第1章 第3节 第2课时 研究同主族元素的性质-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册创新导学案word（鲁科版2019）

第2课时　研究同主族元素的性质 核心素养 学业要求 从物质的微观结构说明同类物质具有相似性质的原因，解释同类物质的性质变化规律。 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。 2.能设计实验方案，探究卤族元素性质的相似性和递变性。 1．碱金属元素原子结构和性质的相似性和递变性 (1)碱金属元素原子结构和性质的相似性 ①原子的最外电子层都有1个电子。 ②最高化合价均为＋1价。 ③都是活泼的金属元素，单质都能与氧气、水等物质发生反应。 ④最高价氧化物对应的水化物一般具有很强的碱性。 ⑤碱金属单质都呈银白色(铯除外，略带金色光泽)，质软，密度小，导电性、导热性和延展性较好。 (2)碱金属元素原子结构和性质的递变性 结构及性质 规律 原子半径 逐渐增大 单质的还原性 逐渐增强 与水、氧气反应的剧烈程度 反应越来越剧烈 最高价氧化物对应水化物的碱性 单质的熔、沸点 逐渐降低 2.卤族元素原子结构和性质的相似性和递变性 (1)卤族元素原子结构和性质的相似性 ①原子的最外电子层都有7个电子。 ②最高正价除F外均显＋7价，最低负价为－1价。 ③气态氢化物的通式为HX(X表示卤素)。 ④最高价氧化物对应的水化物的通式为HXO4(F除外)。 ⑤在氧化还原反应中，它们的单质常做氧化剂。 (2)卤族元素原子结构和性质的递变性 结构及性质 规律 原子半径 单质的氧化性 阴离子的还原性 与H2化合的难易程度 氢化物的稳定性 最高价氧化物对应水化物的酸性 单质颜色 单质熔、沸点 3.同主族元素性质递变规律 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)碱金属具有相似的化学性质，都是活泼金属。(　　) (2)从Li→Cs，其离子的氧化性依次减弱。(　　) (3)碱金属元素单质都应该保存在煤油中。(　　) (4)金属钾能从氯化钠溶液中置换出钠。(　　) (5)碱金属元素在自然界中能以游离态存在。(　　) (6)HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱。(　　) (7)卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)与活泼金属都能反应生成相应的金属卤化物。(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× (6)√　(7)√ 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 答案　B 3．下列各组比较不正确的是(　　) A．铯与水的反应现象比钠剧烈 B．还原性：K<Na<Li C．熔点：Li>Na>K D．碱性：LiOH＜NaOH＜KOH 答案　B 4．钾和钠的化学性质相似，下列说法能较好地解释这个事实的是(　　) A．原子最外层电子数相同 B．都是金属元素 C．原子半径相差不大 D．最高化合价相同 答案　A 5．下列事实不能说明非金属性Cl>I的是(　　) A．Cl2＋2I－===2Cl－＋I2 B．热稳定性：HCl>HI C．酸性：HClO4>HIO4 D．熔、沸点：Cl2<I2 答案　D 探究　同主族元素原子结构与性质的相似性与递变性 同主族元素原子结构与性质的递变规律 内容 同主族自上而下 原子结构 电子层数 增多 最外层电子数 相同 原子半径 逐渐增大 元素性质 原子得电子能力 减弱 原子失电子能力 增强 元素的金属性 增强 元素的非金属性 减弱 单质还原性或氧化性 还原性增强，氧化性减弱 元素的主要化合价 最高正价＝主族序数(O、F无正价) 非金属元素气态氢化物的形成及稳定性 形成由易到难，稳定性由强到弱 最高价氧化物对应的水化物 酸性 减弱 碱性 增强 非金属气态氢化物的还原性 增强 离子氧化还原能力 阳离子氧化性 减弱 阴离子还原性 增强 (1)碱金属单质与水反应的通式：2R＋2H2O===2ROH＋H2↑(R代表碱金属单质)。 (2)随着原子序数的增加，碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常)，钾与钠均保存在煤油中，锂一般保存在石蜡中。 (3)卤素单质与变价金属(如Fe)反应时，F2、Cl2、Br2生成高价卤化物(如FeX3)，而I2只能生成低价卤化物(如FeI2)。 (4)HF为弱酸，HCl、HBr、HI均为强酸，且其酸性逐渐增强。 1．下列关于锂、钠、钾、铷、铯元素的叙述不正确的是(　　) ①氢氧化物中碱性最强的是CsOH　②单质熔点最高的是铯　③其单质与O2反应均可得到多种氧化物　④其单质的密度依次增大，均要保存在煤油中　⑤其单质的还原性依次增强　⑥其对应阳离子的氧化性依次增强 A．①③⑤ B．②④⑥ C．②③④⑥ D．①⑤ 答案　C 解析　根据元素周期律可知，Li、Na、K、Rb、Cs的金属性逐渐增强，氢氧化物中碱性最强的为CsOH，①正确；单质熔点最高的为Li，②错误；Li与O2反应时只生成Li2O，③错误；从Li到Cs的密度依次增大(K反常)，Li常保存在石蜡中，④错误；由于Li、Na、K、Rb、Cs的金属性依次增强，故其单质的还原性依次增强，对应阳离子的氧化性依次减弱，⑤正确，⑥错误。 