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案设计

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案设计，共7页。教案主要包含了元素性质的变化规律，元素周期律，eq \)等内容，欢迎下载使用。

课时1 元素周期律


目标与素养：1.了解元素原子核外电子排布、原子半径、元素主要化合价等元素性质的周期性变化，理解元素周期律及其实质。(证据推理)2.了解微粒半径大小的比较。(模型认知)








一、元素性质的变化规律


1．原子序数


(1)含义：元素在元素周期表中的序号。


(2)与其他量的关系


原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。


2．原子核外最外层电子数的变化规律


3.元素原子半径的变化规律


微点拨：(1)氢原子的半径在所有原子半径中最小。


(2)稀有气体元素原子半径的测量依据与其他原子半径的测量依据不同，数据没有比较的价值。


4．元素化合价的变化规律


二、元素周期律


1．内容


随着元素原子序数的递增，元素原子的最外层电子数、原子半径、元素的化合价等均呈现周期性变化。


2．含义


元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化，这个规律叫作元素周期律。


3．实质


元素的原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。





1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)


(1)原子序数与原子的核电荷数一定相等。( )


(2)原子序数与离子的核外电子数一定相等。( )


(3)原子序数相同的原子是同一种原子。( )


(4)随着元素相对原子质量的递增，元素的性质呈周期性变化。


( )


[答案](1)√ (2)× (3)× (4)×


2．原子序数从11依次增加到17，下列所述递变关系错误的是( )


A．最外层电子数逐渐增多


B．原子半径逐渐增大


C．最高正价数值逐渐增大


D．从硅到氯最低负价从－4→－1


B [11到17号元素原子半径逐渐减小。]


3．元素周期律的实质是( )


A．相对原子质量逐渐增大


B．核电荷数逐渐增大


C．核外电子排布呈现周期性变化


D．元素的化合价呈现周期性变化


[答案] C





1.元素最高价与最低价的关系


元素最高化合价＝最外层电子数(O、F除外)


最低化合价＝最外层电子数－8


|最高化合价|＋|最低化合价|＝8


2．常见元素化合价的特点


(1)H：＋1、－1、0价，如H2O、NaH、H2。


(2)F：－1、0价，如NaF、F2。


(3)O：常见有－2、－1、0价，如CaO、Na2O2、O2，O无最高正价。


(4)金属元素只有正价。


(5)非金属元素既有正价又有负价(F除外)，非金属元素的正价一般相差2，如Cl有＋1、＋3、＋5、＋7价；S有＋4、＋6价；C有＋2、＋4价。


【典例1】 X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4，则它对应的气态氢化物为( )


A．HX B．H2X


C．XH4 D．XH3


D [X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4，说明X的最高价为＋5，则其负价为5－8＝－3，氢化物的化学式是XH3。]





1．下列各元素性质递变情况中，错误的是( )


A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多


B．N、O、F元素最高正化合价依次升高


C．Mg、Al、Si原子半径依次减小


D．P、S、Cl元素的负化合价依次为－3、－2、－1


B [Li、Be、B最外层电子数由1递增到3，故A正确；N最高正价为＋5价，O无最高正价，F无正价，故B不正确；Mg、Al、Si电子层数相同，核电荷数越多，半径越小，故C正确；P、S、Cl最低负化合价从－3到－1，故D正确。]


影响微粒半径的因素有：电子层数、核电荷数、核外电子数。一般地，电子层数越多，微粒半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，原子核对外层电子的吸引力越大，半径越小；当电子层数、核电荷数相同时，核外电子数越多，电子之间的斥力使半径趋于增大，故当电子层数、核电荷数相同时，核外电子数越多，半径越大。在比较微粒半径时，一般先看电子层数，再看核电荷数，后看核外电子数。


1．一看电子层数


电子层数不同、最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大；如r(F)

2．二看核电荷数


电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(S)>r(Cl)，r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)。


3．三看核外电子数


核电荷数相同时，电子数越多，半径越大；如r(Na＋)r(Cl)。


【典例2】 写出以下微粒的原子或离子结构示意图，并判断各组微粒半径的大小。


(1)Na Mg (2)F Cl (3)Na＋ F－ (4)Cl Cl－


[答案]








