠、钾与水反应 2022 高中化学新教材同步讲义资料 实验现象： 相同点：金属浮在水面上；金属熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈 红色。
4、 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： 2Na2H2O=2NaOHH2； 2K2H2O=2KOHH2。 实验结论： 与水反应剧烈程度：KNa；金属的活泼性：KNa。 3碱金属单质性质规律 (1)物理性质规律 (2)化学性质的相似性和递变性 相似性 递变性 具体情况如下： a与氧气反应 从 LiCs，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如 Li 在氧气中燃烧只生成 Li2O，Na 在氧气中 燃烧生成 Na2O2，K 在氧气中燃烧生成更复杂的氧化物：KO2。 b与 H2O(或酸)的反应 从 LiCs，与 H2O(或酸)反应越来越剧烈。如 K 与 H2O 反应能发生轻微爆炸，
5、则 Rb、Cs 遇水会发生 剧烈爆炸。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 (1)从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大() (2)碱金属元素的单质与氧气反应的产物属于同种类型() (3)碱金属元素随核电荷数增大，其单质与水反应越来越剧烈() (4)碱金属元素单质都应该保存在煤油中() (5)金属钾能从 NaCl 溶液中置换出钠() (6)碱金属元素在自然界中能以游离态存在() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) 1一般情况下，元素的金属性强弱可以从其单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度上来判断，也可 以从它们的最高价氧化物对应的水化物氢氧化物的碱性强弱来判断，请写出 LiCs，氢氧
6、化物碱性强 弱比较。 提示LiOHNaOHKOHRbOHBr2I2 2022 高中化学新教材同步讲义资料 振荡静置后， 溶液由无色变为褐 色 2I Cl2=I22Cl 振荡静置后， 溶液由无色变为褐 色 2I Br2=I22Br 4.卤素单质化学性质规律 (1)相似性 卤素原子都能得一个电子 (2)递变性 与 H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱。 Cl2、Br2、I2与 H2O 反应越来越微弱。 (3)熟记卤素的特殊性 在常温下 Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发。 碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇 I2变蓝。 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
7、HF 和 O2。 (1)卤素单质都是双原子分子() (2)单质 At2是白色固体() (3)同主族的单质熔、沸点一定是随核电荷数增加而升高() (4)同主族元素从上至下非金属性逐渐增强() (5)第A 族的锶的硫酸盐(SrSO4)是易溶于水的白色固体() (6)随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素单质的熔沸点都逐渐降低() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) 1根据 Cl22Br =Br22Cl，Br22I=I22Br可知：单质氧化性：_，阴离 子还原性：_。 答案Cl2Br2I2Cl BrCl2，那么能否用 F2与 NaCl 溶液反应置换 Cl2。 提示(1)2F22H2O=4HFO2
8、(2)否，F2与 H2O 先反应，无法置换出 Cl2。 3 含有元素硒(Se)的保健品已开始进入市场。 已知它是第四周期A 族元素。 则下列关于硒的叙述中， 正确的是() A非金属性比硫强 B气态氢化物的化学式为 H2Se C稳定性：H2SeH2O D最高价氧化物的化学式是 SeO2 答案B 解析同一主族元素， 元素的非金属性随着原子序数的增大而减弱， Se 和 S 同一主族， 原子序数： SeS， 则非金属性：SSe，故 A 错误；同一主族非金属元素其最低负化合价相同，Se 元素最低负价为2 价，则 氢化物化学式为 H2Se，故 B 正确；元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性
9、：OSe， 故 C 错误；主族元素最高正价与其族序数相等(O、F 元素除外)，所以其最高正化合价为6 价，则最高价 氧化物的化学式是 SeO3，故 D 错误。 同主族元素的原子结构与性质的关系 1下列有关碱金属元素的性质判断正确的是() AK 与 H2O 反应最剧烈 BRb 比 Na 活泼，故 Rb 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 答案D 解析A 项，在碱金属元素中，K 不是最活泼的元素；B 项，Rb 先与水反应，不会置换出 Na；C 项， 碱金属的阳离子很稳定，不具有强氧
