2020化學(xué)導(dǎo)學(xué)提分教程魯科必修二講義第一章第三節(jié)第2課時預(yù)測同主族元素的性質(zhì)

第2課時預(yù)測同主族元素的性質(zhì)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.能根據(jù)學(xué)習(xí)過的一些典型元素的性質(zhì)預(yù)測同主族其他元素的性質(zhì)。2.學(xué)會運(yùn)用元素周期表學(xué)習(xí)元素化合物知識的方法。一、鹵族元素性質(zhì)的相似性與遞變性[自主學(xué)習(xí)]1．第ⅦA族元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相似性(1)原子的最外電子層都有eq\o(□,\s\up4(01))7個電子。(2)最高正價除F外均顯eq\o(□,\s\up4(02))＋7價，最低負(fù)價為eq\o(□,\s\up4(03))－1價。(3)氣態(tài)氫化物的通式為eq\o(□,\s\up4(04))HX(X表示鹵素)。(4)最高價氧化物對應(yīng)的水化物的通式為eq\o(□,\s\up4(05))HXO4(F除外)，且都具有很強(qiáng)的eq\o(□,\s\up4(06))酸性。(5)在氧化還原反應(yīng)中，它們的單質(zhì)常做eq\o(□,\s\up4(07))氧化劑。2．性質(zhì)的遞變性寫出證明鹵族元素單質(zhì)的氧化性由上到下逐漸減弱的離子方程式。提示：Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，Br2＋2I－=I2＋2Br－。[點(diǎn)撥提升]1．鹵素單質(zhì)性質(zhì)的相似性(1)與H2反應(yīng)：X2＋H2eq\o(=,\s\up17(一定條件))2HX(I2與H2的反應(yīng)為可逆反應(yīng))。(2)與活潑金屬(如Na)反應(yīng)：2Na＋X2eq\o(=,\s\up17(點(diǎn)燃))2NaX。(3)與H2O反應(yīng)①X2＋H2OHX＋HXO(X＝Cl、Br、I)；②2F2＋2H2O=4HF＋O2。2．鹵素單質(zhì)性質(zhì)的遞變性(1)氧化性與還原性隨著原子序數(shù)的遞增：鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，鹵素陰離子的還原性逐漸增強(qiáng)。①單質(zhì)間的置換反應(yīng)Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，Br2＋2I－=I2＋2Br－。②鹵素單質(zhì)與變價金屬(如Fe)反應(yīng)時，F(xiàn)2、Cl2、Br2生成高價鹵化物(如FeX3)，而I2只能生成低價鹵化物(如FeI2)。(2)與H2反應(yīng)的難易及氫化物穩(wěn)定性隨著原子序數(shù)的遞增，與H2反應(yīng)越來越難，生成的氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱。F2＋H2=2HF(暗處發(fā)生爆炸)，Cl2＋H2eq\o(====,\s\up17(光照或點(diǎn)燃))2HCl，Br2＋H2eq\o(=,\s\up17(200℃))2HBr，I2＋H2eq\o(,\s\up17(高溫))2HI。(3)HF為弱酸，HCl、HBr、HI均為強(qiáng)酸，且其酸性逐漸增強(qiáng)。[練習(xí)與活動]1．鹵素是最活潑的一族非金屬，下列關(guān)于鹵族元素的說法正確的是()A．鹵素單質(zhì)的最外層電子數(shù)都是7B．從上到下，鹵素原子的電子層數(shù)依次增多，半徑依次減小C．從F到I，原子核對最外層電子的吸引能力依次減弱，原子得電子能力依次減弱D．鹵素單質(zhì)與H2化合的容易程度為F2<Cl2<Br2<I2答案C解析鹵素原子最外層有7個電子，而不是單質(zhì)最外層有7個電子，A項(xiàng)錯誤；鹵素原子從F到I，電子層數(shù)依次增多，半徑依次增大，原子核對最外層電子吸引能力依次減弱，原子得電子能力依次減弱，故B項(xiàng)錯誤，C項(xiàng)正確；單質(zhì)與H2化合的容易程度為F2>Cl2>Br2>I2，故D項(xiàng)錯誤。2．砹是原子序數(shù)最大的鹵族元素，根據(jù)鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律，對砹及其化合物的敘述，正確的是()A．與H2化合能力：At2>I2B．砹在常溫下為白色固體C．砹原子的最外電子層上有7個電子D．