2024新教材高中化學(xué)第四章第二節(jié)第二課時(shí)元素周期表和元素周期律的應(yīng)用教案新人教版必修第一冊(cè)

PAGE9-其次課時(shí)元素周期表和元素周期律的應(yīng)用[明確學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解元素周期表中金屬元素、非金屬元素的分區(qū)。2.相識(shí)周期表是元素周期律的詳細(xì)表現(xiàn)形式。3.體會(huì)元素周期表和元素周期律在科學(xué)探討和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)意義。學(xué)生自主學(xué)習(xí)元素周期表的分區(qū)及化合價(jià)規(guī)律1．金屬元素與非金屬元素的分區(qū)及性質(zhì)遞變規(guī)律在分界線旁邊的元素，既能表現(xiàn)出肯定的eq\o(□,\s\up4(07))金屬性，又能表現(xiàn)出肯定的eq\o(□,\s\up4(08))非金屬性。2．元素的化合價(jià)與元素在周期表中的位置之間關(guān)系的應(yīng)用(1)主族元素的最高正化合價(jià)等于它所處的eq\o(□,\s\up4(09))族序數(shù)，因?yàn)閑q\o(□,\s\up4(10))族序數(shù)與eq\o(□,\s\up4(11))最外層電子(價(jià)電子)數(shù)相同。(2)非金屬元素的最高正化合價(jià)等于原子所能eq\o(□,\s\up4(12))失去或偏移的最外層電子數(shù)，而它的負(fù)化合價(jià)則等于使原子達(dá)到eq\o(□,\s\up4(13))8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需eq\o(□,\s\up4(14))得到的電子數(shù)。所以，非金屬元素的最高正化合價(jià)和它的負(fù)化合價(jià)的肯定值之和等于eq\o(□,\s\up4(15))8(H、B、O、F除外)。元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1．對(duì)化學(xué)探討的指導(dǎo)作用為新元素的發(fā)覺及預(yù)料它們的eq\o(□,\s\up4(01))原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)供應(yīng)線索。如：Ba位于周期表中第6周期第ⅡA族，則可推知Ba有eq\o(□,\s\up4(02))6個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為eq\o(□,\s\up4(03))2，其金屬性比Caeq\o(□,\s\up4(04))強(qiáng)，比Cseq\o(□,\s\up4(05))弱，即與冷水反應(yīng)時(shí)比Caeq\o(□,\s\up4(06))猛烈，但比Cs與冷水反應(yīng)要eq\o(□,\s\up4(07))緩慢，堿性：CsOHeq\o(□,\s\up4(08))>Ba(OH)2eq\o(□,\s\up4(09))>Ca(OH)2。2．指導(dǎo)其他與化學(xué)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)1．什么元素的金屬性最強(qiáng)？什么元素的非金屬性最強(qiáng)？它們分別位于元素周期表中的什么位置？提示：元素周期表中左下角(放射性元素除外)元素銫為金屬性最強(qiáng)的元素，而右上角(除惰性氣體元素)元素氟為非金屬性最強(qiáng)的元素。2．第三周期元素R的氫化物的化學(xué)式為H2R，則該元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式是什么？提示：由分子式H2R可知R的化合價(jià)為－2價(jià)，且R位于第三周期，則R為S，S的最外層有6個(gè)電子，其最高化合價(jià)為＋6價(jià)，故其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為H2SO4。3．有人提出Li的金屬性與Mg更接近，你怎么認(rèn)為？提示：同一周期從左到右金屬性減弱，所以金屬性Na>Mg；而同一主族從上到下，金屬性增加，所以Li<Na，故金屬性Li與Mg更接近。

