2019年人教版高中化学必修二第一章物质结构元素周期律第一节第2课时元素的性质与原子结构.ppt

第 2 课时 元素的性质与原子结构 ) 。 D 1 ．决定元素化学性质的是 ( A ．电子层 B ．质子数 C ．相对原子质量 D ．最外层电子数 的是 ( ) 。 A ．氯原子的核电荷数为 17 B ．氯原子最外层有 7 个电子 C ．氯原子的质子数为 17 D ．在化学反应中氯原子容易失去电子 图 1 － 1 － 3 D 3 ．下列各组原子结构示意图中，所表示的两种元素具有相 ) 。 A 似化学性质的是 ( A. C. B. D. 4 ． CH 4 、 NH 3 、 H 2 O 、 HF 四种物质的单个分子中，含原子 核最多的是 _____ ，一个 NH 3 分子中，质子总数为 ____ 个，电 子总数为 _____ 个。 CH 4 10 10 一、碱金属元素 1 ．碱金属元素的原子结 构 (1) 相同点：最外层电子数均为 ____ 。 1 电子层数 (2) 不同点：碱金属元素的原子结构中，从 Li 到 Cs ， _______ 依次递增，原子半径逐渐 _____ 。 增大 2 ．碱金属单质的物理性质 银白 增大 减小 除铯 ( 略带金色 ) 外，颜色都呈 _____ 色；质软，有延展性； 密度较小，从 Li 到 Cs 逐渐 ______ ；熔沸点较小，从 Li 到 Cs 逐渐 ______ ；都是电和热的良导体。 (1) 金属 K 的密度反常地 比 Na 小； (2)K 、 Na 、 Li 的密度都比水小。 3 ．碱金属单质的化学性质 2Na ＋ O 2 Na 2 O 2 (1) 化学性质的相似性。 4Li ＋ O 2 2Li 2 O 2Na ＋ 2H 2 O===2NaOH ＋ H 2 ↑ ① 写出 Li 、 Na 在 O 2 中燃烧的化学方程式： __________________ ， ____________________ 。 ② 写出 Na 、 K 与水反应的化学方程式： ______________________________ ， ___________________________ 。 增强 剧烈 (2) 化学性质的差异性。 二、卤族元素 1 ．卤族元素的原子结 构 (1) 相同点：最外层电子数均为 ____ 。 7 (2) 不同点：卤族元素的原子结构中，从 F 到 I ， _________ 依次递增，原子半径逐渐 ______ 。 电子层数 增大 2K ＋ 2H 2 O===2KOH ＋ H 2 ↑ 卤素单质 F 2 Cl 2 Br 2 I 2 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 2 ．卤族元素单质的物理性质 (1) 颜色状态： (2) 熔沸点：从 F 2 到 I 2 逐渐 _______ 。 (3) 密度：从 F 2 到 I 2 逐渐 _______ 。 增大 升高 反应条件 化学方程式 生成氢化物的稳定性 F 2 暗处能反应 H 2 ＋ F 2 ===2HF HF 很稳定 Cl 2 _____________ ______________ ______________ HCl 稳定 Br 2 加热至一定 温度 (500 ℃) H 2 ＋ Br 2 2HBr HBr 较不稳定 I 2 不断加热 _____________ _______________ ________________ 点燃或光照 3 ．卤族元素单质的化学性质 (1) 卤素单质与氢气的反应。 2HCl H 2 ＋ Cl 2 2HI H 2 ＋ I 2 HI 很不稳定， 同一条件下分解 (2) 卤素单质间的置换反应。 ① 氯水与 NaBr 溶液的反应： _________________________ ； ② 氯水与 KI 溶液的反应： _______________________ ； ③ 溴水与 KI 溶液的反应： ____________________ 。 (3) 化学性质的差异性。 减弱 2NaBr ＋ Cl 2 ===2NaCl ＋ Br 2 2KI ＋ Cl 2 ===I 2 ＋ 2KCl Br 2 ＋ 2KI===I 2 ＋ 2KBr 实验一　钠、钾与氧气、水反应的比较 1 ．实验原理 (1) 与氧气反应。 钠： _______________ 2Na+O 2 Na 2 O 2 钾： K+O 2 KO 2 （超 氧化钾，更剧烈） (2) 与水反应。 