碱金属元素知识复习总结及习题答案讲解.docx
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碱金属元素知识复习总结及习题答案讲解
学员编号:
年级:
高一课时数:
2
学员姓名:
辅导科目:
化学学科教师:
授课类型
T元素周期表
C元素的性质和结构
T碱金属元素
授课日期及时段
教学内容
本周知识点本周解题方法
1.元素周期表的结构1.熟悉元素周期表的结构
2.元素的结构和性质3.元素结构与性质随周期的变化
3.碱金属元素4.性质及其变化规律
本章主要内容及其相互关系如下所示
●梳理导引
1.碱金属元素原子的最外层都有______________个电子,都是活泼的金属;且随核电荷数增加,电子层数逐渐______________,原子半径逐渐______________,金属性逐渐____________。
2.碱金属单质的物理性质:
都有______________的金属光泽,质______________,密度______________,熔点____________,导电性和导热性都____________;随着核电荷数增加,碱金属单质的熔、沸点逐渐____________,密度逐渐____________[特殊的ρ(K)<ρ(Na)]。
3.卤素原子的最外层都有____________个电子,易____________1个电子形成8个电子的稳定结构,因此卤素具有较强的____________性。
①卤素按F2、Cl2、Br2、I2的顺序,与氢气反应的剧烈程度____________,生成的氢化物的稳定性____________,最高价氧化物对应的水化物的酸性____________(F没有氧化物)。
②卤素间的置换反应:
Cl2、Br2、I2氧化性由强到弱的顺序为__________,并由此预测F2的氧化性比Cl2____________。
答案:
1.1 增多 增大 增强
2.银白色 软 小 低 很强 降低 增大
3.7 获得 氧化 ①逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐减弱 ②Cl2>Br2>I2 强
●问题探究
1.从周期表的第1、17列元素分析来看,同一列(族)元素的原子结构有什么相同之处?
它们之间有没有递变规律?
怎样递变?
为什么有这种递变?
提示:
要学会透过外在现象抓内在联系。
关键要清楚讨论原子结构需要从哪几个角度来看,一般包含:
核外电子排布(重点是电子层数、最外层电子数)、原子半径等内容。
关于原子半径的大小,则是要找到影响原子半径大小的因素,从以下几方面分析:
电子层数多少(层多径大)、核电荷数大小(核电荷数越大使半径越小)、电子数多少(核外电子数越多使半径越大)。
并要从中找出矛盾的主要方面,然后再来确定递变结果,即规律内容。
第1、17列元素探究:
同主族中,最外层电子数相等,但也有递变方面。
即随着原子序数的递增,电子层数越来越多,原子半径越来越大。
原因是:
随着原子序数的递增,虽然核电荷数增大会使半径减小,但电子数的增多,特别是电子层数的增多使半径增大成了矛盾的主要方面。
同主族中,最外层电子数相等,电子层数越来越多,原子半径越来越大。
2.同主族元素在原子结构上有什么相似之处?
又有什么递变规律?
这决定着元素的性质有什么相似之处和递变规律?
