4.1.3 原子结构与元素性质——碱金属元素 讲义 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

本讲义聚焦“原子结构与元素性质——碱金属元素”核心知识点，从原子结构（最外层电子数、电子层数、原子半径）的相似性与递变性入手，结合钠钾与氧气、水反应的实验现象及方程式，构建“结构决定性质”的认知支架，系统梳理碱金属性质递变规律。 资料采用梯度分层设计，基础巩固夯实结构与性质的化学观念，根基训练通过比较归纳提升科学思维，拔高提升结合实验分析与未知元素预测培养科学探究能力。如钠钾燃烧实验填空助学生建立微观-宏观联系，“类钫”性质推断锻炼证据推理，课中辅助分层教学，课后助力查漏补缺。

4.1.3 原子结构与元素性质——碱金属元素 梯度分层 基础巩固：课堂衔接，回归教材，夯实根本 根基训练：轻松练习，关注重点，梳理难点 拔高提升：深度演练，能力提升，高阶练习 基础巩固 1 1.原子结构与元素性质的关系 (1)金属元素：原子最外层电子一般 4个，在化学反应中容易 电子，表现 。 (2)非金属元素：原子最外层电子一般 4个，在化学反应中容易 电子，表现 。 2．碱金属元素 碱金属元素包括(填名称及元素符号)： 等。 (1)碱金属的原子结构(Li→Cs) ①相似性：最外层均有 个电子。 ②递变性：电子层数逐渐增多，原子半径逐渐 。 (2)钠、钾与氧气反应比较实验 ①实验现象：都能在空气中燃烧，钠产生 色火焰，钾产生 色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)，钾燃烧更剧烈。 ②反应方程式： 、 。 (3)钾与水反应的实验 ①现象：浮于水面上，并熔化为闪亮的小球四处游动，发出嘶嘶的响声，并伴有燃烧，溶液呈红色。 ②化学方程式： 。 (4)碱金属性质的递变规律及原因 从Li→Cs，电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的引力逐渐 ，原子失去电子的能力逐渐 ，金属性逐渐 。 根基训练 2 1.已知有钠、钾及钠钾合金，对于它们三者熔点高低比较正确的是( ) A.钠钾合金＞钠＞钾 B.钠＞钾＞钠钾合金 C.钠＞钠钾合金＞钾 D.钾＞钠钾合金＞钠 2.下列关于碱金属的叙述中，不正确的是( ) A.钾元素比钠元素的金属性强 B.钾和钠的焰色分别为紫色和黄色 C.碱金属都能和水发生反应，生成氢氧化物并放出氢气 D.碱金属的熔点随着电子层数的增加而升高 3.如图表示第ⅠA族金属（又称为碱金属）的某些性质与核电荷数的变化关系，下列各性质中不符合图示关系的是( ) A.金属性 B.与水反应的剧烈程度 C.阳离子的氧化性 D.原子半径 4.下列关于碱金属元素的叙述错误的是( ) A.随核电荷数递增，碱金属单质的熔点依次降低 B.随核电荷数递增，碱金属单质的密度依次增大 C.碱金属单质都是密度较小的有色金属 D.碱金属元素的原子最外层都只有一个电子 5.天然存在的金属元素钫（Fr）极微量，它的已知同位素都有放射性，它是碱金属元素中最重的元素。根据它在元素周期表中的位置预言其性质，其中不正确的是( ) A.在已知元素中具有最大的原子半径 B.在空气中燃烧时生成氧化物 C.其最高价氧化物对应的水化物是强碱 D.其单质的熔点比金属钠的熔点低 6.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、的最外层都只有一个电子 D.比Li多一个电子层 7.钫（）是一种具有放射性的元素，原子序数为87，其原子最外层电子数是1。下列有关元素的说法不正确的是（ ） A.是第六周期第Ⅰ族元素 B.的原子核外有87个电子 C.在化合物中一般显价 D.其阳离子半径小于原子半径 8.下列有关碱金属元素的性质判断正确的是( ) A.Rb（铷）与反应最剧烈 B.K比Na活泼，故K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（铯）都易失去最外层1个电子，且失电子能力逐渐增强 拔高提升 3 1.金属钾可以与水(滴加酚酞溶液)剧烈反应，下列说法不正确的是( ) A.溶液变红，证明生成了碱性物质 B.