新蘇教版高中化學必修1課件1：5.1.4 元素周期表的應用

第4課時元素周期表的應用學習目標1.了解元素周期表與元素周期律的應用。2.體會元素周期表在學習元素及其化合物知識及科學研究中的重要作用。元素周期表的應用1.元素金屬性與非金屬性遞變規(guī)律(1)同周期(從左到右),核電荷數(shù)逐漸增大,原子半徑逐漸_____,失電子能力減弱,得電子能力增強,____________________________。(2)同主族(自上而下),核電荷數(shù)逐漸增大,原子半徑逐漸_____,失電子能力增強,得電子能力減弱,____________________________。(3)元素周期表中左下方是金屬性最強的元素___,右上方是非金屬性最強的元素___。堿性最強的是_____,酸性最強的含氧酸是_____。必備知識·自主學習減小元素金屬性減弱,非金屬性增強增大元素金屬性增強,非金屬性減弱銫氟CsOHHClO4知識梳理2.金屬元素與非金屬元素的分區(qū)(1)分界線的劃分請?zhí)顚懗鰣D中序號所表示的內(nèi)容:①_____②_____③_____④_____⑤___⑥___⑦_____⑧_______(2)分界線附近元素的性質(zhì):既能表現(xiàn)出一定的_______,又能表現(xiàn)出一定的__________。增強增強增強增強AlSi金屬非金屬金屬性非金屬性3.元素周期律和元素周期表的應用(1)根據(jù)元素在周期表中的位置推測其_________和_____。(2)根據(jù)元素的_________推測它在周期表中的位置。(3)指導新元素的發(fā)現(xiàn)及預測它們的_______________。(4)指導其他與化學相關的科學技術。①在周期表中___________________,可以找到半導體材料。②在_________中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。③在元素周期表的___________________,尋找制備農(nóng)藥的元素。原子結(jié)構(gòu)性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)金屬與非金屬分界處過渡元素氟、氯、硫、磷附近【自主探索】鉈位于第六周期第ⅢA族,鉈元素在研究光導纖維、催化劑和超導材料等方面具有重要作用。在第二次世界大戰(zhàn)期間,氯化鉈的混合晶體就曾被用來傳送紫外線,深夜進行偵察敵情或自我內(nèi)部聯(lián)絡。元素鉈的相關信息如圖所示。根據(jù)卡片信息回答下列問題:請預測:(1)鉈單質(zhì)的顏色可能是:________。

(2)鉈單質(zhì)的熔點比Al________。

(3)鉈的最高價氧化物對應水化物的堿性比氫氧化鋁強還是弱?請說明理由?！窘馕觥?1)鋁單質(zhì)是銀白色的,故鉈的顏色可能是銀白色。(2)同主族金屬單質(zhì)的熔點從上到下逐漸降低,故鉈單質(zhì)的熔點比Al低。(3)鉈的最高價氧化物對應水化物的堿性比氫氧化鋁強,因為鉈的金屬性比鋁強。答案:(1)銀白色(2)低(3)鉈的最高價氧化物對應水化物的堿性比氫氧化鋁強,因為鉈的金屬性比鋁強。關鍵能力·合作學習知識點元素周期表的應用

1.元素“位”“構(gòu)”“性”之間的關系圖難點突破2.元素的原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中的位置關系3.原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關系4.元素性質(zhì)與元素在周期表中位置的關系【合作探究】1.(思維升華)如果已知X、Y為周期表中相鄰的兩元素,且它們的最高價氧化物對應水化物的酸性強弱為X>Y,能否確定它們的相對位置?(宏觀辨識與微觀探析)提示:可根據(jù)元素非金屬性的變化規(guī)律確定它們的相對位置。由已知條件可確定非金屬性為X>Y,所以,如果它們同周期,則X在Y的右面;如果它們同主族,則X在Y的上面。2.(情境應用)把雄黃酒灑在墻角、床底等處,可以驅(qū)蟲,清潔環(huán)境。雄黃是一種礦物質(zhì),俗稱“雞冠石”,其主要成分是硫化砷,As位于元素周期表第ⅤA族,另外第ⅥA族元素Se在生活中有廣泛應用。砷元素的最高價態(tài)是幾價?試比較As、Se的氫化物哪個熱穩(wěn)定性強。(科學探究與創(chuàng)新意識)提示:+5價;H2Se?！镜淅痉丁俊镜淅慷讨芷谥髯逶豔、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W的簡單氫化物可用作制冷劑,Y的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三種元素形成的一種鹽溶于水后,加入稀鹽酸,有黃色沉淀析出,同時有刺激性氣體產(chǎn)生。下列說法不正確的是 (

