2020-2021學(xué)年化學(xué)新教材人教必修第一冊(cè)學(xué)案：第4章 第2節(jié) 課時(shí)1　元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律 Word版含解析

1、第二節(jié)元素周期律課時(shí)1元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律發(fā) 展 目 標(biāo)體 系 構(gòu) 建1.結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)認(rèn)識(shí)原子核外電子排布，元素的化合價(jià)，原子半徑的周期性變化規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與科學(xué)探究”的核心素養(yǎng)。2以第三周期元素為例，認(rèn)識(shí)同周期元素的金屬性、非金屬性的周期性變化規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生“實(shí)驗(yàn)探究與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。一、元素的原子核外電子排布、原子半徑、元素化合價(jià)的變化規(guī)律1原子結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律原子序數(shù)電子層數(shù)最外層電子數(shù)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時(shí)的最外層電子數(shù)121122310218811183188結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子核外的電子排布呈現(xiàn)周期性的變化2.原子半徑的變化規(guī)律310號(hào)元素libe

2、bcnofne原子半徑/pm152898277757471逐漸減小1118號(hào)元素namgalsipsclar原子半徑/pm18616014311711010299變化趨勢(shì)逐漸減小結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的半徑呈現(xiàn)周期性變化3.元素主要化合價(jià)的變化規(guī)律原子序數(shù)主要化合價(jià)的變化121031015410111817410結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的主要化合價(jià)呈周期性變化注意：o、f一般無(wú)正價(jià)。二、第三周期元素性質(zhì)的遞變1鈉、鎂與水的反應(yīng)鈉鎂實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鈉熔成小球，浮于水面，四處游動(dòng)，有“嘶嘶”的響聲，反應(yīng)后溶液加酚酞變紅加熱前，鎂條表面附著了少量無(wú)色氣泡，加熱至沸騰后，有較多的無(wú)色

3、氣泡冒出，滴加酚酞溶液變?yōu)榉奂t色反應(yīng)原理2na2h2o=2naohh2mg2h2omg(oh)2h2結(jié)論鈉、鎂均能與水反應(yīng)，鈉比鎂活潑，金屬性：namg。2.al(oh)3的制備與性質(zhì)(1)實(shí)驗(yàn)探究：向alcl3溶液中加入足量氨水，現(xiàn)象為產(chǎn)生白色沉淀，反應(yīng)的離子方程式為al33nh3h2o=al(oh)33nh。將實(shí)驗(yàn)得到的沉淀分裝兩支試管中，一支試管中加入鹽酸，現(xiàn)象為白色沉淀逐漸溶解，離子方程式為al(oh)33h=al33h2o；另一支試管中加入naoh溶液，現(xiàn)象為白色沉淀逐漸溶解，離子方程式為al(oh)3oh=alo2h2o。向mgcl2溶液加入過(guò)量naoh溶液，現(xiàn)象產(chǎn)生白色沉淀，離子

4、方程式為mg22oh=mg(oh)2。(2)兩性氫氧化物：既能與酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，且均生成鹽和水的氫氧化物。3鈉、鎂、鋁的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性naohmg(oh)2al(oh)3分類(lèi)強(qiáng)堿中強(qiáng)堿(屬于弱堿)兩性氫氧化物堿性強(qiáng)弱naohmg(oh)2al(oh)3結(jié)論金屬性：namgal4.si、p、s、cl的非金屬性的遞變規(guī)律sipscl判斷依據(jù)與氫氣反應(yīng)高溫磷蒸氣與氫氣能反應(yīng)加熱光照或點(diǎn)燃由難到易的順序?yàn)閟ipsh2so4h3po4h2sio3結(jié)論非金屬性sipscl5.同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律規(guī)律：同周期元素從左到右，原子半徑逐漸減小，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)，故金屬

5、性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。(1)實(shí)驗(yàn)室制al(oh)3時(shí)一般選用氨水不選用naoh溶液的原因是什么？(2)用什么試劑可以鑒別mgcl2與alcl3溶液？提示(1)al(oh)3易溶于naoh，不好控制naoh的量。(2)naoh溶液。三、元素周期律1內(nèi)容：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。2實(shí)質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性的變化的必然結(jié)果。微點(diǎn)撥：元素的性質(zhì)一般包括原子半徑、化合價(jià)、金屬性和非金屬性。1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)(1)同周期元素從左到右的最外層電子數(shù)均為1到8。()(2)同周期元素從左到右的最高化合價(jià)均為1到7。()(3

