高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 化学反应与能量转化教学设计

这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 化学反应与能量转化教学设计，共11页。教案主要包含了元素周期表，根据离子的电子层结构推断，根据0族元素的原子序数直接推断等内容，欢迎下载使用。

目标与素养：1.了解元素周期表的结构以及周期、族等的概念，理解原子结构与元素在周期表中位置的关系。(宏观辨识与微观探析)2.了解ⅡA族、ⅤA族和过渡元素的某些性质和用途。(证据推理与模型认知)3.了解焰色试验及用途。(科学探究)








一、元素周期表


1．元素周期表与元素周期律的关系


元素周期表是元素周期律的具体表现形式。


2．元素周期表与元素信息





3．元素周期表的编排原则





4．元素周期表的结构


(1)周期(7个横行，7个周期)


(2)族(18个纵列，16个族)


5.分区


元素周期表中金属与非金属的分区





微点拨：分界线附近元素既表现金属元素的某些性质，又表现非金属元素的某些性质。


二、元素周期表中的部分重要元素和焰色反应


1．元素周期表中的重要元素


2.焰色试验


(1)概念：多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫作焰色试验。如钠呈黄色，钾呈浅紫色(通过蓝色钴玻璃观察)。


(2)操作步骤





微点拨：焰色试验是金属元素特有的性质，属于物理变化，与元素存在的状态无关。





1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)


(1)ⅠA族全部是金属元素。( )


(2)最外层电子数等于2的元素均为ⅡA族元素。( )


(3)元素周期表中位于金属元素与非金属元素分界线附近的元素属于过渡元素。( )


(4)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素。( )


[答案](1)× (2)× (3)× (4)×


2．在元素周期表中，第1、2、3、4周期元素的数目分别是( )


A．2、8、8、18 B．2、8、18、18


C．2、18、18、18 D．2、8、18、32


A [元素周期表中，1至7周期元素数目分别为2、8、8、18、18、32、32。]


3．关于元素周期表的说法正确的是( )


A．元素周期表有7个周期，8个主族


B．元素周期表有18个纵列，共16个族


C．短周期元素中可能有副族元素


D．最外层电子数相同的元素一定在同一族


B [元素周期表中有7个主族，A错；短周期为1、2、3周期，不包含副族元素，C错；He和Mg最外层电子数都是2，但不在同一主族，D错。]





1.元素周期表的结构“七横(行)十八纵(列)”。


2．横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第7已排满。


3．纵列称作族，共有十六族，一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三列算一族，占去8、9、10。


4．主族序数＝最外层电子数＝最高正价(O、F除外)，周期序数＝电子层数。


【典例1】 结合元素周期表回答下列问题：


(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。





(2)表中所列元素中，属于短周期元素的有 (填元素符号，下同)，属于主族元素的有 ；g元素位于第 周期 族；i元素位于第 周期 族。


(3)元素f是第 周期 族元素，请在方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。





[解析] 元素周期表共有7个横行，即7个周期，其中1、2、3周期称为短周期。周期表共有18个纵列，16个族，从左到右依次为ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA和0族。(3)周期表中每一个方格代表一种元素，方格左上方是元素的原子序数，右上方为该元素的元素符号，下方为该元素的相对原子质量。


[答案]


(1)


(2)H、C、Na、Mg、Al、S、Ar H、C、Na、Mg、Al、S 3 0 4 ⅡB


(3)3 ⅥA





1．若把元素周期表的主、副族及族号取消，由左至右改为18列。如碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按此规定，下列说法错误的是 ( )


A．只有第2列元素的原子最外层有2个电子


B．第14列元素形成的化合物种类最多


C．第3列元素种类最多


D．第16、17列元素不都是非金属元素


A [解决本题的关键在于熟记元素周期表的结构。第2列元素、He及多数过渡元素的最外层电子数都为2，A项错误；碳元素(在第14列)形成的化合物种类最多，B项正确；第3列中含镧系和锕系元素，元素种类最多，C项正确；第17列全为非金属元素，而第16列中钋为金属元素，D项正确。]


1.同周期序差规律


2.同主族序差规律


若A、B为同主族元素，A所在周期有m种元素，B所在周期有n种元素，A在B的上一周期，设A的原子序数为a。


(1)若A、B为ⅠA族或ⅡA族(位于过渡元素左边的元素)，则B的原子序数为(a＋m)。


(2)若A、B为ⅢA～ⅦA族(位于过渡元素右边的元素)，则B的原子序数为(a＋n)。


【典例2】 下列各表是元素周期表中的一部分，表中数字表示的原子序数与其在周期表中的位置相符的是( )


.