)A.X的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強B.Y的簡單離子與X的具有相同的電子層結(jié)構(gòu)C.Z與X的最高正價相同D.Z與X屬于同一主族,與Y屬于同一周期【解題指南】解答本題需注意以下兩點:(1)元素金屬性、非金屬性的判斷依據(jù);(2)同周期的元素性質(zhì)的遞變?！窘馕觥窟xC。原子半徑是所有短周期主族元素中最大的,Y為Na,由“W的簡單氫化物可用作制冷劑”知W為N,“由X、Y和Z三種元素形成的一種鹽溶于水后,加入稀鹽酸,有黃色沉淀析出,同時有刺激性氣體產(chǎn)生”可知該鹽為Na2S2O3,則X為O,Z為S。X的簡單氫化物為H2O,W的簡單氫化物為NH3,H2O的熱穩(wěn)定性比NH3強,A正確;Y的簡單離子為Na+,X的簡單離子為O2-,Na+與O2-電子層結(jié)構(gòu)相同,B正確;氧元素沒有最高正價,C錯誤;S與O屬于同一主族,S與Na屬于同一周期,D正確?！疽?guī)律方法】1.主族元素性質(zhì)的特殊性:碳形成化合物最多的元素;單質(zhì)是自然界硬度最大的物質(zhì)的元素;氣態(tài)氫化物中含氫質(zhì)量分數(shù)最大的元素氮空氣中含量最多的元素;氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素氧地殼中含量最多的元素;氣態(tài)氫化物的沸點最高的元素;氫化物在通常狀況下呈液態(tài)的元素鋁地殼中含量最多的金屬元素;最高價氧化物及其水化物既能與強酸反應,又能與強堿反應氟最活潑的非金屬;無正價的元素;無含氧酸的非金屬元素;無氧酸可腐蝕玻璃的元素;氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的元素;陰離子的還原性最弱的元素銫與水反應最激烈的金屬元素,最活潑的金屬元素;最高價氧化物的水化物堿性最強的元素;陽離子氧化性最弱的元素2.熟記元素周期表中金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律:解答元素推斷的題時,可以按元素周期表的位置寫出?？荚?標出金屬性、非金屬性的相對強弱,做題時可快速做出判斷。如圖:【母題追問】(1)元素W3-、X2-與Y+的半徑由大到小的順序是________________________。

提示:N3-、O2-、Na+。電子層數(shù)相同,核電荷數(shù)越大半徑越小。(2)題干四種元素中,有一種元素的最高價氧化物對應的水化物與該元素的氫化物可以形成一種鹽,其化學式為____________。

