第四章 第一节 第3课时 原子结构与元素的性质-【创新教程】2026-2027学年高中化学必修第一册五维课堂同步复习（人教版）

第四章物质结构元素周期律 第3课时原子结构与元素的性质 学业水平目标 学科核心素养 1.能利用碱金属元素、卤族元素在周期表中的 1.知道碱金属元素、卤族元素的结构和性质，能 位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其 从原子结构角度解释同主族元素性质的递变 化合物的性质 规律，形成“结构决定性质”的观念，强化“宏 2.能结合实验及事实说明碱金属元素、卤族元 观辨识与微观探析”的学科核心素养 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 3.了解碱金属，卤素性质的相似性与递变性， 性，提升“科学探究与创新意识”的学科核心素养 并能初步运用原子结构理论解释 教材梳理。探新知 [基础梳理] 续表 知识点一 元素的性质 原子 半径 0.152 0.186 0.248 0.265 1.金属性 0.227 /nm 金属元素的原子最外层电子一般少于个， (1)碱金属元素的原子最外层电子数都是 在化学反应中容易 ,具有 即金属元素的金属性是指金属元素的原子所 结论 (2)碱金属元素的原子随核电荷数逐渐增大， 具有的 的能力。 电子层数逐渐 ,原子半径逐渐 2.非金属性 2.碱金属单质的化学性质 非金属元素的原子最外层电子一般多于 (1)钠、钾与氧气反应比较 个，在化学反应中容易 ,具有 镊子 。 即非金属元素的非金属性是指 钠（或钾） 非金属元素的原子所具有 的能力。 坩埚 泥三角 知识点三 碱金属元素 1.碱金属元素的原子结构 三脚架 元素 名称 ①实验现象：都能在空气中燃烧，钠产生黄 元素 色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈。 符号 原子 ②反应的化学方程式：2Na+O,△ 结构 示意 @@》®》@》© Na02、K+0,△K02 图 ③实验结论：金属的活泼性：KNa。 81 化学·必修第一册 (2)钠、钾与水反应的比较 3.卤素单质的化学性质 碱金属 钠 钾 (1)卤素单质与氢气反应 单质 卤素 反应 产物 化学方程式 酚酞 单质 条件 稳定性 实验操作 钠 钾 F2 暗处 很稳定 光照或 Cl2 较稳定 相同点 点燃 实验现象 不如氯化 Br2 加热 不同点 氢稳定 不断 2 不稳定 实验原理 加热 从F2到L2,与H2反应所需要的条件逐渐 与水反应剧烈程度：K Na;金属 结论 反应剧烈程度依次 ,生成气态氢化物的稳定 实验结论 的活泼性：KNa。 性依次 3.碱金属单质的物理性质 (2)卤素单质之间的置换反应 元素 Li、Na、K、Rb、Cs(原子序数增大) Cl2→I2氧化性逐渐 ,相应卤素离 除铯外，其余都呈 色，它们都比 子还原性逐渐 相同点 较软，有延展性，密度较 ,熔点较 知识点四同主族完素的性质与原子结构的关系] ,导电、导热性强 金属性 密度 逐渐 (钠、钾反常) 电子层数 失电子能力 递变 同主族 逐渐 熔、 逐渐增多 逐渐增强 规律 逐渐」 元素 增强 沸点 (自上 非金属 原子半径 得电子能力 ①铯略带金属光泽；②锂的密度比煤 而下) 性逐渐 个性特点 油的小：③钠的密度比钾大 逐渐增大 逐渐减弱 减弱 知识点三 卤族元素 [预习质检] 1.卤素单质的物理性质 判断正误，正确的画“/”，错误的画“×”。 F2 C12 Br2 (1)碱金属元素即第IA族元素。 ) 颜色、 色 ® (2)卤素单质与水反应均可用X2十H2O一 状态 色气体 气体 色液体 固体 HXO+HX表示。 密度 逐渐 (3)从上到下，碱金属单质密度依次增大，熔、 熔、沸点 逐渐 沸点依次降低。 () 2.卤素的原子结构特点 (4)HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核 ①卤族元素位于周期表第 族； 电荷数增加而增强。 ( 相同点 ②最外层上都有 个电子。 (5)卤素单质的颜色从F,→L2按相对分子 ( 从F→】核电荷数依次 质量增大而加深。 ,电 递变性 子层数依次，原子半径依次 (6)K比Na活泼，故K可以从钠盐溶液中置 换出Na。 () (7)将F2通入NaCI溶液中可置换出C2。() ·82· 第四章物质结构元素周期律 重难突破。释疑惑 突破点碱金属单质化学性质的相似性和递变性 [解题指南]解答本题要注意以下三点： 1.