第1节 第4课时 原子结构与元素的性质 卤族元素（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第一册）

第一节 原子结构与元素周期表 课时4 原子结构与元素的性质 卤族元素 人教版2019必修第一册 第四章 物质结构 元素周期律 素养目标 宏观辨识与微观探析： 认识卤族元素性质的递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释同主族元素性质的递变规律，掌握元素性质与原子结构的关系，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。 证据推理与模型认知： 通过分析卤族元素的相关性质的图表信息，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工，培养分析、处理数据的能力，体会事物变化过程中量变引起质变的规律，落实证据推理与模型认知的化学核心素养。 科学探究与创新意识： 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。 教学目标 本节重点 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。 本节难点 设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性。 1.知道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。 2.能设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性。 新课导入 请你回忆！ 氯气是怎样被制备和命名的？ Cl2 1774年，瑞典化学家舍勒发现：软锰矿与盐酸混合后加热就会生成一种令人窒息的黄绿色气体。当时，舍勒及许多化学家都坚信拉瓦锡的观点，认为这种黄绿色的气体是一种化合物，所以舍勒称它为“氧化盐酸”。1810年，戴维证明了所谓的氧化盐酸不是一种化合物，而是一种化学元素的单质。他将这种元素命名为“Chlorine”。它的希腊文原意是“绿色”。中文译名为氯。 观看 新课导入 请你回忆！ 标出氯元素在周期表中的位置并分析它的结构特点 易得到电子 卤族元素结构性质如何？ 5 卤族元素的原子结构 壹 卤素单质的物理性质及变化规律 贰 知识导航 卤族元素化学性质的相似性和递变性 叁 方法指导 【方法导引】 预测 预测是在已有信息的基础上，依据一定规律和方法对未知事物所进行的一种推测。在化学研究中，可以根据物质的组成、结构和反应规律等，预测元素及其化合物的性质、可能发生的化学反应，并评估所作预测的合理性。 我们可以通过认识元素“位置”“结构”“性质”之间的内在联系，根据元素的“位置”“结构”特点预测和解释元素的性质。例如，钠与钾是IA族元素，它们都能与水反应：铷与钠、钾属于同族元素，所以，可预测出铷也能与水反应。 位于元素周期表VIIA族(第17纵列)的元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At) Ts 都能与Na、K、Ca、Mg等金属化合成盐，所以统称为卤素(成盐元素之意)。 7 01 卤族元素的原子结构 课堂思考 请你观察！ 从上到下卤族元素原子的核电荷数、原子半 径的变化有什么特点？完成表格内容。 9 课堂思考 请你观察！ 从上到下卤族元素原子的核电荷数、原子半 径的变化有什么特点？完成表格内容。 元素 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) 氟(F) 0.071 氯(Cl) 0.099 溴(Br) 1.12 碘(I) 1.32 结论 9 17 35 53 7 2 3 4 5 ①最外层电子数相等（均为7）；②从上到下，电子层数依次增加；③从上到下，原子半径依次增大。 10 课堂探究 一、卤族元素的原子结构 重点理解 1.卤族元素:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At) 石田（Ts），位于元素周期表VIIA族。 对比学习 2.卤族元素的原子结构 ①最外层电子数相等（均为7）； ②从上到下，电子层数依次增加； ③从上到下，原子半径依次增大。 