高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律第二课时教案设计

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律第二课时教案设计，共23页。
学习目标：1.知道元素周期表的简单分区，进一步认识元素周期表是元素周期律的具体表现形式。2.学会运用元素周期表、元素周期律的有关知识，指导科学研究和工农业生产。








1．金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律


(1)分界线的划分：沿着周期表中B、Si、As、Te、At跟Al、Ge、Sb、P之间画一条虚线，虚线的左下方是金属元素，右上方是非金属元素。


(2)元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线。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)周期表的左下方金属性最强的元素是铯元素(放射性元素除外)；右上方非金属性最强的元素是氟元素；最后一个纵行是0族元素。


2．元素的化合价与元素在周期表中的位置之间的关系


主族元素的最高正化合价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数，而非金属的负化合价则等于使原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数。所以，非金属元素的最高正化合价和它的负化合价的绝对值之和等于8。


(1)周期序数＝电子层数。


(2)最高正价＝最外层电子数＝主族序数＝8－|最低负价|(其中，F无正价，O无最高正价)。


(3)最低负价＝主族序数－8。


3．元素周期表和元素周期律的应用


(1)根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的强弱(或大小)。


(2)应用于元素“位置—结构—性质”的相互推断。


(3)预测新元素


为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。


(4)寻找新物质


①在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料。


②研究氟、氯、硫、磷附近元素，制造新农药。


③在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。





1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)


(1)最外层电子数相同的元素性质一定相似( )


(2)第三周期元素的最高正价等于它所处的主族序数( )


(3)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数( )


(4)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素( )


(5)某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期( )


[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×


2．已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是( )


A．单质有氧化性


B．最高正价一定为＋7价


C．是非金属元素


D．同周期元素中原子半径最小


[解析] 某原子的最外层有7个电子，说明位于ⅦA族，ⅦA族元素得到一个电子达到稳定结构，其单质具有强氧化性，故A说法正确；F没有正价，故B说法错误；第ⅦA族为非金属元素，故C说法正确；同周期从左向右原子半径逐渐减小(稀有气体除外)，因此卤族元素的原子半径是同周期中最小的，故D说法正确。


[答案] B


3．运用元素周期律分析，下列说法错误的是( )


A．Ra是第7周期ⅡA族的元素，Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强


B．As是第4周期ⅤA族的元素，AsH3的还原性比NH3的还原性弱


C．Cs的原子半径比Na的原子半径大，Cs与水反应比Na与水反应更剧烈


D．Cl的核电荷数比Al的核电荷数大，Cl的原子半径比Al的原子半径小


[解析] 同主族元素，随原子序数的增大，自上而下元素的金属性增强，非金属性减弱，第ⅡA族元素Mg和Ra，原子序数MgMg(OH)2，A项正确；第ⅤA族元素N和As，原子序数NR


D．单质T与NaOH溶液不反应


[思路启迪] 根据题干信息以及给出的四种元素的相对位置，结合短周期元素原子核外电子排布情况，推断出具体的元素，然后再对各选项进行一一判断。


[解析] 短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al，根据T在周期表中的相对位置，它只能是第三周期的Al，据此可以判断出其他元素如表所示：


氮元素的非金属性比硅元素的强，所以NH3比SiH4稳定，A正确；硫元素的非金属性比硅元素的强，所以H2SO4比H2SiO3的酸性强，B正确；同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径：Al>Si>P，同一主族随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：P>N，即Al>Si>P>N，C正确；Al既能与酸反应，又能与NaOH溶液反应，D错误。


[答案] D








陌生元素的性质的推断


(1)与同周期前、后元素相比较，依据同周期元素性质的递变规律推测元素的性质。


(2)与同主族上、下元素相比较，依据同主族元素性质的递变规律推测元素的性质。


(3)比较不同周期，不同主族元素性质时，可借助“三角”规律进行推断。





若A、B、C三种元素位于元素周期表中如图所示位置，有关元素的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排列)。如原子半径：C>A>B；金属性：C>A>B；非金属性：B>A>C。





[针对训练1] 科学家预测原子序数为114的元素，具有相当稳定的同位素，它的位置在第七周期ⅣA族，称为类铅。关于它的性质，预测错误的是( )


A．它的最外层电子数为4


B．它的最高价氧化物的水化物是强酸


C．它具有＋2、＋4价


D．它的金属性比铅强


[解析] 由题意知，该元素位于ⅣA族铅元素下面，金属性比铅强，D正确；它的最高价氧化物的水化物应是碱，B不正确；因处于ⅣA族，其原子最外层有4个电子，A正确；由ⅣA族元素常见化合物(如CO、CO2、PbO2、PbSO4)可知，C正确．


[答案] B


知识点二 “位—构—性”关系及应用


1.元素的“位—构—性”之间的关系


同一元素的“位—构—性”关系可表示如下：





具体表现为：


(1)结构与位置的关系


结构eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(电子层数＝周期序数,最外层电子数＝主族序数))位置