課堂互動(dòng)探究學(xué)問點(diǎn)元素位置、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)之間的關(guān)系元素的“位、構(gòu)、性”關(guān)系可表示如下：應(yīng)用“位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)”三者的關(guān)系解答問題時(shí)要留意以下幾個(gè)方面：1．原子結(jié)構(gòu)eq\o(→,\s\up17(確定))元素在周期表中的位置結(jié)構(gòu)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(最外層電子數(shù)＝主族序數(shù),電子層數(shù)＝周期序數(shù)))位置2．原子結(jié)構(gòu)eq\o(→,\s\up17(確定))元素的化學(xué)性質(zhì)(1)最外層電子數(shù)越少，電子層數(shù)越多→越易失電子，金屬性越強(qiáng)。(2)最外層電子數(shù)越多，電子層數(shù)越少→越易得電子，非金屬性越強(qiáng)。3．元素在周期表中的位置eq\o(→,\s\up17(體現(xiàn)),\s\do15(或推想))原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)eq\a\vs4\al(同周期：,[從左到右])eq\o(→,\s\up17(最外層電子數(shù)遞增結(jié)構(gòu)),\s\do15(非金屬性增加，金屬性減弱性質(zhì)))eq\a\vs4\al(同主族：,[從上到下])eq\o(→,\s\up17(電子層數(shù)遞增結(jié)構(gòu)),\s\do15(金屬性增加，非金屬性減弱性質(zhì)))a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同；c所在周期數(shù)與族數(shù)相同；d與a同族。下列敘述正確的是()A．原子半徑：d>c>b>aB．4種元素中b的金屬性最強(qiáng)C．c的氧化物的水化物是強(qiáng)堿D．d單質(zhì)的氧化性比a單質(zhì)的氧化性強(qiáng)[批注點(diǎn)撥][解析]a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同，若b位于其次周期，則a為He元素，He元素不是主族元素，不符合題意；若b位于第三周期，則a為O元素，符合題意。c所在周期數(shù)與族數(shù)相同，且原子序數(shù)大于O元素，則c為Al元素。d與a同族，則d為S元素。b位于第三周期，且原子序數(shù)小于Al，則b可能為Na元素或Mg元素。同主族元素電子層數(shù)越多，原子半徑越大，同周期元素的原子序數(shù)越大，原子半徑越小，則原子半徑：b>c>d>a，A錯(cuò)誤；O和S都是非金屬元素，而b無論是Na還是Mg，金屬性都強(qiáng)于Al，所以4種元素中b的金屬性最強(qiáng)，B正確；c的氧化物的水化物為Al(OH)3，Al(OH)3為兩性氫氧化物，C錯(cuò)誤；O和S為同主族元素，O的非金屬性強(qiáng)于S，所以O(shè)2的氧化性比S單質(zhì)的氧化性強(qiáng)，D錯(cuò)誤。[答案]B[練1]下列有關(guān)元素化合價(jià)的說法正確的是()A．主族元素的最高正價(jià)均等于其族序數(shù)B．非金屬元素的最低負(fù)價(jià)均等于最高正價(jià)－8C．金屬元素?zé)o負(fù)價(jià)、氟元素?zé)o正價(jià)D．氯元素只有－1、＋1、＋5、＋7四種價(jià)態(tài)答案C解析氟元素沒有正價(jià)，A錯(cuò)誤；由氫元素的最低負(fù)價(jià)為－1可知，B錯(cuò)誤；金屬元素的原子不能得到電子，故沒有負(fù)價(jià)，C正確；氯元素還有＋3、＋4等價(jià)態(tài)，D錯(cuò)誤。[練2]短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍，Y原子最外層只有2個(gè)電子，Z單質(zhì)可制成半導(dǎo)體材料，W與X位于同一主族。下列敘述不正確的是()A．元素X的簡潔氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)B．元素W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比Z的弱C．利用水可證明單質(zhì)Y與單質(zhì)Na的金屬性相對(duì)強(qiáng)弱D．