4.2.1碱金属元素的结构和性质 讲义-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

本讲义聚焦碱金属元素的结构与性质，系统梳理原子结构（最外层电子数1、电子层数递增、原子半径增大）、物理性质（相似性如银白色柔软，递变性如熔沸点降低、密度趋势）及化学性质（与O₂、水反应的相似性和递变性），构建“结构-性质-用途”的学习支架。 资料通过表格对比原子结构与物理性质数据培养科学思维，结合实验现象分析（如钠钾与水反应差异）落实科学探究与实践，课中点拨与对点练习强化理解，课后作业覆盖多题型，助力学生巩固知识、查漏补缺。

4.2.1碱金属元素的结构和性质 一、碱金属元素的原子结构特点 元素名称 元素符号 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径/nm 碱金属元素 锂 Li 3 1 2 0.152 钠 Na 11 1 3 0.186 钾 K 19 1 4 0.227 铷 Rb 37 1 5 0.248 铯 Cs 55 1 6 0.265 结论 碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是电子层数依次递增，其变化规律是随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大 1、在周期表中的位置：第ⅠA族 2、相似性：碱金属元素原子的最外层都有1个电子，很容易失去，因此碱金属元素的最高正价为＋1价，最高价氧化物对应的水化物均为强碱(所以称为碱金属)，典型的活泼金属元素 3、递变性：随着原子序数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大 【对点练习】 1、下列关于碱金属元素的叙述中正确的是(　　) A．原子的最外层电子数都是1，次外层电子数都是8 B．单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应 C．除锂外均以化合态存在于自然界中 D．化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价 【答案】D 【解析】锂原子的次外层电子数为2，且锂在自然界中也不能以游离态存在，A、C项不正确；失去电子发生的是氧化反应，B选项错误。 2、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．和Li同一主族的都是金属元素 B．Na＋比Li多一个电子层 C．Li、Na、K＋的最外层都只有一个电子 D．Li是碱金属中原子半径最小的元素 【答案】D 【解析】锂在第ⅠA族，该族中还有非金属元素氢，A选项错误；Li、Na＋的粒子结构示意图分别为、，B选项错误；K＋的离子结构示意图为，其最外层有8个电子，C选项错误。 二、碱金属的物理性质 物质名称 颜色和状态 密度/g·cm－3 熔点/℃ 沸点/℃ 锂 银白色，柔软 0.534 180.5 1 347 钠 银白色，柔软 0.97 97.81 882.9 钾 银白色，柔软 0.86 63.65 774 铷 银白色，柔软 1.532 38.89 688 铯 略带金色光泽，柔软 1.879 28.40 678.4 1、相似性：碱金属单质都有银白色的金属光泽(铯略带金色光泽)、硬度小、密度小、熔沸点较低，良好的导电、导热性，有延展性，钠钾合金为液态，可做原子反应堆的导热剂 2、递变性：在碱金属内，随着元素原子核电荷数的增加，单质的熔点和沸点逐渐降低，密度呈增大趋势(但ρNa＞ρK)，且Li、Na、K的密度小于1；Rb、Cs的密度大于1 三、碱金属的化学性质——与钠相似 1、碱金属与O2反应 钠的现象：剧烈燃烧 发出黄色火焰 生成淡黄色固体 钾的现象：剧烈燃烧 发出紫色火焰 生成黄色固体 【结论】K比Na反应更快更剧烈 【小结】碱金属与O2的反应 2、碱金属与水的反应 钠的现象和结论：浮、熔、游、响、红 2Na+2H2O=2NaOH+H2 ↑ 钾的现象和结论：浮、熔、游、响、烧、爆、红 2K+2H2O=2KOH+H2↑ 【小结】碱金属化学性质的相似性和递变性与原子结构的关系 【微点拨】 ①碱金属与O2反应越来越剧烈，加热时产物更加复杂，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，Rb、Cs与氧气反应，都生成比过氧化物更复杂的氧化物 ②碱金属常温下均能与氧气反应生成氧化物(R2O)；Li与氧气不管是常温还是加热均生成Li2O ③超氧化物(KO2)、臭氧化物(RbO3)与Na2O2性质类似，都能与H2O、CO2反应，具有强氧化性 【对点练习】 1．下列关于碱金属的描述正确的是(　　) A．碱金属都可以保存在煤油中 B．碱金属元素的单质硬度小、密度小、熔点低 C．在空气中加热均可生成多种氧化物 D．碱金属与水反应，均漂浮在水面上 【答案】B 【解析】A. 锂的密度小于煤油，不可以保存在煤油中，故A错误；B. 碱金属元素的单质硬度小、密度小、熔点低，故B正确；C. 