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1、第2课时碱金属元素的结构与性质学习目标定位1.知道碱金属元素的原子结构及特点。2.能说出碱金属元素化学性质的相似性及递变性。3.初步学会根据原子结构的特点，推测元素的化学性质。一、碱金属元素的原子结构1.参考元素周期表，完成下列表格元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm碱金属元素锂Li3120.152钠Na11130.186钾K19140.227铷Rb37150.248铯Cs55160.2652.通过分析上表可知，碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是电子层数和原子半径不同。碱金属元素的原子结构特点1.下列关于碱金属元素的叙述中正确的是()A
2、.原子的最外层电子数都是1，次外层电子数都是8B.单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应C.除锂外均以化合态存在于自然界中D.化合物中碱金属元素的化合价都为1价答案D解析锂原子的次外层电子数为2，且锂在自然界中也不能以游离态存在，A、C项不正确；失去电子发生的是氧化反应，B选项错误。2.锂(Li)是世界上最轻的金属，它属于碱金属的一种，下列说法正确的是()A.和Li同一主族的都是金属元素B.Na比Li多一个电子层C.Li、Na、K的最外层都只有一个电子D.Li是碱金属中原子半径最小的元素答案D解析锂在第A族，该族中还有非金属元素氢，A选项错误；Li、Na的粒子结构示意图分别为、，B选项错误；
3、K的离子结构示意图为，其最外层有8个电子，C选项错误。二、碱金属元素的性质1.碱金属的物理性质物质名称颜色和状态密度/gcm3熔点/沸点/锂银白色，柔软0.534180.51 347钠银白色，柔软0.9797.81882.9钾银白色，柔软0.8663.65774铷银白色，柔软1.53238.89688铯略带金色光泽，柔软1.87928.40678.4碱金属单质具有硬度小、密度小、熔点低、沸点低的特点。在碱金属内，随着元素原子核电荷数的增加，单质的熔点和沸点逐渐降低。碱金属单质也有延展性，导电性、导热性也很好，液态钠可用作核反应堆的传热介质。2.碱金属的化学性质(1)碱金属与O2反应已知1.4
4、g锂在空气中加热充分反应，可生成3.0 g氧化物，该反应的化学方程式是 4LiO22Li2O。钠、钾与氧气的反应：将一小块Na和K分别投入热坩埚中，观察现象。(2)碱金属与水反应按下列实验操作完成实验，并填写下表：碱金属钾钠实验操作实验现象熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微爆炸声，反应后的溶液加酚酞变红熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后的溶液加酚酞变红结论钾比钠的活动性强实验原理2K2H2O=2KOHH22Na2H2O=2NaOHH21.碱金属单质物理性质变化规律随着原子序数的递增，碱金属单质的密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低。2.碱金属的原子结构与化学性质的关系
5、(1)相似性原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们的单质都具有较强的还原性，它们都能与氧气等非金属单质及水反应。碱金属与水反应的通式为2R2H2O=2ROHH2(R表示碱金属元素)。(2)递变性随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强，单质还原性增强。与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成 Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸。最高价氧化物对应水化物
6、的碱性逐渐增强，CsOH的碱性最强。3.元素金属性强弱可以从单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度，或其最高价氧化物对应的水化物氢氧化物的碱性强弱来判断。3.下列关于碱金属的叙述中，不正确的是()A.钾元素比钠元素的金属性强B.钾和钠的焰色分别为紫色和黄色C.碱金属都能和水发生反应，生成氢氧化物并放出氢气D.碱金属的熔点随着电子层数的增加而升高答案D解析D项，碱金属的熔点随电子层数的增加而逐渐降低。4.下列各组比较中不正确的是()A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈B.还原性：KNaLi，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C.熔、沸点：LiNaKD.碱性：LiOHNaOHKOH答案B解析A中锂的
7、活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈；B中还原性，KNaLi，但K不能置换出NaCl溶液中的Na，而是先与H2O反应；C中碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即LiNaKRbCs；D中从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强，即碱性：LiOHNaOHKOHRbOHCsOH。易错警示(1)因Na、K都是很活泼的金属易与H2O反应，故不能从溶液中置换出相对不活泼的金属。(2)碱金属单质性质的相似性和递变性是其原子结构的相似性和递变性的必然结果。1.随着碱金属元素原子序数的增大，下列递变规律正确的是()A.原子半径逐渐增大B.碱性逐渐减弱C.单质熔、沸点逐渐
