第一章 第3节 第2课时 研究同主族元素的性质-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂同步课件PPT（鲁科版）

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教材梳理探新知 重难突破释疑惑 随堂自测夯基础 课时评价提能力 化学（LK）必修第二册 教材梳理探新知 重难突破释疑惑 随堂自测夯基础 课时评价提能力 第2课时　研究同主族元素的性质 课程标准 核心素养 1.以ⅠA、ⅦA族元素为例，掌握同主族元素性质的递变规律 2．能运用原子结构理论初步解释同主族元素性质的递变规律 3．能根据同主族中熟悉元素的性质特点预测不熟悉元素的性质特点 ①宏观辨识与 微观探析 能根据钠、钾与水反应的实验现象归纳物质及其反应的类型，解释同主族的不同物质性质变化的规律 ②证据推理与 模型认知 能从宏观和微观结合上收集证据，依据证据从不同视角分析同主族元素性质的递变，推出合理的结论 [知识梳理] 一、ⅠA族(除H外)元素性质的递变规律探究 1．原子结构特点 (1)原子结构 元素符号 Li Na K Rb Cs 原子结构 示意图 　　 　　 　　 (2)对比归纳 ①相似性：最外层电子数都是　1　。 ②递变性：随着核电荷数的增加，电子层数　逐渐增多　，原子半径　逐渐增大　。 2．单质及化合物性质的递变性 结构及性质 规律 原子半径 eq \o(――――――――→,\s\up17(Li　Na　K　Rb　Cs),\s\do15(原子半径　增大　)) 单质的还原性 eq \o(――――――――――→,\s\up17(Li　Na　K　Rb　Cs),\s\do15(单质还原性　增强　)) 与水、氧气反应 的剧烈程度 eq \o(――――――――――――→,\s\up17(Li　Na　K　Rb　Cs),\s\do15(与H2O、O2反应越来越　剧烈　)) 最高价氧化物对应 水化物的碱性 eq \o(――――――――――→,\s\up17(LiOH　NaOH　KOH　RbOH　CsOH),\s\do15(碱性逐渐　增强　)) 3.碱金属元素的性质与原子结构之间的关系 从Li→Cs，最外层电子数均为1，但随核电荷数的增加，电子层数逐渐　增多　→原子半径逐渐　增大　→原子核对最外层电子(1个)的引力逐渐　减弱　→元素原子的失电子能力逐渐　增强　→元素的金属性逐渐　增强　。 二、卤族元素性质的递变规律探究 1．卤族元素原子结构和性质的相似性 元素 (名称与符号) 氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I) 原子结构 示意图 　　 　　 最外层电子数 都为　7　 最高正价 无 　＋7　价 最低负价 都为　－1　价 自然界中 存在形态 全部以　化合态　形式存在 最高价 含氧酸 无 　HClO4　 　HBrO4　 　HIO4　 气态氢化物 　HF　 　HCl　 　HBr　 　HI　 2.卤族元素性质的递变性 (1)卤族元素单质的物理性质及递变性。 单质 物理 性质　　 F2 Cl2 Br2 I2 颜色 浅黄绿色 黄绿　色 　深红棕　色 紫黑　色 状态 气体 气体 液体 固体 密度 逐渐　增大　 熔、沸点 逐渐　升高　 (2)卤素单质的结构及化学性质递变性。 结构及化学性质 规　律 原子半径 eq \o(――――――――――→,\s\up17(F　Cl　Br　I),\s\do15(原子半径逐渐　增大　)) 单质的氧化性 eq \o(――――――――――→,\s\up17(F2　Cl2　Br2　I2),\s\do15(氧化性逐渐　减弱　)) 阴离子的 还原性 eq \o(――――――――――――→,\s\up17(F－　Cl－　Br－　I－),\s\do15(还原性逐渐　增强　)) 与H2化合的 难易程度 eq \o(――――――――――→,\s\up17(F2　Cl2　Br2　I2),\s\do15(与H2化合越来越　难　)) 氢化物的 稳定性 eq \o(――――――――――→,\s\up17(HF　HCl　HBr　HI),\s\do15(稳定性逐渐　减弱　)) 最高价氧化物对 应水化物的酸性 eq \o(――――――――――→,\s\up17(HClO4　HBrO4　HIO4),\s\do15(酸性逐渐　减弱　)) eq \a\vs4\al(　　碱金属元素单质化学性质的相似性,和递变性) 1．相似性(R表示碱金属元素) 2．递变性 随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。 (1) (2)碱金属的化学性质及比较 Li Na K Rb Cs 单 质 与O2 反应越来越剧烈，产物分别是 Li2O Na2O、 Na2O2 K2O、K2O2、 KO2 更复杂氧化物 与水 反应越来越剧烈，现象分别是 反应缓慢 剧烈反应 轻微爆炸 剧烈爆炸 最高价氧化物对应的水化物 碱性强弱：LiOH＜NaOH＜KOH ＜RbOH＜CsOH [典例示范] [典例1] 下列对碱金属性质的叙述中，正确的是(　　) A．