在空气中加热锂只生成氧化锂，故C错误；D. 铷、铯密度大于水，不能漂浮在水面上，故D错误。故选B。 2．关于碱金属元素的说法中正确的是 (　　) A．ⅠA族元素都是碱金属元素 B．碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来 C．金属钾具有强还原性，K＋具有强氧化性 D．Cs常温下与水反应会发生爆炸 【答案】D 【解析】A、ⅠA族的氢元素是非金属，选项A错误；B、Na与水剧烈反应，不与金属离子反应，所以不能发生置换反应，选项B错误；C、失电子能力越强的元素对应物质还原性越强，所以K+具有弱氧化性，选项C错误；D、Li、Na、K、Rb、Cs属于碱金属元素从上到下金属性依次增强，所以铯金属性强于钠和钾，则Cs常温下与水反应会发生爆炸，选项D正确。答案选D。 四、认识碱金属的用途 1.锂电池是一种高能电池。 锂有机化学中重要的催化剂。锂是制造氢弹不可缺少的材料，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．钠——高压钠灯；钾和钠的合金(液态)——核反应堆的传热介质。 3．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。 【归纳小结】 1.Na、K保存在煤油中，Li密度比煤油小，需保存在石蜡油中或密封在石蜡中； 2.碱金属从Li到Cs密度总体增大，但K的密度小于Na； 3.酸式盐溶解度一般大于正盐，但NaHCO₃溶解度小于Na2CO3 ； 4.取出的试剂一般不能放回原瓶，但IA族的Na、K等除外； 5.活泼金属一般能从盐中置换出不活泼金属，但IA族的Na、K等活泼金属除外 6.锂易和氮气反应生成Li₃N，锂和镁性质相似，LiOH、Li2CO₃均为沉淀； 7.锂熔点最高，金属性最弱，和水反应较慢，反应时不熔化； 8.合金一般是固态，Na-K合金为液态，可作原子反应堆的导热剂； 9.锂、钠、钾都是活泼金属，易氧化变质，还能和水反应生成氢气，存放时需隔绝空气和水分，因为密度小，所以锂保存在液体石蜡或密封在固体石蜡中，钠、钾保存在煤油中； 【备课素材】 【思考与讨论】 本栏目中的表格主要呈现了碱金属元素的原子结构示意图和原子半径。学生可以根据表中的原子结构示意图填写核电荷数、最外层电子数、电子层数等空格。阅读表格时，还可以提醒学生留意原子半径的数量级，并与宏观物体的大小做比较。 通过对本栏目中两个问题的思考与讨论，学生可以得出碱金属元素的原子结构具有以下特点: (1)相同点:原子核外最外层电子数都为1。 (2)递变性:从上到下随原子序数递增，碱金属元素的原子核外电子层数递增，原子半径递增。 学生在初中时已经认识到元素的化学性质与原子的最外层电子关系最为密切，因此可以根据碱金属元素原子结构的相同点得出碱金属化学性质相似的结论。教师在此还可以指出，除了相同点之外，碱金属元素的原子结构的递变性还决定了它们的性质会呈现出一定的变化规律, 为探究碱金属元素的化学性质埋下伏笔。 【探究】 碱金属化学性质的比较 本探究分为三个环节。 环节一 问题与预测。先让学生回顾钠的化学性质,为接下来的性质预测做好铺垫。再让学生结合Li、Na、K的原子结构特点，预测Li、K可能具有哪些与Na相似的化学性质。在此，只要学生能够说出预测的理由，不管预测正确与否，教师可不予评价，以使他们保持好奇心。学生期待的答案马上就会在接下来的环节二揭示出来。 环节二 实验和观察。 本环节先让学生回忆Na分别与氧气、水反应的现象，以和接下来的实验现象做对比。在K与氧气反应的实验过程中，要提醒学生注意观察:钾在燃烧前是否熔化，熔化后的钾的颜色与光泽,燃烧时有无烟和焰，烟、焰及固体产物的颜色等。在钾与水的实验过程中,要提醒学生注意观察钾在水面的浮、熔、游，以及溶液颜色的变化、反应的剧烈程度等现象。 钾在空气中燃烧的实验可设计为学生分组实验;而钾与水的反应,最好由教师在实物投影仪上演示。钾块不要太大，取绿豆大小即可，以免发生危险。钾与氧气反应的实验，需要先加热坩埚，再投入用滤纸吸去表面煤油的钾块，目的是缩短加热的时间，避免因为缓慢氧化而不利于观察熔化后的钾的色泽。在此两个实验过程中需要戴上护目镜，如不具备条件,也可在钾与水反应的烧杯口放一只表面皿以防止溅出。 环节三 分析和结论。 本环节设置了三个问题。第一个问题是根据实验现象展开讨论，总结钠、钾相似的化学性质,解决学生心中的疑惑，与环节一前后呼应。第二个问题是通过比较钾、钠分别与水反应的难易程度,再次预测锂与水反应的难易程度，目的是让学生认识锂、钠、钾化学性质的差异性和递变性。设置第三个问题的目的，是让学生运用碱金属元素原子结构的递变性来解释锂、钠、钾化学性质的递变性，并运用由个别到-般的归纳方法，归纳出碱金属化学性质的相似性和递变规律。 【课后作业】 1、下列关于碱金属的叙述正确的是(　　) A．钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈 B．碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小 C．