原子半徑的大小依次：Y>Z>W>X答案B解析依據(jù)題設(shè)條件可推得X為O，Y為Mg，Z為Si，W為S。選項(xiàng)A，O、S同主族，O的非金屬性大于S，所以H2O的穩(wěn)定性大于H2S；選項(xiàng)B，Si、S同周期，S的非金屬性大于Si，所以H2SO4酸性大于H2SiO3；選項(xiàng)C，Na能與冷水快速反應(yīng)產(chǎn)生H2，Mg與冷水反應(yīng)緩慢，所以Na的金屬性比Mg強(qiáng)；選項(xiàng)D，O元素在其次周期，Mg、Si、S在第三周期，所以O(shè)元素半徑最小，同周期的Mg、Si、S的原子半徑漸漸減小。方法規(guī)律元素“位、構(gòu)、性”規(guī)律中的特例(1)絕大多數(shù)原子的原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的，只有氫(eq\o\al(1,1)H)無中子。(2)元素周期表中的周期一般都是從金屬元素起先，但第一周期例外，是從氫元素起先的。(3)全部元素中，碳元素形成的化合物種類最多。(4)非金屬單質(zhì)一般不導(dǎo)電，但石墨導(dǎo)電、晶體硅是半導(dǎo)體。(5)非金屬氧化物一般是酸性氧化物，但NO、CO等不是酸性氧化物。(6)氟、氧無正價(jià)；在Na2O2中氧顯－1價(jià)；在NaH中氫顯－1價(jià)。本章歸納總結(jié)1.對(duì)于主族元素(1)周期序數(shù)＝電子層數(shù)(2)主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)＝最高正價(jià)(其中，F(xiàn)、O無正價(jià))。2．金屬與非金屬分界線處的元素(1)AlGeSbPo；BSiAsTeAt(2)在金屬和非金屬分界線旁邊的元素既有金屬性，又有非金屬性。3．金屬與非金屬分界處半導(dǎo)體材料過渡元素催化劑，耐高溫、耐腐蝕的合金材料周期表右上角制取農(nóng)藥的元素學(xué)習(xí)效果檢測(cè)1．已知砷(As)為第ⅤA族元素，下列砷元素形成的化合物的化學(xué)式錯(cuò)誤的是()A．氫化物：AsH3 B．最高價(jià)氧化物：As2O5C．砷化鈉：NaAs D．含氧酸：H3AsO4答案C解析砷的化合價(jià)為－3、＋3、＋5，依據(jù)化合價(jià)規(guī)則可知C錯(cuò)誤。2．關(guān)于短周期的兩種元素組成的化合物XY3，下列說法錯(cuò)誤的是()A．X和Y可能位于同一周期，也可能位于不同周期B．X可能是金屬，也可能是非金屬C．X和Y肯定位于不同主族D．化合物XY3溶于水，溶液可能顯堿性答案C解析假如X為＋3價(jià)，為第ⅢA族元素，則Y為第ⅦA族元素；假如X為－3價(jià)，為第ⅤA族元素，則Y可以為第ⅠA族氫元素；假如X為＋6價(jià)，為第ⅥA族元素S，則Y可以為第ⅥA族元素O。3．下面有關(guān)過渡元素的說法正確的是()A．新型高效催化劑多與過渡元素有關(guān)B．高效低毒農(nóng)藥多與過渡元素有關(guān)C．過渡元素中只有鐵、錳等少數(shù)元素存在變價(jià)D．大多數(shù)過渡元素的單質(zhì)不能與酸反應(yīng)答案A解析高效低毒農(nóng)藥多與元素周期表右上方的元素有關(guān)，B錯(cuò)誤；過渡元素多數(shù)都具有變價(jià)，C錯(cuò)誤；過渡元素最外電子層上的電子較少，具有較強(qiáng)的還原性，可與酸發(fā)生反應(yīng)，D錯(cuò)誤。4．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)。下列說法正確的是()A．同一元素不行能既表現(xiàn)金屬性又表現(xiàn)非金屬性B．第三周期元素的最高正化合價(jià)等于它所處的主族族序數(shù)C．短周期元素形成離子后，最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．同一主族的元素的原子，最外層電子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)完全相同答案B解析第三周期的Si元素，既有金屬性，又有非金屬性，故A錯(cuò)誤；H＋最外層無電子，Li＋最外層2個(gè)電子，因此并非全部的短周期元素原子形成離子后，最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故C錯(cuò)誤；同主族元素的原子，化學(xué)性質(zhì)有相像性，但并不完全相同，故D錯(cuò)誤。