高中化學(xué)第1章原子結(jié)構(gòu)元素周期律第3節(jié)元素周期表的應(yīng)用第2課時(shí)預(yù)測(cè)元素及其化合物的性質(zhì)課件魯科版必修第二冊(cè)

第2課時(shí)預(yù)測(cè)元素及其化合物的性質(zhì)學(xué)業(yè)基礎(chǔ)核心素養(yǎng)學(xué)考評(píng)價(jià)學(xué)業(yè)基礎(chǔ)學(xué)業(yè)要求1．認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)以及元素在元素周期表中位置的關(guān)系。2．初步學(xué)會(huì)利用元素周期表，分析、比較、預(yù)測(cè)元素及其化合物之間的性質(zhì)。3．體會(huì)元素周期律(表)在學(xué)習(xí)元素及其化合物知識(shí)及科學(xué)研究中的重要作用。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)一、根據(jù)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律預(yù)測(cè)硅的性質(zhì)1．性質(zhì)的預(yù)測(cè)：(1)硅元素的原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)分析：原子結(jié)構(gòu)示意圖最高正價(jià)最低負(fù)價(jià)元素類(lèi)別得電子能力________________________________元素較________＋4－4非金屬弱(2)性質(zhì)預(yù)測(cè)：硅及其化合物的化學(xué)式化學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)依據(jù)Si化學(xué)性質(zhì)不活潑，但是在一定條件下能與________等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于其性質(zhì)的特殊性，可能還具有獨(dú)特的性質(zhì)與碳元素同主族，與________單質(zhì)具有相似的化學(xué)性質(zhì)SiO2具有________氧化物的通性，能與堿、堿性氧化物等發(fā)生反應(yīng)，可能也具有一定的特性與碳元素同主族，與________具有相似的化學(xué)性質(zhì)H2SiO3具有酸的性質(zhì)，能與堿反應(yīng)，但酸性較弱，酸性________碳酸同主族元素性質(zhì)的相似性和遞變規(guī)律氧氣碳酸性CO2弱于

2SiF44SiF4↑＋2H2↑Na2SiO3＋2H2↑SiO2(2)SiO2的化學(xué)性質(zhì)：①具有酸性氧化物的通性：a．常溫下SiO2與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成鹽和水：SiO2＋2NaOH===__________________；b．高溫下SiO2與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽：SiO2＋CaO

___________________。Na2SiO3＋H2OCaSiO3②弱氧化性：SiO2＋2C____________________。③特性：與氫氟酸(HF)反應(yīng)：SiO2＋________HF===_____________________。此反應(yīng)常被用來(lái)刻蝕________。Si(粗)＋2CO↑4SiF4↑＋2H2O玻璃(3)H2SiO3的化學(xué)性質(zhì)：H2SiO3是一種弱酸，具有酸的性質(zhì)，但是酸性比碳酸的弱。驗(yàn)證：Na2SiO3＋___________===___________＋Na2CO3。CO2＋H2OH2SiO3↓二、元素周期表的應(yīng)用1．科學(xué)預(yù)測(cè)：根據(jù)元素在周期表中的位置，推測(cè)元素的原子結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)其主要性質(zhì)，為研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、發(fā)現(xiàn)新元素、合成新物質(zhì)等提供許多有價(jià)值的指導(dǎo)。2．在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用：利用元素周期表尋找新材料。將下面左右兩側(cè)對(duì)應(yīng)內(nèi)容連線(xiàn)：[即學(xué)即練]1．下列有關(guān)材料的說(shuō)法正確的是(

)A．硅廣泛存在于自然界中，天然單質(zhì)硅叫水晶B．石英熔點(diǎn)很高，可用作耐火材料，主要成分是SiO2C．SiO2不與任何酸反應(yīng)，可用石英制造耐酸容器D．SiO2用于制造芯片、太陽(yáng)能電池答案：B解析：硅元素以化合態(tài)廣泛存在于自然界中，自然界中無(wú)硅的單質(zhì)，水晶的主要成分是二氧化硅，故A錯(cuò)誤；石英的主要成分是SiO2，石英的熔點(diǎn)很高，可用作耐火材料，故B正確；SiO2能與氫氟酸反應(yīng)：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，故C錯(cuò)誤；硅是半導(dǎo)體材料，可用于制造芯片、太陽(yáng)能電池，二氧化硅常用于制作光導(dǎo)纖維，故D錯(cuò)誤。2．下列關(guān)于SiO2和CO2的說(shuō)法中正確的是(

