2019-2020年高中化学 专题1 第1单元 第2课时 元素周期律教案 苏教版必修2

第2课时元素周期律目标与素养：1.认识原子结构的周期性变化。(变化观念)2.能够以第3周期元素为例，说明同周期元素性质的递变情况。(变化观念)3.体会元素周期律在学习元素化合物知识与科学研究中的重要作用。(科学态度与社会责任)一、原子结构的周期性变化1．原子序数(1)概念：按核电荷数由小到大的顺序给元素编号。(2)数量关系：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。2．元素原子最外层电子数的变化规律结论：随着元素核电荷数的递增，元素原子最外层电子的排布(除H、He元素外)呈现周期性变化。3．原子半径的周期性变化电子层数相同的元素(稀有气体元素除外)，随着原子序数的递增，原子半径呈现由大到小的周期性变化。二、元素周期律1．元素化合价的周期性变化2．化合价变化规律随着原子序数的递增，元素的化合价呈周期性变化[每周期：最高正价：＋1→＋7(第2周期为＋5)，负价：－4→－1→0]。微点拨：主族元素最高正化合价＝最外层电子数(O、F除外)，最低负化合价＝最外层电子数－8，|最高正化合价|＋|最低负化合价|＝8。3．金属性和非金属性(1)金属性强弱比较①按表中实验操作要求完成实验，并填写下表：实验操作实验现象实验结论在250mL烧杯中加入少量水，滴加两滴酚酞溶液，再将一小块金属钠投入烧杯中钠熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”响声，反应后溶液变红钠与冷水反应剧烈，反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑a.将一小段镁条放入试管中，加入适量的水和酚酞溶液，观察现象b．加热试管加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，溶液变为粉红色镁与冷水几乎不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为Mg＋2H2O=====△Mg(OH)2＋H2↑在两支试管中分别加入镁条和铝片，再向试管中各加入2mL2mol·L－1盐酸两支试管内都有无色气泡冒出，但放镁条的试管中逸出气体的速率较快镁、铝都能置换出酸中的氢，但镁更容易，反应的化学方程式为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑由上述实验可知：钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序是NaMgAl。②钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOHMg(OH)2Al(OH)3。③钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为NaMgAl。④结论：元素金属性越强，单质越易从水或酸中置换出氢，该元素最高价氧化物的水化物的碱性越强。(2)非金属性强弱比较元素SiPSCl最高价氧化物的化学式SiO2P2O5SO3Cl2O7最高价氧化物对应水化物的化学式及酸性H2SiO3弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4酸性更强单质与H2反应的条件高温磷蒸气与H2能反应加热光照或点燃氢化物的稳定性不稳定不稳定受热分解稳定分析上表，回答下列问题：①硅、磷、硫、氯单质与氢气化合时条件由易到难的顺序为Cl2SPSi。②硅、磷、硫、氯最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3。③硅、磷、硫、氯元素非金属性由强到弱的顺序为ClSPSi。④结论：元素非金属性越强，单质越易与H2反应形成气态氢化物，气态氢化物越稳定，该元素最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。4．元素周期律(1)概念：元素的性质随着元素核电荷数的递增呈周期性变化的规律。(2)实质：元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)随着原子序数的递增，最外层电子排布均呈现由1个电子递增至8个电子的周期性变化。()(2)原子序数越大，原子半径一定越小。()(3)任何元素均有正价和负价。()(4)元素非金属性越强，其氧化物对应的水化物酸性越强。()[提示](1)×(2)×(3)×(4)×2．下列说法中不正确的是()A．非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素的最外层电子数B．非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数C．金属元素在化合物中只显正价D．同种元素的最高正价和最低负价的绝对值之和为8(O、F除外)B[元素的最低负化合价的绝对值等于使原子达到8电子稳定结构所需的电子数。]3．原子序数为11～17的元素中：(1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。(2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的酸是________(用化学式回答，下同)。(4)最不稳定的气态氢化物是________。(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。[解析]电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，非金属性越强；核电荷数越小，金属性越强。(1)原子半径最小的是Cl。(2)金属性最强的应为Na。(3)非金属性最强的元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性最强，氯的非金属性最强，其对应的酸是HClO4。(4)非金属性最弱的非金属元素Si的气态氢化物最不稳定。(5)金属性最强的Na对应的NaOH的碱性最强。[答案](1)Cl(2)Na(3)HClO4(4)SiH4(5)NaOH微粒半径大小的比较微粒半径大小主要由电子层数、核电荷数和核外电子数决定。1．核电荷数相同，核外电子数越多，微粒半径越大。(1)r(阴离子)r(原子)：r(H－)r(H)；(2)r(原子)r(阳离子)：r(H)r(H＋)；(3)r(低价阳离子)r(高价阳离子)：r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。2．电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小。