钾浮在液面上并燃烧，与其密度及反应的热效应有关 C.钾与水反应比钠与水反应更剧烈，说明钾的金属性比钠强 D.金属钾与水发生反应前后化学键类型不变 2.以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述正确的是( ) ①氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③它们都是热和电的良导体 ④它们的密度依次增大，且都比水轻 ⑤它们的还原性依次增强 ⑥它们对应阳离子的氧化性依次增强 A.①③ B.②⑤ C.②④⑥ D.①③⑤ 3.下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是( ) ①金属性最强的是锂 ②形成的离子中，氧化性最强的是锂离子 ③在自然界中均以化合态形式存在 ④Li的密度最小 ⑤均可与水反应，产物均为MOH和 ⑥它们在中燃烧的产物都有和两种形式 ⑦离子半径： A.①②③④⑤ B.③④⑤⑥⑦ C.①②④⑥⑦ D.②③④⑤⑦ 4.钾、铷、铯在过量的氧气中燃烧均生成超氧化物，如。下列说法不正确的是( ) A.已知在450 ℃、15 MPa的条件下，Na与反应能够得到纯净的，则常温下的稳定性比好 B.具有强氧化性，能与水反应生成，其中水作还原剂 C.由反应，可知可用来作供氧剂 D.与水反应后得到强碱溶液 5.可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”，它位于碱金属族，根据元素周期表结构及元素性质变化趋势，下列关于碱金属某些元素原子结构和性质的判断，错误的是( ) ①锂与水反应比钠剧烈 ②金属单质都可以密封保存在煤油中 ③锂的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳 ④锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同 ⑤“类钫”单质是强还原剂 ⑥“类钫”在化合物中显+1价 ⑦推测“类钫”单质的密度应该大于 ⑧“类钫”单质有较高的熔点 A.①②④⑧ B.①②③⑦ C.③④⑤⑧ D.①③④⑥ 6.有关元素周期表判断，下列叙述不正确的是( ) ①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们一定是同主族元素 ②第A元素称为碱金属元素 ③用中文“馍”命名的第115号元素在周期表中位于第七周期第15列 ④周期表中同周期第ⅡA族与第ⅢA族原子序数只能相差1或11 ⑤同一主族元素的最外层电子数相同，最外层电子数相同的元素位于同一主族 ⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB，所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA ⑦主族金属元素都符合原子的最外层电子数≤4 A.①②⑤⑥ B.①②⑦ C.①②④⑤⑦ D.③④⑥⑦ 7.如图带漏斗的U形管中装有足量的煤油和水的混合物，静置后投入一小块碱金属。可观察到金属在煤油和水的界面附近上下往复运动，下列说法不正确的是( ) A.此碱金属可能是钾或钠 B.反应一段时间煤油会燃烧 C.碱金属上下运动是由于与水反应产生了氢气 D.若是金属锂则不能观察到上述现象 8.计量科学研究院研制的NIM6铯（）原子喷泉钟，精准度目前可以达到5400万年不差1秒。已知Cs与K原子的最外层电子数相等，铯原子核外有6个电子层。回答下列问题： （1）的结构示意图为_____________。 （2）常温下，铯单质与水反应比钾单质与水反应________（填“缓慢”或“剧烈”）；铯单质与水反应放出______色气体，同时得到的溶液能使紫色蕊试液显______色，则铯单质与水反应的化学方程式为________________________________。 （3）预测Cs原子的失电子能力比Na原子的________（填“弱”或“强”），预测依据是________________________________________。 答案以及解析 一、基础巩固 1.