高中化學人教版第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第二節(jié)元素周期律【省一等獎】

1-2-2元素周期表和元素周期律的應用教學目標知識與技能：1、通過“實驗探究”，“觀察思考”，培養(yǎng)學生實驗能力以及對實驗結(jié)果的分析、處理和總結(jié)能力2、認識元素的周期性變化是元素原子核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果，從而理解元素周期律的實質(zhì)過程與方法：1、學會運用元素周期律和元素周期表指導探究化學知識的學習方法。2、通過本節(jié)課的學習，使學生對以前學過的知識進行概括、綜合，實現(xiàn)由感性認識上升到理性認識；同時，也會以理論來指導后續(xù)學習情感態(tài)度與價值觀：通過自學、思考、對比、實驗等方法培養(yǎng)觀察、分析、推理、歸納等探究式學習能力教學重點：元素周期律的涵義教學難點：元素周期律的實質(zhì)教學過程：非金屬性增非金屬性增強FClBrI金屬性增強【引入】從上一節(jié)我們分析通過上一節(jié)課的我們對最典型的金屬元素（堿金屬）、最典型的非金屬元素（鹵族元素）的學習，3-9、11-17號元素的得失電子能力強弱可知：同一主族元素，隨著元素原子序數(shù)的遞增，原子核對外層電子的吸引力逐漸減弱，那么元素的金屬性逐漸增強，而非金屬性逐漸減弱，那么同一周期元素的金屬性，非金屬性變化呈現(xiàn)周期性變化呢？假如我們要用實驗來驗證自己的假設，又應從哪些方面著手呢？這就是我們本節(jié)課所要學習的內(nèi)容?！景鍟康诙?jié)元素周期律(二)【猜測】大家猜測一下第三周期元素的金屬性與非金屬性是如何變化的NaMgAlSiP金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強【回答】NaMgAlSiP金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強【提問】我們從結(jié)構(gòu)的觀點怎樣解釋上述變化規(guī)律呢？【回答】同周期元素從左到右→電子層數(shù)相同、核電荷數(shù)增加→原子半徑減小→原子核的吸引能力增強→原子失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強【講解】請大家結(jié)合課前預習知識回答，以及上一節(jié)課的學習，如何通過實驗判斷元素金屬性和非金屬性的依據(jù)?！就队靶〗Y(jié)】判斷元素金屬性強弱的依據(jù)1、單質(zhì)跟H2O或H+置換出H的難易程度(反應的劇烈程度)反應越易，金屬性就越強2、最高價氧化物對應的水化物堿性越強，金屬性就越強3、金屬間的置換反應，單質(zhì)的還原性越強，金屬性就越強4、按金屬活動性順序表，金屬性逐漸減弱5、金屬陽離子的氧化性越強，對應金屬的金屬性就越弱【投影小結(jié)】判斷元素非金屬性強弱的依據(jù)1、單質(zhì)跟H2化合的難易程度，條件及生成氫化物的穩(wěn)定性。越易跟H2化合，生成氫化物越穩(wěn)定，說明非金屬性就越強2、最高價氧化物對應的水化物酸性越強，說明非金屬性越強3、非金屬單質(zhì)間的置換反應。單質(zhì)氧化性越強，非金屬性越強4、對應陰離子的還原性越強，元素的非金屬性就越弱【過渡】下面，我們就按照這個標準以11-18號元素為例，來研究同一周期元素的金屬性和非金屬性的變化情況?！具^渡】從金屬性和非金屬性強弱的判斷依據(jù)里，我們來設計實驗探究第三周期元素的金屬性和非金屬性強弱，請先填寫下表?！就队啊刻顚懴铝懈髟氐臍鈶B(tài)氫化物、最高價氧化物及最高價氧化物對應的水化物的化學式：原子序數(shù)1112131415161718元素符號NaMgAlSiPSClAr氣態(tài)氫化物------SiH4PH3H2SHCl---最高價氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7--對應的水化物NaOHMg(OH)2Al(OH)3H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4---【講解】一般，對于金屬我們主要研究其金屬性，對于非金屬元素我們主要研究其非金屬性，下面我們通過一系列探究性實驗來探究本節(jié)的研究主題【板書】一、第三周期元素性質(zhì)變化規(guī)律【投影】實驗一鈉、鎂、鋁與水反應的實驗【實驗一】Mg、Al和水的反應：分別取一小段鎂帶、鋁條，用砂紙去掉表面的氧化膜，放入兩支小試中，加入2~3ml水，并滴入兩滴酚酞溶液。觀察現(xiàn)象。過一會兒，分別用酒精燈給兩試管加熱至沸騰，并移開酒精燈，再觀察現(xiàn)象。NaMgAl與冷水反應現(xiàn)象化學方程式2Na+2H2O==2NaOH+H2↑與沸水反應現(xiàn)象Mg帶表面有氣泡；Mg帶表面變紅化學方程式Mg+2H2O==Mg(OH)2↓+H2↑結(jié)論Na與冷水劇烈反應，Mg只能與沸水反應，Al與水不反應最高價氧化物對應的水化物堿性強弱NaOH強堿Mg(OH)2中強堿Al(OH)3兩性(1)Na與水反應的現(xiàn)象：常溫下，與H2O劇烈反應，浮于水面并四處游動，同時產(chǎn)生大量無色氣體，溶液變紅?！