第一课时 碱金属的原子结构与性质

课前导学典例导析返回目录要点突破第三节碱金属元素第一课时碱金属的原子结构与性质课前导学典例导析返回目录要点突破课前导学典例导析返回目录要点突破一、原子结构与性质推断1．相同点：碱金属元素最外层上都只有1个电子――→推测具有相似的化学性质。2．不同点：从Li→Cs电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大――→推测从Li到Cs金属性逐渐增强。二、碱金属元素的性质1．碱金属的物理性质(1)相同点：碱金属除Cs略带金色光泽外，都呈银白色，密度都比较小，硬度也都较小，熔点低，导电、导热性较强。(2)递变性：从Li→Cs密度呈增大趋势(K密度比Na小)，熔点和沸点逐渐降低。2．碱金属的化学性质(1)与O2等非金属的反应碱金属都能与氧气等非金属反应，化学方程式：4Li＋O2=====点燃2Li2O,2Na＋O2=====点燃Na2O2；K、Rb、Cs与O2反应生成比过氧化物结构更复杂的氧化物。(2)与H2O的反应碱金属单质R与水均能发生反应，生成氢氧化物和氢气。反应的化学方程式可表示为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑，但反应的剧烈程度不同；由Li→Cs反应越来越剧烈，证明它们的金属性逐渐增强。课前导学典例导析返回目录要点突破【问题探究】在实验室中，锂能否保存在煤油中？答案：不能。因锂的密度小于煤油的密度，所以不能用煤油保存，应将其保存在液态石蜡中。课前导学典例导析返回目录要点突破课前导学典例导析返回目录要点突破碱金属元素的相似性和递变性1．相似性(1)原子结构：最外层电子都是1个，次外层为8个电子(Li为2个)的稳定结构。(2)单质的物理性质：都有银白色、金属光泽(铯略带金色)，质软，密度小，熔点低，有强的导热、导电性。(3)单质的化学性质：与钠相似，都能与氧气、水、稀酸溶液等反应，且生成物都是含R＋(R为碱金属)的离子化合物。(4)它们的氢氧化物(ROH)均是强碱。2．递变性(差异性)(1)原子结构：随着Li、Na、K、Rb、Cs核电荷数递增，核外电子层数增多，原子半径逐渐增大。(2)单质的物理性质：随着Li、Na、K、Rb、Cs核电荷数递增，碱金属熔、沸点逐渐降低(与卤族、氧族单质相反)，密度逐渐增大(Li、Na、K的密度1g/cm3，Rb、Cs的密度1g/cm3，K的反常)。(3)单质的化学性质：随着Li、Na、K、Rb、Cs核电荷数递增，原子核对核外电子吸引力减弱，失电子能力增强，因此金属性增强。例如，与氧气反应时，Li：常温或燃烧都生成Li2O；Na：常温生成Na2O，燃烧生成Na2O2；K：常温生成KO2(超氧化钾)。(4)氢氧化物(ROH)的碱性随R核电荷数递增而增强。课前导学典例导析返回目录要点突破课前导学典例导析返回目录要点突破碱金属的性质规律与特例1．通常合金多呈固态，而钠钾合金却是液态。2．碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li只生成Li2O。3．碱金属单质密度一般随核电荷数增大而递增，但K的密度比Na小。4．碱金属单质一般跟水剧烈反应，但Li跟水反应缓慢(LiOH溶解度小)。5．碱金属单质因其性质活泼，多保存在煤油中，而Li却因密度比煤油更小，只能保存在液体石蜡中。6．碱金属的盐一般都易溶于水，但Li2CO3却微溶。7．一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。8．试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但ⅠA族金属Na、K等除外。9．一般活泼金属能从盐溶液中置换出不活泼金属，但ⅠA族非常活泼的金属Na、K等除外。10．Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。①过氧化物、超氧化物、臭氧化物均不属于碱性氧化物。②ROH的碱性从Li→Cs依次增强。课前导学典例导析返回目录要点突破课前导学典例导析返回目录要点突破碱金属元素性质的相似性和递变性【例1】以下各项叙述中错误的是()A．原子半径由小到大的顺序是LiNaKRbCsB．