1.3.2 研究同主族元素的性质(共22张PPT)-2023-2024学年高一化学鲁科版必修第二册课件

(共22张PPT)
第1章　原子结构 元素周期律
第2课时 研究同主族元素的性质
第3节 元素周期表的应用
1.判断元素的金属性和非金属性强弱的方法
非金属性强弱
金属性强弱
最高价氧化物对应的水化物的碱性的强弱
单质从酸或者水中置换出氢的难易
最高价氧化物对应水化物的酸性的强弱
单质与氢气化合生成气态氢化物的难易
气态氢化物的稳定性
【自主学习】
2.在元素周期表中，同主族元素原子的核外电子排布有什么特点？请以ⅠA族和ⅦA族元素为例，推测同主族元素性质的相似性和递变性。
相似性：
递变性：
最外层电子数都是 个电子,化学性质
+9
2
7
F
+17
2
8
7
Cl
+35
2
8
18
7
Br
+53
2
8
18
18
7
I
相似性：
递变性：
最外层都有 个电子，化学性质 。
随着核电荷数的增加，原子的电子层数递增,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,得电子的能力逐渐 ，非金属性逐渐 。
+3
2
1
+11
2
8
1
+19
2
8
8
1
+37
2
8
18
8
1
+55
2
8
18
18
8
1
Li
Na
K
Rb
Cs
【自主学习】
1
相似
随着核电荷数递增,原子电子层数递增,原子核对最外层电子的引力逐渐
减弱,失电子能力逐渐 ，金属性逐渐 。
增强
7
相似
减弱
减弱
增强
ⅠA族 颜色 状态 熔点变化情况 沸点变化情况 单质与水反应情况 单质与氧气反应情况 最高价氧化物对应水化物
化学式 碱性强弱变化
Li
Na
K
Rb
Cs
反应越来越剧烈
反应越来越剧烈
越来越低
越来越低
LiOH
NaOH
KOH
RbOH
CsOH
碱性增强
阅读课本P22-24页，填写下表。尝试为前面的推测寻找证据
课堂探究—碱金属元素
银白色固体
银白色固体
银白色固体
银白色固体
略带金色光泽固体
相似性
递变性
大都是银白色金属（Cs除外），硬度都很小，导电导热性强
熔沸点随着原子序数的增加越来越低
相似性
递变性
活泼金属，能与水和氧气等物质反应，最高价氧化物对应的水化物都有很强的碱性
随着原子序数的增加，单质的还原性逐渐增强，与水或氧气的反应越来越剧烈，最高价氧化物对应的水化物的碱性越来越强，元素的金属性逐渐增强
碱金属元素
物理性质
化学性质
小结
特别说明：锂与氧气只生成Li2O
例1 下列有关碱金属单质的性质的说法错误的是(　　)
A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B．Rb比Na活泼，故Rb可以从NaCl溶液中置换出Na
C．熔、沸点：Li＞Na＞K
D．碱性：LiOHB
解析　锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈，A正确。Rb和NaCl溶液反应时首先和水反应而不是置换出金属钠，B错。碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而逐渐降低，C正确。从锂到铯，碱金属元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强，D正确。
ⅦA族 F2 Cl2 Br2 I2
颜色和状态
熔点变化情况
沸点变化情况
最高价氧化物对应的水化物 化学式 －
酸性强弱变化
与氢气化合的反应条件
与氢气化合的反应程度
与氢气化合的反应难易
氢化物 化学式
稳定性变化
HClO4
HBrO4
HIO4
酸性减弱
暗处
爆炸
光照或点燃
剧烈
加热
缓慢
不断加热
缓慢
越来越难
HF
HCl
HBr
HI
稳定性减弱
越来越高
越来越高
淡黄绿色气体
黄绿色气体
深红棕色液体
紫黑色固体
课堂探究—卤族元素
相似性
递变性
单质都有一定的颜色
随着原子序数增加，单质由气态过渡到液态再到固态，颜色越来越深，熔沸点也越来越高
相似性
递变性
都能与氢气化合，都是活泼的非金属，具有氧化性
随着原子序数的增加，单质的氧化性逐渐减弱，与氢气的化合越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，对应的最高价氧化物的酸性越来越强，元素的非金属性逐渐减弱
卤族元素
物理性质
化学性质
小结
问题：
如何通过实验来验证卤族元素性质的相似性和递变性？
实验用品：
NaCl溶液，NaBr溶液，KI溶液，氯水，溴水，碘水，淀粉溶液，四氯化碳；烧杯，试管，胶头滴管。
实验探究
——探究卤族元素性质的相似性和递变性
实验目的：
分别以卤族元素单质和卤化物为典型代表物设计实验，验证卤族元素性质的相似性和递变性。
任务：设计实验方案，并说明依据。
检验溴单质、碘单质的一种方法