)A．CO2、SiO2都能與堿及堿性氧化物反應(yīng)B．CO2和SiO2與水反應(yīng)分別生成相應(yīng)的酸C．二氧化硅可用來(lái)制作干燥劑，因二氧化硅可與水反應(yīng)D．CO2和SiO2都是由相應(yīng)的分子構(gòu)成的答案：A

3．應(yīng)用元素周期律分析下列推斷，其中正確的組合是(

)①堿金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性隨原子序數(shù)的增大而增強(qiáng)②砹(At)是第ⅦA族元素，其簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性強(qiáng)于HCl③硒(Se)與氧同主族，它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比硫酸弱④第2周期非金屬元素的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物溶于水后，水溶液均為酸性⑤鉈(Tl)與鋁同主族，其單質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)⑥第3周期金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性隨原子序數(shù)的增大而減弱A．①③④

B．①③⑥C．③④⑤

D．②④⑥答案：B解析：同主族元素從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)，則堿金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性隨原子序數(shù)的增大而增強(qiáng)，①正確；同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱，簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，砹(At)是第ⅦA族元素，其簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性弱于HCl，②錯(cuò)誤；同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱，最高價(jià)含氧酸的酸性逐漸減弱，硒(Se)與氧同主族，它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比硫酸弱，③正確；第2周期非金屬元素的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物溶于水后，水溶液不一定均為酸性，如NH3溶于水后，水溶液呈堿性，④錯(cuò)誤；同主族元素從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)，鉈(Tl)與鋁同主族，金屬性強(qiáng)于鋁，其單質(zhì)能與鹽酸反應(yīng)，不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，⑤錯(cuò)誤；同周期元素自左向右金屬性逐漸減弱，則第3周期金屬元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性隨原子序數(shù)的增大而減弱，⑥正確。4.元素周期表是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的重要工具。短周期元素甲～戊在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示，下列判斷正確的是(

)

A．原子半徑：丙>甲B．原子核外電子層數(shù)：戊<丁C．原子核外最外層電子數(shù)：丙>戊>丁D．元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：戊<丁答案：C解析：同周期主族元素從左到右原子半徑減小，故原子半徑：甲>丙，A錯(cuò)誤；同周期主族元素原子核外電子層數(shù)相同，故原子核外電子層數(shù)：戊＝丁，B錯(cuò)誤；同周期主族元素從左到右原子最外層電子數(shù)增多，同主族元素的最外層電子數(shù)相等，故原子核外最外層電子數(shù)：丙>戊>丁，C正確；同周期主族元素從左到右最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性增強(qiáng)，故元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：丁<戊，D錯(cuò)誤。5．關(guān)于元素周期表，下列敘述中不正確的是(

)A．利用元素周期表可以預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)B．在過(guò)渡元素中可以尋找制備催化劑及耐高溫、耐腐蝕的元素C.在元素周期表的左下角可以尋找制備新型農(nóng)藥材料的元素D．元素在地球上的分布和它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢脹](méi)有密切關(guān)系答案：C解析：根據(jù)元素在周期表中的位置，可以判斷其原子的電子層數(shù)和最外層電子數(shù)，從而判斷其金屬性和非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱，并結(jié)合同周期、同族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，可以預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)，故A正確；過(guò)渡元素均為金屬元素，可尋找催化劑及耐高溫、耐腐蝕的合金材料，故B正確；元素周期表的左下角為活潑的金屬元素，應(yīng)在右上角的非金屬元素區(qū)域?qū)ふ抑苽湫滦娃r(nóng)藥材料的元素，故C錯(cuò)誤；元素在地球上的分布和它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢脹](méi)有密切關(guān)系，故D正確。核心素養(yǎng)一

元素“位一構(gòu)一性”三者間的關(guān)系[例1]

如圖是周期表中短周期的一部分，A、B、C三種元素原子核外電子數(shù)之和等于B原子的質(zhì)量數(shù)，B原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等。下列敘述不正確的是(

)