碱金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性随着原子序数的递增依次减弱 D．碱金属元素的阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强 【答案】A 【解析】A项，碱金属的金属性从上至下依次增强，与O2或H2O反应的现象越来越剧烈，正确；B项，碱金属的密度随着原子序数的递增呈增大趋势(钾反常)；C项，碱金属的金属性随原子序数的递增依次增强，其最高价氧化物对应水化物的碱性也依次增强；D项，碱金属元素阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次减弱。 2、下列说法错误的是(　　) A．碱金属元素最外层电子数都是1个，化学性质均活泼 B．碱金属元素从上到下随电子层数的增多金属性依次增强 C．碱金属元素的单质都是银白色的，都比较柔软 D．碱金属元素的单质从上到下熔沸点逐渐降低 【答案】C 【解析】碱金属元素最外层电子数都是1个，均易失去最外层的电子，化学性质均活泼，故A正确；同主族的碱金属元素从上到下随电子层数的增多金属性依次增强，故B正确；Li、Na、K、Rb等碱金属单质都是银白色，但Cs具有金属光泽，故C错误；随核电荷数递增，碱金属元素的单质从上到下熔沸点逐渐降低，故D正确；答案为C。 3．第Ⅰ族金属元素习惯上又称为碱金属元素，下列关于碱金属元素某些性质的排列中，正确的是（ ） A．原子半径： B．单质的密度： C．单质的熔、沸点： D．单质的还原性： 【答案】A 【解析】A．、、、、是同主族元素，且原子序数依次增大，原子半径：，A正确； B．碱金属元素单质的密度从上到下呈递增趋势，但的密度大于，B错误； C．碱金属元素单质的熔、沸点从上到下逐渐降低，即熔、沸点：，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：，D错误； 故答案为：A。 4．下列关于碱金属元素的叙述中正确的是(　　) A．单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应 B．碱金属单质具有强还原性，形成的离子具有强氧化性 C．除锂外都以化合态存在于自然界中 D．化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价 【答案】D 【解析】A. 碱金属元素单质的化学性质活泼，易失电子发生氧化反应，A错误； B. 碱金属单质具有强还原性，形成的离子氧化性较弱，B错误 C.锂在自然界中也不能以游离态存在，C错误； D. 碱金属元素最外层电子数为1，化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价，D正确； 答案选D。 5．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 【答案】B 【解析】A.碱金属都属于金属晶体，金属阳离子半径逐渐增大，对外层电子束缚能力减弱，金属键减弱，所以熔沸点降低，故A正确; B.随核电荷数递增，碱金属单质的密度逐渐增大，但Na、K反常，故B错误; C.碱金属元素包含Li、Na、K、Rb、Cs、Fr，属于轻金属元素，所以碱金属单质的密度都较小，碱金属单质多为具金属光泽的银白色金属，铯带金黄色,但暴露在空气中会因氧气的氧化作用生成氧化物膜使光泽度下降,呈现灰色的有色金属，故C正确 D.碱金属元素都在IA族，原子最外层都只有一个电子，故D正确; 答案：B。 6．下列有关碱金属元素的叙述正确的是（ ） A．碱金属单质均为银白色，密度均小于水 B．碱金属单质从Li到Cs，熔点依次升高 C．氢氧化铯碱性强于氢氧化钠 D．碱金属元素形成的阳离子，从Li+到Cs+氧化性依次增强 【答案】C 【解析】碱金属单质中除了Rb、Cs，其它的密度均小于水，Cs略带金属光泽，其它的都是银白色的，故A错误。碱金属单质从Li到Cs，熔点依次降低，还原性依次增强，形成的阳离子的氧化性依次降低，对应的氢氧化物碱性依次增强，故C正确，B、D都错误。 7．下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述中不正确的是( )。 A．碱金属元素原子的最外层都只有一个电子,在化学反应中容易失去电子 B．碱金属元素形成的单质都是强还原剂 C．若碱金属M在氧气中燃烧只能生成M2O,则M可能为Na D．碱金属元素形成的单质都能与水反应生成碱 【答案】C 【解析】钠燃烧只能生成过氧化钠，不能生成氧化钠 8．下列关于碱金属元素的叙述正确的是 A．碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小 B．从上到下，碱金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱 C．钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的相应反应更剧烈 D．