碱金属元素的单质具有强还原性，可置换出硫酸铜溶液中的铜单质 B．单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物 C．碱金属单质与水反应生成碱和氢气 D．单质熔、沸点随着原子序数递增而升高 解析：C　[A项中碱金属元素的单质具有强还原性，但活泼的金属易与H2O反应，故不能从盐溶液中置换出不活泼的金属，A项错；锂在空气中燃烧生成的是氧化锂，而不是过氧化锂，B项错；碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低，D项错；碱金属都能与水反应生成对应的碱和氢气，只是反应越来越剧烈，C项正确。] [学以致用] 1．下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述不正确的是(　　) A．碱金属元素原子的最外层都只有1个电子，在化学反应中容易失去 B．碱金属单质都是强还原剂 C．碱金属单质都能在氧气中燃烧生成过氧化物 D．碱金属单质都能与水反应生成碱 解析：C　[碱金属元素原子的最外层都有1个电子，在反应中易失去这个电子，表现为强还原性，故A、B两项正确；金属Li在氧气中燃烧生成Li2O，金属Na在氧气中燃烧生成Na2O2，金属K、Rb、Cs燃烧生成更复杂的氧化物，故C项不正确；碱金属单质与H2O的反应都可表示为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑，故D项正确。] 卤素单质的相似性和递变性 1．相似性 2．递变性 　具体情况如下： 物质 性质 单质 从F2→I2与H2反应越来越难 氢化物 稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI 还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI 酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI (HF为弱酸) 最高价氧化物对应水化物 酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4 (氟没有含氧酸) 3.特殊性 (1)F2能与水反应，反应的化学方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2。因此，F2不能从溶液中置换出其他卤素单质。 (2)通常情况下，氟没有正价，所以氟没有含氧酸。 (3)溶解性：通常情况下，除F2外，卤素单质在水中的溶解度都不大，但是均易溶于有机溶剂。 (4)卤素单质都有毒，液溴易挥发，保存时常用水密封。 [典例示范] [典例2] 下列关于卤族元素由上到下性质递变的叙述，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．①④⑤ 解析：C　[卤族元素由上到下： eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(物理性质\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(单质的颜色加深→②对,单质的沸点升高→④对)),化学性质\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(单质的氧化性减弱→①错,阴离子的还原性增强→⑤对,气态氢化物的稳定性减弱→③错])))) [学以致用] 2．砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，对砹及其化合物的叙述，正确的是(　　) A．与H2化合能力：At2＞I2 B．砹在常温下为白色固体 C．砹原子的最外电子层上有7个电子 D．砹能从NaCl溶液中置换出氯单质 解析：C　[从F2到At2，元素的非金属性逐渐减弱，与H2化合能力逐渐减弱，A项不正确；由F2到I2，单质的颜色依次加深，I2是紫黑色固体，则砹为黑色固体，B项不正确；卤族元素的原子，最外层上都有7个电子，C项正确；因氧化性Cl2＞At2，所以At2不能从NaCl溶液中置换出Cl2，D项不正确。] 　　 　同主族元素性质的相似性和递变规律 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 元素的主要化合价 最高正价数＝ 主族序数(F无正价， O无最高正价) 单质和化合物 单质还原性与氧化性 还原性增强，氧化性减弱 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碱性 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 [典例示范] [典例3] X、Y两元素是同周期的非金属主族元素，如果X原子半径比Y的大，下面说法正确的是(　　) A．