专题20 碱金属元素和卤素-【题高分】2022-2023学年高一化学同步教学专题讲义（人教版2019必修第一册）

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碱金属元素

卤素的原子结构和单质的物理性质

卤素单质的化学性质

知识点一碱金属元素

1．碱金属元素的有关信息如下表：

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

锂Li 3 1 2 0.152

钠Na 11 1 3 0.186

钾K 19 1 4 0.227

铷Rb 37 1 5 0.248

铯Cs 55 1 6 0.265

要点诠释

（1）碱金属元素原子结构的特点：

①相同点：碱金属元素原子的最外层都有 1个电子，

②不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同。

（2）碱金属元素性质的相似性和递变性

①相似性：由于碱金属元素原子最外层都只有一个电子，所以都容易失去最外层电子，都表现出很强的金

属性，化合价都是+1 价。

②递变性：随着核电荷数的递增，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最

外层电子的吸引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，故从锂到铯，金属性逐渐增强。

注意

元素金属性强弱可以从其单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物

——氢氧化物的碱性强弱来比较。

（3）碱金属单质的性质

①化学性质：

碱金属单质都能与氧气等非金属单质反应，生成对应的金属氧化物等化合物；都能与水反应，生成对应的

金属氢氧化物和氢气；并且随着核电荷数的递增，碱金属单质与氧气、水等物质的反应越来越剧烈。

4Li+O22Li2O/2Na+O2Na2O2/2Na+2H2O==2NaOH+H2↑/2K+2H2O==2KOH+H2↑

实验探究：对比钾、钠与氧气、水的反应

实验内容现象结论或解释

与

氧

气

反

应

钠在空气中燃

烧

钠开始熔化成闪亮的小球，

着火燃烧，产生黄色火焰，

生成淡黄色固体

化学方程式：2Na+O2Na2O2

钾在空气中燃

烧

钾开始熔化成闪亮的小球，

剧烈反应，生成橙黄色固体化学方程式：K+O2KO2（超氧化钾）

碱

金

属

与

水

反

应

钠与水的反应

钠块浮在水面，熔化成闪亮

小球，四处游动嘶嘶作响，

最后消失

化学方程式：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

钾与水的反应

钾块浮在水面，熔成闪亮的

小球，四处游动，嘶嘶作

响，甚至轻微爆炸，最后消

失

化学方程式：2K+2H2O==2KOH+H2↑

实验中的注意事项

a．钠、钾在实验室中都保存在煤油中，所以取用剩余的金属块可放回原试剂瓶中，并且使用前要用滤纸

把表面煤油吸干。

b．对钠、钾的用量要控制；特别是钾的用量以绿豆粒大小为宜。否则容易发生爆炸危险。

c．对碱金属与水反应后的溶液，可用酚酞试液检验生成的碱。

②物理性质

碱金属单质颜色和状态密度／g·cm－3熔点／℃ 沸点／℃

锂（Li）银白色、柔软 0.534 180.5 1347

钠（Na）银白色、柔软 0.97 97.81 882.9

钾（K）银白色、柔软 0.86 63.65 774

铷（Rb）银白色、柔软 1.532 38.89 688

铯（Cs）略带金属光泽、柔软 1.879 28.40 678.4

a．相似性：除铯外，其余都呈银白色；都比较柔软；有延展性；导电性和导热性也都很好；碱金属的密

度都比较小，熔点也都比较低。

b．递变性：随着核电荷数的递增，碱金属单质的密度依次增大（钾除外）；熔沸点逐渐降低。

归纳：碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性

(1)相似性(用R表示碱金属元素)

(2)递变性

具体表现如下(按从Li→Cs 的顺序)

①与O2的反应越来越剧烈，产物越来越复杂，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。

②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 与Cs 遇水发生剧烈爆炸。

③最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。

即碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH

【典例 1】★☆☆☆☆

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)碱金属元素原子的次外层电子数都是 8个( )

(2)化合物中碱金属元素的化合价都为＋1( )

(3)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大( )

(4)碱金属单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应( )

(5)Li 在空气中加热生成 Li2O2( )

【答案】× √ √ × ×

【典例 2】★★☆☆☆

下列说法中不正确的是(　　)

A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈

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