碱金属元素阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强 【答案】C 【解析】A．碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐增大，Na、K反常，故A错误；B．元素的金属性越强，则最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，则碱金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性随着原子序数的递增依次增强，故B错误；C．第ⅠA族元素单质的活泼性逐渐增强，所以钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈，故C正确；D．元素的金属性越强，则碱金属元素的阳离子的氧化性越弱，所以碱金属元素的阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次减弱，故D错误；答案为C。 9．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是 A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径 B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物 C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱 D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸 【答案】B 【解析】A．钫(Fr)是碱金属元素中最重的元素，原子半径最大，故A正确； B．钫在空气中燃烧时只生成过氧化物或超氧化物，化学式为Fr2O2或FrO2，故B错误； C．它的氢氧化物化学式为FrOH，是一种极强的碱，故C正确； D．活泼性比钠和钾活泼，跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸，故D正确； 故选B。 10． （1）碱金属元素原子最外层的电子都是________个，在化学反应中它们容易失去________个电子。 （2）碱金属元素中还原性最强的是________，原子半径最小的是________。 【答案】 1 1 Cs Li 【解析】（1）碱金属元素指的是在元素周期表中第ⅠA族的金属元素，原子最外层的电子都是1个，在化学反应中它们容易失去最外层的1个电子。 （2）根据元素周期表和元素周期律知道，碱金属元素从上到下，原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，碱金属元素中还原性最强的是Cs，原子半径最小的是Li。 11．碱金属元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫等元素，位于元素周期表中第ⅠA族。 （1）画出下列碱金属元素的原子结构示意图： ①锂____________；②钠__________；③钾__________；④铷__________。 （2）比较碱金属元素的原子结构： ①它们在结构上的相同点是___________________________________________________； ②它们在结构上的不同点是___________________________________________________。 （3）碱金属元素原子结构的变化规律是________________________________。 【答案】 最外层电子数均为1 电子层数和原子半径不同 随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大 【解析】(1)根据核外电子排布规律知下列碱金属元素的原子结构示意图分别为： ①锂；②钠；③钾；④铷 （2）①根据它们原子结构示意图知，他们在结构上的相同点是：最外层电子数均为1； ②它们在结构上的不同点是：电子层数和原子半径不同。 （3）碱金属元素原子结构的变化规律是：随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大 12.甲元素的原子序数是19；乙元素原子核外有两个电子层，最外电子层上有6个电子；丙是元素周期表第ⅠA族中金属性最弱的碱金属元素。由此推断： (1)甲元素在周期表中位于第________周期；乙元素在周期表中位于第______族；丙元素的名称为________ (2)甲的单质与水反应的离子方程式为__________________________________________________ 乙单质与丙单质反应的化学方程式为__________________________________________ 【答案】(1)四　ⅥA　锂 (2)2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑ 4Li＋O22Li2O 【解析】甲的原子序数是19，甲是钾元素，乙是氧元素，丙是锂元素。 