钠： ___________________________ 钾： _________________________ ( 更剧烈 ) 2K ＋ 2H 2 O===2KOH ＋ H 2 ↑ 2Na ＋ 2H 2 O===2NaOH ＋ H 2 ↑ 2 ．实验步骤 (1) 取一小块金属钾，擦干表面的煤油，迅速投到加热的坩 埚中，与必修一教材中加热金属钠实验进行对比 ( 也可以分别加 热钠和钾做对比实验 ) 。 (2) 取绿豆大的钾，用滤纸吸干表面的煤油，放入盛有水 ( 滴 加酚酞 ) 的培养皿中，与必修一教材中钠与水反应 实验进行对比 ( 也可以分别将钠和钾投入水中做对比实验 ) 。 钠 钾 与氧气反应 加热剧烈反应，燃烧， 火焰呈黄色，生成淡黄 色固体 稍加热剧烈反应，燃烧， 火焰呈紫色，生成黄色 固体，反应比钠更剧烈 与水反应 浮在水面上，剧烈反应， 熔化成小球，四处游动 并发出嘶嘶的响声，滴 加酚酞溶液变红色 浮在水面上，剧烈燃烧， 火焰呈紫色，四处游动 并发出嘶嘶的响声，滴 加酚酞溶液变红色 3 ．实验现象 ＜ 碱 氢气 ＜ 1 ．钠与钾都能与氧气反应，两者反应剧烈程度： N a___K 。 2 ．钠与钾都能与水反应，生成 ____ 和 _______ ，剧烈程度： Na_____K 。 最外层电子数 化学性质 增强 3 ．碱金属的 _ ____________ 相同， ___________ 相似，且随 着核电荷数的增加，还原性 ( 金属性 )______ ，反应更剧烈。 实验二　卤素单质之间的置换 反应 1 ．实验原理 (1)Cl 2 置换出 Br 2 ： _______________________ ； (2)Cl 2 置换出 I 2 ： _____________________ ； (3)Br 2 置换出 I 2 ： ________________________ ； Br 2 ＋ 2KI===I 2 ＋ 2KBr Cl 2 ＋ 2NaBr===Br 2 ＋ 2NaCl Cl 2 ＋ 2KI===I 2 ＋ 2KCl 实验步骤 实验现象 将少量新制氯水分别加入盛有 NaBr 溶液和 KI 溶液的试管中，用力振荡后加入 CCl 4 ， 振荡，静置 盛 NaBr 溶液 的试管液体分层， 上层无色，下层呈 ________ 盛 KI 溶液 的试管液体分层，上 层无色，下层呈 ______ 将少量溴水加入盛有 KI 溶液 的试管中，用力振荡后加入少 量 CCl 4 ，振荡，静置 液体分层，上层无色，下层呈 _____ 2 ．实验步骤与现象 橙红色 紫色 紫色 3. 实验现象解释 (1)CCl 4 作萃取剂，由于 CCl 4 的密度大于水，分层后 CCl 4 层在下层。 (2) 新制氯水与 NaBr 溶液反应后， CCl 4 层呈橙红色，说明 生成了单质溴。 (3) 新制氯水与 KI 溶液反应后， CCl 4 层呈紫色，说明生成 了单质碘。 (4) 溴水与 KI 溶液反应后， CCl 4 层呈紫色，说明生成了单 质碘。 1 ．氯水能从 N aBr 溶液中置换出溴 单质，说明活泼性： ____ ＞ ______ 。 Cl 2 Br 2 2 ．氯水能从 K I 溶液中置换出碘 单质，说明活泼性： ____ ＞ _____ 。 Cl 2 I 2 3 ．溴水能从 K I 溶液中置换出碘 单质，说明活泼性： ____ ＞ _____ 。 Br 2 I 2 4 ．随着核电荷数的增加，卤素单质的氧化性强弱顺序为 _____________ 。 F 2 >Cl 2 >Br 2 >I 2 碱金属元素单质性质的相似性和递变性 碱金属元素原子结构的特点是最外层电子数都是 1 ，在化 学反应中易失去电子，电子层数递增， 失电子能力增强，这是 碱金属元素性质相似性和递变规律的根本原因。 1 ．相似性 (1) 与 O 2 反应生成相应 的氧化物。 (2) 与 Cl 2 反应生成 RCl ，通式为： 2R ＋ Cl 2 ===2RCl 。 (3) 与水反应生成相应的碱和氢气 ， 通式为： 2R ＋ 2H 2 O===2ROH ＋ H 2 ↑ 。 (4) 与非氧化性酸反应生成相应的盐和氢气，通式为： 2R ＋ 2 ．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增 多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引能力逐渐 减弱，失电子能力逐渐增强，金属性 ( 还原性 ) 逐渐增强。表现 为： (1) 与 O 2 反应越来越剧烈，产物更为复杂。