浙江专用高中化学课时检测21元素性质的周期性变化规律课件新人教版必修第一册

这是一份浙江专用高中化学课时检测21元素性质的周期性变化规律课件新人教版必修第一册，共57页。PPT课件主要包含了课前自主学习，NaOH，MgOH2，AlOH3，两性氢氧化物，NaMgAl，课堂合作探究，原子结构的周期性变化，最外层电子数，第一周期1-2等内容，欢迎下载使用。

学习任务一　1～18号元素的原子核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化规律任务驱动:从前面我们所学的碱金属和卤族元素的知识可知,核电荷数不同的碱金属之间及卤族元素之间,在原子结构和性质上都呈现出一定的相似性和递变性,在其他的核电荷数不同的元素之间,是否也存在着某种关系或规律呢?
1.原子核外电子排布的周期性变化(1)图示。(2)规律。随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子数呈现由1到8的周期性变化(第1周期除外)。
2.元素原子半径的周期性变化(1)图示。
(2)规律。同周期元素随着原子序数的递增,元素原子半径呈现由___到___的周期性变化。3.元素主要化合价的周期性变化(1)图示。
(2)规律(同周期元素随着原子序数的递增)。①元素的最高正化合价呈现___→___的周期性变化(O、F除外)。②元素的最低负化合价呈现___→___的周期性变化。
【想一想】(1)同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,离子半径是否也逐渐减小?提示:不是。如Cl->Na+。(2)第二周期元素从左到右,最高正价是否也从+1递增到+7?提示:否。第二周期氟元素没有正价。(3)短周期的元素中,原子半径最大的是哪种元素?提示:短周期的元素中,原子半径最大的是钠。(4)元素周期表中,从第几族开始出现负价?提示:第ⅣA族。
学习任务二　元素金属性和非金属性的周期性变化任务驱动:元素周期表第三周期元素的金属性和非金属性呈现出一定的递变性规律。1.钠、镁、铝的金属性的递变规律
NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
2.硅、磷、硫、氯的非金属性的递变规律
HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
3.同周期元素性质递变规律4.元素周期律
【做一做】用“>”或“<”回答下列问题:(1)酸性:H2CO3__H2SiO3,H2SiO3__H3PO4。(2)碱性:Ca(OH)2__Mg(OH)2,Mg(OH)2__Al(OH)3。(3)气态氢化物稳定性:H2O__H2S,H2S__HCl。(4)还原性:H2O__H2S,H2S__HCl。
【探究任务一】元素周期律 【实验情境】在如图的实验装置中,锥形瓶中是硅酸钠溶液,分液漏斗中盛装的是稀硫酸,向硅酸钠溶液中滴加稀硫酸,溶液由澄清变浑浊,原因是生成了硅酸沉淀。
【问题探究】1.如何通过实验证明H3PO4的酸性强于H2SiO3?提示:向Na2SiO3溶液中加入H3PO4溶液,产生白色沉淀,则证明H3PO4的酸性强于H2SiO3。2.硫酸为强酸,次氯酸为弱酸,据此能确定非金属性硫大于氯吗?提示:不能。判断元素的非金属性强弱可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,而HClO中氯元素不是最高价。
3.盐酸(HCl)的酸性强于氢硫酸(H2S),据此能得出氯元素比硫元素的非金属性强吗?提示:不能。气态氢化物的酸性强弱与元素的非金属性强弱没有必然联系,不能作为判断元素非金属性强弱的依据。如氢碘酸(HI)的酸性强于盐酸(HCl),但氯元素比碘元素的非金属性强。4.试根据同周期元素非金属性的变化规律,比较SiH4、PH3、H2S和HCl的稳定性。提示:元素的非金属性越强,气态氢化物越稳定。同周期元素,随着原子序数的递增,非金属性逐渐增强,故非金属性:Si5.请从原子结构变化的角度解释,同周期元素随着原子序数的递增,金属性减弱、非金属性增强的原因。提示:因同周期元素原子的电子层数相同,但原子序数依次增大,核电荷数依次增多,原子核对最外层电子的吸引能力依次增强,原子失电子能力依次减弱,得电子能力依次增强,即元素的金属性依次减弱,非金属性依次增强。
【探究总结】1.原子结构与元素性质的周期性变化
