高中化学高一期末复习--碱金属和卤族元素
高一期末复习--碱金属和卤族元素
知识网络
一. 碱金属元素
⑴结构特点
元素名称元素符号核电荷数
最外层电子
数
电子层数原子半径/nm 碱
金
属
元
素
锂Li3120.152
钠Na11130.186
钾K19140.227
铷Rb37150.248
铯Cs55160.265
同，其变化规律是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。
⑵碱金属的性质
①物理性质
②化学性质
a与O2反应
二. 卤族元素
⑴原子结构
结论：卤族元素原子结构的共同点是最外层电子数为7，不同点是电子层数不同，其变化规律是随着原子序数增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。
⑵卤族元素单质的性质
①物理性质
F2 Cl2 Br2 I2
颜色： 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色———————————————————→
颜色变深 熔、沸点： 气体 气体 液体 固体 ———————————————————→
逐渐升高 密度：
———————————————————→
逐渐 增大
水溶性：反应 溶解 溶解 微溶 ———————————————————→
逐渐减小 ②化学性质 a 与H 2反应
结论：从F 2到I 2，与H 2反应所需要的条件逐渐升高，反应剧烈程度依次减弱，生成气态氢化物的稳定性依次减弱。
b 卤素单质间的置换反应
静置后，液体分层，上层无色，下层棕红色
静置后，液体分层，上层无色，下层紫色
静置
后，
液体
分
层，
上层
无
色，
下层
紫色
得出结论：Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是由强到弱，
相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是由弱到强。
重难突破
1. 碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性
⑴相似性
原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们的单质都具有较强的还原性，它们都能与氧气等非金属单质及水反应。碱金属与水反应的通式为2R＋
2H2O===2ROH＋H2↑(R表示碱金属元素)。
典例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。
⑵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与O2的反应越来越剧烈，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等。
③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。
④最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，CsOH的碱性最强。
典例2下列各组比较中不正确的是()
A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B.还原性：K＞Na＞Li，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠
C.熔、沸点：Li＞Na＞K
D.碱性：LiOH＜NaOH＜KOH
【答案】B
【解析】A中锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈；B中还原性，K＞Na＞Li，但K不能置换出NaCl溶液中的Na，而是先与H2O反应；C中碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即Li＞Na＞K＞Rb＞Cs；D中从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强，即碱性：LiOH ＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH。
【总结归纳】
1.碱金属单质物理性质变化规律
随着原子序数的递增，碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低。
2.碱金属的原子结构与化学性质的关系
(1)相似性
原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们的单质都具有较强的还原性，它们都能与氧气等非金属单质及水反应。碱金属与水反应的通式为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑(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，单质还原性增强。
①与O2的反应越来越剧烈，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等。
②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、Cs 遇水发生剧烈爆炸。
③最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，CsOH的碱性最强。
3.元素金属性强弱可以从单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度，或其最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断。
2 卤素单质的相似性、递变性和特性
⑴相似性(X表示卤素元素)
卤素原子都容易得到一个电子使其最外层达到8个电子的稳定结构，它们的单质都是活泼的非金属单质，都具有较强的氧化性。
典例3已知某微粒的结构示意图为，则下列说法正确的是()
A.该元素位于第三周期0族
B.该元素位于第四周期ⅠA族
C.该元素是非金属元素
D.该元素是金属元素
【答案】C
【解析】该微粒原子核内有17个质子，为第17号氯元素，氯元素是非金属元素；核外有18个电子，说明是Cl得到一个电子形成了Cl－。
典例4关于卤族元素，下列说法正确的是() A.所有卤族元素的微粒都易得电子 B.和F 同一主族的元素都是非金属元素 C.化合物中卤族元素都显负价
D.卤族元素原子的原子半径从上到下逐渐减小 【答案】B
【解析】卤族元素的阴离子如Cl －等不能得电子，A 选项错误；卤族元素都是非金属元素，B 选项正确；NaClO 中Cl 为＋1价，C 选项错误；从F→I ，原子半径逐渐增大，D 选项错误。
① 与H 2反应：X 2＋H 2一定条件=====
2HX 。
② 与活泼金属(如Na)反应：2Na ＋X 2点燃=====
2NaX 。 ③ 与H 2O 反应
a X 2＋H 2O===HX ＋HXO(X ＝Cl 、Br 、I)；
b 2F 2＋2H 2O===4HF ＋O 2。 ④ 与NaOH 溶液反应
X 2＋2NaOH===NaX ＋NaXO ＋H 2O(X ＝Cl 、Br 、I)。 ⑵ 递变性(X 表示卤素元素)
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，卤素原子得电子的能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。
①
②与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，即：
稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；
还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI。
典例5下列对卤素的说法不符合递变规律的是()
A.F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱
C.F－、Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强
D.卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色变浅，密度增大
【答案】D
【解析】从F→I原子半径依次增大，单质氧化性逐渐减弱，则阴离子的还原性逐渐增强，氢化物的稳定性逐渐减弱，卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色逐渐变深，密度也逐渐增大。
③卤素单质与变价金属(如Fe)反应时，F2、Cl2、Br2生成高价卤化物(如FeX3)，而I2只能生成低价卤化物(如FeI2)。
④氢化物都易溶于水，其水溶液酸性依次增强，氢化物中HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高，HF的熔、沸点最高。
⑤最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱，即酸性：HClO4＞HBrO4＞
HIO4，HClO4是已知含氧酸中酸性最强的酸。
典例6关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是()
A.卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示
B.HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强
C.卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量增大而加深
D.X－的还原性依次为F－ 【答案】C 【解析】A项，F2与H2O反应为2F2＋2H2O===4HF＋O2，不可用X2＋H2O===HXO＋HX表示；B项，HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱；D项，F2性质极为活泼，遇盐溶液先和水反应，故不能将相对分子质量大的卤素从它的盐溶液里置换出来。 (5)氢氟酸为弱酸，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。 典例7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 【答案】C 【解析】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At2，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。