如 O 2 与 Li 反应 生成 Li 2 O( 氧化锂 ) ，与 Na 反应生成 Na 2 O 2 ( 过氧化钠 ) ，与 K 反 应生成 K 2 O( 超氧化钾 ) 。 2H + ===2R + ＋ H 2 ↑ 。 (3) 对应离子的氧化性逐渐减弱，氧化性： Li ＋ ＞ Na ＋ ＞ K ＋ (2) 与 H 2 O 反应越来越剧烈，如 Rb 、 Cs 遇水发生剧烈爆炸。 ＞ Rb ＋ ＞ Cs ＋ 。 (4) 最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，即 CsOH 的 碱性最强。 (1) 锂金属的密度比煤油小，故保存在石蜡中 。 (2) 由于碱金属单质都能与水反应，故不能置换出盐溶 液中 较不活泼的金属，碱金属与盐溶液的反应是先与水反应，生成 的碱再与盐发生复分解反应。 卤族元素单质性质的相似性和递变性 卤族元素原子结构的特点是最外层电子数都是 7 ，在化学 反应中易得到电子，电子层数递 增，得电子能力减弱，这是卤 族元素性质相似性和递变规律的根本原因。 1 ．相似性 (1) 与 H 2 反应生成氢化物，通式： X 2 ＋ H 2 ===2HX 。 (2) 与 H 2 O 反 应 ： X 2 ＋ H 2 O===HX ＋ HXO(X≠F) ， 2F 2 ＋ 2H 2 O===4HF ＋ O 2 。 (3) 与金属反应生成相应的金属卤代物。 2 ．递变性 随着核电荷数的增加，卤族元素原子的电子层数逐渐增多， 原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引能力逐渐减弱， 得电子能力逐渐减弱，非金属性 ( 氧化性 ) 逐渐减弱。表现为： (1) 与 H 2 化合越来越难，生成的氢化物稳定性越来越差，其 水溶液的酸性越来越强，其熔沸点逐渐升高。 (2) 与 H 2 O 反应越来越难，反应程度越来越低。 (3) 与金属反应越来越难， F 2 、 Cl 2 、 Br 2 与变价金属反应生 成高价态化合物， I 2 与变价金属反应生成低价态化合物。如 2Fe ＋ 3Cl 2 2FeCl 3 ， Fe ＋ I 2 FeI 2 。 (4) 卤素单质的氧化性逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐 增强，故卤素单质间能发生置换反应 (F 除外 ) 。 (1)F 无正价，无含氧酸，其阴离子非常稳定，还原性极弱。 (2)Cl 2 易液化。 (3) 在常温常压下， Br 2 是唯一的一种液态非金属单 质。 (4)I 2 遇淀粉变蓝色。 元素金属性、非金属性强弱的判断 1 ．元素金属性强弱的判断 (1) 单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强。 (2) 金属阳离子的氧化性越弱，对应金属的金属性越强。 (3) 最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。 (4) 单质与盐溶液的置换反应中，活动性强的金属置换活动 性弱的金属。 2 ．元素非金属性强弱的判断 (1) 与氢气化合生成气态氢化物越容易，其气态氢化物越稳 定，非金属性越强。 (2) 单质的氧化性越强，其离子的还原性越弱，非金属性越 强。 (3) 最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强。 (4) 单质与盐溶液的置换反应 ( 必须是盐中的阴离子被氧 化 ) ， 活动性强的非金属置换活动性弱的非金属。 碱金属及其性质 [ 例 1 ] 下列有关碱金属的说法中，正确的是 ( ) 。 A ．金属锂应保存在煤油中 B ．金属钠着火应用泡沫灭火剂灭火 C ．它们都能在空气里燃烧生成 M 2 O(M 表示碱金属 ) D ．碱金属单质随着核电荷数的递增与水反应的剧烈程度 逐渐加剧 解析： 金属锂的密度比煤油小，应保存在石蜡中； Na 在空 气中燃烧生成的 Na 2 O 2 能与泡沫灭火剂喷洒出来的 CO 2 和 H 2 O 反应生成 O 2 ，使燃烧更剧烈，不能达到灭火的目的；碱金属在 空气中 燃烧，根据其金属性不同，生成的氧化物不同，如 K 在 空气中燃烧生成的是 KO 2 。 答案： D 1 ． ( 2011 年福建三明检测 ) 已知锂和镁的单质及其化合物在 很多性质上具有相似性，由此可以推断下列关于锂及其化合物 的叙述中，正确的是 ( ) 。 