2.同周期元素性质的递变规律对于第三周期主族元素Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl①原子半径由大到小的顺序为Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl。②简单离子半径由大到小的顺序为P3->S2->Cl->Na+>Mg2+>Al3+。③单质置换出水或酸中氢的能力Na>Mg>Al。④最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3;⑤单质与H2化合的能力Si⑦最高价氧化物对应水化物的酸性由弱到强的顺序为H2SiO3【探究特训】1.硼的最高价含氧酸的化学式不可能是(　　)A.HBO2　　B.H2BO3　　C.H3BO3　　D.H2B4O7【解析】选B。硼元素的最高化合价为+3,根据化合价代数和为零进行判断,HBO2、H3BO3和H2B4O7中硼元素均为+3价,而H2BO3中硼元素为+4价,所以硼的最高价含氧酸的化学式不可能是H2BO3。
【延伸探究】(1)硼酸的酸性和铝酸的酸性较强的是______。 提示:硼酸。硼的非金属性大于铝的非金属性。(2)硼的氢化物稳定性比甲烷的________(填“强”或“弱”)。 提示:弱。碳的非金属性大于硼的非金属性。
2.(2020·张家口高一检测)P、S、Cl位于同一周期,下列说法正确的是(　　)A.最高价氧化物对应的水化物酸性:H2SO4>HClO4B.气态氢化物稳定性:PH3>H2S>HClC.非金属性:P>S>ClD.还原性:H2S>HCl
【解析】选D。P、S、Cl位于同一周期,且从P到Cl,非金属性逐渐增强。非金属性越强,则最高价含氧酸的酸性越强,故最高价氧化物对应的水化物酸性:H2SO4HCl,故D正确。
3.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是(　　)A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多B.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来C.X的单质比Y的单质更容易与氢气反应D.同浓度下X的氢化物水溶液比Y的氢化物水溶液的酸性强
【解析】选C。A项因X、Y是元素周期表第ⅦA族中的元素,若X的电子层数多,则说明X比Y的非金属性弱,错误;B项事实说明Y比X更活泼,错误;C项根据单质与H2化合的难易判断,X2与H2化合更容易,说明氧化性X2>Y2,则非金属性X>Y,正确;D项判断依据错误,应根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断,错误。
【补偿训练】1.下列说法正确的是(　　)A.第二周期元素从碳到氟,非金属性逐渐减弱B.第三周期元素从Na到Cl,原子半径逐渐增大C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强D.LiOH、NaOH、KOH的碱性依次增强【解析】选D。第二周期从碳到氟,非金属性逐渐增强,A错误;同周期,从左向右原子半径逐渐减小,B错误;非金属性F>Cl>Br>I,则HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,C错误;金属性K>Na>Li,则LiOH、NaOH、KOH的碱性依次增强,D正确。
2.元素周期律和元素周期表揭示了元素之间的内在联系,反映了元素性质与它的原子结构的关系。下列大小关系符合元素周期律的是(　　)A.酸性:HNO3>H3BO3>H2CO3B.稳定性:HF>PH3>H2OC.碱性:Be(OH)2>Mg(OH)2>Ca(OH)2D.单质的还原性:K>Mg>Al
【解析】选D。非金属性:N>C>B,故酸性:HNO3>H2CO3>H3BO3,A错误;非金属性:F>O>N>P,故稳定性:HF>H2O>NH3>PH3,B错误;金属性:Ca>Mg>Be,故碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2>Be(OH)2,C错误;金属性K>Mg>Al,则单质的还原性:K>Mg>Al,D正确。
同周期元素性质的周期性变化
第二、三周期：+1→+7
最高价氧化物对应水化物酸碱性
【探究任务二】微粒半径大小比较 【教材情境】对于O、F、Na、Mg、Al元素,核电荷数依次增大,其简单离子的电子层结构相同,原子半径和简单离子半径有何变化规律?【问题探究】1.同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小吗?提示:不是。比较同周期的原子半径时,往往只比较主族元素,因为非主族元素的原子半径的测量方法与主族元素不同。
