4.1.3 碱金属的性质 学案-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学导学案围绕碱金属性质展开，核心知识点包括碱金属原子结构特点、化学性质（与非金属单质、水反应）及递变规律。通过“前20号元素原子结构特殊性”填空题导入，以任务驱动构建“原子结构-化学性质-用途”学习支架，衔接元素周期律知识。 资料特色在于任务链设计引导学生自主归纳“结构决定性质”的化学观念，钠钾实验现象对比培养科学思维与探究能力，习题结合递变性考查提升应用能力，助力学生形成宏观微观结合的认知方式，适合课堂探究与巩固。

4.1.3碱金属性质 【前20号元素的原子结构的特殊性】 （1）原子核中无中子的原子：_______ （2）最外层有1个电子的元素：_____________ （3）最外层有2个电子的元素：_________________ （4）最外层电子数等于次外层电子数的元素：________ （5）最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素：_____ 是次外层3倍的是：___;是次外层4倍的是：___. （6）电子层数与最外层电子数相等的元素：__________ （7）电子总数为最外层电子数的2倍的是：_________ （8）次外层电子数是最外层电子数的2倍的元素：_____ （9）内层电子数之和是最外层电子数2倍的元素:______ 一，碱金属的性质 任务一、讨论交流：结合所学知识，思考元素化学性质与原子最外层电子数有何关系？由此可得到什么结论？ ①元素分为金属元素何非金属元素（包括稀有气体元素）。金属性最强的元素是铯（Cs不包括放射性元素)，非金属属性最强的元素是氟（F）。 ②金属元素的原子最外层电子数一般小于或等于4，容易失去电子形成稳定结构，化学性质活泼，表现出金属性(类似还原性)。 ③非金属元素的原子最外层电子数一般大于或等于4，容易得到电子形成稳定结构，化学性质活泼，表现出非金属性(类似氧化性) 。 ④稀有气体原子最外层电子数除氦为2个电子稳定结构外，都为8电子稳定结构，既不易得到电子，也不易失去电子，化学性质稳定。 【结论】最外层电子数决定元素的化学性质。 任务二、什么是碱金属元素？其原子结构有何特点？可得到什么结论？ 【结论】①最外层电子数相等；②从上到下，电子层数依次增加；原子半径依次增大。 【注意】碱金属化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。其中钫（Fr）是放射性元素，中学阶段不讨论。 1 与非金属单质反应： a.与氧气反应：新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快变暗，失去金属光泽。在空气中点燃金属钠，钠先熔化成小球，然后剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体。 b.与氯气反应：金属钠在氯气中燃烧，产生大量白烟，产物为氯化钠。化学方程式：2Na＋Cl2 2NaCl。 c.与硫反应：钠与硫混合研磨可发生爆炸，火星四射，产物为硫化钠。化学方程式：2Na＋S Na2S。 ②与水反应： 浮于水面上（钠的密度小于水）、熔成一个小球（反应放热，钠的熔点低）、四处游动（生成气体）、发出嘶嘶声（反应放热，热的钠使水蒸发）、滴有酚酞的溶液变为红色（生成NaOH）。化学方程式：2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑ ③与盐溶液反应： 先与水反应，生成的NaOH再与盐反应复分解反应。如与CuSO4溶液反应反应化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2NaOH + CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓ 总反应式：2Na＋2H2O + CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓＋H2↑。 【预测】锂、钾可能具有哪些与钠相似的化学性质？ ①最外层都有1个电子→易失去1个电子→单质具有强还原性，都以化合态存在。元素均具有较强的金属性，单质均体现较强的还原性； 2 与非金属单质反应：如与O2反应生成相应的氧化物（Li2O、K2O)、与Cl2反应生成LiCl和KCl 3 与非氧化性酸反应，生成H2，反应通式为：2R＋2H＋===2R＋＋H2↑ 4 与水反应生成相应的碱和氢气，其通式为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑ 5 与H2O反应，能置换出H2O中的氢，反应通式为：2R＋2H2O==2ROH＋H2↑ 1.和非金属单质反应 实验现象 在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈 化学方程式 实验结论 钾原子半径比钠原子大，对最外层电子的引力弱，钾比钠更容易失去电子，同理，锂可以与O2反应，但不如钠剧烈：4Li＋O2 2Li2O。 2.和水反应 碱金属 钾 钠 实验现象 共同点 ①金属浮在水面上；②金属熔化成闪亮的小球；③小球四处游动；④发出“嘶嘶”的响声；⑤反应后的溶液呈红色 不同点 化学方程式 结论及原因分析 失电子能力：K大于Na。