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第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第2课时 核素 原子结构与元素的性质
知识点一、核素、同位素
1.元素
(1)概念:具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。
(2)决定元素种类的是质子数。
2.核素
(1)概念:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
(2)表示方法——原子符号
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(3)实例
①质子数为19,中子数为20的核素为K;
②质子数为6,中子数为6的核素为C;
③核素C的质子数为6,中子数为8。
(4)决定原子(核素)种类的是质子数和中子数。
3.同位素
(1)概念:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)。“同位”是指核素的质子数相同,在元素周期表中占有相同的位置。
(2)氢元素的三种核素互为同位素
H H H
名称 氕 氘(重氢) 氚(超重氢)
符号 H D T
质子数 1 1 1
中子数 0 1 2
(3)同位素的特征
①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同;物理性质略有差异。
②在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,同位素相互之间保持一定的比率。
(4)常见同位素的用途(同位素与用途之间连线)
【例1】判断正误
(1)任何原子都由质子、中子、电子构成( )
(2)23Na和23Mg互为同位素( )
(3)同位素原子的化学性质几乎相同,物理性质略有差异( )
(4)原子的种类大于元素的种类( )
(5)H和H+为同一元素的不同微粒( )
【例2】现有下列基本粒子:1H、2H、3H、1H+、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。请回答下列问题:
(1)它们分属________种元素,属于氢元素的核素有________种,属于铀元素的核素有________种,互为同位素的原子分别为________、________。
(2)质量数相等的粒子有________、________、________。(可不填满,也可补充)
【例3】科学家发现C60后,近年又合成了许多球形分子(富勒烯),如C50、C70、C120、C540等,它们都是碳元素的______________,因为它们是____________________________。
【例4】氯元素有两种稳定的核素,分别是Cl和Cl,它们的相对原子质量分别是34.969、36.966,在自然界中的丰度分别是75.77%、24.23%。请计算:
(1)氯元素的相对原子质量。
(2)氯元素的近似相对原子质量。
知识点二、碱金属元素
1.碱金属元素的原子结构
元素名称 锂 钠 钾 铷 铯
元素符号 Li Na K Rb Cs
核电荷数 3 11 19 37 55
原子结构示意图 INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W267.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W267.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W267.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W267.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W267.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W267.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W267.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W267.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W267.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2021届高中化学新教材同步讲义课件\\2021届高中化学新教材同步讲义必修第一册\\W267.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W268.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W268.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W268.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W268.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W268.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W268.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W268.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W268.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W268.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2021届高中化学新教材同步讲义课件\\2021届高中化学新教材同步讲义必修第一册\\W268.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W270.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W270.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W270.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W270.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W270.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W270.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W270.