2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第二節(jié)1元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律學(xué)案1新人教版必修1

PAGE13-第1課時(shí)元素性質(zhì)的周期性改變規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)對(duì)元素周期律的探究,培育利用各種圖表(直方圖、折線圖)分析、處理數(shù)據(jù)的實(shí)力。2.結(jié)合數(shù)據(jù)分析和試驗(yàn)事實(shí)相識(shí)原子核外電子排布、元素最高化合價(jià)、最低化合價(jià)、原子半徑等隨元素原子序數(shù)遞增而呈周期性改變的規(guī)律。3.通過(guò)完成相應(yīng)的同周期元素性質(zhì)的探究試驗(yàn),初步體驗(yàn)科學(xué)探究在化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)中的重要地位,了解科學(xué)探究的基本方法,培育初步的科學(xué)探究實(shí)力。4.通過(guò)建立元素原子結(jié)構(gòu)改變與其性質(zhì)改變的微觀模型,理解依據(jù)該模型進(jìn)行元素性質(zhì)推理的科學(xué)思想。課堂探究主題學(xué)習(xí)探究過(guò)程提升素養(yǎng)自主學(xué)習(xí)1.請(qǐng)同學(xué)們畫(huà)出核電荷數(shù)1~18號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。2.As的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。下列關(guān)于As的描述不正確的是()A.位于第四周期第ⅤA族B.屬于非金屬元素C.酸性:H3AsO4>H3PO4D.穩(wěn)定性:AsH3<PH3【初建模型】學(xué)習(xí)概念原理的基本方法:。

續(xù)表主題學(xué)習(xí)探究過(guò)程提升素養(yǎng)學(xué)問(wèn)回顧同主族元素原子從上到下依次增多,原子半徑漸漸,原子核對(duì)外層電子的吸引實(shí)力漸漸,原子的失電子實(shí)力漸漸,得電子實(shí)力漸漸;元素單質(zhì)的還原性漸漸,氧化性漸漸;最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性,酸性;氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性。同主族元素從上到下,金屬性漸漸,非金屬性漸漸。

建構(gòu)解決問(wèn)題的模型:。

一、元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律【數(shù)據(jù)處理】閱讀課本P101表4-5,完成以下內(nèi)容。1.以原子序數(shù)為橫坐標(biāo),最外層電子數(shù)為縱坐標(biāo),繪制直方圖。2.通過(guò)直方圖,對(duì)于原子的最外層電子數(shù)隨原子序數(shù)的改變狀況,你能得出什么結(jié)論?3.以原子序數(shù)為橫坐標(biāo),原子半徑為縱坐標(biāo),繪制折線圖。4.視察折線圖的點(diǎn)(同主族元素)、線(同周期元素)、面(不同周期的改變趨勢(shì)),對(duì)于原子半徑的改變,你有什么發(fā)覺(jué)?5.以原子序數(shù)為橫坐標(biāo),元素化合價(jià)(最高正價(jià)、最低負(fù)價(jià))為縱坐標(biāo),繪制折線圖。6.通過(guò)原子序數(shù)與化合價(jià)折線圖,對(duì)于元素主要化合價(jià)的改變,你有什么發(fā)覺(jué)?【得出結(jié)論】隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子核外的電子排布、原子半徑和化合價(jià)都呈現(xiàn)改變。

【思索】為什么同周期元素,原子序數(shù)越大,半徑越小?(1)基于數(shù)據(jù)分析收集證據(jù)的程序:。

(2)影響原子半徑的因素:。

續(xù)表主題學(xué)習(xí)探究過(guò)程提升素養(yǎng)二、第三周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律【預(yù)料性質(zhì)】依據(jù)第三周期元素原子核外電子排布規(guī)律,推想該周期元素金屬性和非金屬性具有怎樣的改變規(guī)律?1.【試驗(yàn)探究】鈉、鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱。請(qǐng)依據(jù)供應(yīng)的試驗(yàn)用品,設(shè)計(jì)試驗(yàn)比較鈉、鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱。試驗(yàn)用品:試管、砂紙、試管夾、酒精燈、鎂條、酚酞溶液、蒸餾水、1mol·L-1AlCl3溶液、1mol·L-1MgCl2溶液、氨水、2mol·L-1NaOH溶液。(1)探究鈉、鎂與水的反應(yīng)。物質(zhì)試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)方程式試驗(yàn)結(jié)論NaMg(2)探究NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3的堿性強(qiáng)弱。溶液AlCl3溶液MgCl2溶液試驗(yàn)操作反應(yīng)方程式試驗(yàn)操作試驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)方程式試驗(yàn)結(jié)論鈉、鎂、鋁是金屬元素,都能形成氫氧化物;NaOH是堿,Mg(OH)2是堿,Al(OH)3是