痉匠淌健?Na+2H2O==2NaOH+H2↑(2)放少許鎂帶于試管中，加2mL水，滴入2滴酚酞試液，觀察現(xiàn)象；過一會加熱至沸，再觀察現(xiàn)象?！粳F(xiàn)象】鎂與冷水反應緩慢，產(chǎn)生少量氣泡，滴入酚酞試液后不變色。加熱后鎂與沸水反應較劇烈，產(chǎn)生較多氣泡，溶液變?yōu)榧t色。【方程式】Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑【結(jié)論】鎂元素的金屬性比鈉弱(3)鋁與水反應現(xiàn)象：在常溫下或加熱條件下，遇水無明顯現(xiàn)象，很難與水發(fā)生反應。【過渡】現(xiàn)在我們再來認識一下，Na、Mg、Al的氧化物及其最高價氧化物的水化物的性質(zhì)?！咎釂枴縉a2O、MgO、Al2O3分別屬于哪類氧化物？為什么？【知識回顧】堿性氧化物均為金屬氧化物，但金屬氧化物不一定是堿性氧化物。判斷堿性氧化物的標準是看該氧化物能否和酸反應生成鹽和水。判斷酸性氧化物的標準是看該氧化物能否和堿反應生成鹽和水。若某氧化物既能和酸反應生成鹽和水，又能和堿反應生成鹽和水，稱其為兩性氧化物?！局v解】Na2O、MgO只與酸反應生成鹽和水，屬堿性氧化物。Al2O3既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水，屬兩性氧化物?！具^渡】Na、Mg、Al對應的最高價氧化物的水化物是NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3。其中NaOH是強堿，Mg(OH)2是難溶于H2O的中強堿，Al(OH)3是兩性氫氧化物?！局v解】由以上我們可以知道，【板書】堿性強弱：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3【提問】上述現(xiàn)象說明了Na、Mg、Al的金屬性強弱順序怎樣？【板書】金屬性：Na>Mg>Al【講解】請大家預測一下，Mg、Al分別與稀鹽酸反應時，現(xiàn)象是否會相同呢？若不同，應有什么樣的區(qū)別？【回答】Mg與鹽酸反應要比Al劇烈【講解】實踐是檢驗真理的唯一標準，下面，我們通過實驗來進行驗證?！就队啊繉嶒灦?、取鋁片和鎂帶，擦去氧化膜，分別和2mL1mol/L鹽酸反應?！緦嶒灦縈g、Al與稀鹽酸反應比較MgAl現(xiàn)象反應迅速，放出大量的H2反應方程式結(jié)論Mg、Al都很容易與稀鹽酸反應，放出H2，但Mg比Al更劇烈【講解】從剛才的實驗現(xiàn)象我們可知，Mg與稀鹽酸的反應，比Al與稀鹽酸的反應要劇烈得多，同時放出大量的熱。說明大家預測的是正確的。根據(jù)Na、Mg、Al三者金屬性可推出，Na與鹽酸反應將會更劇烈，甚至發(fā)生爆炸，請大家寫出反應方程式?！就队啊縈g+2HCl==MgCl2+H2↑2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑2Na+2H＋==2Na＋+H2↑Mg+2H＋==Mg2＋+H2↑2Al+6H＋==2Al3＋+3H2↑【現(xiàn)象】鎂與鋁均能與鹽酸反應產(chǎn)生氣泡。但鎂反應更劇烈【總結(jié)】Na、Mg、Al與水反應越來不越劇烈，對應氧化物水化物的堿性越來越弱，金屬性逐漸減弱?！具^渡】我們再研究第三周期的非金屬Si、P、S、Cl的非金屬性的強弱?！举Y料】總結(jié)【講解】請大家根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的知識，判斷下列元素的非金屬性強弱?！景鍟糠墙饘傩裕篠i<P<S<Cl【講解】請大家根據(jù)我們剛學過的判斷元素非金屬性強弱的依據(jù)，分別從幾個方面進行分析，首先我們從氫化物的角度分析SiPSCl單質(zhì)與氫氣反應的條件高溫磷蒸氣與氫氣能反應加熱光照或點燃時發(fā)生爆炸而化合最高價氧化物對應的水化物（含氧酸）酸性強弱H2SiO3弱酸H3PO4中強酸H2SO4強酸HClO4強酸（比H2SO4酸性強）結(jié)論第三周期的非金屬Si、P、S、Cl的非金屬性逐漸增強【板書】氫化物的穩(wěn)定性：SiH4<PH3<H2S<HCl【講解】從最高價氧化物的水化物方面分析【板書】酸性強弱：H4SiO4<H3PO4<H2SO4<HClO4【講解】因18號元素Ar是一種稀有氣體元素，一般情況下難與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應，因此，不研究它的性質(zhì)【講解】綜上所述，可以從11-18號元素性質(zhì)的變化中得出如下結(jié)論第三周期元素NaMgAlSiPSCl，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強?！