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W270.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W270.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2021届高中化学新教材同步讲义课件\\2021届高中化学新教材同步讲义必修第一册\\W270.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W271.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W271.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W271.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W271.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W271.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W271.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W271.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W271.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W271.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2021届高中化学新教材同步讲义课件\\2021届高中化学新教材同步讲义必修第一册\\W271.TIF" \* MERGEFORMATINET
原子半径/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
相同点 最外层均有1个电子,均有较强还原性
递变性 从Li到Cs随核电荷数的增加,电子层数增多,原子半径增大
2.碱金属单质的化学性质
(1)钠、钾与氧气反应
①实验现象:都能在空气中燃烧,钠产生黄色火焰,钾产生紫色火焰,
钾燃烧更剧烈。
②反应的化学方程式
2Na+O2Na2O2、K+O2KO2。
③实验结论:金属的活泼性:K>Na。
(2)钠、钾与水反应
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①实验现象
相同点:金属浮在水面;金属熔成闪亮的小球;小球四处游动;发出嘶嘶的响声;反应后溶液呈红色。
不同点:钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。
②化学方程式
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;2K+2H2O===2KOH+H2↑。
③实验结论
与水反应剧烈程度:K>Na;金属的活泼性:K>Na。
3.碱金属单质性质规律
(1)物理性质规律
银白色(铯金黄色),有金属光泽、硬度较小、密度较小、熔点较低、有较好的导电性、导热性和延展性。
(2)化学性质的相似性和递变性
①相似性
与氧气反应 生成氧化物,如Li2O、Na2O、Na2O2等
与氯气反应 生成氯化物,如NaCl、KCl等
与水反应 通式为2R+2H2O===2ROH+H2↑
与酸反应 通式为2R+2H+===2R++H2↑
②递变性
从锂到铯,单质还原性逐渐减弱,离子的氧化性逐渐增强。
【原因】随着核电荷数递增,核外电子层数逐渐增大,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强,元素的金属性增强。
a.与氧气反应
从Li→Cs,与氧气反应越来越剧烈,产物越来越复杂。如Li在氧气中燃烧只生成Li2O,Na在氧气中燃烧生成Na2O2,K在氧气中燃烧生成更复杂的氧化物:KO2。
b.与H2O(或酸)反应
从Li→Cs,与H2O(或酸)反应越来越剧烈。如K与H2O反应能发生轻微爆炸,则Rb、Cs遇水会发生剧烈爆炸。生成的LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH碱性越来越强。
【例5】判断正误
(1)从锂到铯,碱金属元素单质的密度依次增大( )
(2)碱金属元素的单质与氧气反应的产物属于同种类型( )
(3)碱金属元素随核电荷数增大,其单质与水反应越来越剧烈( )
(4)碱金属元素单质都应该保存在煤油中( )
(5)金属钾能从NaCl溶液中置换出钠( )
(6)碱金属元素在自然界中能以游离态存在( )
【例6】下列说法不正确的是( )
A.熔点:Li > Na > K B.碱性:LiOH < NaOH < KOH
C.还原性:K > Na > Li D.密度:K > Na > Li
【例7】钾的金属活动性比钠强,根本原因是( )
A.钾的密度比钠小 B.钾原子的电子层比钠原子多一层
C.钾与水反应比钠与水反应更剧烈 D.加热时,钾比钠更易汽化
【例8】下列有关碱金属的化学性质的说法正确的是( )
A.K与H2O反应最剧烈
B.Rb比Na活泼,故Rb可从NaCl溶液中置换出Na
C.碱金属的阳离子有强氧化性
D.从Li到Cs都易失去最外层的1个电子,且失电子能力越来越强
【例9】可能存在的119号元素,有人称之为“类钫”。下列关于碱金属某些元素原子的结构和性质的判断,错误的是( )
①锂与水反应比钠剧烈 ②碱金属单质都可以保存在煤油中
③锂的氧化物暴露在空气中易吸收CO2 ④锂离子的最外层电子数和钠原子的相同
⑤“类钫”单质是强还原剂 ⑥“类钫”在化合物中显+1价
⑦“类钫”单质的密度大于1 g·cm-3 ⑧“类钫”单质有较高的熔点
A.①②④⑧ B.①②⑥⑦ C.③④⑤⑧ D.①③④⑦
知识点三、卤族元素
1.卤族元素的原子结构及其特点
卤族元素包括:F、Cl、Br、I、At(写元素符号)。前4种元素的原子结构示意图依次是:
F INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W277.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W277.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W277.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W277.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W277.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W277.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W277.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W277.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W277.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2021届高中化学新教材同步讲义课件\\2021届高中化学新教材同步讲义必修第一册\\W277.TIF" \* MERGEFORMATINET 、Cl INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W278.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W278.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W278.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W278.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W278.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W278.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W278.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W278.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W278.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2021届高中化学新教材同步讲义课件\\2021届高中化学新教材同步讲义必修第一册\\W278.TIF" \* MERGEFORMATINET 、Br INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W279.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W279.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W279.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W279.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W279.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W279.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W279.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W279.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W279.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2021届高中化学新教材同步讲义课件\\2021届高中化学新教材同步讲义必修第一册\\W279.TIF" \* MERGEFORMATINET 、I INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W280.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W280.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W280.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W280.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W280.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W280.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W280.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W280.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W280.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2021届高中化学新教材同步讲义课件\\2021届高中化学新教材同步讲义必修第一册\\W280.TIF" \* MERGEFORMATINET
原子结构特点如下:
(1)相似性:最外层电子数都是7。
(2)递变性:F→I,核电荷数依次增大,电子层数依次增多,原子半径逐渐增大。
2.卤素单质的物理性质
F2 Cl2 Br2 I2
颜色、状态 淡黄绿色气体 黄绿色气体 深红棕色液体 紫黑色固体
密度 逐渐增大
熔、沸点 逐渐升高
溶解性 在水中溶解度小(F2与H2O反应),在有机溶剂中溶解度大
3.卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气反应
卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性
F2 暗处 H2+F2===2HF 很稳定
Cl2 光照或点燃 H2+Cl22HCl 较稳定
Br2 加热 H2+Br22HBr 不如氯化氢稳定
I2 不断加热 H2+I2 2HI 不稳定,同一条件下同时分解
结论 从F2到I2,与H2化合越来越难,生成的氢化物稳定性逐渐减弱,元素的非金属性逐渐减弱
(2)卤素单质间的置换反应的实验探究
实验操作 实验现象 离子方程式 结论
INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W281.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W281.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W281.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W281.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W281.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W281.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W281.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W281.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W281.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2021届高中化学新教材同步讲义课件\\2021届高中化学新教材同步讲义必修第一册\\W281.TIF" \* MERGEFORMATINET 振荡静置后,溶液由无色变为橙黄色 2Br-+Cl2===Br2+2Cl- 氧化性:Cl2>Br2>I2
INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W282.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W282.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W282.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W282.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W282.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W282.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W282.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W282.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W282.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2021届高中化学新教材同步讲义课件\\2021届高中化学新教材同步讲义必修第一册\\W282.TIF" \* MERGEFORMATINET 振荡静置后,溶液由无色变为褐色 2I-+Cl2===I2+2Cl-
INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W283.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W283.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W283.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W283.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W283.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W283.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W283.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W283.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W283.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2021届高中化学新教材同步讲义课件\\2021届高中化学新教材同步讲义必修第一册\\W283.TIF" \* MERGEFORMATINET 振荡静置后,溶液由无色变为褐色 2I-+Br2===I2+2Br-
4.卤素单质化学性质规律
(1)相似性
与氢气反应 通式为X2+H2===2HX
与水反应 通式为X2+H2O HX+HXO(注2F2+2H2O===4HF+O2)
(2)递变性
①与H2反应越来越难,对应氢化物的稳定性逐渐减弱。
②Cl2、Br2、I2与H2O反应越来越微弱。
③从氟气到碘,单质氧化性逐渐减弱,离子的还原性逐渐增强。
INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W285.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W285.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W285.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W285.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W285.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W285.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W285.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W285.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\唐兰\\d\\2020唐兰\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 必修第一册 (新教材)\\全书完整的Word版文档\\W285.TIF" \* MERGEFORMATINET (3)卤素的特殊性
①在常温下Br2是唯一的液态非金属单质,易挥发。
②碘为紫黑色固体,易升华,淀粉遇I2变蓝。
③氟是最活泼的非金属,没有正化合价,氟单质与盐溶液反应时,先与水反应产生HF和O2。
【例10】判断正误
(1)卤素单质都是双原子分子( )
(2)单质At2是白色固体( )
(3)同主族的单质熔、沸点一定是随核电荷数增加而升高( )
(4)同主族元素从上至下非金属性逐渐增强( )
(5)第ⅡA族的锶的硫酸盐(SrSO4)是易溶于水的白色固体( )
(6)随核电荷数的增加,碱金属元素和卤素单质的熔沸点都逐渐降低( )
【例11】含有元素硒(Se)的保健品已开始进入市场。已知它是第四周期ⅥA族元素。则下列关于硒的叙述中,正确的是( )
A.非金属性比硫强 B.气态氢化物的化学式为H2Se
C.稳定性:H2Se>H2O D.最高价氧化物的化学式是SeO2
【例12】下列关于卤素的叙述正确的是( )
A.从HF、HCl、HBr、HI的酸性增强的事实,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H2化合的难易程度按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由难变易