(2)结构与性质的关系


结构eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(最外层电子数越少,电子层数越多))\a\vs4\al(越易失电子,还原性越强),\b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(最外层电子数越多,电子层数越少))\a\vs4\al(越易得电子,氧化性越强)))性质


(3)位置、结构和性质的关系





2．元素“位—构—性”规律中的特例


(1)绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(eq \\al(1,1)H)无中子。


(2)元素周期表中的周期一般是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始。


(3)所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。


(4)非金属单质一般不导电，但石墨是导体，晶体硅是半导体。


(5)氟无正价，氧无最高正价；在Na2O2中氧显－1价；在NaH中氢显－1价。


【典例2】 W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数的变化如图。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是 ( )





A．对应的简单离子的半径：XS，因此最高价氧化物的水化物的酸性：HClO4>H2SO4，B项正确；O的非金属性强于S的，因此O2与H2反应较S与H2反应剧烈，C项错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，因此N的原子半径大于O的，D项错误。


[答案] B


5．利用元素周期表，我们可以认识更多元素的性质。


(1)根据元素周期表来比较Mg和Cs的金属性，要通过另一种元素作中介或桥梁进行比较，这种元素是________(填元素符号)。


(2)元素周期表位于对角线的两种元素其性质相似称之为对角线规则。根据元素周期表对角线规则，金属Be单质及其化合物的性质与铝单质及其化合物的性质相似。


①已知2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，写出Be与NaOH溶液反应的离子方程式：_________________________________


_________________________________________________________。


②鉴别Be(OH)2和Mg(OH)2可选用的试剂为________。


(3)元素周期表中某一元素具有如下性质：


①该元素单质常被用作半导体材料。


②其单质与稀盐酸不反应，与氢氧化钠溶液反应可以放出氢气。


③其最高价氧化物既可以溶于浓盐酸，也可以溶于氢氧化钠溶液。


④其最高价氧化物对应的水化物既可以和酸反应，也可以和碱反应。在与盐酸反应时，1 ml这种最高价氧化物对应的水化物最多消耗4 ml·L－1的盐酸1 L。


请你写出这种元素在周期表中的位置：_________________________________________________________。


[解析] (1)比较元素的性质，可通过相邻元素进行，所以需要Na或Ba作中介；(2)根据质量守恒定律，可写出铍与NaOH溶液反应的离子方程式：Be＋2OH－===BeOeq \\al(2－,2)＋H2↑；(3)由①可知，该元素位于元素周期表金属元素与非金属元素分界线附近；由②知，该元素具有非金属性；由③、④知，该元素既具有金属性，又具有非金属性，且由④知，元素的最高正化合价为＋4价。因此，该元素位于金属与非金属元素分界线附近，位于ⅣA族，该元素为Ge元素。


[答案] (1)Na或Ba


(2)①Be＋2OH－===BeOeq \\al(2－,2)＋H2↑


②NaOH溶液 (3)第四周期第ⅣA族


课后作业(二十二)


[基础巩固]


一、元素周期表的区分及应用


1．下列说法错误的是( )


A．作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界线附近


B．农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内


C．构成催化剂的元素通常在元素周期表的左下方区域内


D．在周期表过渡元素中寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素


[解析] 构成催化剂的元素大多为过渡金属元素，在元素周期表的中间部分。


[答案] C


2．如图所示，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．虚线左下方的元素均为非金属元素


B．紧靠虚线两侧的元素都是具有金属性和非金属性的金属元素


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


[解析] A项，虚线左下方的元素均为金属元素，错误；B项，紧靠虚线两侧的元素不一定都是金属元素，如硅是非金属元素，错误；C项，元素周期表中的金属元素和非金属元素分界线附近的元素往往都既具有金属性，也具有非金属性，可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)，正确；D项，在过渡元素中可寻找耐高温材料，在非金属元素中寻找制农药的元素，错误。


[答案] C


3．某短周期主族元素R的最高正价与最低负价的代数和为4，下列叙述中不正确的是( )


A．R是第ⅣA族元素


B．R的气态氢化物化学式为H2R


C．R能形成两种氧化物RO2和RO3


D．R的气态氢化物的水溶液显酸性


[解析] 短周期的主族元素中，最高正价与最低负价代数和为4，最高正价只能是＋6，最低负价为－2，则R是第ⅥA族的硫元素，A项错误；S的气态氢化物的化学式为H2S，B项正确；硫可以形成SO2和SO3，C项正确；H2S的水溶液呈弱酸性，D项正确。


[答案] A


4．现在含有元素硒(Se)的保健品开始进入市场，已知硒元素与氧元素同主族，与钾元素同周期，则下列关于硒的叙述中不正确的是( )