13.据报道，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题： (1)铷(Rb)位于元素周期表的第______周期______族 (2)关于铷的结构和性质判断正确的是________ ①与水反应比钠剧烈 ②它的原子半径比钠小 ③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2 ④它的阳离子最外层电子数和镁相同 ⑤它是还原剂 (3)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属可能是________ a.Li b.Na c.K d.Cs 【答案】(1)五　ⅠA　(2)①③⑤　(3)ab 【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，则根据质量守恒定律得×1＝×2，M＝25，因Mr(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。 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2.1碱金属元素的结构和性质 一、碱金属元素的原子结构特点 元素名称 元素符号 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径/nm 碱金属元素 锂 Li 3 1 2 0.152 钠 Na 11 1 3 0.186 钾 K 19 1 4 0.227 铷 Rb 37 1 5 0.248 铯 Cs 55 1 6 0.265 结论 碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是电子层数依次递增，其变化规律是随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大 1、在周期表中的位置：第ⅠA族 2、相似性：碱金属元素原子的最外层都有1个电子，很容易失去，因此碱金属元素的最高正价为＋1价，最高价氧化物对应的水化物均为强碱(所以称为碱金属)，典型的活泼金属元素 3、递变性：随着原子序数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大 【对点练习】 1、下列关于碱金属元素的叙述中正确的是(　　) A．原子的最外层电子数都是1，次外层电子数都是8 B．单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应 C．除锂外均以化合态存在于自然界中 D．化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价 2、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．和Li同一主族的都是金属元素 B．Na＋比Li多一个电子层 C．Li、Na、K＋的最外层都只有一个电子 D．Li是碱金属中原子半径最小的元素 二、碱金属的物理性质 物质名称 颜色和状态 密度/g·cm－3 熔点/℃ 沸点/℃ 锂 银白色，柔软 0.534 180.5 1 347 钠 银白色，柔软 0.97 97.81 882.9 钾 银白色，柔软 0.86 63.65 774 铷 银白色，柔软 1.532 38.89 688 铯 略带金色光泽，柔软 1.879 28.40 678.4 1、相似性：碱金属单质都有银白色的金属光泽(铯略带金色光泽)、硬度小、密度小、熔沸点较低，良好的导电、导热性，有延展性，钠钾合金为液态，可做原子反应堆的导热剂 2、递变性：在碱金属内，随着元素原子核电荷数的增加，单质的熔点和沸点逐渐降低，密度呈增大趋势(但ρNa＞ρK)，且Li、Na、K的密度小于1；Rb、Cs的密度大于1 三、碱金属的化学性质——与钠相似 1、碱金属与O2反应 钠的现象：剧烈燃烧 发出黄色火焰 生成淡黄色固体 钾的现象：剧烈燃烧 发出紫色火焰 生成黄色固体 【结论】K比Na反应更快更剧烈 【小结】碱金属与O2的反应 2、碱金属与水的反应 钠的现象和结论：浮、熔、游、响、红 2Na+2H2O=2NaOH+H2 ↑ 钾的现象和结论：浮、熔、游、响、烧、爆、红 2K+2H2O=2KOH+H2↑ 【小结】碱金属化学性质的相似性和递变性与原子结构的关系 【微点拨】 ①碱金属与O2反应越来越剧烈，加热时产物更加复杂，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，Rb、Cs与氧气反应，都生成比过氧化物更复杂的氧化物 ②碱金属常温下均能与氧气反应生成氧化物(R2O)；Li与氧气不管是常温还是加热均生成Li2O ③超氧化物(KO2)、臭氧化物(RbO3)与Na2O2性质类似，都能与H2O、CO2反应，具有强氧化性 【对点练习】 1．下列关于碱金属的描述正确的是(　　) A．碱金属都可以保存在煤油中 B．碱金属元素的单质硬度小、密度小、熔点低 C．