高中化學(xué) 第1章 第1節(jié) 鹵族元素（第3課時(shí)）學(xué)案 新人教版必修21

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鹵族元素 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．了解鹵族元素在周期表中的位置。 2．了解鹵族元素原子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。 3．了解鹵族元素性質(zhì)的相似性與遞變性，并能初步運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)理論解釋。 4．認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的因果關(guān)系，從而認(rèn)識(shí)事物變化過(guò)程中量變引起質(zhì)變的規(guī)律性，接受辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。 【學(xué)習(xí)過(guò)程】 1.原子結(jié)構(gòu)的相似性與遞變性：鹵族元素原子結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是最外層電子數(shù)都是7，不同點(diǎn)是電子層數(shù)不同，其變化規(guī)律是隨著原子序數(shù)增大，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。 2.物理性質(zhì)的相似性與遞變性：鹵族元素單質(zhì)都是雙原子分子，有顏色，不易溶于水（氟除外），易溶于苯、四氯化碳等有機(jī)溶劑（萃取原理）。隨著原子序數(shù)的遞增，鹵素單質(zhì)的顏色逐漸加深，密度依次增大，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)依次升高。 2.化學(xué)性質(zhì)的相似性與遞變性： （1）相似性： 與H2反應(yīng) X2＋H22HX 與活潑金屬反應(yīng)(如Na) 2Na＋X2 2NaX 與H2O反應(yīng) X2＋H2O===HX＋HXO (X＝Cl、Br、I) （2）遞變性： ①鹵素單質(zhì)與H2的反應(yīng)：一定條件下均可與氫氣反應(yīng)：H2＋X2＝2HX。從F2→I2反應(yīng)條件由易到難；反應(yīng)劇烈程度由劇烈變?yōu)榫徛?；鹵化氫的穩(wěn)定性逐漸減弱。 化學(xué)式 跟氫氣的反應(yīng) 反應(yīng)化學(xué)方程式 F2 在冷、暗處就能劇烈化合而爆炸，生成的氟化氫很穩(wěn)定 F2＋H2＝2HF(氟化氫) Cl2 在光照或點(diǎn)燃下發(fā)生反應(yīng)，生成的氯化氫較穩(wěn)定 Cl2＋H2＝2HCl(氯化氫) Br2 在加熱至一定溫度下才能反應(yīng)，生成的溴化氫不如氯化氫穩(wěn)定 Br2＋H2＝2HBr(溴化氫) I2 持續(xù)加熱，緩慢的化合，碘化氫不穩(wěn)定同時(shí)發(fā)生分解 I2＋H2＝2HI(碘化氫) 溫馨提示：鹵族氫化物均為無(wú)色，極易溶于水，有刺激性氣味，在空氣中冒白霧的氣體。 ②鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)：鹵素間可以發(fā)生置換反應(yīng)，較活潑的非金屬可以將較不活潑的非金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)。說(shuō)明鹵素單質(zhì)的氧化性：F2>Cl2>Br2>I 2。 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 化學(xué)方程式 將少量新制的飽和氯水分別加入盛有NaBr溶液和KI溶液的試管中，用力振蕩后加入少量四氯化碳，振蕩、靜置。 加入四氯化碳振蕩?kù)o置后，發(fā)現(xiàn)溶液分層，盛有NaBr溶液的試管中下層顯橙色，說(shuō)明有單質(zhì)溴生成。盛有KI溶液的試管中，下層顯紫紅色，說(shuō)明有單質(zhì)碘生成。 2NaBr+ Cl2 = 2NaCl + Br 2 2KI + Cl2 =2K Cl + I2 將少量溴水加入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩后加入少量四氯化碳，振蕩、靜置。 加入四氯化碳振蕩?kù)o置后，發(fā)現(xiàn)溶液分層，下層顯紫紅色，說(shuō)明有單質(zhì)碘生成。 2KI + Br 2 =2K Br + I2 溫馨提示：F2的氧化性最強(qiáng)，能與水發(fā)生反應(yīng)，故不能用F2從溶液中置換出Cl2、Br2和I2。 【歸納總結(jié)】鹵素性質(zhì)遞變規(guī)律如下： 化合價(jià) 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性 單質(zhì)與氫氣反應(yīng)情況 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性 最高 最低 F 無(wú) -1 暗處劇烈反應(yīng)并爆炸 穩(wěn)定性：HF HCl HBr HI Cl +7 -1 HClO4＞HBrO4＞HIO4 光照或者點(diǎn)燃發(fā)生反應(yīng) Br +7 -1 加熱后反應(yīng) I +7 -1 不斷加熱才能緩慢反應(yīng) 結(jié)論 同主族元素，從上到下，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越來(lái)越強(qiáng)，單質(zhì)與氫氣反應(yīng)越來(lái)越弱，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越來(lái)越弱 ，非金屬性越來(lái)越弱。 溫馨提示：同主族元素原子從上到下電子層數(shù)依次增多，原子半徑逐漸增大 ，原子核對(duì)外層電子的吸引能力逐漸減弱，原子的失電子能力逐漸增強(qiáng)，得電子能力逐漸減弱；元素單質(zhì)的還原性逐漸增強(qiáng)，氧化性逐漸減弱；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性增強(qiáng)，酸性增強(qiáng)；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性減弱。同主族元素，從上到下，金屬性越來(lái)越強(qiáng)，非金屬性越來(lái)越弱。 【當(dāng)堂檢測(cè)】 1. 下列關(guān)于鹵素(用X表示)的敘述中，正確的是(　　) A．鹵素單質(zhì)與水反應(yīng)均可用X2＋H2O=HXO＋HX表示 B．