典例精讲 【例1】已知某卤族元素位于周期表中第三周期，该元素原子结构 示意图正确的是(　　) A． B． C． D． C 【例2】关于原子序数为53的元素，以下说法正确的是（ ） A．位于第六周期 B．是金属元素 C．最外电子层含有6个电子 D．属于卤族元素 D 课堂思考 请你预测！ 请推测一下氟氯溴碘在性质上的相似性和递变性 结构上的相似和递变 （最外层7个电子） （和氯气的性质相似） 性质上的相似和递变 决定 观看 02 卤素单质的物理性质及变化规律 课堂思考 你知道吗？ 氯，溴和碘的发现之旅 Cl2 1774年，瑞典化学家舍勒发现：软锰矿与盐酸混合后加热就会生成一种令人窒息的黄绿色气体。当时，舍勒及许多化学家都坚信拉瓦锡的观点，认为这种黄绿色的气体是一种化合物，所以舍勒称它为“氧化盐酸”。1810年，戴维证明了所谓的氧化盐酸不是一种化合物，而是一种化学元素的单质。他将这种元素命名为“Chlorine”。它的希腊文原意是“绿色”。中文译名为氯。 课堂思考 你知道吗？ 氯，溴和碘的发现之旅 Br2 1824年，法国青年学生巴拉尔，在研究提取结晶盐后的母液时，当通入氯气时，母液变成红棕色。他断定这是和氯以及碘相似的新元素。1826年8月14日法国科学院组成委员会审查巴拉尔的报告，肯定了他的实验结果，将其命名为：葡萄牙文brōmos(恶臭)，因为溴具有刺激性臭味。溴的拉丁名和元素符号Br由此而来。 课堂思考 你知道吗？ 氯，溴和碘的发现之旅 1947年前苏联出版的一期《自然》杂志中，其中提到碘的发现说：“……在工作中的库尔图瓦放着两个玻璃瓶，一个是他制药用的，里面盛着海草灰和酒精，另一个里面盛着铁在硫酸中的溶液。库尔图瓦在吃饭，一只公猫撞倒了硫酸瓶和并列在一起的药瓶。器皿被打破了，液体混合起来，一缕蓝紫色的气体从地面上升起……” 课堂探究 二、卤素单质的物理性质及变化规律 重点理解 对比学习 观察卤素单质的颜色状态并阅读P102的表格 Br2 Cl2 卤素单质 颜色和状态 密度 (g.cm3) 熔点 (℃) 沸点(℃) F2 淡黄绿色，气体 1.69 -219.6 -188.1 Cl2 黄绿色，气体 3.214 -101 -34.6 Br2 深红棕色，液体 3.119 -7.2 58.78 I2 紫黑色，固体 4.93 113.5 184.4 溴是常温常压下唯一的液态非金属单质 碘易升华遇淀粉溶液变蓝色 课堂探究 二、卤素单质的物理性质及变化规律 重点理解 1.相似性 对比学习 都有颜色，有毒，在水中溶解度不大，易溶于有机溶剂，熔、沸点较低。 2.递变性 单质 颜色和状态 密度 熔点 ℃ 沸点 ℃ F2 淡黄绿色 气体 1.69g/L -219.6 -188.1 Cl2 黄绿色气体 3.124g/L -101 -34.6 Br2 深棕色液体 3.119g/cm3 7.2 58.78 I2 紫黑色固体 4.93g/cm3 113.5 184.4 密度逐渐增大 熔点逐渐升高 颜色逐渐加深 课堂探究 二、卤素单质的物理性质及变化规律 重点理解 对比学习 2.递变性 ①卤素单质均为有色物质，且从F2到I2，颜色逐渐加深； ②且从F2到I2，熔、沸点依次升高，通常情况下，F2、Cl2为气体，Br2由为液体，I2为固体。 ③从F2到I2，密度逐渐增大。 ④从F到I，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，单质氧化性逐渐减弱。 课堂思考 请你试试！ 请推测一下氟氯溴碘在化学性质上的相似性和递变性 最外层7个电子 原子结构 性质 决定 具有氧化性 容易得1个电子 相似性： 递变性： 核电荷数递增 电子层数递增 原子半径依次增大 得电子能力逐渐减弱 单质的氧化性逐渐减弱 03 卤族元素化学性质的相似性和递变性 三、卤族元素化学性质的相似性和递变性 课堂探究 重点理解 对比学习 1.