6、)na、mg、al與h2o或酸反應(yīng)的難易程度為由易到難。()(4)hclo、h2so3、h3po4、h2sio3的酸性依次減弱。()答案(1)(2)(3)(4)2元素性質(zhì)呈周期性變化的決定因素是()a元素原子半徑大小呈周期性變化b元素相對(duì)原子質(zhì)量依次遞增c元素原子核外電子排布呈周期性變化d元素的最高正化合價(jià)呈周期性變化c元素性質(zhì)呈周期性變化的決定因素是元素原子核外電子排布呈周期性變化。3原子序數(shù)為1117號(hào)的元素，隨核電荷數(shù)的遞增，以下各項(xiàng)內(nèi)容的變化是填“增大(強(qiáng))”“減小(弱)”或“相同(不變)”(1)各元素的原子半徑依次_，其原因是_。(2)各元素原子的電子層數(shù)_，最外層電子數(shù)依次_。(3

7、)元素的金屬性逐漸_，而非金屬性逐漸_，元素失電子能力逐漸_，得電子能力逐漸_。答案(1)減小電子層數(shù)相同時(shí)，隨核電荷數(shù)增大，原子核對(duì)最外層電子的引力增大，因此原子半徑減小(2)相同增大(3)減弱增強(qiáng)減弱增強(qiáng)元素金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱判斷1討論氯的非金屬性比硫的強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)有哪些？請(qǐng)指出。答案(1)cl2與h2化合比s與h2化合容易(2)hcl的熱穩(wěn)定性比h2s的強(qiáng)(3)hcl的還原性比h2s的弱(4)hclo4的酸性比h2so4的強(qiáng)(5)cl2與h2s反應(yīng)生成s(6)與fe反應(yīng)時(shí)cl2生成fecl3，s生成fes等2討論na比al的金屬性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)有哪些？請(qǐng)指出。答案(1)na與h2o或酸

8、反應(yīng)比al的反應(yīng)容易且劇烈(2)naoh的堿性比al(oh)3的強(qiáng)1同周期元素從左到右的原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的變化規(guī)律原子結(jié)構(gòu)核電荷數(shù)逐漸增大電子層數(shù)相同原子半徑逐漸減小性質(zhì)化合價(jià)最高正化合價(jià)由17(o、f除外)元素的金屬性和非金屬性金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)離子的氧化性、還原性陽(yáng)離子氧化性逐漸增強(qiáng)，陰離子還原性逐漸減弱氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性、還原性穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)、還原性逐漸減弱最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸堿性堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強(qiáng)2.元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱判斷規(guī)律(1)金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)元素的單質(zhì)與水或酸置換出氫氣的反應(yīng)越容易進(jìn)行，則其金屬性越強(qiáng)。元素的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)，

9、則其金屬性越強(qiáng)。金屬元素的單質(zhì)與鹽在水溶液中進(jìn)行置換反應(yīng)，若a置換出b，則a的金屬性強(qiáng)于b。在金屬活動(dòng)性順序表中，前面的金屬性強(qiáng)于后面的。金屬陽(yáng)離子的氧化性越強(qiáng)，則其單質(zhì)的還原性越弱，元素的金屬性越弱(注：fe的陽(yáng)離子僅指fe2)。(2)非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)非金屬元素的單質(zhì)與氫氣化合生成氣態(tài)氫化物的反應(yīng)越容易進(jìn)行，則其非金屬性越強(qiáng)。非金屬元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，則元素的非金屬性越強(qiáng)。元素的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)，則其非金屬性越強(qiáng)。非金屬元素的單質(zhì)與鹽在水溶液中進(jìn)行置換反應(yīng)，若a置換出b，并且a體現(xiàn)出氧化性，則a的非金屬性強(qiáng)于b。非金屬陰離子的還原性越強(qiáng)，則其單質(zhì)的氧化性越弱，元素