2．下列关于卤族元素的说法正确的是(　　) A．从HF、HCl、HBr、HI的酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律 B．卤族元素的单质只有氧化性 C．从F到I，原子得电子能力逐渐减弱 D．卤素单质与H2化合的难易程度按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由难变易 答案　C 3．X、Y为同主族元素，Y的原子半径大于X，下列说法正确的是(m、n均为正整数)(　　) A．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性 B．若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱 C．若HnY的水溶液为酸性，则HnX的酸性比HnY的酸性更强 D．若Y的最高正价为＋7，则X的最高正价一定为＋7 答案　B 解析　若该酸为硝酸，则氨气溶于水溶液显碱性，A错误；若X(OH)n为强碱，X、Y为同主族金属元素，Y的原子半径大于X，金属性Y>X，则Y(OH)n也一定为强碱，B正确；若X为O元素、Y为S元素，H2S的水溶液为酸性，但H2O为中性，C错误；若Y的最高正价为＋7，则X、Y为ⅦA族的元素，若X为F元素，则F没有正化合价，D错误。 本课小结 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．锂(Li)是世界上最轻的金属，它属于碱金属的一种。下列说法正确的是(　　) A．碱金属单质在氧气中燃烧，都生成过氧化物 B．Li是碱金属原子中半径最小的原子 C．Li、Na、K、Rb＋的最外层都只有一个电子 D．Na＋比Li多一个电子层 答案　B 解析　锂在氧气中燃烧只生成氧化锂，A错误；Li、Na、K的最外层都只有一个电子，Rb＋的最外层是8个电子，C错误；Na＋和Li的电子层数相同，都有2个电子层，D错误。 2．具有下列结构的原子一定属于碱金属元素的是(　　) A．最外层只有一个电子 B．最外层电子数为次外层电子数的一半 C．M层电子数为K层电子数的 D．最外层电子数是电子层数的3倍 答案　C 解析　原子的最外层只有一个电子的元素，除碱金属元素以外，还可能是H元素，也可能是Cr、Cu等少数过渡元素，A错误；原子的最外层电子数为次外层电子数的一半，可以是Li、Si元素，B错误；原子的M层电子数为K层电子数的，只能是Na元素，C正确；原子的最外层电子数是电子层数的3倍，只能是O元素，D错误。 3．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(　　) ①单质的氧化性增强　②单质的颜色加深 ③气态氢化物的稳定性增强　④单质的沸点升高　⑤阴离子的还原性增强 A．①②③ B．②③④ C．②④⑤ D．①③⑤ 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①叙述错误、⑤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，②叙述正确；HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，③叙述错误；F2、Cl2、Br2、I2在通常情况下其状态变化为气→液→固，则沸点逐渐升高，④叙述正确。 4．镭(Ra)位于元素周期表中第7周期ⅡA族，下列关于镭的单质及其化合物的性质推测错误的是(　　) A．镭的原子半径比钙的大 B．氯化镭的化学式为RaCl2 C．单质镭不能与水反应产生氢气 D．氢氧化镭的碱性比氢氧化钙的强 答案　C 5．下列关于碱金属的叙述错误的是(　　) A．它们都能在空气中燃烧生成M2O(M指碱金属元素) B．它们都能与水反应生成氢气和碱 C．随核电荷数的递增，它们所形成的阳离子的氧化性依次减弱 D．碱金属中密度最小的是锂 答案　A 解析　Na在空气中燃烧生成过氧化钠，K在空气中燃烧生成超氧化钾，A错误。 6．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”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 g·cm－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8周期ⅠA族，属于碱金属元素，类比碱金属的性质可知A正确。 7．下列各性质中符合图示关系的是(　　) ①化合价　②ROH的碱性　③密度　④最外层电子数　⑤核外电子层数　⑥单质失e－能力 A．②④⑤⑥ B．②⑤⑥ C．②③⑤⑥ D．①②③⑤ 答案　B 解析　碱金属元素最外层电子数相同，均为1，化合物中的化合价均为＋1价，故①④不符合；碱金属从上到下密度增大，钾反常，③不符合。 8．已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现进行氯气的性质实验(如图)。