高中化学(新教材)《研究同主族元素的性质》导学案+课时作业

第2课时研究同主族元素的性质

学生自主学习

1.卤族元素原子结构和性质的相似性和递变性

(1)卤族元素原子结构和性质的相似性

①原子的最外电子层都有□017个电子；

②最高正价除F外均显□02＋7价，最低负价为□03－1价；

③气态氢化物的通式为□04HX(X表示卤素)；

④最高价氧化物对应的水化物的通式为HXO4(F除外)，且都具有很强的□05酸性；

⑤在氧化还原反应中，它们的单质常做□06氧化剂。

(2)卤族元素原子结构和性质的递变性

2．碱金属元素原子结构和性质的相似性和递变性

(1)碱金属元素原子结构和性质的相似性

①原子的最外电子层都有□131个电子；

②最高化合价均为□14＋1价；

③都是活泼的金属元素，单质都能与氧气、水等物质发生反应；

④最高价氧化物对应的水化物一般具有很强的□15碱性。

(2)碱金属元素原子结构和性质的递变性

3．结论及解释

(1)结论：同主族元素性质既具有相似性又有递变性。

(2)解释

课堂互动探究

一、卤族元素性质的相似性与递变性

写出证明卤族元素单质的氧化性由上到下逐渐减弱的离子方程式。

提示：Cl 2＋2Br －===Br 2＋2Cl －，Cl 2＋2I －===I 2＋2Cl －，Br 2＋2I －===I 2＋2Br －。

1．卤素单质性质的相似性

(1)与H 2反应：X 2＋H 2=====一定条件

2HX(I 2与H 2的反应为可逆反应)。

(2)与活泼金属(如Na)反应：2Na ＋X 2=====点燃

2NaX 。

(3)与H 2O 反应

①X 2＋H 2O HX ＋HXO(X ＝Cl 、Br 、I)；

②2F 2＋2H 2O===4HF ＋O 2。

2．卤素单质性质的递变性

(1)氧化性与还原性

随着原子序数的递增：卤素单质的氧化性逐渐减弱，卤素阴离子的还原性逐渐增强。

①单质间的置换反应

Cl 2＋2Br －===Br 2＋2Cl －，

Cl 2＋2I －===I 2＋2Cl －，

Br 2＋2I －===I 2＋2Br －。

②卤素单质与变价金属(如Fe)反应时，F 2、Cl 2、Br 2生成高价卤化物(如FeX 3)，而I 2只能生成低价卤化物(如FeI 2)。

(2)与H 2反应的难易及氢化物稳定性

随着原子序数的递增，与H 2反应越来越难，生成的氢化物的稳定性逐渐减弱。 F 2＋H 2===2HF(暗处发生爆炸)，HF 很稳定，

Cl 2＋H 2=====光照或点燃

2HCl ，HCl 较稳定，

Br 2＋H 2=====200℃

2HBr ，HBr 不如HCl 稳定， I 2＋H 2高温

2HI ，HI 不稳定。

(3)HF 为弱酸，HCl 、HBr 、HI 均为强酸，且其酸性逐渐增强。

1．下列关于卤族元素的说法正确的是( )

A ．从HF 、HCl 、HBr 、HI 的酸性递增的事实，推出F 、Cl 、Br 、I 的非金属性递增规律

B ．卤族元素的单质只有氧化性

C ．从F 到I ，原子得电子能力逐渐减弱

D ．卤素单质与H 2化合的难易程度按F 2、Cl 2、Br 2、I 2的顺序由难变易 答案 C

解析 F 、Cl 、Br 、I 的非金属性逐渐减弱，但HF 、HCl 、HBr 、HI 的酸性逐渐增强，A 错误；氯气、溴、碘既有氧化性又有还原性，B 错误；从F 到I ，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，原子得电子能力逐渐减弱，C 正确；元素

的非金属性越强，其单质与氢气越容易化合，非金属性F>Cl>Br>I，所以卤素单质与氢气化合按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由易变难，D错误。

2．有关卤族元素性质的叙述正确的是()

A．沸点：F2>I2B．酸性：HClO4>HBrO4

C．氧化性：I2>Cl2D．非金属性：Br>F

答案 B

解析从F到I，卤素单质的沸点逐渐升高，A错误；从F到I，卤族元素的非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐减弱(F无最高价氧化物对应的水化物)，卤素单质的氧化性逐渐减弱，B正确，C、D错误。

规律方法

(1)F无含氧酸，因为F无正价，HClO4是酸性最强的含氧酸。

(2)元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，或从与氢气生成气态氢化物的难易程度以及气态氢化物的稳定性来判断。

二、碱金属元素性质的相似性与递变性

1．元素周期表中ⅠA族元素全部是碱金属元素吗？

提示：ⅠA族元素除H外均属于碱金属元素。

2．将钾投入到氯化钠或硫酸铜溶液中能否置换出钠或铜？

提示：不能。钾很活泼，会与溶液中的水反应。

1．碱金属物理性质变化规律

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．碱金属性质的递变规律

(1)随着原子序数的递增，碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强，金属单质的还原性逐渐增强。

(2)随着原子序数的递增，碱金属单质与氧气反应越来越容易，生成的氧化物越来越复杂；与水反应越来越剧烈。

①Li与O2反应可生成Li2O，Na与O2反应可生成Na2O、Na2O2，而K与O2反应可生成KO2等。

②K与H2O反应会发生轻微爆炸，而Rb和Cs遇水发生剧烈爆炸。

③LiOH微溶，其他碱金属元素的最高价氧化物对应水化物均为易溶于水的强碱。

知识拓展

(1)碱金属单质与水反应的通式：2R＋2H2O===2ROH＋H2↑(R代表碱金属单质)。

(2)钾与钠均保存在煤油中，锂一般保存在石蜡中。

3．下列关于锂、钠、钾、铷、铯元素的叙述不正确的是()

①氢氧化物中碱性最强的是CsOH②单质熔点最高的是铯③其单质与O2反应均可得到多种氧化物④其单质的密度依次增大，均要保存在煤油中⑤其单质的还原性依次增强⑥其对应阳离子的氧化性依次增强

A．①③⑤B．②④⑥

C．②③④⑥D．①⑤

答案 C

解析根据元素周期律可知，Li、Na、K、Rb、Cs的金属性逐渐增强，氢氧化物中碱性最强的为CsOH，①正确；单质熔点最高的为Li，②错误；Li与O2反应时只生成Li2O，③错误；K的密度小于Na的密度，反常，Li的密度小于煤油的密度，常保存在石蜡中，④错误；由于Li、Na、K、Rb、Cs的金属性依次增强，故其单质的还原性依次增强，对应阳离子的氧化性依次减弱，⑤正确，⑥错误。

4．有关碱金属的说法不正确的是()

A．均为ⅠA族元素，最外层均有1个电子

B．单质的还原性：Li>Na>K>Rb>Cs

C．碱性：LiOH

D．从Li到Cs，核电荷数依次增加，电子层数、原子半径依次增大

答案 B

解析碱金属元素位于周期表ⅠA族，主族序数等于元素原子核外最外层电子数，故碱金属元素原子的最外层电子数为1，A正确；同主族元素从上到下，原子的核外电子层数依次增加，失电子能力逐渐增强，单质的还原性逐渐增强，