2.第三周期中离子半径最大的元素是什么?提示:P3-。第ⅣA族元素不形成简单阴、阳离子,第三周期中简单阴离子的电子层数比简单阳离子多一层,故第三周期中的阴离子半径大于阳离子半径,又因同周期简单阴离子电子层结构相同,根据“同结构——序大径小”,P3-半径最大。3.在短周期元素中,原子的电子层数越多,原子半径就一定大吗?提示:不一定。锂原子半径反常,仅比第三周期的钠、镁原子半径小。
【典例】下列粒子半径大小的比较中,正确的是(　　)A.Na+Cl->Na+>Al3+C.NaRb+>Na+>K+
【解析】选B。Na+、Mg2+、Al3+、O2-等离子的核外电子排布相同,核电荷数越大,微粒的半径就越小,微粒半径顺序为Al3+Cl->Na+>Al3+,故B项正确;C项中Na、Mg、Al、S原子的电子层数相同,核电荷数越大,其半径越小,故其半径大小顺序为Na>Mg>Al>S,C项错误;D项中粒子半径K+>Na+,D项错误。
【易错提醒】“三看”法比较简单粒子的半径大小(1)“一看”电子层数:当最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。(2)“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。(3)“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
【探究特训】1.比较下列各组微粒半径,正确的是(　　)①ClCl,电子层数Br->Cl-,则离子半径Br->Cl-,①正确;②电子层结构相同的粒子,核电荷数大的半径小,②不正确;③阳离子半径小于同元素的原子半径,③正确;④中应为Se2->Br->S2-,④不正确。
2.(2020·上海市杨浦区高一检测)下列原子半径大小顺序正确的是(　　)A.Li>Na>K　　　　　　B.Na>Mg>AlC.Na>F>ClD.Cl>Na>Mg【解析】选B。Li、Na、K为同主族元素,电子层依次增多,则半径依次增大,即LiMg>Al,故B正确;Na、Cl有三个电子层,核电荷数Na小于Cl,F有两个电子层,则Na>Cl>F,故C错误;Cl、Na、Mg三种原子均含有三个电子层,核电荷数越大,半径越小,则Na>Mg>Cl,故D错误。
【补偿训练】1.(2020·乐山高一检测)四氢硼锂(LiBH4)、四氢铝锂(LiAlH4)都是重要还原剂,在有机合成中用途广泛。比较半径:r(Li+)________r(H-)(填“>”“<”或“=”),理由是________________________。 答案:<　虽然Li+和H-的核外电子数相等,但是锂离子的质子数大于氢负离子。
2.X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是(　　)A.原子最外层电子数:X>Y>ZB.单质沸点:X>Y>ZC.离子半径:X2->Y+>Z-D.原子序数:X>Y>Z【解析】选D。依题意,不难确定X、Y、Z分别是S、Na、F元素。原子最外层电子数:F>S>Na(Z>X>Y),A错误;单质沸点:Na>S>F2(Y>X>Z),B错误;离子半径:S2->F->Na+(X2->Z->Y+),C错误;原子序数:S>Na>F(X>Y>Z),D正确。
1.下列事实能作为判断依据的是(　　)A.根据N2在空气中能稳定存在,而P4在温度特别高的夏天容易自燃,判断非金属性:N>PB.根据盐酸除去水垢时发生CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O,判断碳与氯的非金属性强弱C.向硅酸钠溶液中通入CO2,有硅酸沉淀生成,判断碳与硅的非金属性强弱 D.根据元素原子最外层电子数越多,判断该元素金属性越强
【解析】选C。N2在空气中能稳定存在,是因为N≡N的存在,而P4在温度特别高的夏天容易自燃,是因为白磷的着火点低,不能作为判断非金属性强弱的依据,A错误;根据反应CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O,不能判断碳与氯的非金属性强弱,而是根据酸性HClO4>H2CO3,判断氯的非金属性大于碳的非金属性,B错误;向硅酸钠溶液中通入CO2,有硅酸沉淀生成,说明碳酸的酸性大于硅酸,能判断碳与硅的非金属性强弱,C正确;元素原子最外层电子数越多,失去电子能力越弱,金属性越弱,D错误。