答案：(1)少于；失去；还原性 (2)大于或等于；得到；氧化性 2.答案：锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs) (1)①1；②增大 (2)①黄；紫；②2Na＋O2Na2O2；K＋O2KO2 (3)2K＋2H2O===2KOH＋H2↑ (4)增多；增大；减弱；增强；增强 2、 根基训练 1.答案：B 解析：合金的熔点比各成分金属的熔点低，碱金属的熔点随原子序数的增大而减小，以此来解答。合金的熔点比各成分的熔点低，碱金属的熔点随原子序数的增大而减小，则熔点为钠>钾>钠和钾的合金，故答案选B。 2.答案：D 解析：A.依据碱金属在周期表中的递变规律分析，从上到下原子半径依次增大，金属性增强，因此钾元素比钠元素的金属性强，A正确； B.钾焰色透过蓝色钴玻璃显紫色，钠元素焰色反应为黄色，B正确； C.碱金属是活泼金属，和水反应生成氢氧化物和氢气，C正确； D.碱金属熔点随原子序数增加熔点降低，D错误；答案选D。 3.答案：C 解析：由图可知随着核电荷数的增大，碱金属的性质呈增大趋势，其金属性逐渐增强，其单质与水反应的剧烈程度逐渐增大，其原子半径逐渐增大，A、B、D三项均正确；随碱金属的核电荷数递增，其阳离子的氧化性逐渐减弱，C项错误。 4.答案：B 解析：从上到下，碱金属元素原子半径逐渐增大，对外层电子束缚能力逐渐减弱，熔、沸点逐渐降低，A正确：随核电荷数递增，碱金属单质的密度呈增大趋势，但K反常，B错误；碱金属元素包含Li、Na、K、Rb、Cs、Fr，属于轻金属元素，碱金属单质的密度都较小，属于有色金属，C正确：碱金属元素都在第ⅠA族，原子最外层都只有一个电子，D正确。 5.答案：B 解析：同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，则F在已知元素中具有最大的原子半径，A正确；Na在空气中燃烧生成，Fr金属性比Na强，其与反应生成的氧化物更复杂，在空气燃烧不会生成，B错误；在碱金属元素中，Fr的金属性最强，其最高价氧化物对应水化物的碱性极强，C正确；碱金属元素从上到下，单质的熔点逐渐降低，故Fr的熔点比金属钠的熔点低，D正确。 6.答案：B 解析：A.碱金属单质在氧气中燃烧，并非都能生成过氧化物，如锂只生成氧化锂，A不正确；B.i是碱金属原子中半径最小的原子，B正确；C.Li、Na、K的最外层都只有一个电子，最外层是8个电子，C不正确；D.和Li的电子层数相同，都有2个电子层，D不正确。 7.答案：A 解析：A.的原子序数为，为第七周期第Ⅰ族元素，其原子最外层电子数是1，A错误；B.原子中，质子数=核外电子数=原子序数，则的原子核外有87个电子，B正确； C.原子的最外层电子数为1，在化学反应中易失去最外层的1个电子，故形成化合物时一般显价，C正确；D.同一种元素的阳离子由于失去最外层电子，故其半径小于其原子半径，D正确；故答案为：A。 8.答案：D 解析：Fr（钫）的金属性最强，与反应最剧烈，A错误；K比Na活泼，与水剧烈反应，不能置换出NaCl溶液中的Na，B错误；碱金属的阳离子具有一定的氧化性，但不强，C错误；从Li到Cs，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，D正确。 3、 拔高提升 1.答案：D 解析：A. 钾与水反应后，使滴加了酚酞的溶液变红，证明生成了碱性物质，故A正确； B. 钾浮在液面上，说明钾的密度小于水；燃烧说明反应放热，故B正确；C. 金属与水反应越剧烈，说明金属性越强，故C正确；D. 金属钾与水发生反应：,水中含有极性共价键，生成氢氧化钾含有离子键和极性键，氢气中含有非极性键，前后化学键类型不同，故D错误。答案为：D。 2.答案：D 解析：①碱金属从上到下，金属性增强，最高价氧化物对应水化物碱性越强，因此氢氧化物中碱性最强的是CsOH，故①正确；②从上到下，金属的熔点逐渐降低，因此单质熔点最高的是Li，故②错误；③碱金属是热和电的良导体，故③正确；④碱金属密度具有增大趋势，但钠的密度大于钾的密度，铷、铯密度比水大，故④错误；⑤从上到下金属性增强，它们的还原性依次增强，故⑤正确；⑥从上到下金属性增强，还原性增强，它们对应阳离子的氧化性依次减弱，故⑥错误；因此①③⑤正确，故D正确。 