5．已知鈹(Be)的原子序數(shù)為4。下列對(duì)鈹及其化合物的敘述中，不正確的是()A．鈹?shù)脑影霃酱笥谂鸬脑影霃紹．氯化鈹?shù)姆肿邮綖锽eCl2C．氫氧化鈹?shù)膲A性比氫氧化鈣的堿性弱D．單質(zhì)鈹跟冷水反應(yīng)產(chǎn)物為氫氣答案D解析Be與B同為其次周期元素，原子序數(shù)Be<B，依據(jù)同周期主族元素從左到右，原子半徑漸漸減小，可確定原子半徑：Be>B，A項(xiàng)正確；Be與Mg、Ca同為第ⅡA族元素，故在化合物中顯＋2價(jià)，B項(xiàng)正確；原子序數(shù)Be<Ca，依據(jù)同主族元素從上到下，金屬性漸漸增加，可知金屬性：Be<Ca，金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性就越強(qiáng)，所以氫氧化鈹?shù)膲A性比氫氧化鈣的堿性弱，C項(xiàng)正確；金屬性：Mg>Be，金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)與水反應(yīng)置換H2就越簡潔，Mg能與熱水反應(yīng)產(chǎn)生H2，但與冷水反應(yīng)緩慢，故Be與冷水更難反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．已知元素鐳(Ra)是第七周期ⅡA族的元素，下列有關(guān)推斷不正確的是()A．RaSO4難溶于水B．RaCO3的熱穩(wěn)定性較好C．Ra能與冷水反應(yīng)D．Ra(OH)2的堿性很強(qiáng)答案B解析由硫酸鎂可溶于水，硫酸鈣微溶于水，硫酸鋇難溶于水，可推出第ⅡA族元素的硫酸鹽的溶解性改變規(guī)律是從上到下漸漸降低，故RaSO4難溶于水，A正確；由MgCO3、CaCO3、BaCO3受熱均能分解可知，RaCO3的熱穩(wěn)定性不好，B錯(cuò)誤；由Mg與冷水緩慢反應(yīng)，Ca與冷水猛烈反應(yīng)，可推出從上到下第ⅡA族元素的單質(zhì)與冷水的反應(yīng)由難到易，C正確；依據(jù)同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律及Ba(OH)2是強(qiáng)堿可知，D正確。7．下表是元素周期表的一部分，請(qǐng)回答下列問題：(1)元素②的名稱為________，元素⑧的符號(hào)為________。(2)上述元素中，非金屬性最強(qiáng)的元素符號(hào)為________，酸性最強(qiáng)的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為________，能形成兩性氫氧化物的元素符號(hào)為________。(3)從⑤到?的元素中，原子半徑最小的元素符號(hào)為________。(4)設(shè)計(jì)試驗(yàn)證明⑤的單質(zhì)活動(dòng)性比⑥的單質(zhì)的活動(dòng)性強(qiáng)(簡述操作過程、現(xiàn)象和結(jié)論)：__________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)氮Si(2)FHClO4Al(3)Cl(4)將少量相同形態(tài)的Na和Mg分別投入冷水中，金屬Na能與水發(fā)生猛烈反應(yīng)，而金屬M(fèi)g反應(yīng)緩慢，說明Na比Mg活潑解析由元素在元素周期表中的位置關(guān)系可知，①～?號(hào)元素分別為C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar。(3)同周期主族元素從左向右原子半徑漸漸減小，則從⑤到?的元素中，原子半徑最小的為Cl。8．請(qǐng)依據(jù)下圖所示的元素周期表，回答下列問題：(1)從表中可以看出，除H外，其余非金屬元素原子________(填字母)。a．最外層電子數(shù)都大于4b．最外層電子數(shù)都大于電子層數(shù)(2)以下方法可以用來比較S、Cl非金屬性強(qiáng)弱的是________(填字母)。a．分別測(cè)定Na2S溶液和NaCl溶液的pHb．將Fe分別與S、Cl2反應(yīng)，分析產(chǎn)物中Fe的化合價(jià)c．將H2S通入氯水中，視察到有淡黃色固體析出：H2S＋Cl2=2HCl＋S↓(3)以下關(guān)于各元素的用途中敘述正確的是________(填字母)。a．P、S、Cl等元素的化合物常用來制取農(nóng)藥b．Si、Ge