8、升高D.单质的氧化性逐渐增强答案A解析随着碱金属元素原子序数的增大，碱性逐渐增强，单质熔、沸点降低，单质的还原性逐渐增强。2.关于碱金属元素的说法中正确的是()A.A族元素都是碱金属元素B.碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来C.金属钾具有强还原性，K具有强氧化性D.Cs常温下与水反应会发生爆炸答案D解析A族元素还有氢元素，A错；碱金属单质非常活泼，在水溶液中先与水反应生成强碱再与铜离子反应生成Cu(OH)2沉淀，而不能将铜置换出来，B错；由于钾原子的最外层只有1个电子，钾单质具有较强的还原性，但是其失去电子后形成的K最外层已经达到8电子的稳定结构，其氧化性非常弱，C错；Cs是还原性比Li、N
9、a、K、Rb都强的金属单质，与水反应会发生爆炸，D正确。3.下列关于碱金属的叙述正确的是()A.钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的反应更剧烈B.碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小C.碱金属元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性随着原子序数的递增依次减弱D.碱金属元素的阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强答案A解析B项，碱金属的密度随着原子序数的递增呈增大趋势(钾反常)；D项，碱金属元素阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次减弱。4.关于铯及其化合物的以下各种说法中不正确的是()A.氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强B.铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气C.Cs的还原性比Na强，故N
10、a的氧化性强于CsD.Al的金属性大于Cs的金属性答案D解析A项，Cs的最外层电子数也是1，电子层数比K的多，故Cs的金属性比K强，则CsOH的碱性比KOH强；B项，Cs与Na性质相似，其与水或酸反应更剧烈，都生成H2；C项，Cs的还原性比Na强，单质还原性越强，对应离子的氧化性越弱，所以Na的氧化性强于Cs；D项，因为Cs的金属性强于Na，Na的金属性强于Al，所以Al的金属性弱于Cs。5.根据金属钠、钾与水反应的现象，推断锂、钠、钾、铷、铯各1 g分别与足量的水反应，其中反应最剧烈的金属是_(写名称，下同)；相同条件下，放出氢气的体积最大的是_；生成的氢氧化物碱性最弱的是_(写化学式)。答
11、案铯锂LiOH解析碱金属元素从LiCs金属性依次增强，故反应最剧烈的金属是Cs；等质量的碱金属与足量水反应，摩尔质量越小的，与水反应放出H2越多，故应是锂放出H2最多。题组一碱金属结构和性质的变化规律1.以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述中不正确的是()氢氧化物中碱性最强的是CsOH单质熔点最高的是铯单质都是热和电的良导体单质的密度依次增大，且都比水轻单质的还原性依次增强对应阳离子的氧化性依次增强A. B. C. D.答案C解析单质熔点最高的应是Li，密度呈增大趋势，K出现反常，Rb、Cs的密度比水大，对应阳离子的氧化性应依次减弱。2.下列各组比较不正确的是()A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈B
12、.还原性：KNaLi，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C.金属性：KNaLiD.碱金属元素原子最外层电子数相同答案B解析锂的活动性比钠弱，与水反应不如钠剧烈，故A正确；虽然钾的还原性大于钠，但K不能置换出NaCl溶液中的钠，而是先和水反应，故B错误；碱金属元素从Li到Cs，金属性逐渐增强，故C正确；碱金属元素原子最外层电子数均为1，故D正确。3.下列对碱金属性质的叙述中，正确的是()A.碱金属元素的单质具有强还原性，可置换出硫酸铜溶液中的铜单质B.单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物C.碱金属单质与水反应生成碱和氢气D.单质熔、沸点随着原子序数递增而升高答案C解析A项中碱金属元素的单质具有强
13、还原性，但活泼的金属易与H2O反应，故不能从盐溶液中置换出不活泼的金属，A项错；锂在空气中燃烧生成的是氧化锂，而不是过氧化锂，B项错；碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低，D项错；碱金属都能与水反应生成对应的碱和氢气，只是反应越来越剧烈，C项正确。4.右图表示碱金属的某些性质与核电荷数的变化关系，则下列各性质中不符合图示关系的是()A.还原性B.与水反应的剧烈程度C.熔点D.原子半径答案C解析由图可知，随着核电荷数的增大，碱金属的性质呈递增趋势，而碱金属单质的熔点随核电荷数的增大而降低。题组二推测碱金属的性质5.已知金属钾有如下性质：钾的密度比水小钾的熔点低钾与水反应时放出热量钾与水反
14、应后溶液呈碱性某学生将一小块金属钾投入滴有酚酞溶液的水中，这一实验能证明上述四点性质中的()A. B. C. D.答案D解析类比钠与钾性质的相似性与递变性。钾、钠与水反应的现象相似，但钾比钠活泼，与水反应更剧烈。6.铯是一种碱金属元素，下列关于铯的叙述中，正确的是()A.CsOH是一种可溶于水的强碱B.Cs在空气中燃烧，生成一种氧化物Cs2OC.Cs与水反应，能发生爆炸，并放出O2D.加热Cs2CO3，可生成氧化铯和二氧化碳答案A解析由钠及其化合物的性质可推测Cs及其化合物的性质。7.金属元素钫(Fr)在自然界中含量极少，它的21种已知同位素都有放射性，它是碱金属元素中最重的元素。根据钫在周期表中的位置预测其性质，其中不正确的是()A.在已知碱金属元素中具有最大的原子半径B.在空气中燃烧时生成氧化物Fr2OC.最高价氧化物对应的水化物是极强的碱D.其单质的熔点比金属钠的熔点低答案B解析根据“Fr是碱金属元素中最