D [A项中18号元素与1号、11号元素不在同一列，B项中13号元素与1号元素不在同一列，C项中3号元素与13号元素不在同一列，且A、B中的1号和2号并不间隔一个位置，B中4号和5号、C中12号和13号位置都不直接相邻。]





2．已知a、b分别为同周期的ⅠA和ⅦA族的两种元素，它们的原子序数分别为m和n，则下列关系不可能成立的是( )


A．n＝m＋16 B．n＝m＋6


C．n＝m＋30 D．n＝m＋10


D [若元素在2、3周期，则原子序数n＝m＋6，若元素在4、5周期，则原子序数n＝m＋6＋10＝m＋16，若元素在第6、7周期，又多了镧系、锕系，则原子序数n＝m＋16＋14＝m＋30。]





1．下列微粒结构示意图表示的元素为ⅦA族的是( )





A [A项为F原子，B项为O2－，C项为Ne原子，D项为Na原子。]


2．下列关于元素周期表的叙述正确的是( )


A．周期表是按各元素的相对原子质量递增的顺序从左至右排列的


B．同主族元素的最外层电子数一定相同


C．同周期元素的电子层数相同


D．每一周期的元素都是从碱金属开始，以稀有气体结束


C [周期表是按各元素的原子序数从小到大的顺序排列的，A项错误；同主族元素的最外层电子数不一定相同，如对于0族元素而言，最外层电子数则可能是2、8，B项错误；在元素周期表中，同一周期必然具有相同的电子层数，C项正确；第1周期起始元素为氢元素，为非金属，D项错误。]


3．若某ⅡB族原子序数为x，那么原子序数为x＋1的元素位于( )


A．ⅢB族 B．ⅢA族


C．ⅠB族 D．ⅠA族


B [据元素周期表结构可知ⅡB族右侧紧邻ⅢA族。]


4．下列关于ⅡA族元素的说法中，不正确的是( )


A．元素的主要化合价都是＋2


B．元素的单质都呈亮白色


C．有的元素的单质可在自然界中稳定存在


D．其中包括被誉为“国防金属”的元素


C [ⅡA族元素的原子最外层都有2个电子，这部分电子容易失去，因此ⅡA族元素的主要化合价都是＋2；ⅡA族元素都是金属元素，都呈亮白色；元素原子的失电子能力较强，单质的性质活泼，在自然界中都以化合态存在；镁的合金大量用于制造飞机、导弹等的材料，因此被誉为“国防金属”，镁元素位于元素周期表的第3周期ⅡA族。]


5．填写下列空白：


(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号： 。


(2)原子符号为eq \\al(37,17)X的元素属于第 周期 族。


(3)周期表中位于第8纵列的铁元素属于 族。


(4)周期表中最活泼的非金属元素属于第 纵列。


(5)所含元素超过18种的周期是第 、 周期。


[解析] (1)该元素原子质量数为8＋10＝18，质子数为8，则为氧元素。


(2)17号元素为氯元素，原子结构示意图为 。


(3)元素周期表中第8、9、10三列为Ⅷ族。


(4)周期表中最活泼的非金属元素为氟元素。


(5)1～7周期所含元素种数分别为2、8、8、18、18、32、32。


[答案] (1)eq \\al(18, 8)O (2)3 ⅦA (3)Ⅷ (4)17 (5)6 7


系列微专题1 推断元素在周期表中位置的方法





一、根据核外电子排布规律推断


1．最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。


2．最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族、Ⅷ族或0族元素氦。


3．最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第2周期。


4．某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相同，则该元素位于第3周期；若为阳离子，则位于第4周期。


5．电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期；若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴前阳后”规律。