A．原子序数为34


B．最高价氧化物的化学式为SeO3


C．非金属性比S强


D．气态氢化物化学式为H2Se


[解析] A项，硒元素与氧元素同主族，原子最外层有6个电子，原子核外有4个电子层，则其原子序数是2＋8＋18＋6＝34，正确；B项，Se最外层有6个电子，最高正化合价为＋6价，最高价氧化物的化学式为SeO3，正确；C项，同一主族自上而下，元素的非金属性减弱，所以Se比S的非金属性弱，错误；D项，Se与S同主族，其气态氢化物化学式为H2Se，正确。


[答案] C


二、“位—构—性”关系及应用


5．某元素X的气态氢化物与该元素的最高价氧化物对应的水化物反应生成盐，则该元素不可能具有的性质是( )


A．在周期表中处于第三周期ⅦA族


B．在周期表中处于第二周期ⅤA族


C．该氢化物比PH3稳定


D．常见化合价有－3、＋2、＋3、＋5等


[解析] X为N元素，处于第二周期ⅤA族，A项错误，B项正确；非金属性：N>P，则X的氢化物比PH3稳定，C项正确；N元素的常见化合价有－3、＋2、＋3、＋5等，D项正确。


[答案] A


6．镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。例如，它们的单质在过量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物等，下列关于锂的叙述不正确的是( )


A．Li2SO4能溶于水


B．LiOH是易溶于水、受热不分解的强碱


C．Li遇浓硫酸不产生“钝化”现象


D．Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2


[解析] 根据题中信息，将镁的有关性质进行迁移应用，可推测锂的有关性质。由Mg、Mg(OH)2、MgCO3、MgSO4的性质推测相应的Li及其化合物的性质。MgSO4易溶于水，Mg(OH)2是难溶、易分解的中强碱，Mg与浓硫酸能发生反应，MgCO3受热易分解生成MgO和CO2，故B项不正确。


[答案] B


7．Se、Br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是( )





A．原子半径：Br>Se>P


B．还原性：S2－>Se2－>Br－


C．Se在元素周期表中位于第四周期ⅥA族


D．Se、Br位于同一主族


[解析] 由图示信息可知Se为34号元素，Br为35号元素，Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左侧，原子半径：Se>Br，故A、D项错误；Se和S位于同一主族，且Se位于S的下一周期，故还原性：Se2－>S2－，B项错误；由图示信息可知Se位于第四周期ⅥA族，C项正确。


[答案] C


8．a、b、c、d、e、f、g七种短周期元素在周期表中的位置如图所示。以下说法正确的是( )





A．a、b、f三种元素的最高价含氧酸均是强酸


B．c、d、e三元素的最高价氧化物对应的水化物均是强碱


C．a、b、f、g四种元素的氢化物的热稳定性逐渐增强


D．e元素的单质既能与氢氧化钠溶液反应，又能与稀硫酸反应且均有氢气放出


[解析] 根据a、b、c、d、e、f、g七种短周期元素在周期表中的位置可判断分别是C、O、Na、Mg、Al、S、Cl。氧元素不存在含氧酸，且碳酸是弱酸，A项错误；Mg(OH)2是中强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物，B项错误；非金属性：O>Cl>S>C，所以氢化物稳定性是H2O>HCl>H2S>CH4，C项错误；e元素的单质铝既能与NaOH溶液反应，又能与稀硫酸反应且均有氢气放出，D项正确。


[答案] D


[能力提升]


9．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是( )


A．原子半径：XW


[解析] 设元素Y的原子序数为y，则y＋y＋10＝3×(y＋1)，解得y＝7，则Y为氮元素、X为硅元素、Z为氧元素、W为氯元素。原子半径：ZSi





D．用中文“”(à)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族


[解析] 因为非金属性：O>N>C(同周期)、C>Si(同主族)，所以非金属性：O>N>Si，元素的非金属性越强，其气态氢化物越稳定，则稳定性：H2O>NH3>SiH4，A正确；HCl是共价化合物，NaH是离子化合物，B正确；稀盐酸滴入CaCO3中有气泡产生，说明酸性：HCl>H2CO3，但HCl不是Cl元素的最高价含氧酸，不能根据HCl和H2CO3的酸性强弱比较Cl元素和C元素的非金属性强弱，C错误；第六周期0族稀有气体元素Rn为第86号元素，根据元素周期表的排布规律，第七周期可排布32种元素，86＋32＝118，故第118号元素位于第七周期0族，D正确。


[答案] C


12．下表为元素周期表的一部分，表中序号分别代表某一元素。请回答下列问题。





(1)①～⑩中，最活泼的金属元素是________(写元素符号，下同)，最不活泼的元素是________。


(2)①⑧的简单离子，其半径更大的是________(写离子符号)。


(3)⑧⑨的气态氢化物，更稳定的是________(填化学式)。


(4)元素的非金属性：⑥________⑦(填“>”或“