r(Li)r(Be)r(B)r(C)r(N)r(O)r(F)；r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。3．最外层电子数相同，电子层数越多，原子或离子半径越大：r(Li)r(Na)；r(F)r(Cl)。r(Li＋)r(Na＋)；r(O2－)r(S2－)。4．核外电子数相同，核电荷数越多，离子半径越小。r(O2－)r(F－)r(Na＋)r(Mg2＋)r(Al3＋)；r(S2－)r(Cl－)r(K＋)r(Ca2＋)。1微粒半径比较要三看：首先看层，层少半径小；同层看核，核大半径小；同核看价，价高半径小。2稀有气体元素原子半径的测定依据与其他元素的不同，不便与其他元素的原子半径作比较。【典例1】下列粒子半径大小比较正确的是()A．原子半径：FClB．原子半径：钠硫氯C．离子半径：S2－Cl－K＋Ca2＋D．第3周期元素的离子半径从左到右逐渐减小B[F原子与Cl原子最外层电子数相同，一般电子层数越多，半径越大，所以Cl的原子半径大，A错；钠、硫、氯是具有相同电子层数的元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，B正确；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，C错；第3周期元素的阳离子半径从左到右逐渐减小，但阴离子半径大于阳离子半径，D错。]1．(2019·全国卷Ⅱ)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是()A．原子半径：W＜XB．常温常压下，Y单质为固态C．气态氢化物热稳定性：Z＜WD．X的最高价氧化物的水化物是强碱D[由题意，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8，可推出W、X、Y、Z分别为N、Al、Si、P。A项，根据电子层数越多，原子半径越大，可得原子半径：WX，正确；B项，常温常压下，硅单质为固态，正确；C项，同一主族由下到上简单气态氢化物的稳定性逐渐增强，所以热稳定性：NH3PH3，正确；D项，X的最高价氧化物的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，错误。]元素金属性、非金属性强弱比较1.元素金属性强弱的比较方法比较方法结论根据原子结构原子半径越大(电子层数越多)，最外层电子数越少(同一周期)，元素的金属性越强金属单质与水(或酸)反应置换氢的难易越易置换出H2，元素的金属性越强最高价氧化物对应水化物的碱性碱性越强，元素的金属性越强单质与同种非金属反应的难易单质越易反应，元素的金属性越强，如由反应Fe＋S=====△FeS,2Na＋S===Na2S，知金属性：Na＞Fe2.元素非金属性强弱的比较方法比较方法结论根据原子结构原子半径越小(电子层数越少)，最外层电子数越多，元素的非金属性越强单质与H2化合的难易(氢化物的稳定性)单质与H2化合越容易、形成的气态氢化物越稳定，其对应元素的非金属性越强最高价氧化物水化物的酸性酸性越强，其对应元素的非金属性越强单质与同种金属反应的难易单质越易反应，元素的非金属性越强，如由反应Cu＋Cl2=====点燃CuCl2,2Cu＋S=====加热Cu2S，知非金属性：Cl＞S元素的金属非金属性是指元素原子失得电子能力。比较元素金属非金属性强弱，其实质是看元素原子失去得到电子的难易程度，越容易失去得到电子，元素的金属性非金属性越强。【典例2】下列实验不能达到实验目的的是()序号实验操作实验目的ACl2、Br2分别与H2反应比较氯、溴的非金属性强弱BMgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3比较镁、铝的金属性强弱C测定等物质的量浓度的H2CO3、H2SO4溶液的pH比较碳、硫的非金属性强弱DFe、Cu分别与相同浓度的盐酸反应比较铁、铜的金属性强弱B[A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易程度即可判断出氯、溴的非金属性强弱。B项，MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2沉淀，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀，无法比较二者的金属性强弱。C项，H2CO3、H2SO4分别为C、S的最高价氧化物对应的水化物，酸性越强，非金属性越强，所以通过测定相同物质的量浓度的溶液的pH可判断C、S的非金属性强弱。D项，Fe与盐酸反应，Cu与盐酸不反应，由此可判断出Fe、Cu的金属性强弱。](1)在化学反应中，金属原子失电子越多，该金属的金属性越强，这句话正确吗？试举例说明。(2)能否根据HCl的酸性比H2S的强的事实推断氯的非金属性比硫的强？[答案](1)不正确。金属性强弱的比较，是比较原子失去电子的难易，而不是失去电子的多少。如化学反应中，Na失去一个电子，而Al失去三个电子，但Na的金属性强于Al的金属性。(2)不能。因为非金属性强弱应根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断，或者根据氢化物稳定性判断。判断元素金属性、非金属性强弱的4个误区(1)比较元素金属性、非金属性强弱不能根据最外层电子数的多少或电子层数的多少，而应根据得失电子的难易程度。(2)不能通过物质的物理性质，如熔沸点、溶解性等方面比较元素金属性或非金属性强弱。(3)氢化物的稳定性越强或还原性越弱，则元素的非金属性越强，不能认为氢化物的酸性越强，元素的非金属性越强。(4)最高价氧化物对应的水化物酸性越强，元素非金属性越强，不能认为某元素氧化物的水化物酸性越强，元素的非金属性越强。2．(1)研究表明26Al可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是________。a．比较这两种元素的单质的硬度和熔点b．Mg(OH)2属于中强碱，Al(OH)3属于两性氢氧化物c．将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液d．将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用(2)某同学认为铝有一定的非金属性，下列化学反应中，你认为能支持该同学观点的是________。a．铝片与盐酸反应放出氢气b．氢氧化铝溶于强碱溶液c．氢氧化铝溶于强酸溶液d．铝热反应[解析](1)a项不可以，单质熔、沸点与元素的金属性强弱无关；b项可以，Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强，进而说明26Mg比26Al金属性强；c项可以，有镁带的热水中滴入酚酞溶液变为红色，有铝片的热水中滴入酚酞溶液不变色，说明镁与热水反应生成了Mg(OH)2，铝与热水反应