2024_2025学年新教材高中化学第四章物质结构元素周期律第一节第3课时原子结构与元素的性质__碱金属元素学案新人教版必修1.docVIP

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第3课时原子结构与元素的性质——碱金属元素

一、元素的性质

元素的化学性质与原子的结构(特别是最外层电子数)有着密切关系。

二、碱金属元素的原子结构

(1)碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1；在化学反应中简洁失去电子，化学性质相像，都表现出金属性。

(2)随着核电荷数的增加，电子层数慢慢增多，原子半径慢慢增大。

三、碱金属单质的性质

1．碱金属单质的化学性质：

(1)钠、钾与氧气反应的比较

①反应现象：都能在氧气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰(透过蓝色钴玻璃视察)，钾和氧气反应更猛烈。

②反应的化学方程式：2Na＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))Na2O2、K＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))KO2。

③结论：金属的活泼性：K＞Na。

(2)钠、钾与水反应

①反应现象：

相同点：金属浮在水面上；金属熔成闪亮的小球；小球不停游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液使无色的酚酞试液呈红色。

不同点：钾与水的反应有略微爆炸声或着火燃烧。

②化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、

2K＋2H2O===2KOH＋H2↑。

③结论：与水反应猛烈程度：KNa；金属的活泼性：KNa。

2．碱金属单质的物理性质：

元素

Li、Na、K、Rb、Cs(原子序数增大)

相同点

除铯外,其余都呈银白色,它们都比较软,有延展性,密度较小,熔点较低,导电、导热性强

递变

规律

密度

慢慢增大(钠、钾反常)

熔、沸点

慢慢降低

特性特点

①铯略带金属光泽;②锂的密度比煤油的小;③钠的密度比钾大

1．推断下列说法是否正确：

(1)碱金属元素原子的次外层电子数都是8个(×)

提示：锂也是碱金属，次外层却只有2个电子。

(2)化合物中碱金属元素的化合价都为＋1(√)

提示：碱金属元素最外层都只有1个电子，所以其化合价均为＋1价。

(3)碱金属单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应(×)

提示：碱金属单质的化学性质活泼，易失电子发生氧化反应。

(4)Li在空气中加热生成Li2O2(×)

提示：Li在空气中加热生成Li2O。

2．下列金属与水反应最猛烈的是_______________。

A．LiB．KC．RbD．Cs

提示：选D。在碱金属中，随着元素原子电子层数的增多，碱金属的金属活动性增加，四个选项中与水反应最猛烈的应是Cs。

3．教材中描述“碱金属元素的最外层电子数相同，都是1个电子，它们的化学性质相像”，Li与氧气、水反应的猛烈程度大于还是小于Na?

提示：碱金属元素的化学性质随原子序数的递增，金属性慢慢增加，故Li与氧气、水反应的猛烈程度小于Na。

4．铷(Rb)是一种银白色轻金属，长期以来，由于金属铷化学性质比钾还要活泼，因而制约了其在一般工业应用领域的开发探讨和大量运用。1995年，美国科罗拉多高校的Cornell和Wieman在超低温下实现了两千个铷原子的聚合，制造出真正的玻色—爱因斯坦凝合态物质，并由此获得了2001年诺贝尔奖。试推想金属铷与水反应的现象。铷在空气中燃烧的产物会是Rb2O吗？

提示：铷比钾活泼，铷与水反应比钾更猛烈，故反应现象为铷与水猛烈反应，会发生爆炸。铷在空气中燃烧的产物更困难，不会生成Rb2O。

碱金属单质化学性质的相像性和递变性

铯可用于离子发动机，离子推动发动机的探讨、应用主要集中在宇宙飞船、地球卫星及星际航行的空间应用，用作空间飞行器的轨道限制、方位保持和阻力补偿等。

探究碱金属单质化学性质的相像性

1．铯与H2O反应吗？若反应写出离子方程式。

提示：反应；离子方程式：2Cs＋2H2O===2Cs＋＋2OH－＋H2↑。

2．铯投入CuCl2溶液中，有什么现象？为什么？

提示：铯与CuCl2溶液猛烈反应，放出气体，生成蓝色沉淀；缘由：Cs在溶液中先与H2O反应生成CsOH，2CsOH＋CuCl2===2CsCl＋Cu(OH)2↓。

3．你能依据钠、钾单质及其化合物的性质推想出氯化铯和碳酸铯的溶解性吗？

提示：能。碱金属单质及其化合物的性质具有相像性，依据NaCl(KCl)、Na2CO3(K2CO3)易溶于水推想CsCl、Cs2CO3也是易溶于水的。

4．碱金属单质的化学性质为什么具有相像性？

提示：缘由：结构确定性质，碱金属元素的原子结构相像，最外层均有一个电子，均易失电子，化学性质活泼，故它们的单质具有较强的还原性，能与氧气等非金属及水、酸反应。

探究碱金属单质化学性质的递变性

1．铯与O2反应的产物是Cs2O吗？反应猛烈程度比Na、K与O2反应程度大吗？

提示：产物不是Cs2O。反应猛烈程度比Na、K与O2反应程度大。

2．铯与H2O反应现象和Na、K与H2O反应现象的主要区分可能是什么