在空气中加热均可生成多种氧化物 D．碱金属与水反应，均漂浮在水面上 2．关于碱金属元素的说法中正确的是 (　　) A．ⅠA族元素都是碱金属元素 B．碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来 C．金属钾具有强还原性，K＋具有强氧化性 D．Cs常温下与水反应会发生爆炸 四、认识碱金属的用途 1.锂电池是一种高能电池。 锂有机化学中重要的催化剂。锂是制造氢弹不可缺少的材料，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．钠——高压钠灯；钾和钠的合金(液态)——核反应堆的传热介质。 3．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。 【归纳小结】 1.Na、K保存在煤油中，Li密度比煤油小，需保存在石蜡油中或密封在石蜡中； 2.碱金属从Li到Cs密度总体增大，但K的密度小于Na； 3.酸式盐溶解度一般大于正盐，但NaHCO₃溶解度小于Na2CO3 ； 4.取出的试剂一般不能放回原瓶，但IA族的Na、K等除外； 5.活泼金属一般能从盐中置换出不活泼金属，但IA族的Na、K等活泼金属除外 6.锂易和氮气反应生成Li₃N，锂和镁性质相似，LiOH、Li2CO₃均为沉淀； 7.锂熔点最高，金属性最弱，和水反应较慢，反应时不熔化； 8.合金一般是固态，Na-K合金为液态，可作原子反应堆的导热剂； 9.锂、钠、钾都是活泼金属，易氧化变质，还能和水反应生成氢气，存放时需隔绝空气和水分，因为密度小，所以锂保存在液体石蜡或密封在固体石蜡中，钠、钾保存在煤油中； 【备课素材】 【思考与讨论】 本栏目中的表格主要呈现了碱金属元素的原子结构示意图和原子半径。学生可以根据表中的原子结构示意图填写核电荷数、最外层电子数、电子层数等空格。阅读表格时，还可以提醒学生留意原子半径的数量级，并与宏观物体的大小做比较。 通过对本栏目中两个问题的思考与讨论，学生可以得出碱金属元素的原子结构具有以下特点: (1)相同点:原子核外最外层电子数都为1。 (2)递变性:从上到下随原子序数递增，碱金属元素的原子核外电子层数递增，原子半径递增。 学生在初中时已经认识到元素的化学性质与原子的最外层电子关系最为密切，因此可以根据碱金属元素原子结构的相同点得出碱金属化学性质相似的结论。教师在此还可以指出，除了相同点之外，碱金属元素的原子结构的递变性还决定了它们的性质会呈现出一定的变化规律, 为探究碱金属元素的化学性质埋下伏笔。 【探究】 碱金属化学性质的比较 本探究分为三个环节。 环节一 问题与预测。先让学生回顾钠的化学性质,为接下来的性质预测做好铺垫。再让学生结合Li、Na、K的原子结构特点，预测Li、K可能具有哪些与Na相似的化学性质。在此，只要学生能够说出预测的理由，不管预测正确与否，教师可不予评价，以使他们保持好奇心。学生期待的答案马上就会在接下来的环节二揭示出来。 环节二 实验和观察。 本环节先让学生回忆Na分别与氧气、水反应的现象，以和接下来的实验现象做对比。在K与氧气反应的实验过程中，要提醒学生注意观察:钾在燃烧前是否熔化，熔化后的钾的颜色与光泽,燃烧时有无烟和焰，烟、焰及固体产物的颜色等。在钾与水的实验过程中,要提醒学生注意观察钾在水面的浮、熔、游，以及溶液颜色的变化、反应的剧烈程度等现象。 钾在空气中燃烧的实验可设计为学生分组实验;而钾与水的反应,最好由教师在实物投影仪上演示。钾块不要太大，取绿豆大小即可，以免发生危险。钾与氧气反应的实验，需要先加热坩埚，再投入用滤纸吸去表面煤油的钾块，目的是缩短加热的时间，避免因为缓慢氧化而不利于观察熔化后的钾的色泽。在此两个实验过程中需要戴上护目镜，如不具备条件,也可在钾与水反应的烧杯口放一只表面皿以防止溅出。 环节三 分析和结论。 本环节设置了三个问题。第一个问题是根据实验现象展开讨论，总结钠、钾相似的化学性质,解决学生心中的疑惑，与环节一前后呼应。第二个问题是通过比较钾、钠分别与水反应的难易程度,再次预测锂与水反应的难易程度，目的是让学生认识锂、钠、钾化学性质的差异性和递变性。设置第三个问题的目的，是让学生运用碱金属元素原子结构的递变性来解释锂、钠、钾化学性质的递变性，并运用由个别到-般的归纳方法，归纳出碱金属化学性质的相似性和递变规律。 【课后作业】 1、下列关于碱金属的叙述正确的是(　　) A．钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈 B．碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小 C．碱金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性随着原子序数的递增依次减弱 D．碱金属元素的阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强 2、下列说法错误的是(　　) A．碱金属元素最外层电子数都是1个，化学性质均活泼 B．碱金属元素从上到下随电子层数的增多金属性依次增强 C．