【例13】卤族元素中随着核电荷数的增加,性质递变规律错误的是__________
①单质颜色加深 ②单质的熔沸点升高 ③原子半径逐渐增大
④单质的氧化性增强 ⑤离子的还原性增强 ⑥单质与水反应程度增强
⑦卤化氢的稳定性减弱
【例14】向KCl、KBr、KI的混合溶液中通入足量Cl2,然后将溶液蒸干,最后所得的固体是( )
A.KCl B.KCl、I2 C.KCl、KBr D.KCl、KBr、KI
【例15】关于卤素(用X表示)的性质,下列叙述正确的是( )
A.卤素单质与水反应均可用表示
B.HX都极易溶于水,它们的热稳定性随着核电荷数的增加而增强
C.从F2到I2,卤素单质的颜色随着相对分子质量的增大而加深
D.X-的还原性:F-答案:例1(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√;
例2(1)7 3 3 1H、2H、3H 234U、235U、238U (2)1H、1H+ 40K、40Ca 14N、14C;
例3 同素异形体 由同一元素形成的不同单质;
例4 (1)34.969×75.77%+36.966×24.23%≈35.45;(2)35×75.77%+37×24.23%≈35.48;
例5 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×; 例6 D; 例7 B;
D; 例9 A; 例10 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×; 例11 B;
例12 C; 例13 ④⑥; 例14 A; 例15 C。
课后练习
1.Ra可用于辐照治疗癌症,下列关于Ra的说法中正确的 ( )
A.核电荷数为138 B.核外电子数为226
C.中子数为50 D.与Ra互为同位素
答案:D
2.下列说法中不正确的是 ( )
A.F是卤族元素中最活泼的非金属元素
B.根据F2、Cl2分别与H2反应的难易程度,不能判断氟元素与氯元素的非金属性强弱
C.碱金属元素中Li的原子半径最小
D.最外层电子数是2的元素,既可能是主族元素,也可能是0族元素,还可能是副族元素
答案:B
3.下列组合中互为同位素的是 ( )
A.金刚石和石墨 B.16O和18O C.水和重水 D.氧气和臭氧
答案:B
4.下列说法中不正确的是 ( )
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.熔点、沸点:Li>Na>K
D.原子半径:Li解析:还原性:K>Na>Li,但K不能置换出NaCl溶液中的钠,而是先与H2O反应,故B项错误。
答案:B
5.F、Cl和Br都是第ⅦA族元素,关于这三种元素原子的说法中正确的是 ( )
A.最外层电子数都相同 B.核外电子层数都相同
C.最外层电子数都不相同 D.次外层电子数均相同
解析:最外层电子数均为7,A项正确,C项错误;同主族元素从上到下电子层数依次增加,B项错误;F、Cl和Br原子的次外层电子数分别为2、8、18,D项错误。
答案:A
6.下列说法中错误的是 ( )
A.将氯气通入水中,得到浅黄绿色的氯水,说明氯水中含有氯气分子
B.打开盛放液溴的试剂瓶,瓶口处有红棕色的气体逸出,说明液溴易挥发
C.向溴水中加入四氯化碳,溶液分层,下层呈红棕色,说明溴易溶于四氯化碳中
D.加热盛有碘单质的小烧杯,一段时间后,小烧杯中无固体剩余,说明碘受热分解
答案:D
【拓展提高】
7.(双选)下列关于碱金属元素和卤族元素的说法中不正确的是 ( )
A.卤族元素从上到下,非金属性增强,其对应的单质氧化性逐渐增强
B.碱金属元素从上到下,金属性增强,其对应的单质还原性逐渐增强
C.卤族元素从上到下,其对应的氢化物稳定性逐渐增强
D.碱金属元素和卤族元素分别位于元素周期表中第1纵列和第17
纵列
答案:AC
8.(1)已知氢有3种常见原子HHH(或H、D、T),氯有2种常见原子:35Cl、37Cl,氯气与氢气形成的氯化氢分子的相对分子质量有 种。
(2)质量相同的O和O所含质子数之比为 ,中子数之比为 ,两物质分解产生的氢气在同温同压下体积之比为 ,质量之比为 。
解析: (1)氯化氢有H35Cl、H37Cl、D35Cl、D37Cl、T35Cl、T37Cl;
但H37Cl与T35Cl的相对分子质量相同,所以相对分子质量有5种。
(2)设质量都为1 g,O与O的质子数之比为(×10)∶(×10)=10∶9,中子数之比为(×8)∶(×10)=8∶9,电解产生的氢气在同温同压下的体积比,即物质的量之比为∶=10∶9,质量比为(×2)∶(×4)=5∶9。
答案: (1)5 (2)10∶9 8∶9 10∶9 5∶9
9.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 周期第 族。
(2)关于铷的结构和性质判断正确的是 (填序号)。
①与水反应比钠剧烈 ②原子半径比钠小 ③氧化物暴露在空气中易吸收CO2
④阳离子最外层电子数和镁相同 ⑤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 (填字母)。
a.Li b.Na c.K d.Cs
答案: (1)五 ⅠA (2)①③⑤ (3)ab
【挑战创新】
10.探究同主族非金属元素性质的递变规律,某研究性学习小组的甲同学设计了如图所示的实验装置,其中A装置内可生成Cl2。
(1)甲同学的部分实验记录如下:B处棉花变成蓝色;C处棉花变成橙红色。甲同学由此现象得出的结论是同主族从上到下元素的非金属性减弱。
①B处发生反应的化学方程式为 。
②甲同学的结论是 (填“正确“或”不正确”)的,理由是 。
(2)乙同学认为应将甲同学实验中B、C两处的棉花调换位置,用氯气先置换出溴,然后溴再与KI接触,以判断Br2与KI能否发生反应。该设想是 (填“合理”或“不合理”)的,原因是 。
(3)丙同学在甲同学的实验结束后,取出C处的棉花,将其与另一个蘸有淀粉-KI溶液的棉花(E)接触,发现E慢慢出现蓝色,结合甲的实验现象,他认为可以确定同主族元素非金属性的递变规律,你同意此种观点吗 (填“同意”或“不同意”),理由是 。
解析: (1)B处为氯气与碘化钾反应生成单质碘的反应,化学方程式为Cl2+2KII2+2KCl;该实验只能验证Cl2与I2、Br2非金属性的强弱,因没有验证Br2能否与KI反应,无法确定溴与碘元素的非金属性强弱。
(2)氯气不可能被NaBr消耗完,它会与溴一起到达C处,因此无法判断溴一定能置换出碘,所以不合理。
(3)甲、丙的实验分别证明了氯的非金属性比溴、碘的非金属性强,溴的非金属性比碘的非金属性强,所以该观点正确。
答案: (1)①Cl2+2KI=I2+2KCl ②不正确 该实验没有验证Br2能否与KI反应,无法确定溴与碘元素的非金属性强弱
(2)不合理 氯气不可能被NaBr消耗完,它会与溴一起到达C处
(3)同意 甲、丙的实验分别证明了氯的非金属性比溴、碘的非金属性强,溴的非金属性比碘的非金属性强
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