結(jié)論:Na、Mg、Al的金屬性。

【思索】Mg、Al與相同濃度的鹽酸反應(yīng),哪個(gè)更猛烈?2.【科學(xué)事實(shí)】探究Si、P、S、Cl的非金屬性的強(qiáng)弱。非金屬元素SiPSCl最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物(含氧酸)的酸性強(qiáng)弱H2SiO3(硅酸)弱酸H3PO4(磷酸)中強(qiáng)酸H2SO4(硫酸)強(qiáng)酸HClO4(高氯酸)強(qiáng)酸(酸性比H2SO4的強(qiáng))結(jié)論:硅、磷、硫、氯所對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性,所以硅、磷、硫、氯的非金屬性。

【思索】Si、P、S、Cl2與氫氣反應(yīng)條件的難易如何?生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性如何?3.【結(jié)論分析】通過(guò)對(duì)第三周期元素的探究你得出的結(jié)論是什么?與最初的預(yù)料一樣嗎?第三周期元素從左向右,金屬性漸漸,非金屬性漸漸。對(duì)其他周期元素進(jìn)行同樣的探討,一般狀況下也會(huì)得出類(lèi)似的結(jié)論。

(1)元素金屬性強(qiáng)弱的推斷方法:。

(2)兩性氫氧化物:。

(3)科學(xué)探究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序:。

(4)元素非金屬性強(qiáng)弱的推斷方法:。

續(xù)表主題學(xué)習(xí)探究過(guò)程提升素養(yǎng)三、元素周期律1.綜合以上的事實(shí),你能得出什么結(jié)論?2.元素的性質(zhì)是由元素原子的哪一部分確定的?那么元素性質(zhì)隨原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)出周期性改變的根本緣由是什么?【反饋練習(xí)】1.下列描述與元素周期律不相符的是()A.隨原子序數(shù)遞增,元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)周期性改變B.隨原子序數(shù)遞增,元素的原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性改變(稀有氣體元素除外)C.隨原子序數(shù)遞增,元素的最高化合價(jià)重復(fù)出現(xiàn)從+1~+7,最低化合價(jià)從-7~-1的改變D.隨原子序數(shù)遞增,元素的金屬性和非金屬性呈現(xiàn)周期性改變2.下列說(shuō)法能證明鉀元素比鎂元素的金屬性強(qiáng)的是()A.金屬鉀與冷水猛烈反應(yīng),鎂與冷水幾乎沒(méi)有明顯現(xiàn)象B.KOH的堿性比Mg(OH)2的強(qiáng)C.金屬鉀與MgCl2的水溶液反應(yīng)可置換出金屬鎂D.在化學(xué)反應(yīng)中,鉀失去1個(gè)電子,鎂失去2個(gè)電子(1)元素周期律的內(nèi)容:。

(2)元素周期律的實(shí)質(zhì):。

小結(jié)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)你的收獲?！诵乃仞B(yǎng)專(zhuān)練1.要使AlCl3溶液中的Al3+完全轉(zhuǎn)化成Al(OH)A.NaOH溶液 B.稀鹽酸C.AgNO3溶液 D.氨水2.下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的比較依次中,不正確的是()A.熱穩(wěn)定性:HF<HCl<HBr<HIB.粒子半徑:K+>Na+>Mg2+>Al3+C.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3D.最外層電子數(shù):Li<Mg<Si<Ar3.元素的以下性質(zhì)中,隨著原子序數(shù)遞增不呈周期性改變的是()A.相對(duì)原子質(zhì)量B.化合價(jià)C.原子半徑D.元素的金屬性和非金屬性4.下列有關(guān)比較正確的是()A.N、O、F的最高價(jià)依次上升B.Al3+、K+、F-的粒子半徑依次增大C.單質(zhì)的熔點(diǎn):Cl2>Br2>I2D.堿性:CsOH>KOH>NaOH5.現(xiàn)有原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E、F六種同周期元素。已知:A、C、F三種元素原子的最外層共有11個(gè)電子,其最高價(jià)氧化物的水化物之間兩兩皆能反應(yīng),且均能生成鹽和水;D和E各有如下表所示的電子層結(jié)構(gòu)。元素最外層電子數(shù)次外層電子數(shù)Dxx+4Ex+1x+4按要求填空:(1)寫(xiě)出各元素的元素符號(hào):A,B,C,D,E,F。