HX的熱穩(wěn)定性隨鹵素核電荷數(shù)增加而增強(qiáng) C．鹵素單質(zhì)的顏色從F2→I2隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而加深 D．鹵素單質(zhì)越活潑，其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)就越高 2.下列關(guān)于鹵族元素的遞變規(guī)律的說(shuō)法中不正確的是(　　) A．氧化性：F2>Cl2>Br2>I2 B．穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI C．還原性：F－Cl2>Br2>I2 3. X、Y是元素周期表第ⅦA族中的兩種元素。下列敘述能說(shuō)明X的非金屬性比Y強(qiáng)的是(　　) A．X原子的電子層數(shù)比Y原子的電子層數(shù)多 B．Y的單質(zhì)能將X從NaX的溶液中置換出來(lái) C．X的單質(zhì)比Y的單質(zhì)更容易與氫氣反應(yīng) D．同濃度下X的氫化物水溶液比Y的氫化物水溶液的酸性強(qiáng) 4. 下列與有關(guān)非金屬元素?cái)⑹鲆约巴评斫Y(jié)果不正確的是(　　) ①非金屬性F>Cl，故將F2通入NaCl溶液中，發(fā)生反應(yīng)為F2＋2Cl－===Cl2＋2F－ ②非金屬性F>Br，故酸性：HF>HBr ③非金屬性S>As，故前者的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性更強(qiáng) ④非金屬性O(shè)>N，故O2與H2化合比N2更容易 A．②③ B．③④ C．①④ D．①② 5. 為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱，某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去，氣密性已檢驗(yàn))。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程：Ⅰ.打開(kāi)彈簧夾，打開(kāi)活塞a，滴加濃鹽酸。Ⅱ.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí)，夾緊彈簧夾。Ⅲ.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時(shí)，關(guān)閉活塞a。Ⅳ.…… (1)A中產(chǎn)生黃綠色氣體，其化學(xué)方程式是_____________________________。 (2)驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________________。 (3)B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________________________________。 (4)為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘，過(guò)程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是____________。 (5)過(guò)程Ⅲ實(shí)驗(yàn)的目的是_______________________________________。 (6)氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減弱的原因：同主族元素從上到下________，得電子能力逐漸減弱。 答案與解析 題號(hào) 答案 解析 1 C F2與H2O反應(yīng)方程式為：2F2＋2H2O===4HF＋O2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從F到I，非金屬性逐漸減弱。故HX的熱穩(wěn)定性逐漸減弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鹵素單質(zhì)從F2到I2的顏色為：淡黃綠色→黃綠色→深紅棕色→紫黑色，C項(xiàng)正確；鹵素單質(zhì)的活潑性由F2→Cl2→Br2→I2逐漸減弱，熔、沸點(diǎn)依次升高，D項(xiàng)錯(cuò)誤 2 D 從F→I，原子半徑依次增大，單質(zhì)氧化性逐漸減弱，則陰離子的還原性逐漸增強(qiáng)，氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，鹵素單質(zhì)按F2→I2的順序密度逐漸增大，熔沸點(diǎn)逐漸升高 3 C A項(xiàng)，因X、Y是元素周期表中第ⅦA族的元素，若X的電子層數(shù)多，則說(shuō)明X比Y的非金屬性弱，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)事實(shí)說(shuō)明Y比X更活潑，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)據(jù)單質(zhì)與H2化合的難易判斷，因X的單質(zhì)與H2化合更容易，說(shuō)明氧化性：X的單質(zhì)>Y的單質(zhì)，則非金屬性：X>Y，C正確；D項(xiàng)判斷依據(jù)錯(cuò)誤，應(yīng)依據(jù)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱判斷，D錯(cuò)誤 4 D F2通入NaCl溶液中應(yīng)該是F2先與水反應(yīng)；不能根據(jù)氫化物水化物的酸性判斷非金屬性；非金屬性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性越強(qiáng)，與氫氣化合越容易 5 (1)16HCl(濃)＋ 2KMnO4===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O (2)淀粉KI試紙變藍(lán) (3)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ (4)打開(kāi)活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下D振蕩。靜置后CCl4層溶液變?yōu)樽霞t色 (5)確認(rèn)C的黃色溶液中無(wú)Cl2，排除Cl2對(duì)溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾 (6)原子半徑逐漸增大 (4)應(yīng)該把C中生成的Br2滴入D中，因?yàn)樵嚬艿撞坑蠧Cl4，所以還需振蕩?kù)o置，觀察現(xiàn)象；(5)確認(rèn)C中沒(méi)有過(guò)量氯氣，可以排除Cl2與KI溶液反應(yīng)