K、Na最外层电子数目相同，但K比Na电子层数多，最外层电子离核较远，故K比Na更易失电子 3.碱金属性质的相似性和递变性 任务四、分析表中数据，碱金属单质物理性质表现出哪些相似性和递变性？ ①相似性：银白色金属(Cs略带金色光泽)，质地较软，有延展性，密度较小，熔点较低，均为电和热的良导体（如钠钾合金—室温呈液态）可用作核反应堆的传热介质。 ②递变性：随原子半径逐渐增大，密度逐渐增大(K反常)，熔沸点逐渐降低；熔点、沸点逐渐降低等。 【注意】锂是最轻的金属，保存在石蜡里；其他保存在煤油中。 任务五、结合碱金属元素的原子结构的相似性和递变性，归纳总结其单质的化学性质具有哪些相似性和递变性。 1 相似性： 原子均易失去1个电子，均体现+1价，其单质都能与氧气等非金属单质以及水反应，体现较强的还原性。 如：4Li＋O2 2Li2O、2Na＋O2 Na2O2、2R（碱金属）＋2H2O===2ROH＋H2↑ ②递变性： 碱金属元素原子的最外层电子数都相等，但从Li到Cs，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，原子核对核外电子的吸引能力逐渐减弱；失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。 具体表现：a.由Li→Cs，单质的还原性逐渐增强，离子的氧化性逐渐减弱。 b.与O2的反应的程度越来越剧烈。 c.与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。 d.最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，CsOH的碱性最强。 【注意】 ①K与O2反应生成多中氧化物，而Li与O2反应只能生成Li2O ②一般情况下，元素的金属性强弱可以从其单质与水（酸）反应置换出氢气的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物—氢氧化物的碱性强弱来判断。 相 似 形 与金属单质 2R＋O2＝R2O 、2R＋Cl2＝2RCl 水 2R＋2H2O＝2ROH＋H2↑ 非氧化性酸 2R＋2H＋＝2R＋＋H2↑ 递 变 性 O2 从Li→Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，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 H2O（或酸） 从Li→Cs，与H2O（或酸）反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb和Cs遇水发生剧烈爆炸 最高价氧化物对应水化物的碱性 碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH 【碱金属元素的用途】 1. 锂电池是一种高能电池。锂有机化学中重要的催化剂锂制造氢弹不可缺少的材料锂是优质的高能燃料（已经用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）。 2. 液态钠可作为核反应堆的传热介质。 3. 钾的化合物最大用途是做钾肥、硝酸钾还用于做火药 4. 铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。 习题 1．下列关于同主族元素的说法错误的是(　　) A．同主族元素随原子序数递增，元素原子的得电子能力逐渐增强 B．同主族元素随原子序数递增，单质氧化能力逐渐减弱 C．同主族元素原子最外层电子数都相同 D．同主族元素的原子半径，随原子序数增大而逐渐增大 2．下列说法中，正确的是（ ） A．碱金属单质的化学性质活泼，易从盐溶液中置换其它金属 B．碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物 C．随核电荷数增加，碱金属单质溶、沸点降低 D．碱金属的原子半径越大，越易失电子，其还原性越弱 3．下列关于碱金属的叙述中，正确的是（ ） A．碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大 B．碱金属随着原子序数增大，与水反应越剧烈 C．碱金属的原子半径越大，越易失电子，其还原性越弱 D．碱金属单质的化学性质活泼，易从盐溶液中置换其它金属 4．借助碱金属和卤族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是(　　) A．已知Ca是第四周期ⅡA族元素，故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性弱 B．已知As是第四周期ⅤA族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强 C．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应比Na更剧烈 D．已知Cl的核电荷数比F的核电荷数多，Cl的原子半径比F的原子半径大 学科网（北京）股份有限公司 $