考点23 碱金属元素及性质-2023-2024学年高一化学核心考点归纳与测试（人教版2019必修第一册）

考点23 碱金属元素及性质 【知识梳理】 一、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 碱金属元素 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 碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是电子层数依次递增，其变化规律是随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大 在周期表中的位置：第ⅠA族 相似性：碱金属元素原子的最外层都有1个电子，很容易失去，因此碱金属元素的最高正价为＋1价，最高价氧化物对应的水化物均为强碱(所以称为碱金属)，典型的活泼金属元素 递变性：随着原子序数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大 二、碱金属的性质 1．物理性质 物质名称 颜色和状态 密度/g·cm－3 熔点/℃ 沸点/℃ 锂 银白色，柔软 0.534 180.5 1 347 钠 银白色，柔软 0.97 97.81 882.9 钾 银白色，柔软 0.86 63.65 774 铷 银白色，柔软 1.532 38.89 688 铯 略带金色光泽，柔软 1.879 28.40 678.4 相似性：碱金属单质都有银白色的金属光泽(铯略带金色光泽)、硬度小、密度小、熔沸点较低，良好的导电、导热性，有延展性，钠钾合金为液态，可做原子反应堆的导热剂 递变性：在碱金属内，随着元素原子核电荷数的增加，单质的熔点和沸点逐渐降低，密度呈增大趋势(但ρNa＞ρK)，且Li、Na、K的密度小于1；Rb、Cs的密度大于1 2．化学性质——与钠相似 （1）碱金属与O2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， (1)Li与O2反应：4Li＋O22Li2O (Li与氧气不管常温还是加热都只能生成Li2O) (2)Na与O2反应：4Na+O2===2Na2O 2Na+O2Na2O2 (2)K与O2反应： 4K+O2===2K2O 2K+O2K2O2 K+O2KO2 (超氧化钾) ①碱金属与O2反应越来越剧烈，加热时产物更加复杂，如：Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成 Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2，Rb、Cs与氧气反应，都生成比过氧化物更复杂的氧化物 ②碱金属常温下均能与氧气反应生成氧化物(R2O)；Li与氧气不管是常温还是加热均生成Li2O ③超氧化物(KO2)、臭氧化物(RbO3)与Na2O2性质类似，都能与H2O、CO2反应，具有强氧化性 （2）碱金属与水反应：2R＋2H2O===2ROH＋H2↑ 碱金属 钾 钠 实验操作 实验现象 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“嘶嘶”的响声，反应后的溶液加酚酞变红 结论 与水反应的剧烈程度：K>Na 金属活泼性：K>Na 实验原理 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑ 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 【核心归纳】1．①碱金属都能与H2O反应，且反应越来越剧烈 ②Li与水反应不熔化；钠与水反应时熔化；钾与水反应熔化，且使产生的H2燃烧发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸 ③结论：金属单质置换出水中氢越容易说明该元素的金属性越强。因此随着原子的电子层数增多，碱金属的活 动性增强 2．碱金属与卤素单质的反应：2R＋X22RX；碱金属与氢气反应(Na、K、Rb、Cs与氢气反应，都生成RH)：2R＋H22RH；碱金属与硫反应：2R＋SR2S 3．与常见盐溶液反应的离子方程式：碱金属与盐溶液反应，都是先与水反应，若符合复分解反应发生的条件，则生成的氢氧化物继续同盐发生复分解反应。碱金属均不能在水溶液中置换另外的金属单质 4．碱金属的原子结构与化学性质的关系 (1)相似性：碱金属元素原子在结构上的相似性，决定了锂、钠、钾、铷、铯在性质上的相似性，碱金属原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们的单质都具有较强的还原性。具体表现在： ①碱金属都能与O2、Cl2(卤素单质)、S等非金属单质及水反应 ②碱金属都能与水反应，反应的通式为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑ (R表示碱金属元素) ③碱金属都能与酸反应 (2)递变性：随着原子核外电子层数的增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，