高中化学必修2(练习)1.1.2 元素的性质与原子结构 Word版含解析

第2课时元素的性质与原子结构目标导航] 1.了解碱金属、卤素原子在周期表中的位置。

2.了解碱金属、卤素原子的结构特点，了解原子结构与元素性质的关系。

3.了解碱金属、卤素性质的相似性与递变性，并能初步运用原子结构理论解释。

一、碱金属元素1．结构特点(1)完成表格(2)得出结论：碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是电子层数和原子半径不同，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。

2．碱金属的性质(1)物理性质(2)化学性质①与O2反应碱金属 化学反应方程式 反应程度产物复杂 程度活泼性Li 4Li ＋O 2=====点燃2Li 2ONa 2Na ＋O 2=====点燃Na 2O 2 K K ＋O 2=====点燃KO 2Rb － Cs －碱金属钾钠实验操作实验现象 熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微爆炸声，反应后溶液加酚酞变红熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液加酚酞变红实验原理 2K ＋2H 2O===2KOH ＋H 2↑2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑结论钾比钠的活动性强议一议1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)碱金属元素原子的次外层电子数都是8个()(2)化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价()(3)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大()(4)碱金属单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应()(5)Li在空气中加热生成LiO2()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×2．钾与水(含酚酞)反应的实验现象能表明钾的一些性质，请连一连。

(1)钾浮在水面上A．钾与水反应放热且钾的熔点较低(2)钾熔化成闪亮的小球B．钾与水反应剧烈，放出的热使生成的H2燃烧(3)钾球四处游动，并有轻,微的爆鸣声C．钾的密度比水小(4)溶液变为红色D．钾与水反应后的溶液呈碱性答案(1)—C(2)—A(3)—B(4)—D二、卤族元素1．原子结构(1)完成表格：元素名称氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I)原子序数9 17 35 53原子结构示意图最外层电子数7 7 7 7电子层数 2 3 4 5原子半径由小到大得出结论：卤族元素原子结构的共同点是最外层电子数都是7，不同点是电子层数和原子半径不同，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。

2．卤族元素单质的性质(1)物理性质(2)化学性质①与H2反应a．填写下表：反应条件化学方程式产物稳定性H 2＋I 2△2HIb.222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。

②卤素单质间的置换反应 a ．填写下表：222Cl 2＞Br 2＞I 2，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I －＞Br －＞Cl －。

提醒 因为F 2能与H 2O 发生反应(2F 2＋2H 2O===4HF ＋O 2)，所以F 2不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。

议一议1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(X代表卤素)(1)卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示()(2)HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强()(3)卤素单质的颜色从F2―→I2按相对分子质量增大而加深()(4)将F2通入NaCl溶液中可置换出Cl2()答案(1)×(2)×(3)√(4)×解析(1)F2与H2O反应为2F2＋2H2O===4HF＋O2，不可用X2＋H2O===HXO＋HX 表示。

(2)HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱。

(4)F2性质极活泼，遇盐溶液先和水反应，故不能将卤素从它的盐溶液里置换出来。

2．已知还原性I－>Br－>Cl－>F－，试从原子结构的角度分析原因。

答案还原性即微粒失去电子的能力。

按I－→Br－→Cl－→F－的顺序，离子的半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引力逐渐增大，失去电子的能力逐渐减弱，故还原性逐渐减弱。

一、碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性例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。

答案 C归纳总结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。

①②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。

变式训练1下列各组比较不正确的是()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＞KD．碱性：LiOH＜NaOH＜KOH答案 B解析锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈，A正确；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，B错误；碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即Li＞Na＞K＞Rb＞Cs，C正确；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，D正确。

二、卤素单质的相似性、递变性和特性例2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。

答案 D归纳总结卤素的原子结构与化学性质的关系(1)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。

一定条件2HX。

①与H2反应：X2＋H2=====点燃2NaX。

②与活泼金属(如Na)反应：2Na＋X2=====③与H2O反应a．X2＋H2O===HX＋HXO(X＝Cl、Br、I)；b．2F2＋2H2O===4HF＋O2。

④与NaOH溶液反应X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I)。

(2)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。

①②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。

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。

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。

变式训练2砹是现知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>I2B．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。

规律总结卤素的特性(1)氟元素无正价，无含氧酸。

F－的还原性极弱。

(2)X2＋H2O===HX＋HXO而2F2＋2H2O===4HF＋O2。

(3)Br2在常温下是唯一的一种液态非金属单质。

(4)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。

(5)氢氟酸为弱酸，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。

三、同主族元素性质的递变规律例3下列关于主族元素的说法错误的是()A．同主族元素随着原子序数递增，元素金属性增强B．同主族元素随着原子序数递增，元素单质的熔、沸点逐渐升高C．同主族元素原子最外层电子数都相同D．同主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强解析同主族元素随着原子序数的递增，电子层数逐渐增多，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，即元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱，A项、D项都正确；对于同主族的金属元素，单质的熔、沸点从上到下逐渐降低，对于同主族的非金属元素，单质的熔、沸点从上到下逐渐升高，B项错误；同主族元素原子最外层电子数都相同，C 项正确。

答案 B归纳总结1．元素的性质与原子结构的关系元素性质与原子结构密切相关，主要与原子核外电子的排布特别是最外层电子数有关。

原子结构不同，元素性质不同；原子结构相似，元素性质相似；原子结构发生规律性递变，元素性质发生规律性递变。

原子结构相似的同族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性。

2．同主族元素性质的递变规律从碱金属元素和卤素的性质来看，同主族从上至下元素及其典型化合物性质的递变规律如下表所示。

变式训练3A．钾的金属性比钠强B．溴的非金属性比氯强C．NaOH的碱性比LiOH强D．HCl的热稳定性比HBr强答案 B解析由于金属性K>Na>Li，故碱性KOH>NaOH>LiOH；非金属性Cl>Br，则其对应氢化物的热稳定性HCl>HBr。