溴单质、碘单质在四氯化碳中的溶解度均大于他们在水中的溶解度。利用这一性质，可以向含有溴单质、碘单质的水溶液中加入四氯化碳，分别将它们从水溶液中提出出来。四氯化碳难溶于水，且溴单质和碘单质在四氯化碳中分别呈橙色和紫色，可以利用者一方法，检验水溶液中溴单质或碘单质的存在。
方法导引
依据
Br2
Cl2
I2
＞
＜
＞
氧化性：
还原性：
Cl-
Br-
I-
＜
方案1：
方案2：
方案3：
向NaBr溶液中加入氯水，再加入四氯化碳，振荡，静置，观察实验现象
向KI溶液中加入氯水，再加入四氯化碳，振荡，静置，观察实验现象
向KI溶液中加入溴水，再加入四氯化碳，振荡，静置，观察实验现象
卤素单质之间是否可以发生置换反应？
加入氯水
加入CCl4
NaBr溶液
方案1：
溶液变成浅黄色
分层，下层橙红色
结论：氯的单质可以将溴离子置换成溴的单质
Br2
Cl2
＞
氧化性
加入氯水
加入CCl4
KI溶液
方案2：
溶液变成棕黄色
分层，下层紫红色
结论：氯的单质可以将碘离子置换成碘的单质
I2
Cl2
＞
氧化性
加入溴水
加入CCl4
KI溶液
方案3：
溶液变成黄色
分层，下层紫红色
结论：溴的单质可以将碘离子置换成碘的单质
I2
Br2
＞
氧化性
实验内容 实验现象 离子方程式 结论
归纳总结
卤族元素性质的相似性和递变性
加入CCl4静置后，溶液分层，上层无色，下层橙红色
加入CCl4静置后，溶液分层，上层无色，下层紫色
加入CCl4静置后，溶液分层，上层无色，下层紫色
F2 Cl2 Br2 I2
氧化性逐渐减弱
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2
Cl2+2I-=2Cl-+I2
Br2+2I-=2Br-+I2
思考
哪些证据说明卤族元素性质的相似性和递变性？
（1）单质与氢气化合的难易程度
（2）气态氢化物的稳定性
（3）最高价氧化物对应水化合物的酸性
（4）单质间的置换反应
特别说明：
因为F2能与H2O发生反应(2F2＋2H2O===4HF＋O2)，所以F2不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。
H
Li Be B C N O F
Na Mg Al Si P S Cl
K Ca Ga Ge As Se Br
Rb Sr In Sn Sb Te I
Cs Ba Tl Pb Bi Po At
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
1.同主族元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性
归纳总结
H
Li Be B C N O F
Na Mg Al Si P S Cl
K Ca Ga Ge As Se Br
Rb Sr In Sn Sb Te I
Cs Ba Tl Pb Bi Po At
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
2.同主族元素的金属性和非金属性递变规律
归纳总结
同主族元素性质的递变
（1）同主族元素原子结构特点
同主族元素原子最外层电子数相同，等于其族序数，同主族元素原子从上至下电子层数依次递增。
（2）同主族元素性质的递变
同主族元素从上至下原子半径依次变大，原子核对最外层电子的吸引力和束缚力依次变小，原子失电子能力依次增强，得电子能力依次减弱，元素金属性依次增强，非金属性依次减弱。
归纳总结
例2 如图所示是氯气的制备以及Cl、Br、I非金属性的比较实验,待A、B、D中充分反应后,打开装置D的活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡,观察实验现象,下列说法正确的是(　　)
A.F2不能从NaCl溶液中置换出氯气
B.装置B中可盛放水吸收氯气中的HCl气体
C.装置E下层呈现紫红色
D.装置E中有机试剂层呈现紫红色,能说明非金属性:Br>I
【答案】A
【解析】F2极易与水反应生成氟化氢和氧气,所以F2不能从NaCl溶液中置换出氯气,A项正确;Cl2能与水反应生成HClO和HCl,所以不能用水吸收Cl2中的HCl,B项错误;苯的密度比水小,应在上层,所以装置E上层呈现紫红色,C项错误;溴单质能和碘化钾反应生成碘单质,但过量Cl2也会氧化碘离子生成碘单质,会对实验造成干扰,所以不能证明非金属性Br>I,D项错误。
原子 结构 电子层 结构 电子层数
最外层电子数
核内质子数
元素 性质 原子半径
主要化合价
元素原子失电子能力
元素原子得电子能力
性质 应用 最高价氧化物对应水化物的酸性
最高价氧化物对应水化物的碱性
气态氢化物的稳定性
单质置换氢气的难易程度
依次增加1层
相同
逐渐增大
相同
逐渐增强
逐渐减弱
逐渐减弱
逐渐增强
逐渐减弱
逐渐增强
逐渐增多
同
主
族
从
上
到
下
课堂小结