砹能從NaCl溶液中置換出氯單質(zhì)答案C解析從F2到At2，元素的非金屬性逐漸減弱，與H2化合能力逐漸減弱，A項(xiàng)不正確；由F2到I2，單質(zhì)的顏色依次加深，I2是紫黑色固體，則砹可能為黑色固體，B項(xiàng)不正確；鹵族元素的原子，最外層上都有7個電子，C項(xiàng)正確；因氧化性Cl2>At2，所以At2不能從溶液中置換出Cl2，D項(xiàng)不正確。規(guī)律方法(1)F無含氧酸，因?yàn)镕無正價。(2)元素的非金屬性強(qiáng)弱可以從其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱，或從其單質(zhì)與氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易程度以及氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性來判斷。二、堿金屬元素性質(zhì)的相似性與遞變性[自主學(xué)習(xí)]1．堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相似性(1)原子的最外電子層都有eq\o(□,\s\up4(01))1個電子。(2)最高化合價均為eq\o(□,\s\up4(02))＋1價。(3)都是活潑的金屬元素，單質(zhì)都能與eq\o(□,\s\up4(03))氧氣、eq\o(□,\s\up4(04))水等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。(4)最高價氧化物對應(yīng)的水化物一般具有很強(qiáng)的eq\o(□,\s\up4(05))堿性。2．性質(zhì)的遞變性1．元素周期表中ⅠA族元素全部是堿金屬元素嗎？提示：ⅠA族元素除H外均屬于堿金屬元素。2．將鉀投入到氯化鈉或硫酸銅溶液中能否置換出鈉或銅？提示：不能。鉀很活潑，會與溶液中的水反應(yīng)。[點(diǎn)撥提升]1．堿金屬物理性質(zhì)變化規(guī)律隨著原子序數(shù)的遞增，堿金屬單質(zhì)的密度逐漸增大(鉀反常)，熔、沸點(diǎn)逐漸降低。2．堿金屬性質(zhì)的遞變規(guī)律(1)隨著原子序數(shù)的遞增，堿金屬元素的原子失電子能力逐漸增強(qiáng)，金屬性逐漸增強(qiáng)，金屬單質(zhì)的還原能力逐漸增強(qiáng)。(2)隨著原子序數(shù)的遞增，堿金屬單質(zhì)與氧氣反應(yīng)越來越容易，生成的氧化物越來越復(fù)雜；與水反應(yīng)越來越劇烈。①Li與O2反應(yīng)可生成Li2O，Na與O2反應(yīng)可生成Na2O、Na2O2，而K與O2反應(yīng)可生成KO2等。②K與H2O反應(yīng)會發(fā)生輕微爆炸，而Rb和Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。③LiOH微溶，其他堿金屬元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物均為易溶于水的強(qiáng)堿。[練習(xí)與活動]3．下列關(guān)于堿金屬的敘述中，不正確的是()A．鉀元素比鈉元素的金屬性強(qiáng)B．鉀和鈉的焰色分別為紫色和黃色C．堿金屬都能和水反應(yīng)，生成氫氧化物并放出氫氣D．堿金屬的熔點(diǎn)隨著電子層數(shù)的增加而升高答案D解析D項(xiàng)，堿金屬的熔點(diǎn)隨電子層數(shù)的增加而降低。4．某主族元素的原子最外層是第5層，其上有1個電子，下列描述中正確的是()A．常溫下，其單質(zhì)與水反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈B．其原子半徑比鉀原子半徑小C．其碳酸鹽易溶于水D．其氫氧化物不能使氫氧化鋁溶解答案C解析由主族元素原子的第五電子層上只有一個電子可知：該元素位于周期表第5周期ⅠA族，為Rb(銣)。由同一主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律可知，Rb的金屬性強(qiáng)于Na，故其與水的反應(yīng)比Na更劇烈；RbOH的堿性強(qiáng)于NaOH，因NaOH可使Al(OH)3溶解，則RbOH也一定能使Al(OH)3溶解；Rb、K同主族，且Rb比K多一個電子層，則Rb的原子半徑比K的原子半徑大；又Na2CO3、K2CO3均易溶于水，可類推出Rb2CO3也應(yīng)易溶于水。規(guī)律方法同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律三、元素周期表的應(yīng)用[自主學(xué)習(xí)]1．