相似性 (1)碱金属随着原子序数递增，金属性逐渐 ,与非金属单质反应：如Cl2+2R一2RC 增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐 单 与水反应：如2R+2H2O 增强。 2ROH+H2↑ (2)金属性越强，原子的失电子能力越强。 与酸溶液反应：如2R+2H什=一 (3)碱金属的碳酸盐（正盐）物理性质相似。 2R++H2↑ 属 [尝试解答] 化合物 最高价氧化物对应水化物的化学 ◆[学以致用] 式为ROH,且均为碱性 1.第IA族金属元素习惯上又称为碱金属元 2.递变性 素，下列关于碱金属元素某些性质的排列 (1)单质的还原性与离子的氧化性递变规律 中，正确的是 () Li Na Rb Cs 单质还原性逐渐增强 A.原子半径：Li<Na<K<Rb<Cs Nat Rb* Cs 离子氧化性逐渐减弱 B.单质的密度：Li<Na<K<Rb<Cs (2)具体表现 C.单质的熔、沸点：Li<Na<K<Rb<Cs D.单质的还原性：Li>Na>K>Rb>Cs Li Na K Rb Cs 突破点二卤素单质化学性质的相似性和递变性 反应越来越剧烈，产物越来越复杂 1.相似性 与 KO、 气 Na20、 更复杂 与氢气反应：X2+H2=一2HX LiO K2O2、 Na,O, 氧化物 (X=Cl、Br、ID KO, 单质X2 单 与水反应：如X2十H20一一 反应越来越剧烈 卤素 HX+HXO(X=CL、Br、I) 最高价氧化物对应水化物（除氟外） 水 反应 剧烈 轻微 剧烈 化合物→ 都为强酸 缓慢 反应 爆炸 爆炸 2.递变性 (1)卤素单质的氧化性及卤素离子的还原性递 碱性强弱：LiOH<NaOH<KOH< 化合物 变规律 RbOH<CsOH 单质氧化性逐渐减弱 ◆[典例示范] E- 离子还原性逐渐增强 [例1]下列关于铯及其化合物的说法中不 (2)具体表示现 正确的是 ( 物质 性质 A.氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强 B.铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气 与H2反应越来越难（从F→I) C.Cs的还原性比Na强，故Na的氧化性 单质 与变价金属反应：F2、Cl2、Br2 大于Cs 生成高价金属卤化物，12生成 D.Cs2CO3不易溶于水 低价金属碘化物 ·83· 化学·必修第一册 物质 性质 ◆[学以致用] 稳定性：HF>HCI>HBr>HI 2.下列说法正确的是 A.氟、氯、溴原子的最外层电子数都是7，次 氢化物 还原性：HF<HC<HBr<HI 外层电子数都是8 酸性：HF<HCl<HBr<HI B.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实， 最高价氧 酸性：HCIO4>HBrO4>HIO 推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律 化物的水 (F没有最高价含氧酸) 化物 C.酸性：HFO4>HCIO4>HBrO4>HIO D.砹属于卤族元素，位于第六周期，根据卤 3.特殊性 (1)氟元素无正价，无含氧酸，而氯、溴、碘元素 素性质的相似性，砹微溶于水，易溶 有最高正价和含氧酸。 于CCI (2)X2+H2O—HX+HXO(X=C1、Br、ID而 学科素养培育] 2F2+2H2O=4HF+O2。 铷元素广泛用于特种玻璃、 (3)溴单质在常温下是唯一的一种液态非金属 单质。 医学、能源等领域。其中在 (4)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇12变 高科技领域显示了广阔的 蓝色。 应用前景。锂云母是提取 锂云母 (5)氢氟酸为弱酸，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为 铷的重要原料。我国的锂云母主要分布于江 强酸。 西宜春、湖南正冲、广西栗木等地。已知铷是 ◆[典例示范] 37号元素。根据相关知识回答下列问题： [例2]下列关于卤素(F、Cl、Br、I)叙述正确 的是 (1)铷(Rb)位于元素周期表的第 A.其单质在常压下的沸点，随着卤素核电 周期 族。 荷数的增多逐渐降低 (2)关于铷的结构和性质判断正确的是 B.