A．C元素是非金屬性最強(qiáng)的元素B．A元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物具有強(qiáng)氧化性C．B元素的氧化物、氫化物的水溶液都呈酸性D．三種元素的原子半徑由大到小的順序是B>C>A答案：D解析：依據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)，結(jié)合短周期元素A、B、C在元素周期表中的相對(duì)位置可知A、C位于第2周期，B位于第3周期，設(shè)A的原子序數(shù)為x，則C的原子序數(shù)為x＋2，B的原子序數(shù)為x＋9，原子中原子序數(shù)＝核外電子數(shù)，則B的質(zhì)量數(shù)為2x＋18，由題意可得3x＋11＝2x＋18，解得x＝7，故A、B、C分別為元素N、S、F。非金屬性最強(qiáng)的元素是F，A正確；N元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是HNO3，HNO3具有強(qiáng)氧化性，B正確；SO2、SO3和H2S溶于水分別得到亞硫酸、硫酸、氫硫酸，水溶液均顯酸性，C正確；一般電子層數(shù)越多，原子半徑越大，同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小，則N、S、F三種元素的原子半徑由大到小的順序?yàn)镾>N>F，即B>A>C，D錯(cuò)誤。狀元隨筆同周期主族元素從左到右，元素的非金屬性越來(lái)越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越來(lái)越強(qiáng)(O無(wú)含氧酸、F無(wú)正價(jià)，則一定沒(méi)有含氧酸)；同主族元素從上到下，元素的金屬性越來(lái)越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越來(lái)越強(qiáng)。[提升1]科學(xué)家合成出了一種新化合物(如圖所示)，其中W、X、Y、Z為同一短周期元素，Z核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半。下列敘述正確的是(

)

A．WZ的水溶液呈堿性B．元素非金屬性的順序?yàn)閄>Y>ZC．Y的最高價(jià)氧化物的水化物是中強(qiáng)酸D．該新化合物中Y不滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)答案：C解析：由W、X、Y、Z為同一短周期元素，結(jié)合新化合物的結(jié)構(gòu)式可知，X為ⅣA族元素，Z為鹵族元素，W為堿金屬元素，再由Z的核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半可知，Z為Cl、X為Si，進(jìn)而推知W為Na、Y為P。A項(xiàng)，NaCl的水溶液呈中性，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，元素的非金屬性：Si<P<Cl，即X<Y<Z，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Y(P)的最高價(jià)氧化物的水化物為H3PO4，屬于中強(qiáng)酸，正確；D項(xiàng)，2個(gè)硅原子和1個(gè)P原子形成2個(gè)共價(jià)鍵，陰離子得到1個(gè)電子，所以該化合物中磷原子最外層滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，錯(cuò)誤。關(guān)鍵能力元素“位一構(gòu)一性”三者間的關(guān)系(1)元素“位”“構(gòu)”“性”總體關(guān)系

③位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系：

二

元素周期律中的“規(guī)律”[例2]鈹原子比鋁原子少1個(gè)電子層，最外層電子數(shù)也比鋁原子少1，在周期表中鈹和鋁處于對(duì)角線(xiàn)位置，具有“對(duì)角線(xiàn)”關(guān)系的元素性質(zhì)存在相似性。下列關(guān)于鈹?shù)呐袛嗖徽_的是(

)A．Be能在空氣中燃燒B．BeO熔點(diǎn)較低C．BeCl2易溶于水

D．Be(OH)2具有兩性答案：B解析：Be與Al在元素周期表中處于對(duì)角線(xiàn)位置，化學(xué)性質(zhì)相似，Al能在空氣中燃燒，則Be也能在空氣中燃燒，A正確；Al2O3的熔點(diǎn)很高，則BeO的熔點(diǎn)也較高，B錯(cuò)誤；BeCl2與AlCl3性質(zhì)相似，AlCl3易溶于水，則BeCl2也易溶于水，C正確；Be(OH)2與氫氧化鋁的性質(zhì)相似，氫氧化鋁是兩性氫氧化物，則Be(OH)2也具有兩性，D正確。狀元隨筆

利用“對(duì)角線(xiàn)”規(guī)則解題時(shí)，元素必須處于A、D位置，若處于B、C位置則不成立。

[提升2]

2019年是門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z為短周期主族元素，W與X的最高化合價(jià)之和為8。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.原子半徑：W<XB．常溫常壓下，Y單質(zhì)為固態(tài)C．氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：Z<WD．X的最高價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)堿