提示:NH4NO3。元素W是氮元素,最高價氧化物的水化物是硝酸,氫化物是氨氣,二者反應生成的是硝酸銨,是一種鹽?！舅仞B(yǎng)訓練】奧地利首都維也納一家礦場監(jiān)督牟勒是第一個提取出碲的人。1782年牟勒從一種被當?shù)厝朔Q為“奇異金”的礦石中提取出碲。Te與O、S同主族。(1)碲單質(zhì)是什么狀態(tài)的物質(zhì)?說明理由。提示:固態(tài)。同主族非金屬單質(zhì)的熔點逐漸升高,硫單質(zhì)是固體,故碲單質(zhì)也是固體。(2)碲的常見化合價有哪些?提示:-2、+4、+6。(3)碲單質(zhì)有可能是半導體嗎?并說明理由。提示:可能是半導體。碲位于分界線附近,具有一定的金屬性和非金屬性?！狙a償訓練】制冷劑是一種易被壓縮、液化的氣體,液化后在管內(nèi)循環(huán),蒸發(fā)時吸收熱量,使環(huán)境溫度降低,達到制冷的目的。人們曾采用乙醚、NH3、CH3Cl等作制冷劑,但它們不是有毒就是易燃,于是科學家根據(jù)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律開發(fā)出了新的制冷劑。根據(jù)已有知識,某些元素化合物的易燃性、毒性變化趨勢如下:(1)氫化物的易燃性探究:若易燃性:SiH4>PH3>H2S>HCl,請分析CH4、NH3、H2O、HF的易燃性。提示:CH4>NH3>H2O>HF。Si、P、S、Cl位于同周期,氫化物易燃性從左到右逐漸減弱,故C、N、O、F的氫化物易燃性逐漸減弱。(2)化合物的毒性探究:若毒性:PH3>NH3,CCl4>CF4,請預測H2S與H2O、CS2與CO2的毒性強弱。提示:H2S>H2O、CS2>CO2。N與P、F與Cl同主族,結(jié)合毒性:PH3>NH3,CCl4>CF4,可知同主族元素形成的結(jié)構(gòu)相似的化合物毒性從上到下增強,故毒性:H2S>H2O、CS2>CO2。(3)科學家發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)的沸點與相對分子質(zhì)量的大小有關。已知CCl4的沸點為76.8℃,CF4的沸點為-128℃,新的制冷劑的沸點范圍應介于二者之間,經(jīng)過較長時間的反復實驗,發(fā)現(xiàn)了制冷劑CF2Cl2(氟利昂),然而這種制冷劑造成了當今的環(huán)境問題。這個環(huán)境問題是什么?提示:大氣臭氧層出現(xiàn)空洞。(4)在制冷劑的發(fā)現(xiàn)中雖然造成了環(huán)境問題,但求助于周期表中元素及其化合物的性質(zhì)變化趨勢開發(fā)制冷劑的科學思維方法是值得借鑒的。在上述探究中主要分析了物質(zhì)的哪些性質(zhì)變化規(guī)律?提示:易燃性、毒性、沸點。【課堂小結(jié)】三言兩語話重點1.必記周期表的三個應用(1)在周期表中金屬與非金屬分界處,可以找到半導體材料。(2)在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。(3)在元素周期表的氟、氯、硫、磷附近,尋找制備農(nóng)藥的元素。2.“位”“構(gòu)”“性”之間的關系課堂檢測·素養(yǎng)達標1.(雙選)根據(jù)元素周期律和元素周期表,下列推斷不合理的是 (

)A.第35號元素的單質(zhì)在常溫常壓下是液體B.位于第四周期第ⅤA族的元素為金屬元素C.第84號元素的最高化合價是+7D.第七周期0族元素的原子序數(shù)為118﹒﹒﹒﹒﹒課堂達標【解析】選B、C。35號元素是溴元素,單質(zhì)Br2在常溫常壓下是紅棕色的液體,A合理;第四周期第ⅤA族的元素是砷元素(As),為非金屬元素,B不合理;第84號元素位于第六周期ⅥA族,為釙元素(Po),由于最高正價等于主族序數(shù),所以該元素最高化合價是+6,C不合理;第七周期0族元素是第七周期最后一個元素,原子序數(shù)為118,D合理。2.(雙選)(教材二次開發(fā)·教材習題改編)短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增加,A和D的質(zhì)子數(shù)之和等于E的核外電子數(shù),B和D同主族,C的原子半徑是短周期主族元素中最大的,A和E組成的化合物AE是常見強酸。下列說法錯誤的是 (

)A.簡單離子半徑:B>CB.熱穩(wěn)定性:A2D>AEC.C、B兩元素可以形成1∶1的化合物D.DB2和化合物AEB,都具有漂白性,二者漂白原理相同【解析】選B、D。短周期主族元素中原子半徑最大的C是鈉(Na);化合物AE是常見強酸,結(jié)合原子序數(shù)遞增,可知A為氫(H)、E為氯(Cl);又A和D的質(zhì)子數(shù)之和等于E的核外電子數(shù),則D為硫(S);因B和D同主族,則B為氧(O)。簡單離子半徑:B>C,A正確;熱穩(wěn)定性:H2S<HCl,B錯誤;鈉、氧可以形成Na2O2,C正確;SO2、HClO二者漂白原理不同,D錯誤?！狙a償訓練】下列有關比較正確的是 (

)A.堿性:NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3B.氫化物穩(wěn)定性:HF>HCl>PH3C.原子半徑:S>F>OD.酸性:HClO>HNO3>H2CO3【解析】選B。因金屬性:Na>Mg>Al,堿性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,A錯誤;非金屬性:F>Cl>P,氫化物穩(wěn)定性:HF>HCl>PH3,B正確;同周期主族元素隨原子序數(shù)遞增,原子半徑逐漸減小,因此原子半徑:O>F,C錯誤;酸性HNO3>H2CO3>HClO,D錯誤。3.短周期中三種元素a、b、c在周期表中的位置如圖,下列有關這三種元素的敘述正確的是 (