同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小C．碱金属单质的密度比较为LiKNaRbD．碱金属离子的氧化性比较为Li＋Na＋K＋Rb＋解题导引：课前导学典例导析返回目录要点突破解析：C项中，碱金属元素的密度随原子序数的递增呈增大趋势，但K的密度比Na小；D项中，离子氧化性顺序与单质还原性顺序相反。答案：D。随着电子层数的增加，碱金属单质的密度呈增大趋势，但在钠和钾之间出现特殊，即钾的密度比钠的密度反而小。故熟记碱金属性质递变的同时，还要牢记其特殊性。课前导学典例导析返回目录要点突破【针对训练1】下列对碱金属性质的叙述中，不正确的是(B)A．除铯外都是银白色的柔软金属，其密度都较小B．单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物C．碱金属单质都能与酸反应置换出氢气D．单质的熔点、沸点随着原子序数的增加而减小解析：A项中，铯略带金色，碱金属中，Li、Na、K的密度小于1，Rb、Cs的密度大于1；B项中，Li和O2的反应产物只有Li2O；C、D两项均符合碱金属元素的性质变化规律。课前导学典例导析返回目录要点突破【针对训练2】钾和钠的化学性质相似，下列说法中能较好地解释这一事实的是(A)A．最外层电子数相同B．都是金属元素C．都是电、热的良导体D．最内层电子数相同解析：元素的化学性质取决于原子的最外层电子数。钾、钠原子的最外层电子数相同，故化学性质相似。课前导学典例导析返回目录要点突破有关碱金属的计算【例2】某碱金属及其氧化物(R2O)组成的混合物4g，与水充分反应后蒸发、干燥得固体5g，则碱金属为()A．LiB．NaC．KD．Rb解析：采取极端假设法。若4g全为碱金属时，生成ROH。R～ROHAr(R)Ar(R)＋174g[ArR＋17]ArR×4g课前导学典例导析返回目录要点突破若4g全为氧化物时，生成ROHR2O～2ROH[2Ar(R)＋16]2[Ar(R)＋17]4g8[ArR＋17]2ArR＋16g即8[ArR＋17]2ArR＋16g5g4[ArR＋17]ArRg解得：28Ar(R)68，在此范围内的只有K。答案：C。根据一定质量的两种或两种以上物质的混合物与某物质反应，产生一定质量的某产物，计算混合物的组成(组分及其质量或质量分数)，是一种常见的题型。解此类题目通常需利用混合物的平均相对分子(原子)质量。课前导学典例导析返回目录要点突破【针对训练3】将4.6g金属钠投入到95.6g水中，得到的溶液溶质的质量分数是(C)A．4.6%B．7.6%C．8%D．10%解析：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑468024.6gm1m2m1＝4.6g×8046＝8g，m2＝4.6g×246＝0.2g，w(NaOH)＝8g4.6g＋95.6g－0.2g×100%＝8%。课前导学典例导析返回目录要点突破【针对训练4】呼吸面具中Na2O2可吸收CO2放出O2，若用超氧化钾(KO2)代替Na2O2也可起到同样的作用。(1)写出KO2与CO2反应的化学方程式：__________________________。(2)1kgNa2O2和1kgKO2分别和CO2反应，生成的O2的质量比为______。(3)通过计算，你认为应选用______作补氧剂更合适，理由是________________________________。解析：(1)由题知：KO2与CO2反应生成K2CO3和O2，可利用原子个数守恒书写化学方程式。课前导学典例导析返回目录要点突破(2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O278×2321000gm1m1＝32×1000156g，4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O271×4961000gm2m2＝96×100071×4gm1∶m2＝71∶117。(3)通过(2)的计算可知，相同质量的Na2O2和KO2与CO2反应，KO2放出的O2更多，所以选用KO2作补氧剂更合适。答案：(1)4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2(2)71∶117(3)KO2质量相同时，KO2释放出的O2更多