单质和水反应通式：X2+H2O一HX十 (填序号)。 HXO(用X表示卤素)，剧烈程度随着核 ①与水反应比钠剧烈 电荷数的增多而减弱 ②原子半径比钠小 C.单质和氢气反应的通式：X2十H 2HX(条件不同)，剧烈程度随着卤素核 ③氧化物暴露在空气中易吸收CO, 电荷数的增多而减弱 ④阳离子最外层电子数和镁原子相同 D.随着卤素核电荷数的增多，单质的氧化 ⑤是还原剂 性逐渐增强 (3)现有铷和另一种碱金属形成的合金50g, [解题指南]解答本题应注意以下两点： 当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢 (1)明确卤族元素的相似性和递变性，注意 气22.4L,这种碱金属可能是 (填 氟的特殊性。 字母)。 (2)明确卤族元素单质的物理性质」 [尝试解答] a.Li b.Na c.K d.Cs ·84· 第四章物质结构元素周期律 随堂自测。夯基础 1.目前“北京时间”授时以55号Cs原子钟为 C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈 基准，已知Cs的最外层电子数是1，下列说 D.溴单质与水的反应比氯单质与水的反应 法不正确的是 更剧烈 A.Cs是第六周期IA族元素 5.最新报道，我国科学家通过与多个国家进行科 B.Cs单质还原性强于K 技合作，成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟，使我 C.CsOH为弱碱 国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提 D.Cs可以和水反应 高到600万年不差1秒，标志着我国时间频率 2.下列说法正确的是 ( A.氟、氯、溴原子的最外层电子数都是7，次 基准研究进入世界先进行列。 外层电子数都是8 已知铯位于元素周期表中第六周期第IA B.从HF、HCI、HBr、HI酸性递增的事实， 族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下 推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律 列内容： C.酸性：HFO4>HClO>HBrO4>HIO (1)铯的原子核外共有 层电子，最外 D.砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤 层电子数为 ，铯的原子序数 素性质的相似性，砹微溶于水，易溶 为 于CCI (2)铯单质与水剧烈反应，放出 色气 3.下列关于卤素（从F→I)的说法正确的是 体，同时使紫色石蕊试液显 色，因为 A.单质的颜色逐渐加深 B.气态氢化物的稳定性逐渐增强 (写出化学方程式)。 C.从F到I,原子核对最外层电子的吸引能 (3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性 力依次减弱，原子的得电子能力依次 (填“弱”或“强”)。 增强 [课堂小结] D.卤素单质与水反应，均发生自身氧化还 最外层电子数 最外层电子数 电子层数 碱金属元 卤族元 原反应 素的原子 素的原 电子层数 原子半径 结构 素 子结构 原子半径 4.下列关于碱金属元素和卤素的说法中错误 相似性 碱金属单 卤素单 相似性 质 质的物理 质的物 的是 () 递变性 递变性 性质 原 理性质 A.随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素 与氢气反应 与氢气反应 碱金属单 结 卤素单 与水反应 质的化学 卤素单质的置 质的化 性质 学性质 换反应 的原子半径都逐渐增大 与水反应 均出现相似性和递变性 B.碱金属元素中，锂原子失去最外层电子 的能力最弱；卤素中，氟原子得电子能力 C温馨提 学习至此，请完成配套训练 最强 ·85·第3课时原子结构与元素的性质 教材梳理·探新知 基础梳理 知识点一 1.4失去电子金属性失去电子2.4得到电子 非金属性得到电子 知识点二 1.锂钠钾铷铯Li Na K Rb Cs1增 多增大2.(1)>(2)金属浮在水面上；熔成闪亮的 小球：小球四处游动：发出嘶嘶的响声：反应后的溶液呈 红色钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧2Na十 2H2O—2NaOH+H2↑2K+2H2O—2KOH+ H2个>>3.