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部位颜色描述正确的是(　　) 选项 ① ② ③ ④ A 黄绿色 橙色 蓝色 无色 B 无色 橙色 紫色 白色 C 黄绿色 橙色 蓝色 白色 D 黄绿色 无色 紫色 白色 答案　C 解析　常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出Cl2，Cl2的颜色是黄绿色，①处充满黄绿色的Cl2；Cl2进入玻璃管后与②处NaBr溶液发生置换反应生成Br2，溴的水溶液颜色为橙色，所以②处的白色棉球变为橙色；Cl2和③处KI溶液反应置换出I2，淀粉溶液遇I2变蓝，③处棉球变为蓝色；④处Cl2与NaOH溶液反应生成无色的NaCl、NaClO，棉球本身是白色的，所以④处的颜色为白色。 9．已知W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大，W、Z同主族，X、Y、Z同周期，其中只有X为金属元素。下列说法一定正确的是(　　) A．原子半径：X>Y>Z>W B．W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强 C．W的气态氢化物的稳定性小于Y的气态氢化物的稳定性 D．若W与X原子序数差为5，则形成化合物的化学式为X3W2 答案　A 解析　W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增大。W、Z同主族，X、Y、Z同周期，其中只有X为金属元素，则W为第2周期元素，X、Y、Z为第3周期元素，相对位置为，X为Na或Mg或Al，当W为N，Z为P，则Y为Si；W为O时Z为S，则Y为Si或P；W为F时Z为Cl，则Y为Si或P或S。W为O或F时无正价，则W不存在含氧酸，故B错误；非金属性：W>Y，则W的气态氢化物的稳定性大于Y的气态氢化物的稳定性，故C错误；若W与X原子序数差为5，W为N时X为Mg，或W为O时X为Al，形成化合物的化学式为Mg3N2或Al2O3，故D错误。 10．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，Y的非金属性在所有短周期元素中最强，Z的最外层电子数与最内层电子数相等，W是地壳中含量第二的元素。下列叙述正确的是(　　) A．原子半径的大小顺序：r(Z)>r(W)>r(Y)>r(X) B．Y的单质与H2化合时，点燃安静燃烧，光照则会发生爆炸 C．最简单气态氢化物的稳定性：X>W D．单质Z不能与水发生化学反应 答案　C 解析　由题中信息可推知：X为O元素，Y为F元素，Z为Mg元素，W为Si元素。同一周期主族元素，从左到右，原子半径逐渐减小，同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，原子半径的大小顺序：r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y)，故A错误；氟气与H2在暗处就会发生爆炸，故B错误；非金属性越弱，对应氢化物的稳定性越弱，非金属性：O>Si，最简单气态氢化物的稳定性：X>W，故C正确；镁与热水能发生化学反应，故D错误。 11．下列有关物质性质的比较正确的是(　　) ①同主族元素从上到下，单质的氧化性逐渐减弱，熔点逐渐降低　②元素的非金属性越强，气态氢化物的热稳定性越弱　③单质与水反应的剧烈程度：F2>Cl2>Br2>I2　④元素非金属性越强，对应气态氢化物水溶液的酸性越强　⑤还原性：S2－>Se2－　⑥碱性：NaOH>Mg(OH)2 A．①③ B．②④ C．③⑥ D．⑤⑥ 答案　C 二、非选择题 12．已知铯位于元素周期表中第6周期ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容： (1)铯的原子核外共有________个电子层，最外层电子数为________。 (2)铯单质与水剧烈反应，放出____色气体，生成的溶液使紫色石蕊试纸显____色。 (3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性________(填“弱”或“强”)。 答案　(1)6　1　(2)无　蓝　(3)强 13．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。如图是元素周期表的一部分。 (1)阴影部分元素N在元素周期表中的位置为________________。根据元素周期律，预测酸性强弱：H3AsO4________(用“>”或“<”表示)H3PO4。 (2)元素S的最高正价和最低负价的代数和为________，在一定条件下，S与H2反应有一定难度，请判断：在相同条件下Se与H2反应的难度比S与H2反应难度________(填“更大”“更小”或“相同”)。 (3)Br2具有较强的氧化性，SO2具有较强的还原性，将SO2气体通入溴水后，溶液中存在的主要离子是______________。 (4)下列说法正确的是________。 A．C、N、O、F的原子半径随着原子序数的增大而减小 B．氯气能置换出NaBr溶液中的溴 C．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 答案　(1)第2周期ⅤA族　<　(2)4　更大 (3)H＋、Br－、SO　(4)ABC 解析　(3)在水的作用下，Br2能把SO2氧化为H2SO4，自身被还原为Br－。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$