)A.a是一種活潑的非金屬元素B.c的最高價氧化物的水化物是一種強酸C.b的氫化物不穩(wěn)定D.b元素的最高化合價為+7價【解析】選B。根據(jù)周期表可判斷出a、b、c分別為He、F、S。He是稀有氣體,化學性質(zhì)穩(wěn)定,A錯誤;c的最高價氧化物的水化物是H2SO4,H2SO4是強酸,B正確;b的氫化物為HF,HF很穩(wěn)定,C錯誤;F無正價,D錯誤?！狙a償訓練】1.鎂、鋰在元素周期表中具有特殊的“對角線”位置關系,它們性質(zhì)相似,例如它們的單質(zhì)在過量氧氣中燃燒均只生成正常氧化物。以下對鋰的性質(zhì)敘述正確的是 (

)A.Li2SO4難溶于水B.LiOH是易溶于水,受熱不分解的強堿C.Li不能從水中置換出H2D.Li2CO3受熱分解,生成Li2O和CO2【解析】選D。根據(jù)處于“對角線”位置關系上的元素,它們的性質(zhì)相似。MgSO4易溶于水,因此Li2SO4也溶于水,A錯誤;Mg(OH)2是難溶于水,受熱易分解的中強堿,所以LiOH也是難溶于水,受熱易分解的中強堿,B錯誤;Mg能與水反應置換出H2,所以Li同樣也能,C錯誤;MgCO3受熱易分解生成MgO和CO2,因此Li2CO3受熱也易分解,生成Li2O和CO2,D正確。2.(2019·壽光高一檢測)近年來,我國在超導研究方面居世界領先地位,鉈(Tl)是超導體的組成成分之一,鉈位于第六周期ⅢA族。

下列對鉈的性質(zhì)推導可能正確的是 (

)①鉈是易導電的銀白色金屬②Tl(OH)3是兩性氫氧化物③Tl3+的氧化能力比Al3+的強④單質(zhì)能跟稀HNO3反應生成硝酸鹽A.①④

B.②③

C.只有①D.只有④【解析】選A。鉈位于第六周期ⅢA族,與Al同族,同主族元素,隨著原子序數(shù)增大,元素原子失電子能力逐漸增強,金屬離子的氧化性逐漸減弱,最高價氧化物對應水化物的堿性逐漸增強。故①④正確。4.(2020·麗水高一檢測)在“世界硒都”——恩施,硒資源相對豐富和集中,屬于高硒區(qū),該地盛產(chǎn)富硒茶,含有人體所必需的硒元素,有一定的保健作用。已知硒元素與氧元素同族,與鈣元素同周期。下列關于硒的描述不正確的是(

)A.原子序數(shù)為24B.最高價氧化物是SeO3,是酸性氧化物C.原子半徑比鈣小D.氣態(tài)氫化物的化學式是H2Se,穩(wěn)定性比HCl差【解析】選A。根據(jù)題意可知該元素在第4周期ⅥA族,原子序數(shù)為16+18=34,A項錯誤;最高價氧化物化學式為SeO3,是酸性氧化物,B項正確;同周期從左到右,原子半徑依次減小,C項正確;氫化物穩(wěn)定性:HCl>H2S>H2Se,D項正確?！舅仞B(yǎng)新思維】5.我國著名化學家張青蓮精確地測定了鍺(Ge)、鋅等九種元素的相對原子質(zhì)量,得到的新值被作為國際新標準。已知鍺的原子序數(shù)為32?；卮鹣铝袉栴}:(1)它位于元素周期表中第______周期______族。

(2)鍺類似于鋁,能溶于氫氧化鈉溶液,其主要原因是________(填編號)。

①它與硅位于同一主族②它與鋁屬于同一周期③它位于周期表中金屬與非金屬分界線附近(3)材料科學是目前全世界研究的熱點,為了尋找催化劑,科學家應在元素周期表中某區(qū)域?qū)ふ以亟M成材料,該區(qū)域是________。

A.左上角 B.右上角C.過渡元素 D.金屬與非金屬分界線附近(4)氫化物的穩(wěn)定性GeH4______CH4(填“>”或“<”),鍺酸(H4GeO4)是______(填“難”或“易”)溶于水的________