二、根据元素化合价规律推断


1．主族元素的最高正化合价等于最外层电子数等于它所在的族序数(注意：F无正价，O无最高正价)。


2．只有非金属元素才有负价，|最低负化合价|＝8(氢元素2)－主族序数。


3．对于变价元素，化合价呈一系列偶数时，从＋2价到＋m价，则该元素位于偶数主族。


4．化合价呈现奇数价的元素，可能在奇数主族(N元素有＋2、＋4价，除外)。


三、根据离子的电子层结构推断


根据主族元素原子形成的离子的电子层结构确定。





如若A－与氖原子具有相同的电子层结构，A元素必和氖在同一周期，且比氖少一个电子，则A元素位于第2周期ⅦA族，名称为氟。


四、根据0族元素的原子序数直接推断


1．熟记0族元素的原子序数及周期序数，如下表


2.熟悉周期表中每个纵列所对应的族序数，如下表


3.方法


(1)比大小定周期


比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。


(2)求差值定族数


①若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。


②若比相应的0族元素少1～5时，则应处在同周期的ⅦA～ⅢA族。


③若差其他数，则由相应差数找出相应的族。


4．实例


52号元素：由于36<52<54，则52号元素位于第5周期，54－52＝2，所以52号元素位于54号元素左侧第二格，即ⅥA族，故52号元素位于第5周期ⅥA族。


5．注意


(1)短周期中因无副族元素，故所得差值即为主族序数；


(2)11～17纵列数的个位数与族序数相等。





【典例1】 原子序数为114的元素在元素周期表中的位置是( )


A．第5周期ⅣA族 B．第6周期ⅥA族


C．第7周期ⅣA族 D．第7周期ⅥA族


C [第7周期稀有气体的原子序数为118，则114号元素在第7周期ⅣA族。]


【典例2】 我国的纳米基础研究能力已跻身于世界前列，如曾作为我国十大科技成果之一的RN就是一种合成纳米材料。已知该化合物中的Rn＋核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的( )


A．第3周期ⅤA族 B．第4周期ⅢA族


C．第5周期ⅢA族 D．第4周期ⅤA族


B [据化学式RN，结合N元素为－3价，Rn＋带3个单位的正电荷，R原子的质子数为28＋3＝31，然后确定其在周期表中的位置。]





1．原子序数为83的元素位于：①第5周期；②第6周期；③ⅣA族；④ⅤA族；⑤ⅡB族。其中正确的组合是( )


A．①④ B．②③


C．②④ D．①⑤


[答案] C


2．某短周期主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，下列判断不正确的是( )


A．R一定是第3周期元素


B．R一定是ⅥA族元素


C．R最高价氧化物对应水化物的化学式为H2RO3


D．R气态氢化物的化学式为H2R


[答案] C





短周期
长周期
序号
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
0族元素原子序数
2
10
18
36
54
86
118
主族
列
1
2
13
14
15
16
17
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
副族
列
3
4
5
6
7
11
12
族
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
ⅠB
ⅡB
Ⅷ族
第8、9、10列，共3个纵列
0族
第18纵列
族
元素
性质
存在
ⅡA族(碱土金属元素)
铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)等
①物理共性：亮白色，导电性，导热性，延展性


②化学共性：


R－2e－→R2＋
在自然界中都以化合态存在
ⅤA族
氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)等
N、P、As为非金属元素，Sb、Bi为金属元素，镆是人工合成的放射性元素
在自然界中以化合态和游离态存在
副族和Ⅷ族(过渡元素)
第3～12列
全为金属元素，具有良好的导电性
—
ⅢB族(稀土元素)
钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素
都是很活泼的金属；


常见化合价＋3，易形成配位化合物
在自然界中以化合态密切共生
元素周期表的结构
原子序数与元素在周期表中位置的关系
族


原子序数


周期
ⅡA
ⅢA
2、3
n
n＋1
4、5
n
n＋11
6、7
n
n＋25
元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
族
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
Ⅷ
纵列
1
2
3
4
5
6
7
8～10
族
ⅠB
ⅡB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
纵列
11
12
13
14
15
16
17
18