提示:
问题关键是抓住位构性的内在联系进行分析。
元素周期表与元素原子结构特点和元素的性质之间有着密切的关系,元素在周期表中的位置反映了该元素原子结构的特点以及由此决定的元素的性质,故可以根据元素在周期表中的位置,推测它的原子结构和有关性质。
“同主族元素”这一位置关系,决定了这些元素的最外电子层上的电子数是相同的,因此决定它们的最高正价和最低负价都分别相同,它们的同类化合物的化学式一般相似,结构相似,性质也相似。
但同主族内,随着原子序数的递增,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,核对外层对电子的吸引力逐渐减小,因此,得电子的能力逐渐减弱,失电子的能力逐渐增强。
●细品教材
1.结构和性质上的相似性
碱金属元素原子的最外层都有1个电子,很容易失去。
因此在化学反应中,碱金属都表现出强的还原性。
故Na、K与O2、H2O反应时都很剧烈。
反应产物中,碱金属元素的化合价都是+1价。
2.结构和性质上的递变性
随着核电荷数的增加,碱金属元素原子的电子层数逐渐增多,最外层电子离原子核越来越远,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱。
由于碱金属从Li到Cs,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,则失电子能力从Li到Cs逐渐增强,还原性逐渐增强,即金属性逐渐增强,因此,钾与氧气或水的反应比钠剧烈。
碱金属的化学性质
3.物理性质
①色态:
锂、钠、钾、铷是银白色的固体,铯是略带金属光泽的固体。
②硬度:
碱金属硬度都很小,比较软,可用小刀切割。
③熔、沸点:
碱金属熔点都较低。
随着核电荷数的递增,碱金属的熔、沸点依次降低。
K、Na常温下为固态,而K、Na的合金常温下为液态,它是原子反应堆的导热剂。
④密度:
从Li到Cs碱金属的密度逐渐增大(K除外)。
Li、Na、K的密度比水小,Rb、Cs的密度比水大。
Li的密度小于煤油,只能保存在固态石蜡中。
Na、K的密度比水小,比煤油大,常保存在煤油中。
⑤导电性和导热性:
碱金属都是热和电的良导体。
4.比较元素金属性强弱的方法
(1)根据金属活动性顺序表判断。
自左至右金属性减弱,即失电子能力减弱,如:
Zn>Cu。
(2)根据元素周期表判断。
同周期,从左至右金属性减弱。
同主族,自上而下金属性增强。
如:
Na>Mg>Al,Na (3)根据元素的单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度判断。 置换反应越易发生的元素金属性越强。 如钾与水比钠与水反应剧烈,则K>Na(金属性)。 (4)根据其最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物碱性强弱的判断。 碱性越强,元素的金属性越强。 如: NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3(碱性),则Na>Mg>Al(金属性)。 ●典例精析 【例1】 下列对碱金属性质的叙述中,正确的是( ) A.都是银白色的柔软金属,密度都比较小 B.单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物 C.碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气 D.单质的熔、沸点随着原子序数的增加而升高 【解析】 本题主要考查碱金属元素的性质。 除铯外,碱金属单质均为银白色金属,质软,有延展性,密度较小,A错误;碱金属单质在空气中燃烧时,活泼性不同,其产物亦不同,Li生成Li2O,Na生成Na2O2,K、Rb、Cs则生成较复杂的氧化物,B错误;碱金属单质性质活泼,都能与水剧烈反应生成碱和氢气,C正确;碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而逐渐降低,D错。 【答案】 C 【例2】 8.1g某碱金属(R)及其氧化物(R2O)组成的混合物,与水充分反应后,蒸发反应后的溶液,得到12g无水晶体,通过计算确定该金属的名称。 【解析】 设R的相对原子质量为Ar(R),若8.1g全为金属,则有关系式: R ~ ROH Ar(R) Ar(R)+17 8.1g12g (江苏东台中学2009~2010学年度高一下学期期中考试,15) 下列说法正确的是( ) A.Li是最活泼金属,F是最活泼非金属 B.Mg(OH)2碱性比Ca(OH)2强 C.元素周期表有7个主族,7个副族,1个0族,1个Ⅷ族,共18纵行 D.X2+的核外电子数目为18,则X在第三周期第ⅡA族 【解析】 最活泼金属是Cs,所以A项错误;依据同主族元素的递变规律知Ca(OH)2碱性比Mg(OH)2强,故B项错误;C项正确;D项中若X2+的核外电子数目为18,则X在第四周期第ⅡA族的Ca元素。 【答案】 C 有人设计了如右图所示的实验装置,目的是做钠与水反应的实验并验证: ①钠的物理性质;②钠与水反应的产物。 操作步骤: 将大头针向上提,使钠块落入水中,将小试管扣在导管上收集反应产生的气体,用拇指堵住试管口移近酒精灯,松开拇指,点燃气体。 