局v解】如果我們對其他元素進行同樣的研究，也會得出類似的結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化；元素原子半徑呈現(xiàn)周期性變化；元素化合價呈現(xiàn)周期性變化；元素的化學性質(zhì)呈現(xiàn)周期性變化?！局v解】綜上所述，我們可以得到結(jié)論：【板書】同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律：從左到右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強【板書】3、元素周期律（1）定義：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化，這條規(guī)律叫做元素周期律。（2）實質(zhì)：原子核外電子排布的規(guī)律性變化。【投影小結(jié)】元素金屬性和非金屬性的遞變【講解】根據(jù)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律可推知：金屬性最強的元素是銫（Cs）,位于第6周期第ⅠA族（左下角），非金屬性最強的元素是氟（F),位于第2周期第ⅦA族（右上角）。位于分界線附近的元素既有一定的金屬性，又有一定的非金屬性，如Al、Si、Ge等【小結(jié)】元素周期律具有重要的應用和意義。首先，元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，是學習化學的一種重要工具。其次，可預測或推測元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。再次，在科學研究和生產(chǎn)上也有廣泛的應用。而且，在哲學方面，元素周期律揭示了元素原子核電荷數(shù)遞增引起元素性質(zhì)發(fā)生周期性變化的事實，有力地論證了事物變化的量變引起質(zhì)變的規(guī)律性。位構(gòu)位構(gòu)性【講解】原子結(jié)構(gòu)周期性變化（核外電子排布、原子半徑）決定元素性質(zhì)周期性變化（元素的化合價、元素的金屬性、元素的非金屬性）可歸納出元素周期律【過渡】通過前面的學習，我們已經(jīng)感覺到元素周期律、元素周期表的重要性，那么，它在實際應用中有哪些用途呢？（看書自學）【板書】4、元素周期律、元素周期表的應用（一）元素的金屬性、非金屬性與元素在周期表中位置的關(guān)系認真觀察下表，填空并畫出金屬與非金屬的交界線，標出其附近的元素符號。金屬性逐漸IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA01非金屬性逐漸非金屬性逐漸234567金屬性逐漸1、Ra（鐳）是原子序數(shù)最大的第ⅡA族元素，下列說法不正確的是（）A、原子半徑是第ⅡA族中最大的B、遇冷水能劇烈反應C、位于第七周期D、Ra(OH)2是兩性氫氧化物2、下列事實能說明金屬性Na＞Mg的是：A、Na最外層有一個電子，Mg最外層有2個電子；B、Na能與冷水反應，而Mg不能；C、堿性NaOH＞Mg(OH)2D、Na能從MgCl2的溶液中把Mg置換出來；3.下列事實能說明非金屬性Cl＞S的是：A、Cl2比S易與H2化合B、HCl比H2S穩(wěn)定C、酸性HCl＞H2SD、Cl的最高正價為+7，S的最高正價為+64、下列遞變規(guī)律不正確的是 （）A．Na．Mg、Al還原性依次減弱 B．I2、Br2、Cl2氧化性依次增強C．C、N、O原子半徑依次增大 D．P、S、Cl最高正價依次升高5、.堿性強弱介于KOH和Mg(OH)2之間的氫氧化物是A．NaOHB．Al(OH)3C．Ca(OH)2D．6、下列敘述中，肯定a金屬比b金屬活潑性強的是（）A．a(chǎn)原子的最外層電子數(shù)比B原子的最外層電子數(shù)少B．a(chǎn)原子電子層數(shù)比b原子的電子層數(shù)多C．1mola從酸中置換H+生成的H2比1molb從酸中置換H+生成的H2多D．常溫時，A能從水中置換出氫，而B不能7、已知X、Y、Z元素的原子具有相同的電子層數(shù)，且原子序數(shù)依次增大，其最高價氧化物對應的水化物酸性依次增強，則下列判斷正確的是（）A、原子半徑按X、Y、Z依次增大B、陰離子的還原性按X、Y、Z順序增強C、單質(zhì)的氧化性按X、Y、Z順序增強D、氫化物的穩(wěn)定性按X、Y、Z順序增強8、A和B是前三周期的元素，它們的離子A2+和B3+具有相同的核外電子層結(jié)構(gòu)，下列說法正確的是（）A．原子半徑:A>BB．原子序數(shù):A>BC．離子半徑:A2+>B3+D．質(zhì)量數(shù):A>B板書設計：一、同周期元素原子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1、金屬性：Na>Mg>Al2、堿性強弱：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)33、非金屬性：Si<P<S<Cl4、氫化物的穩(wěn)定性：SiH