高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律学案设计

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律学案设计，共9页。

1．元素周期表中金属元素与非金属元素的分区
金属元素和非金属元素在元素周期表中有相对明确的分区现象。如图所示，虚线左下方是金属元素，虚线右上方是非金属元素。
2．(1)在分界线的左侧(第ⅠA族)还包括非金属元素H。
(2)元素周期表的左下方金属性最强的元素是Cs(Fr是放射性元素，不考虑)，最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是CsOH。 右上方非金属性最强的元素是F，但最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是HClO4(F无正价)。
(3)由于元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线，因此，位于分界线附近的元素既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。
3．元素化合价的定量关系
(1)主要元素的最高正化合价＝主族序数＝最外层电子数(价电子数)。
(2)非金属元素的最高正化合价＝原子失去或偏移的最外层电子数＝主族序数。
(3)非金属元素的最高正价和它的负化合价之和＝8。
4．元素周期表和元素周期律的应用
(1)利用元素周期律与元素周期表指导人类发现新元素，并根据元素周期表预测新元素的原子结构和性质。
(2)在生产中的应用
某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，由此可以判断( )
A．R的简单气态氢化物的化学式为H2R
B．R一定是第ⅣA族元素
C．R的简单气态氢化物比同周期其他元素的简单气态氢化物稳定
D．R一定是第四周期元素
A [某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，说明该元素的最高化合价为＋6价，为第ⅥA族元素中除了氧元素外的其他元素。该元素最低化合价为－2价，则R的简单气态氢化物的化学式为H2R，故A正确；R一定是第ⅥA族元素，故B错误；根据同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，简单气态氢化物的稳定性逐渐增强，R的简单气态氢化物比同周期位于其左侧其他元素的简单气态氢化物稳定，但比位于其右侧元素的简单氢化物的稳定性差，故C错误；根据题干信息不能确定元素所在的周期，故D错误。]
1．锗(Ge)是第四周期第ⅣA族元素，处于元素周期表中金属元素区与非金属元素区的交界线处，下列对锗的相关叙述正确的是( )
A．锗是一种金属性很强的元素
B．锗可用作半导体材料
C．锗化氢(GeH4)的稳定性很强
D．锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸
B [锗处于元素周期表中金属元素区与非金属元素区的交界线处，则锗的金属性和非金属性都较弱，故A错误；锗既有金属性又有非金属性，常用作半导体材料，故B正确；锗元素的金属性和非金属性都较弱，则锗化氢(GeH4)的稳定性较弱，故C错误；锗和硅处于同一主族，同主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱，则硅的非金属性强于锗，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，所以锗酸的酸性比硅酸弱，锗酸为弱酸，故D错误。]
2．元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是 ( )
A．元素的性质总在不断发生明显的变化
B．紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素
C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)
D．可在虚线的右上方寻找耐高温材料
C [同主族元素的性质是相似的，同周期元素的性质是递变的，A项错误；紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性，但没有两性金属元素这一说法，B项错误；耐高温材料应该在过渡元素中寻找，D项错误。]
元素的结构、位置与性质之间的关系
元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，而根据元素的原子结构又可推测它在元素周期表中的位置和性质，三者之间的关系如图所示。
说明：三个定量关系
(1)电子层数＝周期序数
(2)最外层电子数＝主族序数＝最高正化合价(O、F除外)
(3)负化合价与最高正价的绝对值之和为8或2
A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。
(1)写出A、B、C三种元素名称__________、__________、________。
(2)C在元素周期表中的位置是__________________________。
(3)C的氢化物与B的氢化物的稳定性强弱顺序为________>________(填化学式)。
(4)比较A、C的原子半径：A________C，写出A的气态氢化物与A的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：___________________________。
[解析] 据A、B、C在周期表中的位置可知，A、C处于第二周期，B处于第三周期，设B的原子序数为x，则A为x－9，C为x－7，据题意有x－9＋x－7＝x，则x＝16，即为S，那么A为N，C为F。
[答案] (1)氮 硫 氟 (2)第二周期第ⅦA族
(3)HF H2S (4)> NH3＋HNO3===NH4NO3
[借题发挥]
(1)写出C单质与H2O反应的化学方程式_____________________________
________________________________________________________________。
(2)写B的离子结构示意图_________________________________________。
(3)A、C的氢化物中还原性较强的为________(写化学式)。
[答案] (1)2F2＋2H2O===4HF＋O2
(2) (3)NH3
3．短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )
A．最简单气态氢化物的热稳定性：R>Q
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q>W
C．原子半径：T>Q>R
D．T的单质既可以与盐酸反应又能与NaOH溶液反应
B [由R、T、Q、W在元素周期表中的位置可知，R位于第二周期，T、Q、W位于第三周期，T所处的周期序数与族序数相等，则T是Al元素；Q为Si元素、R为N元素、W为S元素。元素的非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，N元素的非金属性强于Si元素，则最简单氢化物的热稳定性：R>Q，故A正确；元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：SiQ，故B错误；同周期元素从左到右，原子半径依次减小，同主族元素自上而下，原子半径依次增大，则原子半径的大小顺序为T>Q>R，故C正确；T为Al元素，单质铝既能与盐酸反应生成氯化铝和氢气，又能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故D正确。]
4．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。元素Z的单质通常为黄绿色气体，元素W的单质能在元素Z的单质中燃烧，发出苍白色火焰。元素Y是地壳中含量最高的元素，元素X的最外层电子数是其周期序数的2倍。下列说法正确的是 ( )
A．X的最高价氧化物的水化物为强酸
B．元素的非金属性Z>X>Y
C．原于半径的大小WNH3>H2O，H2O>NH3>CH4
(5)H2SO4、HClO4 HClO4探 究 任 务
1．探究元素周期表的分区和递变规律。
2．探究“位—构—性”三者的关系及应用。
元素周期表和元素周期律的应用
“位—构—性”的关系及应用