D A ． LiOH 加热时，不会分解 B ． Li 2 CO 3 加热时，不会分解 C ． Li 在氧气中燃烧生成 Li 2 O 2 D ． Li 与稀硫酸反应生成 Li 2 SO 4 解析： 由于 Li 和 Mg 很多性质具有相似性，故 LiOH 能加 热分解； Li 2 CO 3 的热稳定性不好，容易分解； Li 在氧气中燃烧 生成的是 Li 2 O ； Li 与稀硫酸反应生成 Li 2 SO 4 。 2 ．关于钠和钾元素的比较中，　　　的是 ( ) 。 A ．钾原子失电子比钠原子容易 B ．钾离子氧化性比钠离子强 C ．钾与水反应比钠剧烈 D ． KOH 碱性比 NaOH 强 解析： 金属单质的还原性越强，其对应阳离 子的氧化性越 弱。 B 卤素及其性质 [ 例 2](2011 年广东广州检测 ) 下列关于 F 、 Cl 、 Br 、 I 的比较， 说法正确的是 ( ) 。 B A. 原子最外层的电子数随核电荷数的增加而增多 B. 单质颜色随核电荷数的增加而加深 C. 氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强 D. 非金属性随核电荷数的增加而增强 解析： 卤族元素最外层电子数都为 7 ，在化学反应中容易 得到电子，且从 F 到 I ，元素的非金属性减弱，与氢气化合越困 难，对 应氢化物的稳定性越差，对应单质的氧化性减弱，常温 下状态由气体到液体再到固体，颜色由浅黄绿色到红棕色再到 紫黑色，对应离子的还原性增强。 3 ． a 、 b 、 c 、 d 四个集气瓶中装有 Cl 2 、 H 2 、 HCl 、 HBr 中 的任一种气体，若 a 、 d 两瓶气体混合后强光照射下发生爆 炸， a 、 b 两瓶气体混合，瓶壁上出现红棕色液滴，则 a 、 b 、 c 、 d 四瓶中气体应是 ( ) 。 A A ． Cl 2 、 HBr 、 HCl 、 H 2 C ． H 2 、 HBr 、 HCl 、 Cl 2 B ． Cl 2 、 HCl 、 HBr 、 H 2 D ． H 2 、 HCl 、 HBr 、 Cl 2 解析： 找突破口：从红棕色液滴可知发生了卤素单质间的 置换反应，而能满足这个条件的只有 HBr 和 Cl 2 混合，且 a 、 d 混合发生爆炸，故 a 为 Cl 2 ， b 为 HBr ， d 为 H 2 ， c 为 HCl 。 砹或砹的化合物　　　具有的性质是 ( 4 ． ( 双选 ) 砹 ( At) 原子序数 85 ，与 F 、 Cl 、 Br 、 I 同族，推测 ) 。 BC A ．常温常压下，砹是有色固体 B ．非金属性： At ＞ I C ． HAt 非常稳定 D ． I 2 能把 At 从其可溶性的盐溶液中置换出来 解析： 砹属于卤族元素，卤族元素的性质具有一定的相似 性和递变性。砹的原子序数大于碘，随着核电荷数的增加，其 单质的熔沸点逐渐增大且颜色也逐渐加深， A 正确；随着核电 荷数的增加，元素非金属性逐渐减弱，对应的氢化物稳定性逐 渐减弱，故 B 、 C 错误；卤素间能发生置换反应，且氧化性： I 2 ＞ At 2 ，故 D 正确。 金属性与非金属性的强弱判断 [ 例 3](2011 年广东佛山检测，双选 )X 、 Y 是元素周期表第 ⅦA 族中的两种元素 。 下列 叙述能说明 X 的非金属性比 Y 强的 是 ( ) 。 A.X 原子的电子层数比 Y 原子的电子层数少 B.X 的单质能将 Y 从 NaY 的溶液中置换出来 C.X 的单质比 Y 的单质更容易与氢气反应 D. 同浓度下 X 的氢化物水溶液比 Y 的氢化物水溶液的酸性 强 解析： 元素非金属性与元素得电子的能力有关，与原子的 电子层数无关， A 错误；非金属单质能发生置换反应，非金属 性强的单质能置换出非 金属弱的单质， B 正确；与氢气化合越 容易，对应氢化物的稳定性越好，其非金属性越强， C 正确； 对应氢化物的酸性越强，说明其非金属性越弱， D 项的非金属 性： Y>X 。 答案： BC 5 ．　　说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是 ( ) 。 ① HCl 比 H 2 S 稳定 A ② HClO 氧化性比 H 2 SO 4 强 ③ HClO 4 酸性比 H 2 SO 4 强 ④ Cl 2 能与 H 2 S 反应生成 S ⑤ 氯原子最外层有 7 个电子，硫原子最外层有 6 个电子 A ． ②⑤ B ． ①② C ． ①②④ D ． ①③⑤ 解析： 含氧酸的氧化性不能作为判断元素非金属性强弱的 依据；而最外层电子数多的元素非金属性不一定强，如非金属 性： O>I ，非金属性强弱是比较得电子能力的强弱，而不是得电 子的数目多少。