10、的非金屬性越弱。1x、y兩元素是同周期的非金屬主族元素，如果x原子半徑比y的大，下面說(shuō)法正確的是()a最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性，x的比y的強(qiáng)bx的非金屬性比y的強(qiáng)cx的陰離子比y的陰離子還原性強(qiáng)dx的氣態(tài)氫化物比y的穩(wěn)定cx、y同周期且x原子半徑比y的大，說(shuō)明x在y的左邊，原子序數(shù)x比y的小，x的非金屬性比y的弱，因此最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性x比y的弱，x的陰離子比y的陰離子還原性強(qiáng)，x的氣態(tài)氫化物不如y的穩(wěn)定。2下列事實(shí)不能作為實(shí)驗(yàn)判斷依據(jù)的是()a鈉和鎂分別與冷水反應(yīng)，判斷金屬性強(qiáng)弱b鐵投入cuso4溶液中，能置換出銅，鈉投入cuso4溶液中，不能置換出銅，判斷鈉與鐵的金屬性強(qiáng)弱c

11、酸性：h2co3h2so4，判斷硫與碳的非金屬性強(qiáng)弱dbr2與i2分別與足量的h2反應(yīng)，判斷溴與碘的非金屬性強(qiáng)弱ba項(xiàng)符合金屬與水反應(yīng)判斷金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)；因na的金屬性太強(qiáng)，與溶液反應(yīng)時(shí)會(huì)先與h2o反應(yīng)，故b項(xiàng)不能作為判斷依據(jù)；c項(xiàng)中根據(jù)h2co3、h2so4都是最高價(jià)含氧酸，由它們的酸性強(qiáng)弱可以推知硫的非金屬性比碳強(qiáng)；d項(xiàng)所述符合，根據(jù)非金屬單質(zhì)與h2反應(yīng)難易程度判斷非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)。粒子半徑大小比較判斷下列粒子半徑大小(用“”或“yzb單質(zhì)沸點(diǎn)：xyzc離子半徑：x2yzd原子序數(shù)：xyzd根據(jù)題意可確定x、y、z在周期表中的相對(duì)位置為可以確定x為s，y為na，z為f。原子最外層電子數(shù)

12、：fsna(zxy)，a錯(cuò)誤；單質(zhì)沸點(diǎn)：nasf2(yxz)，b錯(cuò)誤；離子半徑：s2fna(x2zy)，c錯(cuò)誤；原子序數(shù)：snaf(xyz)，d正確。借題發(fā)揮x、y、z的原子半徑大小順序如何？與相應(yīng)的離子半徑大小相同嗎？答案yxz，不相同。“三看”法比較簡(jiǎn)單粒子的半徑大小(1)“一看”電子層數(shù)：當(dāng)最外層電子數(shù)相同時(shí)，電子層數(shù)越多，半徑越大。(2)“二看”核電荷數(shù)：當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，半徑越小。(3)“三看”核外電子數(shù)：當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時(shí)，核外電子數(shù)越多，半徑越大。3下列粒子半徑之比大于1的是()abc d答案b4下列粒子半徑大小的比較中，正確的是()anamg2al3o2

13、bs2clnaal3cnamgalsdcsrbnakba項(xiàng)，半徑大小應(yīng)為o2namg2al3；c項(xiàng)，半徑大小應(yīng)為namgals；d項(xiàng)，半徑大小應(yīng)為csrbkna。下圖是部分短周期元素化合價(jià)與原子序數(shù)的關(guān)系圖，問(wèn)題探究：(1)x、y、z、w、r分別是什么元素？答案o、na、al、s、cl。(2)x與w的氫化物中，誰(shuí)較穩(wěn)定？答案h2x或h2o。(3)w與r的最高價(jià)氧化物的水化物中，誰(shuí)的酸性較強(qiáng)？答案hclo4。(4)y、z、w、r的金屬性強(qiáng)弱順序如何？答案yzwr或naalscl。(5)x、y、z、w的離子半徑大小順序如何？(用離子符號(hào)表示)答案s2o2naal3。(6)x與y形成的化合物有哪些？

14、答案na2o、na2o2。(7)y、z、r的最高價(jià)氧化物的水化物可以?xún)蓛煞磻?yīng)，寫(xiě)出有關(guān)的離子方程式。答案al(oh)3oh=alo2h2o，al(oh)33h=al33h2o，hoh=h2o。(8)寫(xiě)一個(gè)反應(yīng)，證明w與r的非金屬?gòu)?qiáng)弱。答案cl2h2s=s2hcl(9)w、r的氫化物中，還原性較強(qiáng)的是什么？(寫(xiě)分子式)答案h2s(10)寫(xiě)出x、w、r的單質(zhì)與fe反應(yīng)的化學(xué)方程式。答案2o23fefe3o4，fesfes,2fe3cl22fecl3。通過(guò)素材中“化合價(jià)原子序數(shù)”坐標(biāo)分析，培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與科學(xué)探究”的核心素養(yǎng)。1下列排列順序不正確的是()a原子半徑：nasclb最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的