同时观察大试管中溶液的颜色变化。 请你回答: (1)大头针上的钠块不宜过大,也不宜太小,为什么? (2)有同学建议直接在导管口来点燃验证产生的气体,这种建议合理吗? (3)写出钠与水反应的化学方程式_______________。 【答案】 (1)钠与水反应很剧烈且放热,钠块过大会着火产生危险。 钠块过小,产生的气体量太小,不宜检验产生的气体。 (2)不合理,易爆炸。 (3)2Na+2H2O===2NaOH+H2 1.下列关于碱金属的原子结构和性质的叙述中不正确的是( ) A.碱金属原子最外层都只有一个电子,在化学反应中容易失去 B.都是强还原剂 C.都能在O2里燃烧生成过氧化物 D.都能与水反应生成碱 【解析】 4Li+O2 2Li2O。 【答案】 C 【点拨】 碱金属元素的原子和单质,在结构和性质上,既有相似性又有差异性。 2.下列叙述中错误的是( ) A.随着电子层数增多,碱金属的原子半径逐渐增大 B.碱金属具有强还原性,它们的离子具有强氧化性 C.碱金属单质的熔沸点随着核电荷数的增大而降低 D.碱金属元素在自然界中都是以化合态存在的 【解析】 还原性强,即(原子)易失去电子,则离子难得电子,即氧化性弱。 【答案】 B 【点拨】 注意物质的氧化性、还原性强弱的一般规律。 3.①钾比水轻;②钾的熔点低;③钾与水反应时要放出热量;④钾与水反应后溶液呈碱性。 某学生将一小块金属钾投入滴有酚酞试液的水中,以上实验能证明上述四点性质的有( ) A.①④ B.①②④ C.①③④ D.①②③④ 【解析】 钾、钠与水反应的现象相似,但钾比钠活泼,与水反应更为剧烈。 【答案】 D 4.(山东东营第一中学2009~2010学年度第二学期期中考试,3)下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是( ) A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多 B.达到稳定结构时,X比Y得电子数多 C.X的氢化物比Y的氢化物稳定 D.Y单质可以将X从NaX的溶液中置换出来 【解析】 非金属性的强弱可以通过其气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸性强弱、置换反应等来判断,故C项正确。 而原子最外层电子数的多少或得电子数的多少不能判断,故AC项错误。 然而D项说明Y的非金属性比X的强。 【答案】 C 5.钾的还原性比钠强,原因是( ) A.钾的相对原子质量大 B.钾可失去的电子多 C.钾原子含有的电子多 D.K与Na原子最外层都只有一个电子,但钾的原子半径大,易失电子 【答案】 D 【点拨】 金属还原性强弱只与失电子难易有关,与相对原子质量、原子含电子数的多少、失电子的多少无关。 6.(福建厦门六中2009~2010学年度高一下学期3月考试,8)下列各组性质的比较中,不正确的是( ) A.碱性: NaOH>Mg(OH)2 B.热稳定性: NH3>PH3 C.金属性: K>Na D.原子半径: Cl>S 【解析】 依据同主族、同周期元素的性质递变性可知D项错误。 【答案】 D 7.当水和铷与另一碱金属的合金7.8g完全反应时,放出的氢气在标准状况下为0.2g,则合金中另一金属可能是( ) A.锂 B.钠 C.钾 D.铯 【答案】 A、B 【点拨】 所有的碱金属都可按下式与水发生反应: 设: 该合金的平均相对原子质量为Ar(M) 2M+2H2O===2MOH+H2↑ = Ar(M)=39,即该金属的平均相对原子质量为39,已知铷的相对原子质量为85.5,另一种碱金属的相对原子质量一定要小于39,即锂、钠满足题意要求。 15.为了测定某种碱金属的相对原子质量,设计的装置如图。 该装置(包括水)的总质量为ag,将质量为bg(不足量)的碱金属 放入水中,立即塞紧瓶塞。 完全反应后再称量此装置的总质量 为cg。 则: (1)列出计算该碱金属相对原子质量的数学表达式: __________________。 (2)无水氯化钙的作用是____________________。 (3)如果不用无水CaCl2,求出的相对原子质量比实际相对原子质量“偏大”还是“偏小”______,理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【解析】 本题成败的关键是放出的气体必须全部为H2,且生成的H2全部放出。 H2从水中逸出时带出少量水蒸气,必须在通过干燥管时被吸收,否则,测得的数据误差较大。 设碱金属为R,其相对原子质量为Mr,则: 2R+2H2O===2ROH+H2↑ 2Mr 2 bg (a+b-c)g Mr= 【答案】 (1) (2)干燥H2 (3)偏小 因为不用无水CaCl2干燥,H2带出部分水蒸气,使测得的H2的质量比实际数值高,计算出的相对原子质量偏小 你还有哪些收获和感悟? 每一天都是全新的一天,每一天都是进步的一天。 从今天起步,在明天收获!
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- 碱金属 元素 知识 复习 总结 习题 答案 讲解
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