【易错提醒】非金属性强弱比较误区(1)最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性越强,不能用无氧酸的酸性强弱来判断。(2)非金属性强弱与该单质的稳定性无关。
2.(2020·汉中高一检测)四种短周期元素在周期表中的位置如图所示,其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是(　　)A.简单离子半径大小:MYC.非金属性:Y>XD.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的强
【解析】选D。由上述分析可知,M为Al、X为Si、Y为N、Z为O,具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小,则简单离子半径大小:MY,故B正确;非金属性N>P,P>Si,故非金属性N>Si,C正确;非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强,则X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的弱,故D错误。
3.(2020·吉林高一检测)下列排列顺序正确的是(　　)A.微粒半径:Na+>K+>Cl->S2-B.稳定性:HI>HBr>HCl>HFC.酸性:H2SO4>HClO4>H3PO4>H2SiO4D.金属性:K>Na>Mg>Al
【解析】选D。Na+含有2个电子层,K+、Cl-、S2-含有3个电子层,则Na+的离子半径最小,电子层数相同时核电荷数越大离子半径越小,则微粒半径:Na+Cl>Br>I,则氢化物的稳定性:HIS>P>Si,则最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO4,故C错误;同周期从左向右金属性逐渐减弱,同主族从上向下金属性逐渐增强,所以金属性:K>Na>Mg>Al,故D正确。
4.短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表的相对位置如下,五种元素的最外层电子数之和为24,则下列判断正确的是(　　)A.元素A的最高价氧化物的化学式为AOB.五种元素中原子半径最大的是CC.气态氢化物稳定性:D>ED.E元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HEO4
【解析】选B。根据元素周期表的相对位置,推断A、B在第二周期,C、D、E在第三周期,设元素A的最外层电子数为x,则:x+x+x+1+x+1+x+2=24,x=4,则A为碳,C为硅,B为氮,D为磷,E为硫。碳位于元素周期表中第二周期第ⅣA族,最高价氧化物的化学式为AO2,A错误;五种元素中原子半径最大的是硅,B正确;非金属性E>D,则气态氢化物稳定性:D5.五种短周期元素的原子半径及主要化合价如下:下列说法正确的是(　　)A.离子半径大小:r(M3+)TD.L、Q形成的简单离子核外电子数相等
【解析】选A。根据原子半径和化合价可以推断,L为Mg,M为Al,Q为S,R为Be,T为O。离子半径大小:r(Al3+)S,C错误;Mg2+核外电子数为10,S2-核外电子数为18,D错误。
6.A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B,其中A、B处在同一周期,A、C处在同一主族。C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍。试回答:(1)这四种元素分别是A______,B________,C________,D________。 (2)A、B、C三种元素中在常温常压下的液态或气态氢化物的稳定性由大而小的顺序是________。 (3)A与B形成的三原子分子的化学式是________,B与D形成的原子个数比为1∶1的化合物的化学式是________。 (4)A元素某氧化物与D元素某氧化物反应生成B单质的化学方程式是____________________。 
【解析】因A、B同周期,A、C同主族,原子半径D>C>A>B,所以A、B、C、D在周期表中相对位置如图所示。又因为C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍,所以C为第3周期ⅣA族,D为第3周期ⅠA族,从而可知C为硅,D为钠,进而可推知,A为碳。由于C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,14=6+B,因此B为8,即为氧。