10、化性。 2关于卤素(用 X 表示)的下列叙述正确的是() A卤素单质与水反应均可用 X2H2O=HXOHX 表示 BHX 都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强 C卤素单质的颜色从 F2I2按相对分子质量增大而加深 2022 高中化学新教材同步讲义资料 DX 的还原性依次为 FClBrHClHBrHI B稳定性：HFHClHBrBr2I2F2 D密度：F2Cl2Br2HBrHClHF；B 项应为 HFHClHBrHI；C 项应为 F2Cl2Br2I2。 【考点】卤族元素的性质 【题点】卤族元素的性质递变规律 8随着卤族元素原子半径的增大，下列递变规律正确的是() A单质的熔点逐渐降低
11、 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 答案B 【考点】卤族元素的性质 【题点】卤族元素的性质递变规律 9下列关于卤族元素由上到下性质递变规律的叙述，正确的是() 单质的氧化性增强单质的颜色加深气态氢化物的稳定性增强单质的沸点升高阴 离子的还原性增强 AB CD 答案C 解析F2、Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱，其对应的阴离子 F 、Cl、Br、I的还原性依次增强，故 叙述错误、叙述正确；F2、Cl2、Br2、I2的颜色由淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色逐渐加深， 叙述正确；HF、HCl、HBr、HI 的稳定性逐渐减弱，叙述错误；F2、Cl2、Br
12、2、I2在通常情况下其状态变 化为气液固，则沸点逐渐升高，叙述正确，C 正确。 【考点】卤族元素的性质 【题点】卤族元素的性质递变规律 2022 高中化学新教材同步讲义资料 10(1)常见卤素氢化物中最不稳定的是_(写化学式)。 (2)下列单质的熔、沸点随原子序数递增而升高的是_(填字母，下同)。 A碱金属元素B卤族元素 (3)下列反应中，更剧烈的是_。 A钠与水反应B钾与水反应 (4)取下列溶液分装于两试管中，再分别依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振荡、静置后，四氯 化碳层显紫红色的是_。 A溴化钠溶液B碘化钾溶液 答案(1)HI(2)B(3)B(4)B 解析常见卤素中碘元素的非金属性最
13、弱，氢化物最不稳定的是 HI；碱金属元素的单质熔、沸点随原 子序数的递增而降低，卤素单质熔、沸点随原子序数的递增而升高；钾比钠活泼，与水反应更剧烈；氯水 与 NaBr、KI 溶液分别生成 Br2、I2，而二者的四氯化碳溶液分别为橙红色、紫红色。 B 组综合强化练 1下列各性质中符合图示关系的是() 化合价ROH 的碱性密度最外层电子数核外电子层数单质失 e 能力 AB CD 答案B 【考点】碱金属的性质差异 【题点】碱金属的性质递变规律 2(2019长沙一中高一检测)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”
14、在化合物中呈1 价 B“类钫”属于过渡元素，具有放射性 C“类钫”单质的密度小于 1 gcm 3 D“类钫”单质有较高的熔点 答案A 解析119 号元素应位于第八周期A 族，属于碱金属元素，类比碱金属的性质可知 A 项正确。 【考点】碱金属的性质差异 【题点】碱金属的性质递变规律 3下列说法正确的是() 2022 高中化学新教材同步讲义资料 AF、Cl、Br 原子的最外层电子数都是 7，次外层电子数都是 8 B由 HF、HCl、HBr、HI 酸性递增的事实，可推出 F、Cl、Br、I 非金属性递增的规律 C卤族元素按 F、Cl、Br、I 的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加，电子层
15、数增多， 原子半径增大，原子核对电子的吸引作用减弱 D根据卤族元素性质的递变规律可知，单质砹难溶于 CCl4 答案C 解析F 原子的次外层电子数为 2，Br 原子的次外层电子数为 18，A 项错误；元素的非金属性强弱可 根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断，B 项错误；由碘单质易溶于四氯化碳，可推知砹单质易 溶于 CCl4，D 项错误。 【考点】卤族元素的性质 【题点】卤族元素的性质递变规律 4下列关于卤族元素的叙述正确的是(用 X 表示卤素原子)() A随核电荷数的增加，X 的半径逐渐增大，还原性逐渐减弱 B随核电荷数的增加，氢化物的稳定性逐渐增强 C单质与水反应均可表示为 X2H2O
16、=HXHXO D随核电荷数的增加，单质的颜色逐渐加深 答案D 解析随核电荷数的增加，X 的电子层数逐渐增多，离子半径逐渐增大，离子的还原性逐渐增强，故 A 项错误；卤族元素由上到下，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，故 B 项错误；氯、溴、 碘单质与水反应可表示为 X2H2O=HXHXO，氟单质和水反应生成的是 HF 和 O2，故 C 项错误；卤 族元素由上到下，单质的颜色逐渐加深，故 D 项正确。 【考点】卤族元素的性质 【题点】卤族元素的性质递变规律 5部分卤族元素的某种性质 A 随核电荷数的变化趋势如图所示，则 A 可能表示() A原子半径B氢化物的稳定性 C原子的电子层数D