答案为D。 3.答案：D 解析：①同主族元素金属性从上到下依次增强，所以金属性最强的是铯，错误；②同主族元素金属性从上到下依次增强，阳离子氧化性依次减弱，所以氧化性最强的是锂离子，正确；③碱金属性质活泼，容易与空气中的氧气和水发生反应，所以在自然界中均以化合态形式存在，正确；④碱金属密度从上到下呈增大趋势，所以Li的密度最小，正确；⑤均可与水反应，产物均为MOH和，正确；⑥锂只有一种氧化物，错误；⑦，电子层依次减少，所以半径依次减小，故，正确。综上分析，②③④⑤⑦正确，D项符合题意。 4.答案：B 解析：钠在空气中燃烧生成，在高温高压下才能得到纯净的，可见常温下比稳定，A正确；具有强氧化性，能与水反应生成，其中既作氧化剂又作还原剂，而水既不作氧化剂又不作还原剂，B错误；由可知，可用作供氧剂，C正确；与水反应生成KOH和，所得溶液为强碱溶液，D正确。 5.答案：A 解析：①金属性：，元素的金属性越强，对应的单质与水反应越剧烈，则钠与水反应比锂与水反应剧烈，①错误； ②锂的密度小于煤油的密度，若用煤油保存锂，则达不到隔绝空气和水的目的，②错误； ③锂的氧化物（）是碱性氧化物，在空气中易吸收二氧化碳，生成碳酸锂，③正确； ④原子失去最外层电子后，次外层变成最外层，故锂离子最外层有2个电子，钠离子最外层有8个电子，二者数目不等，④错误； ⑤“类钫”属于碱金属，碱金属单质都具有强还原性，可作强还原剂，⑤正确； ⑥碱金属元素原子最外层都只有1个电子，在反应中容易失去这个电子显+1价，⑥正确； ⑦碱金属单质的密度从上到下逐渐增大（K反常），推测“类钫”单质的密度应该大于钫的，密度大于，⑦正确； ⑧碱金属单质的熔点较低且从上到下熔点逐渐降低，所以“类钫”单质的熔点很低，⑧错误。 故选A。 6.答案：C 解析：①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，它们不一定是同主族元素，如F和H，①错误； ②碱金属元素指Li、Na、K、Rb、Cs、Fr，第ⅠA族包括碱金属元素和H，②错误； ③用中文“馍”命名的第115号元素在周期表中位于第七周期第ⅤA族，即位于第七周期第15列，③正确； ④周期表中同周期第ⅡA族与第ⅢA族原子序数相差1（第二、三周期）、11（第四、五周期）、25（第六、七周期），④错误； ⑤同一主族元素的最外层电子数相同，最外层电子数相同的元素不一定位于同一主族，如He和Be，⑤错误； ⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB（因为第ⅢB包括镧系元素和锕系元素），形成化合物种类最多的元素是碳元素，则所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA，⑥正确； ⑦主族金属元素的原子的最外层电子数不一定≤4，如Bi等，⑦错误； 不正确的有①②④⑤⑦，答案选C。 7.答案：B 解析：Na、K的密度小于水但大于煤油，Na、K和水反应生成碱和氢气，金属在煤油和水的界面a附近上下往复运动，则该金属可能是Na或K，故A正确；反应处在没有氧气的环境中，不能燃烧，故B错误；碱金属上下运动是由于与水反应产生了氢气，使金属受力不均，故C正确；金属锂的密度小于煤油，所以会浮在煤油表面，所以若是金属锂则不能观察到上述现象，故D正确。 8.答案：（1） （2）剧烈；无；蓝； （3）强；Cs原子与Na原子的最外层电子数相同，Cs原子的电子层数比Na原子的多 解析：（1）Cs与K原子的最外层电子数相等，均为1，铯原子核外有6个电子层，则核外有5个电子层，且最外层有8个电子，次外层有18个电子，M层有18个电子，L层有8个电子，K层有2个电子，故的结构示意图为。 （2）Cs与K原子的最外层电子数相等，但Cs原子的电子层数比K原子的多，故失电子能力：Cs>K，则可推知常温下，铯单质与水反应比钾单质与水反应剧烈，铯单质与水反应的化学方程式为，生成物CsOH能使紫色石蕊试液显蓝色。 （3）Cs、Na原子的最外层电子数相等，但原子的电子层数：Cs>Na，故原子失电子能力：Cs>Na。 学科网（北京）股份有限公司 $