(2)D的氫化物的化學(xué)式為,E的氫化物的化學(xué)式為,兩者的穩(wěn)定性:>。

(3)F與C兩元素的最高價(jià)氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式為。

參考答案課堂探究[自主學(xué)習(xí)]1.2.C[初建模型]學(xué)習(xí)概念原理的基本方法:[學(xué)問(wèn)回顧]核電荷數(shù)增大減弱增加減弱增加減弱增加減弱減弱增加減弱[提升素養(yǎng)]建構(gòu)解決問(wèn)題的模型:結(jié)構(gòu)確定性質(zhì),量變引起質(zhì)變一、元素性質(zhì)的周期性改變規(guī)律1.2.隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子最外層電子排布呈現(xiàn)周期性改變。3.4.同主族元素由上向下元素的原子半徑漸漸增大,同周期元素由左向右元素的原子半徑漸漸減小(不包括稀有氣體元素),且隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子半徑呈現(xiàn)周期性改變。5.略6.隨著原子序數(shù)的遞增,元素的化合價(jià)呈現(xiàn)周期性改變,且有以下量的關(guān)系:最高正價(jià)+|最低負(fù)價(jià)|=8(H、F、O除外)[得出結(jié)論]周期性[思索]在電子層數(shù)相同的狀況下,隨著原子序數(shù)的增加,原子核對(duì)核外電子的電性作用增加,使得最外層電子與原子核之間的距離縮小,從而使得原子半徑減小。[提升素養(yǎng)](1)數(shù)據(jù)處理→數(shù)據(jù)分析→規(guī)律預(yù)料→規(guī)律說(shuō)明(2)電子層數(shù)和核電荷數(shù)二、第三周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律[預(yù)料性質(zhì)]第三周期元素:Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl的電子層數(shù)相同,隨著核電荷數(shù)的遞增,原子半徑漸漸減小,導(dǎo)致失電子實(shí)力漸漸減弱,得電子實(shí)力漸漸增加,金屬性減弱,非金屬性增加。1.(1)探究鈉、鎂與水的反應(yīng)。物質(zhì)試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)方程式試驗(yàn)結(jié)論Na與冷水(加酚酞)猛烈反應(yīng),放出氫氣2Na+2H2O2NaOH+H2↑鈉的金屬性強(qiáng)于鎂的Mg與冷水(加酚酞)常溫下鎂與水的反應(yīng)較緩慢,鎂條表面溶液呈紅色Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑與熱水(加酚酞)加熱后反應(yīng)猛烈,鎂條表面有大量氣泡,溶液變?yōu)榧t色。Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑(2)探究NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3的堿性強(qiáng)弱。溶液AlCl3溶液MgCl2溶液試驗(yàn)操作向AlCl3溶液中滴加氨水向MgCl2溶液中滴加氨水離子反應(yīng)方程式Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NHMg2++2NH3·H2OMg(OH)2↓+2NH試驗(yàn)操作向氫氧化鋁沉淀中加入鹽酸向氫氧化鋁沉淀中加入氫氧化鈉溶液向氫氧化鎂沉淀中加入鹽酸向氫氧化鎂沉淀中加入氫氧化鈉溶液續(xù)表溶液AlCl3溶液MgCl2溶液試驗(yàn)現(xiàn)象沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解沉淀不溶解反應(yīng)方程式Al(OH)3+3H+Al3++3H2OAl(OH)3+OH-AlO2-+2H2Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O無(wú)試驗(yàn)結(jié)論鈉、鎂、鋁是金屬元素,都能形成氫氧化物;NaOH是強(qiáng)堿,Mg(OH)2是中強(qiáng)堿,Al(OH)3是兩性氫氧化物[結(jié)論]漸漸減弱[思索]鎂更猛烈2.[結(jié)論]依次增加依次增加[思索]條件越來(lái)越簡(jiǎn)單,產(chǎn)物越來(lái)越穩(wěn)定3.減弱增加[提升素養(yǎng)](1)單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)的難易;最高價(jià)氧化物的水化物——?dú)溲趸锏膲A性強(qiáng)弱(2)既能與酸反應(yīng),又能與堿反應(yīng)的氫氧化物(3)預(yù)料性質(zhì)→設(shè)計(jì)方案→試驗(yàn)驗(yàn)證→得出結(jié)論(4)單質(zhì)與氫氣反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物的難易;最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱;氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性三、元素周期律1.隨著原子

序數(shù)的遞增元素原子的核外電子排