17、单质的密度 答案B 解析A 项，从氯到碘，原子半径逐渐增大，不符合题意；B 项，从 HCl 到 HI，稳定性逐渐减弱，符 合题意；C 项，从 Cl 到 I，原子的电子层数逐渐增多，不符合题意；D 项，从 Cl2到 I2，单质的密度逐渐 增大，不符合题意。 6如图所示是氯气的制备以及氯、溴、碘的非金属性比较实验，充分反应一段时间后，打开装置 D 的活塞，将装置 D 中少量溶液加入装置 E 中，振荡，观察实验现象，已知卤族元素的单质易溶于有机溶剂 2022 高中化学新教材同步讲义资料 苯，下列说法正确的是() AF2不能与 NaCl 溶液反应置换出氯气 B装置 B 中可盛放水吸收氯气中的 HCl
18、气体 C装置 E 下层呈现紫红色 D装置 E 中有机试剂层呈现紫红色，能说明非金属性：BrI 答案A 解析A 项，F2极易与水反应生成氟化氢和氧气，所以 F2不能与 NaCl 溶液反应置换出氯气，正确； B 项，氯气易与水反应生成次氯酸和盐酸，所以不能用水吸收氯气中的杂质，错误；C 项，苯的密度比水 的小，应在上层，所以装置 E 上层呈现紫红色，错误；D 项，溴单质和碘化钾反应生成碘单质，但过量的 氯气也会氧化碘离子生成碘单质，造成干扰，所以不能证明非金属性：BrI，错误。 7甲元素的原子序数是 19，乙元素原子核外有 2 个电子层，最外层上有 6 个电子；丙是元素周期表 第A 族中金属性最弱
19、的碱金属元素。由此推断： (1)甲元素在元素周期表中的位置是_。 (2)甲的单质与水反应的离子方程式为_。 (3)乙单质与丙单质反应的化学方程式为_。 (4)甲元素和丙元素的最高价氧化物对应水化物的碱性较强的是_(填化学式)。 答案(1)第四周期A 族 (2)2K2H2O=2K 2OHH2 (3)4LiO2= 2Li2O(4)KOH 解析甲元素的原子序数是 19，则甲是 K 元素；乙元素原子核外有 2 个电子层，最外层上有 6 个电 子，因此乙的原子序数是 8，即乙是 O 元素；丙是元素周期表第A 族中金属性最弱的碱金属元素，则丙 是 Li 元素。(1)钾元素在元素周期表中的位置是第四周期A
20、族。(2)甲的单质与水反应的离子方程式为 2K 2H2O=2K 2OHH2。(3)乙单质与丙单质反应的化学方程式为 4LiO2= 2Li2O。(4)金属性： KLi，元素的金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则最高价氧化物对应水化物的碱性较 强的是 KOH。 8根据下图所示装置回答以下问题。已知：KMnO4常温下与浓盐酸反应可制得 Cl2。H2SiO3不 溶于水。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 (1)利用如图装置可以验证元素非金属性的变化规律。图中 A 装置的名称是_。干燥管 D 的作用是_。 (2)实验室中现有药品 Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计
21、实验验证氯的非金属性强 于硫，烧瓶中发生反应的离子方程式为_。 装置 C 中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为_。 (3)若要用此装置证明酸性：HNO3H2CO3H2SiO3，进而证明非金属性：NCSi，从以下所给物 质中选出甲同学设计的实验所用到的物质： 稀 HNO3稀盐酸碳酸钙Na2SiO3溶液SiO2 试剂 A 与 C 分别为_(填序号)；试管中发生反应的离子方程式为_ _。 有同学认为此实验不能说明 N、C、Si 的非金属性强弱，你认为原因是_ _。 答案(1)分液漏斗防倒吸 (2)2MnO 410Cl 16H=2Mn25Cl28H2O Cl2S2 =S2Cl (3)CO2H2
22、O SiO2 3=H2SiO3CO2 3HNO3有挥发性，也会和硅酸钠反应生成硅酸 解析(2)设计实验验证非金属性：ClS，利用氯气与 Na2S 的氧化还原反应可验证，则装置 A、B、 C 中所装药品应分别为浓盐酸、 KMnO4、 Na2S 溶液， 烧瓶中发生反应的离子方程式为 2MnO 410Cl 16H =2Mn25Cl28H2O；装置 C 中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，装置 C 中发生反应的离子方程式 为 Cl2S2 =S2Cl。(3)探究元素非金属性强弱，由图可知应是利用最高价含氧酸的酸性强弱比较， 所以 A 中试剂为稀硝酸，B 中为碳酸钙，C 中为 Na2SiO3溶液；所以试剂 A、C 分别为、。试管中为 Na2SiO3溶液， 向其中通入CO2生成硅酸白色沉淀， 发生反应的离子方程式为CO2H2OSiO2 3=H2SiO3 CO2 3；通入试管中的 CO2气体中混有挥发出的硝酸，硝酸也能与硅酸钠溶液反应生成硅酸，无法确定 CO2是否与硅酸钠溶液反应，即不能说明 N、C、Si 的非金属性强弱。