化学性质的相似性 氯气的化学性质 （1）与金属反应 如：3Cl2+2Fe=2FeCl3 （2）与H2反应 Cl2+H2=2HCl（强光照射爆炸） （3）与水反应 Cl2+H2O==HCl+HClO （4）与碱反应 Cl2+ 2NaOH = NaCl + NaClO +H2O （1）都能与金属反应生成金属卤化物 （2）都能与氢气反应生成卤化氢（HX） （3）都能与水反应 （4）都能与碱反应 卤素单质的化学性质 23 课堂探究 重点理解 三、卤族元素化学性质的相似性和递变性 对比学习 (1)X2与金属单质反应 通式： X2+金属 金属卤化物 2Na +Cl2=2NaCl 2Na+Br2=2NaBr 2Na+I2=2NaI 特殊： I2与变价金属生成低价盐 Fe+I2=FeI2 2Cu+I2=2CuI 得到电子的能力逐渐减弱 课堂探究 重点理解 三、卤族元素化学性质的相似性和递变性 对比学习 (2)卤素单质与水反应 Br2＋ H2O=====HBr＋HBrO 2F2＋2H2O=====4HF＋O2 （特例） Cl2 ＋H2O=====HCl＋HClO 通式：X2 ＋ H2O=====HX＋HXO（X:Cl、Br、I） I2 ＋H2O=====HI＋HIO 反应越来越难以发生 课堂探究 三、卤族元素化学性质的相似性和递变性 重点理解 对比学习 (3)卤素单质与氢气反应 卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性 F2 暗处 很稳定 Cl2 光照或点燃 较稳定 Br2 加热 不如氯化氢稳定 I2 不断加热 不稳定，同一条件下同时分解 结论 从F2到I2，与H2化合越来越___，生成的氢化物稳定性逐渐_____，元素的非金属性逐渐_____ H2＋F2===2HF 难 减弱 减弱 H2＋I2 2HI △ 课堂思考 请你推测！ 根据卤族元素原子结构的相似性和递变性，推测卤素元素 性质的相似性和递变性是什么？ 思考与讨论 （1）根据卤素的原子结构，请你试着推测氟、氣、澳、碘在化学性质上表现出的相似性和逃变性。 （2） 根据卤素单质与氢气的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与氢气反应的规律性变化。 F2 Cl2 Br2 I2 ①与氢气反应的难易程度： 。 ②生成的氢化物的稳定性： ③卤素的非金属性强弱®； X2＋H2===2HX 相似性：与氢气反应生成相应的氢化物： 课堂探究 三、卤族元素化学性质的相似性和递变性 重点理解 对比学习 2.化学性质的递变性 递变性：规律：F2 Cl2 Br2 I2 与氢气反应难易程度：依次___________ 与氢气反应剧烈程度：依次______________ 生成氢化物的稳定性：依次_________________________ 卤素的非金属性强弱：依次_________________________ 减弱 减弱 易→难 减弱 随着核电荷数递增，卤族元素的原子电子层增加，原子半径增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子得电子的能力逐渐减弱，即由氟到碘，非金属性逐渐减弱。 典例精讲 【例3】元素周期表中卤族元素(F→I) 的单质和化合物的性质，从上到下呈现一定的递变性。下列叙述中正确的是(   ) ①氢卤酸(HX) 的酸性依次减弱 ②单质的颜色加深 ③气态氢化物的 佛点依次增高 ④单质的沸点升高  ⑤阴离子的还原性增强 A．①②④ B．②③④⑤ C．②④⑤ D．①③⑤ C 【例4】砹(At)是原子序数最大的卤族元素，对砹及其化合物的 叙述，不正确的是（ ） A．与H2化合的能力：At2<I2 B．砹在常温下为白色固体 C．砹难溶于水，易于四氯化碳 D．砹原子的最外层有7个电子 B 课堂思考 请你思考！ 如何设计实验证明卤素单质间的氧化性强弱 Br2 1824年，法国青年学生巴拉尔，在研究提取结晶盐后的母液时，当通入氯气时，母液变成红棕色。他断定这是和氯以及碘相似的新元素。1826年8月14日法国科学院组成委员会审查巴拉尔的报告，肯定了他的实验结果，将其命名为：葡萄牙文brōmos(恶臭)，因为溴具有刺激性臭味。溴的拉丁名和元素符号Br由此而来。 Cl2 置换 课堂探究 三、卤族元素化学性质的相似性和递变性 实验探究 重点理解 3.卤素间的置换反应 分别向盛有4 mL KBr溶液和4 mL KI溶液的两支试管中加入1mL氯水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式。 向盛有4 mL. KI溶液的试管中加入1mL溴水，振荡，观察溶液的颜色变化，并与溴水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式。 