15、水化物的酸性：hclo4h2so4h3po4c最高正化合價(jià)：clspd熱穩(wěn)定性：碘化氫溴化氫氯化氫dna、s、cl是具有相同電子層數(shù)的元素，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，最外層電子數(shù)逐漸增多，最高正化合價(jià)逐漸增大，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性逐漸增強(qiáng)，堿性逐漸減弱。因?yàn)榉墙饘傩詂lbri，所以氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性hclhbrhi，d項(xiàng)錯(cuò)誤。2a、b、c、d、e是同一周期的五種主族元素，a和b的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均呈堿性，且堿性ba；c和d的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性cd；e是這五種元素中原子半徑最小的元素。則它們的原子序數(shù)由小到大的順序是()aa、b、c、d、ebe、c、d、b、acb

16、、a、d、c、edc、d、a、b、ec由于a和b的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均呈堿性，且堿性ba，故b和a為金屬元素，且原子序數(shù)bd，c和d為非金屬，原子序數(shù)dc，由于e的原子半徑最小，且a、b、c、d、e位于同一周期，故e的原子序數(shù)最大，則原子序數(shù)由小到大的順序?yàn)閎adcyxbx、r的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物均能溶于naoh溶液c元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性：yrxd相同條件下，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：tzdx和y的化合價(jià)都為2，應(yīng)位于元素周期表第a族，根據(jù)半徑關(guān)系可知y為be，x為mg；z和t的化合價(jià)都有2，應(yīng)位于元素周期表第a族，z的最高價(jià)為6，z應(yīng)為s，則t應(yīng)為o；r的化合價(jià)為3，應(yīng)位于

17、周期表第a族，根據(jù)其原子半徑大于z小于x可知，r應(yīng)和x同周期，r為al。金屬性mgal、mgbe，金屬性越強(qiáng)，與酸反應(yīng)越劇烈，所以單質(zhì)與稀硫酸反應(yīng)的速率快慢為mgal、mgbe，即xr，xy，a項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬性越強(qiáng)，元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性越強(qiáng)，所以xr，xy，c項(xiàng)錯(cuò)誤；mg(oh)2不能與naoh溶液反應(yīng)，al(oh)3可以與naoh溶液反應(yīng)，b項(xiàng)錯(cuò)誤；非金屬性os，元素非金屬性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，即zy；離子半徑：xz2c同周期元素中x的金屬性最強(qiáng)d同周期元素中y的最高價(jià)含氧酸的酸性最強(qiáng)b由題意可推知x、y、z分別為na、cl、o。氧元素是第a族最活潑的非金屬元素，其氫化

18、物穩(wěn)定性最強(qiáng)，a項(xiàng)正確；由同周期元素原子半徑變化規(guī)律及離子半徑比較規(guī)則可知，原子半徑：xy，離子半徑：z2x，b項(xiàng)錯(cuò)誤；x是第三周期最活潑的金屬元素，c項(xiàng)正確；第三周期中，cl的非金屬性最強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物hclo4的酸性最強(qiáng)，d項(xiàng)正確。5結(jié)合元素周期律和元素周期表的有關(guān)知識(shí)，用化學(xué)用語(yǔ)回答下列問(wèn)題：(1)在第三周期元素及其單質(zhì)和化合物中，原子半徑最小的元素是_；氧化性最強(qiáng)的單質(zhì)是_，還原性最強(qiáng)的單質(zhì)是_；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物中，最強(qiáng)的堿是_；形成的兩性化合物_、_。(2)鹵族元素氫化物中最穩(wěn)定的是_，還原性最強(qiáng)的是_，請(qǐng)總結(jié)同周期、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律是_。解析(1)同一周期，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小(稀有氣體除外) , 第三周期cl核電荷數(shù)最大，故其原子半徑最?。煌恢芷?，從左到右元素非金屬性逐漸增強(qiáng)(稀有氣體除外) , cl非金屬性最強(qiáng)，故單質(zhì)中cl2氧化性最強(qiáng)；同一周期，從左到右元素金屬性逐漸減弱(稀有氣體除外)，第三周期金屬性最強(qiáng)的為na；鋁元素形成的