银白小低增大降低 知识点三 1.淡黄绿黄绿深红棕紫黑增大升高2.IA 7增大增多增大3.(1)H2十F2==2HFH2 +Cl2 光照或点燃2HC1H2十Br,△2HBrH2+l2 △2H1升高减弱减弱(2)减弱增强 预习质检 (1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)× 重难突破·释疑惑 突破点一典例示范 [例1][解析]Cs的最外层电子数是1，电子层数比 K的多，故Cs的金属性比K强，CsOH的碱性比 KOH强，A项正确；铯与Na性质相似，与水或酸反应 更剧烈。都生成H2,B项正确；Cs的还原性比Na强， 所以Na的得电子能力比Cs强，C项正确；因为 Na2CO3、K2CO3均易溶于水，所以Cs2CO3也易溶于 水，D项错误。 [答案]D 学以致用 1.A[A.Li、Na、K、Rb、Cs是同主族元素，且原子序数 依次增大，原子半径：Li<Na<K<Rb<Cs,A正确； B.碱金属元素单质的密度从上到下呈递增趋势，但 Na的密度大于K,B错误； C.碱金属元素单质的熔、沸点从上到下逐渐降低，即 溶、沸点：Li>Na>K>Rb>Cs,C错误； D.同主族元素从上到下，单质的还原性依次增强，即 还原性：Li<Na<K<Rb<Cs,D错误；故答案为A。] 突破点二典例示范 [例2][解析]卤素单质在常压下的沸点，随着卤素 核电荷数的增多逐渐升高，A项不正确。单质氟和水 反应生成HF和氧气，B项不正确。同主族自上而下 非金属性逐渐减弱，所以与H2反应的剧烈程度逐渐 减弱，C项正确。随着卤素核电荷数的增多，单质的 氧化性逐渐减弱，D项不正确。 [答案]C 学以致用 2.D[F的次外层电子数为2，Br的次外层电子数为 18,A项错误；元素的非金属性强弱可以根据其最高 ·17 参考答案 价氧化物对应水化物的酸性强弱比较，不能根据氢化 物的酸性强弱比较，B项错误；F无正化合价，不能形 成HFO1,C错误；由碘微溶于水、易溶于四氯化碳可 推知，砹微溶于水，易溶于CCL4,D正确。] 学科素养培育 解析：(1)由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五 周期IA族。(2)由Rb的原子结构示意图可知②④ 不正确；又因Na和Rb同主族，根据同主族元素性质 的递变规律知，Rb的金属性比Na强，故①③⑤正确。 (3)设该合金的平均相对原子质量为M,则根据得失 电于守按得0厅X1-2的X2.M 22.4L =25,因M,(Rb)>25,则另一种碱金属的相对原子质 量应小于25，可能为Li或Na。 答案：(1)五IA(2)①③⑤(3)ab 随堂自测·夯基础 1.C[A.Cs是第六周期IA族元素，碱金属元素周期 位置正确，A正确：B.Cs单质还原性强于K,元素周期 表中同主族自上而下金属性增强，还原性Cs>K,B正 确；C,金属性越强，最高价氧化物对应水化物碱性越 强，Cs金属性强于K,CsOH碱性强于KOH,KOH为 强碱，CsOH应为强碱，C错误：D.Cs可以和水反应 碱金属均能与水反应生成氢氧化物和氢气，D正确。] 2.D[F的次外层电子数为2，Br的次外层电子数为 18,A项错误；元素的非金属性强弱可以根据其最高 价氧化物对应水化物的酸性强弱比较，不能根据氢化 物的酸性强弱比较，B项错误；F无正化合价，不能形 成HFO,C错误；由碘微溶于水，易溶于四氯化碳可 推知，砹微溶于水，易溶于CC4,D正确。] 3.A4.D 5.解析：根据原子核外电子排布规律，结合铯在元素周 期表中的位置知：铯原子核外电子分六层排布，分别 是2、8、18、18、8、1，原子序数是55，最外层只有1个电 子。绝与钠同主族，具有极强的金属性。与水反应生 成氢气和氢氧化铯：2Cs十2H2O一一2CsOH十H2个， 氢氧化铯是强碱，使紫色石蕊试液变蓝色。 答案：(1)6155(2)无蓝2Cs十2H20= 2CsOH+H2↑(3)强 第二节元素周期律 第1课时元素性质的周期性变化规律 教材梳理·探新知 基础梳理 知识点一 21~8大小+1+5-4-1031~8 大小十1十7一4一10核外电子排布、 原子半径、主要化合价都呈周期性变化 知识点二 2.(2)产生白色沉淀AICL3+3NH3·H2O一一 3NHCI十AI(OH)3↓先产生白色沉淀，后白色沉淀 溶解AlCI3+3NaOH一3NaC1+Al(OH)3 NaOH+Al(OH)3-NaAlO2+2H2O Al(OH)3+ 3H+—AI3++3H2O