碱金属元素的单质都是银白色的，都比较柔软 D．碱金属元素的单质从上到下熔沸点逐渐降低 3．第Ⅰ族金属元素习惯上又称为碱金属元素，下列关于碱金属元素某些性质的排列中，正确的是（ ） A．原子半径： B．单质的密度： C．单质的熔、沸点： D．单质的还原性： 4．下列关于碱金属元素的叙述中正确的是(　　) A．单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应 B．碱金属单质具有强还原性，形成的离子具有强氧化性 C．除锂外都以化合态存在于自然界中 D．化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价 5．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 6．下列有关碱金属元素的叙述正确的是（ ） A．碱金属单质均为银白色，密度均小于水 B．碱金属单质从Li到Cs，熔点依次升高 C．氢氧化铯碱性强于氢氧化钠 D．碱金属元素形成的阳离子，从Li+到Cs+氧化性依次增强 7．下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述中不正确的是( )。 A．碱金属元素原子的最外层都只有一个电子,在化学反应中容易失去电子 B．碱金属元素形成的单质都是强还原剂 C．若碱金属M在氧气中燃烧只能生成M2O,则M可能为Na D．碱金属元素形成的单质都能与水反应生成碱 8．下列关于碱金属元素的叙述正确的是 A．碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小 B．从上到下，碱金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱 C．钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的相应反应更剧烈 D．碱金属元素阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强 9．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是 A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径 B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物 C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱 D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸 10． （1）碱金属元素原子最外层的电子都是________个，在化学反应中它们容易失去________个电子。 （2）碱金属元素中还原性最强的是________，原子半径最小的是________。 11．碱金属元素包括锂、钠、钾、铷、铯、钫等元素，位于元素周期表中第ⅠA族。 （1）画出下列碱金属元素的原子结构示意图： ①锂____________；②钠__________；③钾__________；④铷__________。 （2）比较碱金属元素的原子结构： ①它们在结构上的相同点是___________________________________________________； ②它们在结构上的不同点是___________________________________________________。 （3）碱金属元素原子结构的变化规律是________________________________。 12.甲元素的原子序数是19；乙元素原子核外有两个电子层，最外电子层上有6个电子；丙是元素周期表第ⅠA族中金属性最弱的碱金属元素。由此推断： (1)甲元素在周期表中位于第________周期；乙元素在周期表中位于第______族；丙元素的名称为________ (2)甲的单质与水反应的离子方程式为__________________________________________________ 乙单质与丙单质反应的化学方程式为__________________________________________ 13.据报道，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题： (1)铷(Rb)位于元素周期表的第______周期______族 (2)关于铷的结构和性质判断正确的是________ ①与水反应比钠剧烈 ②它的原子半径比钠小 ③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2 ④它的阳离子最外层电子数和镁相同 ⑤它是还原剂 (3)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属可能是________ a.Li b.Na c.K d.Cs 2 学科网（北京）股份有限公司 $