W

XYZ

答案：D解析：根據(jù)題給周期表片段中各種元素的相對(duì)位置可知，W與X的最高化合價(jià)之差為2，設(shè)X的最高化合價(jià)為a，則W的最高化合價(jià)為a＋2，結(jié)合題意知2a＋2＝8，解得a＝＋3，從而推知X為Al、Y為Si、Z為P、W為N。A項(xiàng)，同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小，同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，故原子半徑：W(N)<X(Al)；B項(xiàng)，常溫常壓下，Y(Si)單質(zhì)為固態(tài)；C項(xiàng)，非金屬性：Z(P)<W(N)，故氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Z<W；D項(xiàng)，X為Al，其最高價(jià)氧化物的水化物為Al(OH)3，屬于兩性氫氧化物。狀元隨筆解答本題的關(guān)鍵是要根據(jù)W、X的位置關(guān)系，并結(jié)合題干信息“W與X的最高化合價(jià)之和為8”進(jìn)行計(jì)算，推出相應(yīng)的元素。關(guān)鍵能力1.“三角形”規(guī)律ACB所謂“三角形”，即A、B處于同一周期，A、C處于同一主族(圖中A、B、C位置)，可推出三者原子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)方面的規(guī)律。如原子序數(shù)：C>B>A；原子半徑：r(C)>r(A)>r(B)。A、B、C若為非金屬元素，則非金屬性：B>A>C；單質(zhì)的氧化性：B>A>C；簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：B>A>C；陰離子的還原性：C>A>B。

若A、B、C為金屬元素，則金屬性：C>A>B；單質(zhì)的還原性：C>A>B；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性：C>A>B；陽(yáng)離子的氧化性：B>A>C。2．“對(duì)角線(xiàn)”規(guī)律在第2、3周期中，某些元素處于不同的主族，但其化學(xué)性質(zhì)卻很相似，如Li與Mg、Be與Al、B與Si等，這一規(guī)律

稱(chēng)為“對(duì)角線(xiàn)”規(guī)律[注意：此對(duì)角線(xiàn)只能是左上右下的對(duì)角線(xiàn)，即第2周期第N主族元素與第3周期第(N＋1)主族元素的性質(zhì)相似](圖中A、D位置)。應(yīng)用此規(guī)律可根據(jù)已知元素及其化合物的性質(zhì)，推導(dǎo)未知元素及其化合物的性質(zhì)。

3.兩性規(guī)律

周期序數(shù)等于其主族序數(shù)的元素一般具有兩性，由此可推斷元素及其化合物的性質(zhì)。學(xué)考評(píng)價(jià)1．下列關(guān)于元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱判斷不正確的是(

)A．高溫下，2C＋SiO22CO↑＋Si，說(shuō)明非金屬性：C>SiB．堿性：KOH>Mg(OH)2，說(shuō)明金屬性：K>MgC．氟氣與氫氣在暗處相遇就會(huì)爆炸，氯氣與氫氣混合在光照或點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸，說(shuō)明非金屬性：F>ClD．氧化性：Cu2＋>Na＋，說(shuō)明金屬性：Na>Cu答案：A解析：2C＋SiO22CO↑＋Si能夠進(jìn)行，是因?yàn)楦邷叵律傻臍鈶B(tài)一氧化碳脫離反應(yīng)體系，使反應(yīng)正向進(jìn)行，并不能夠說(shuō)明C的非金屬性比Si強(qiáng)，A錯(cuò)誤；元素的金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性也越強(qiáng)，B正確；元素非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)與氫氣的化合越容易，C正確；金屬陽(yáng)離子的氧化性越強(qiáng)，其單質(zhì)的還原性越弱，故金屬性越弱，D正確。2．2016年IUPAC命名117號(hào)元素為T(mén)s(中文名“石田”，tián)，Ts的原子核外最外層電子數(shù)是7。下列說(shuō)法不正確的是(

)A．Ts是第7周期第ⅦA族元素B．Ts的同位素原子具有相同的電子數(shù)C．Ts在同族元素中非金屬性最弱D．HTs易溶于水，穩(wěn)定性強(qiáng)，還原性強(qiáng)答案：D解析：元素周期表中第7周期0族為118號(hào)元素。117號(hào)元素位于118號(hào)左側(cè)，即第ⅦA族，所以Ts是第7周期第ⅦA族元素，A正確；同位素是同種元素的不同核素，因此Ts的同位素原子具有相同的電子數(shù)，B正確；同主族元素從上到下非金屬性依次減弱，所以Ts在同族元素中非金屬性最弱，C正確；同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱，簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性減弱，所以HTs的穩(wěn)定性較弱，D錯(cuò)誤。

答案：D解析：水玻璃中通入過(guò)量的二氧化碳生成硅酸和碳酸氫鈉，且Na2SiO3應(yīng)拆為離子形式，A錯(cuò)誤；該離子方程式?jīng)]配平，B錯(cuò)誤；氫氟酸是弱酸，應(yīng)該用化學(xué)式表示，C錯(cuò)誤；單質(zhì)硅溶于燒堿溶液中生成硅酸鈉和H2，D正確。4．運(yùn)用元素周期律分析下面的推斷，其中不正確的是(

)A．硒化氫是無(wú)色、比硫化