利用元素周期表尋找新材料(1)在金屬元素和非金屬元素的交界處尋找eq\o(□,\s\up4(01))半導(dǎo)體材料。(2)在過渡金屬元素中尋找eq\o(□,\s\up4(02))優(yōu)良的催化劑，并通過加入少量稀土元素改善性能。(3)在第ⅣB到第ⅥB族的過渡金屬元素中尋找eq\o(□,\s\up4(03))耐高溫、eq\o(□,\s\up4(04))耐腐蝕的材料，用以制造火箭、導(dǎo)彈、宇宙飛船等。(4)利用元素周期表，還可以尋找合適的eq\o(□,\s\up4(05))超導(dǎo)材料、eq\o(□,\s\up4(06))磁性材料等。2．利用元素周期表指導(dǎo)探礦(1)相對原子質(zhì)量較小的元素，地殼中含量eq\o(□,\s\up4(07))較多；相對原子質(zhì)量較大的元素，地殼中含量eq\o(□,\s\up4(08))較少。(2)原子序數(shù)是偶數(shù)的元素地殼中含量eq\o(□,\s\up4(09))較多，原子序數(shù)是奇數(shù)的元素地殼中含量eq\o(□,\s\up4(10))較少。(3)地球表面的元素多數(shù)呈現(xiàn)eq\o(□,\s\up4(11))高價態(tài)，巖層深處的元素多數(shù)呈現(xiàn)eq\o(□,\s\up4(12))低價態(tài)。(4)eq\o(□,\s\up4(13))堿金屬一般是強(qiáng)烈的親石元素，主要富集于巖石圈。鎵(Ga)與鋁同族，請寫出鎵的氯化物和氨水反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：GaCl3＋3NH3·H2O=Ga(OH)3↓＋3NH4Cl。[點(diǎn)撥提升]1．元素周期表中的“位”“構(gòu)”“性”2．元素的原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中位置的關(guān)系結(jié)構(gòu)→位置eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子序數(shù)＝質(zhì)子數(shù),周期序數(shù)＝電子層數(shù),主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)))3．原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系結(jié)構(gòu)→性質(zhì)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①同周期最外層電子數(shù)越少，原子半徑,越大→越易失電子，金屬性越強(qiáng),②同周期最外層電子數(shù)越多，原子半徑,越小→越易得電子，非金屬性越強(qiáng)))4．元素性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系eq\a\vs4\al(位置,↓,性質(zhì),,)→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(同主族→\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(相似性：化學(xué)性質(zhì)相似,遞變性：從上到下，得電子能力逐漸,減弱，失電子能力逐漸增強(qiáng))),同周期→遞變性：從左到右，失電子能力逐漸,減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)))[練習(xí)與活動]5．碲(Te)是52號元素，位于周期表中第ⅥA族，處于金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上。下列敘述中錯誤的是()A．碲的單質(zhì)具有半導(dǎo)體的性能B．碲化氫(H2Te)比H2S更穩(wěn)定C．碲可在空氣中燃燒生成二氧化碲(TeO2)D．H2TeO4的酸性比H2SO4弱答案B解析Te元素在元素周期表的第5周期ⅥA族，處于金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上，有半導(dǎo)體的性能，故A正確；同主族元素自上而下原子得電子能力減弱，則氫化物穩(wěn)定性H2Te<H2S，B錯誤；最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性H2TeO4<H2SO4，D正確；ⅥA族元素(R)在空氣中燃燒都能生成RO2，C正確。6.四種短周期元素在周期表中的位置如圖，其中只有M為金屬元素。下列說法不正確的是()A