最高价氧化物对应水化物的酸性，X的比Y的强 B．X的非金属性比Y的强 C．X的阴离子比Y的阴离子还原性强 D．X的气态氢化物比Y的稳定 解析：C　[X原子半径比Y的大，说明X在Y的左边，原子序数X比Y小，X的非金属性比Y的弱，因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱，X的阴离子比Y的阴离子还原性强，X的气态氢化物不如Y的稳定。] [规律总结]不同周期、不同主族元素金属性、非金属性强弱比较时，要借助“参照物”进行。如比较Si和N的非金属性强弱，可借助参照物碳元素进行，即非金属性：C>Si、N>C则N>Si。 [学以致用] 3．对于第3周期从左到右的主族元素，下列说法中不正确的是(　　) A．原子半径逐渐减小 B．电子层数逐渐增多 C．最高正化合价逐渐增大 D．元素的非金属性逐渐增强 解析：B　[同一周期元素原子电子层数相同，B项不正确。] 1．下列事实不能用元素周期律解释的只有(　　) A．碱性：KOH>NaOH B．相对分子质量：Ar>K C．酸性：HClO4>H2SO4 D．元素的金属性：Mg>Al 解析：B　[A.同主族自上而下金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强；C.同周期自左向右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强；D.同周期自左向右金属性逐渐减弱，A、C、D均能用元素周期律解释，不符合题意。B.相对分子质量与元素周期律没有关系，B符合题意。] 2．下列四种演示金属钾与水反应的实验装置，正确的是(　　) 解析：B　[钾与水反应剧烈，从安全角度来看，用B装置反应空间大且盖有玻璃片，能防止液体溅出来，C装置空间太小，可能会爆炸，D装置钾与水反应太剧烈不易操作。] 3．已知砹(At)元素位于元素周期表第6周期ⅦA族，请利用所学知识分析下列说法错误的是(　　) A．砹单质可能为黑色固体 B．气态氢化物稳定性：HAt>HI C．还原性：At－>I－ D．AgAt难溶于水 解析：B　[根据同主族元素性质的相似性和递变性分析。A项，由F2、Cl2、Br2、I2单质颜色逐渐加深可知A正确；B项，得电子能力I>At，故稳定性：HI>HAt；C项，由离子半径：r(At－)>r(I－)知还原性：At－>I－；D项，由AgX(F除外)均难溶于水知AgAt难溶于水。] 4．下列各性质中不符合图示关系的是(　　) A．还原性 B．与水反应的剧烈程度 C．熔点 D．原子半径 解析：C　[图中表示碱金属的某项性质随核电荷数的增大而逐渐增大或升高。随核电荷数增大，碱金属元素原子半径逐渐增大，还原性增强，单质与水反应的剧烈程度增大，A、B、D符合图像关系；随核电荷数增大，碱金属的熔点逐渐降低，故选C。] 5．下表是元素周期表的一部分，根据A～I在元素周期表中的位置用元素符号或化学式回答下列问题： 　　族 周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 1 A 2 D E G I 3 B C F H (1)表中元素，化学性质最不活泼的是　________　，氧化性最强的单质是　________　，还原性最强的单质是　________　。 (2)元素的最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的是　________　，酸性最强的是　________　，呈两性的是　________　。 (3)A分别与D、E、F、G、H形成的化合物的化学式分别为　________　，最稳定的是　________　。 (4)在B、C、D、E、F、G、H中，原子半径最大的是　________　。 解析：根据元素在元素周期表中位置，可推出A～I元素分别为H、Na、Al、C、N、P、F、S、Ne。联系相应递变规律，这些元素中，Ne是稀有气体元素，性质最稳定；F元素原子得电子能力最强，其单质氧化性最强，气态氢化物最稳定；Na元素原子失电子能力最强，其单质还原性最强；最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是NaOH，H2SO4酸性最强，Al(OH)3呈两性。最外层电子数相同的原子电子层数越多，半径越大；电子层数相同的原子，核电荷数越大，半径越小，故原子半径最大的是Na。 答案：(1)Ne　F2　Na　(2)NaOH　H2SO4 Al(OH)3　(3)CH4、NH3、PH3、HF、H2S　HF　(4)Na $