比较微粒半径时，首先要确定微粒间的相同点，即电子层数、核电荷数、核外电子排布是否相同，再利用规律进行比较，反之，也可由微粒半径大小推断元素关系。








2．X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径；Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是( )


A．X>Y>Z B．Y>X>Z


C．Z>X>Y D．Z>Y>X


D [已知电子层结构相同的阳离子，核电荷数多的则半径小，具有相同电子层数的原子，随着原子序数增大，原子半径减小。根据题意，X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，则X的原子序数小于Y的原子序数；Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径，则Z的原子序数大于Y的原子序数。 由此得出三种元素原子序数的关系为Z>Y>X。]





1．原子序数3～10的元素，随着核电荷数的递增而逐渐增大的是( )


A．电子层数 B．电子数


C．原子半径 D．化合价


B [原子序数3～10的元素，原子的电子层数都为两层，A错误；除了10号稀有气体元素原子外，3～9号元素原子的核电荷数越大，原子半径越小，C错误；因氧无最高正价、氟无正价，D错误。]


2．下列各组元素中，按最高正价递增的顺序排列的是( )


A．C、N、O、F B．K、Mg、C、S


C．H、He、Li、Be D．P、S、Cl、Ar


B [根据元素的最高化合价在数值上一般等于其最外层电子数及特殊元素的化合价来分析各选项。A项，C＋4价，N＋5价，O无最高正价、F无正价；B项，K＋1价，Mg＋2价，C＋4价，S＋6价；C项，H＋1价，He无最高正价，Li＋1价，Be＋2价；D项，P＋5价，S＋6价，Cl＋7价，Ar无最高正价。]


3．下列递变情况中，正确的是( )


A．Na、Mg、Al原子的最外层电子数依次减少


B．Si、P、S元素的最高正价依次降低


C．C、N、O的原子半径依次增大


D．Li、Na、K的核外电子层数依次增加


D [A项，Na、Mg、Al原子的最外层电子数依次增多；B项，Seq \(i,\s\up6(＋4))、eq \(P,\s\up6(＋5))、eq \(S,\s\up6(＋6))元素的最高正价依次升高；C项，原子半径：C>N>O。]


4．下列微粒半径大小比较正确的是( )


A．Na＋Cl－>Na＋>Al3＋


C．Na

B [A项，电子层数相同，核电荷数越大离子半径越小：Al3＋Mg>Al>S；D项，最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大：Cs>Rb>K>Na。]


5．在原子序数11～18的元素中：


(1)原子半径最小的是 (填元素符号，下同)；只有正化合价的是 ；最高正化合价与最低负化合价绝对值之差为4的元素是 。


(2)与冷水剧烈反应生成H2的物质是 (填名称)。与水反应能生成具有漂白性的物质是 (填名称)，反应的离子方程式是 。


(3)化学性质最稳定的物质是 (填化学式)。


[解析](1)在11～18号元素中，原子半径最小的是Cl；金属元素Na、Mg、Al只有正化合价；S最高正化合价是＋6，最低负化合价是－2，绝对值之差是4。(2)金属钠与冷水剧烈反应生成H2和NaOH；Cl2和水反应生成HCl和HClO，其中HClO有漂白性。(3)稀有气体元素Ar最外层8个电子，是稳定结构，通常不与其他物质发生反应，化学性质稳定。


[答案](1)Cl Na、Mg、Al S


(2)钠 氯气 Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO


(3)Ar


原子序数
最外层电子数
1～2
1→2
3～10
1→8
11～18
1→8
结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈周期性变化
原子序数
原子半径的变化规律
3～9
大→小
11～17
大→小
结论：随着原子序数的递增，元素原子的半径呈周期性变化
原子序数
元素主要化合价
1～2
＋1→0
3～10
＋1→＋5、－4→－1→0
11～18
＋1→＋7、－4→－1→0
结论：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈周期性变化
元素的主要化合价
微粒半径大小的比较方法