【实验4-1】 课堂探究 三、卤族元素化学性质的相似性和递变性 观察现象 ， 实验探究 3.卤素间的置换反应 课堂探究 三、卤族元素化学性质的相似性和递变性 观察现象 实验探究 4.卤素间置换反应的现象及结论 (1)分别向KBr和KI溶液中滴加氯水，观察现象 滴加氯水 滴加氯水 KBr溶液 KI溶液 溶液由无色变为橙色 溶液由无色变为橙红色 2KBr + Cl2 = Br2 + 2KCl 2KI + Cl2 = I2 + 2KCl 2Br－ + Cl2 = Br2 + 2Cl－ 氧化性：Cl2＞Br2 还原性：Br－＞Cl－ 2I－ + Cl2 = I2 + 2Cl－ 氧化性：Cl2＞I2 还原性：I－＞Cl－ 课堂探究 三、卤族元素化学性质的相似性和递变性 观察现象 实验探究 4.卤素间置换反应的现象及结论 (2)向KI溶液中滴加溴水，观察现象 滴加溴水 KI溶液 溶液由无色变为棕红色 2KI + Br2 = I2 + 2KBr 2I－ + Br2 = I2 + 2Br－ 氧化性：Br2＞I2 还原性：I－＞Br－ 由上得到氧化性：Cl2＞Br2＞I2；还原性：I－＞Br－＞Cl－ 随着核电荷数的增加，卤族元素单质的氧化性，按照F2、Cl2、Br2、I2的顺序依次减弱 典例精讲 【例5】验证氧化性强弱Cl2＞Br2＞I2，设计如下实验。(已知：稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色；忽略氧气的影响)下列说法不正确的是（ ） D 实验① 实验② 实验③ 实验④ 溶液变为浅黄绿色 溶液变为黄色 溶液变为棕黄色 溶液变为蓝色 A．实验①设计目的为：排除实验②③④水稀释的影响 B．实验②发生反应为：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－ C．实验③的现象可以证明氧化性：Cl2＞I2 D．实验④能证明氧化性：Br2＞I2 课堂思考 请你总结！ 同主族元素的原子结构与性质的关系 同主族元素 (自上而下) 电子层数 逐渐增多 原子半径 逐渐增大 得电子能力 逐渐减弱 失电子能力 逐渐增强 金属性逐 渐增强 非金属性 逐渐减弱 周期表 位置 元素 性质 原子 结构 我们研究了两个具有代表性的主族：碱金属和卤素。 课堂小结 卤族元素性质的相似性 元素 F Cl Br I 最外层电子数 最高正价 最低负价 最高价氧化物对应水化物 气态氢化物 自然界中状态 均以化合态形式存在 均为7 均为7（F除外） 均为-1 无 HF HClO4 HBrO4 HIO4 HCl HBr HI 37 课堂小结 卤素单质化学性质的递变性 化学性质 规律（按F、Cl、Br、I顺序） 原子得电子能力 非金属性 单质的氧化性 阴离子的还原性 最高价氧化物对应水化物的酸性 单质与氢气化合的难易程度 氢化物的稳定性 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐减弱 越来越难 逐渐减弱 38 课堂小结 同主族元素性质的规律 原子序数递增原子半径增大 元素原子失电子能力增强， 元素原子得电子能力减弱。 元素的金属性逐渐增强， 元素的非金属性逐渐减弱。 39 随堂演练 1．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X2＋H2O=HXO＋HX表示 B．还原性：Cl->Br- C．卤素单质的密度从F2→I2随相对分子质量增大而增大 D．F2可以从NaCl溶液中置换出Cl2 C 2.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 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 B 40 随堂演练 3.(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 HI B B B 41 演示完毕 感谢聆听 https://www.zxxk.com/user/13354804 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.20.100 $$