高中化学第四章物质结构元素周期律42元素周期律教案新人教版必修第一册

高中化学第四章物质结构元素周期律4.2元素周期律教课方案新人教版必修第一册高中化学第四章物质结构元素周期律4.2元素周期律教课方案新人教版必修第一册12/12高中化学第四章物质结构元素周期律4.2元素周期律教课方案新人教版必修第一册第二节元素周期律核心微网络涵养新目标,1．认识1～18号元素原子结构特色。2．以第三周期为例，学会从不相同角度解析元生性质的周期性变化。3．理解元素周期律的含义。4．学会元素周期表和元素周期律的实质应用。[预习新知]一、元素周期律1．主族元素的周期性变化规律内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)电子层数相同依次增大原子结构最外层依次增加1个相同电子数原子半径逐渐减小逐渐增大金属性逐渐减弱逐渐增强非金属性逐渐增强逐渐减弱元素的性质一般，最高正价：＋1→＋最高正价数＝主族序数(O、F主要化合价7，负化合价：－4→－1除外)，负化合价＝主族序数－8最高价氧酸性逐渐增强酸性逐渐减弱化物对应化合物碱性逐渐减弱碱性逐渐增强水化物的性质牢固性逐渐增强牢固性逐渐减弱氢化物还原性逐渐减弱还原性逐渐增强元素周期律二、元素周期表和元素周期律的应用1．金属元素和非金属元素的分区及性质递变规律族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0周期-1-1234567位于周期表中金属和非金属元素分界线周边的元素(如Al、Si等)既能表现金属性，又能表现非金属性。2．元素化合价与其在周期表中的地址关系3．元素周期表和元素周期律的应用[即学即练]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，简单离子半径也逐渐减小()(2)第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递加到＋7( )(3)元素的原子得电子越多，非金属性越强；失电子越多，金属性越强()(4)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素必然是非金属元素()(5)元素的非金属性越强，其氧化物对应的水化物酸性越强()(6)元素的非金属性越强，气态氢化物越牢固，其水溶液的酸性越强()(7)P的非金属性强于Si，H3PO比HSiO的酸性强()423(8)元素周期表中位于金属与非金属元素分界线周边的元素属于过渡元素()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×2．以下关于元素周期律的表达正确的选项是( )A．随着元素原子序数的递加，原子最外层电子数总是从1到8重复出现B．随着元素原子序数的递加，元素最高正价从＋1到＋7重复出现C．随着元素原子序数的递加，元素的最低负价从－7到－1重复出现-2-D．金属元素无负化合价，随着元素原子序数的递加，元素最低负价从－4到－1重复出现解析：第一周期中原子最外层电子数从1到2，故A项错；第二周期最高正价从＋1到＋5，B项错误；元素的最低负价为－4价，没有－7价，故C项错误。答案：D3．以下各组元生性质或原子结构递变情况错误的选项是( )A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增加B．P、S、Cl元素最高正化合价依次高升C．N、O、F最高正化合价依次增大D．Na、K、Rb的电子层数依次增加解析：O、F无正价。答案：C4．元生性质表现周期性变化的根根源因是( )A．原子半径呈周期性变化B．元素化合价呈周期性变化C．电子层数逐渐增加D．元素原子的核外电子排布呈周期性变化答案：D5．在第三周期元素中，除稀有气体元素外：原子半径最小的元素是________(填元素符号)。金属性最强的元素是________(填元素符号)。最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(用化学式回答，下同)。最不牢固的气态氢化物是________。最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。氧化物中拥有两性的是________________________________________________________________________。解析：(1)第三周期元素从左到右原子半径逐渐减小，原子半径最小的是Cl。(2)金属性最强的元素在最左边，应为Na。非金属性最强的元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性最强，氯的非金属性最强，其对应的酸是HClO4。非金属性最弱的元素Si的气态氢化物最不牢固。金属性最强的Na对应的NaOH的碱性最强。铝的氧化物Al2O3拥有两性。答案：(1)Cl(2)Na(3)HClO4(4)SiH4(5)NaOH(6)AlO23技术涵养目标一元素周期律的详尽应用[例1]X、Y两元素是同周期的非金属主族元素，若是X原子半径比Y的大，下面说法正确的选项是()A．最高价氧化物对应水化物的酸性，X的比Y的强B．X的非金属性比Y的强C．X的阴离子比Y的阴离子还原性强D．X的气态氢化物比Y的牢固【解析】X原子半径比Y的大，说明X在Y的左边，原子序数X比Y小，X的非金属性比Y的弱，因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱，X的阴离子比Y的阴离子还原性强，X的气态氢化物不如Y的牢固。【答案】C[提升1]已知33As、35Br位于同一周期。以下关系正确的选项是()A．原子半径：As>Cl>PB．热牢固性：HCl>AsH3>HBrC．还原性：As3－>S2－>Cl－-3-D．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4解析：As与P同主族，P与Cl同周期，原子半径As>P>Cl，A项错；Cl与Br同主族，As与Br同周期，热牢固性，HCl>HBr>AsH3，B项错；元素非金属性越强，其阴离子的还原性越弱，即离子的还原性：As3－>S2－>Cl－，C项正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，因此酸性强弱为：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，D项错误。答案：C简单粒子半径大小的比较方法“一看”电子层数：当电子层数不相同时，电子层数越多，半径越大。“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同，即同种元素的不相同粒子，核外电子数越多，半径越大。[核心能力]与元素周期律相关的“四个”周期性变化1．元素原子核外电子排布的周期性变化规律：随着原子序数的递加，元素原子的最外层电子排布表现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。2．元素原子半径的周期性变化规律：随着原子序数的递加，元素的原子半径表现由大到小的周期性变化。3．元素主要化合价的周期性变化规律：随着原子序数的递加，元素的最高正化合价表现＋1→＋7，最低负化合价表现－4→－1的周期性变化。4．元素金属性、非金属性的周期性变化(1)Na、Mg、Al金属性的比较规律NaMgAl(同周期从左到右)单质与水(或酸)与冷水激烈反与冷水几乎不反与酸反响较快，从水或酸中置换-4-反响应，产生氢气应，与开水反响放出氢气H2能力逐渐减弱缓慢，放出氢气；与酸反响激烈，放出氢气最高价氧化物对Al(OH)3两性氢最高价氧化物对应的水化物碱性NaOH强碱应的水化物碱性Mg(OH)2中强碱氧化物强弱逐渐减弱(2)Si、P、S、Cl非金属性的比较规律SiPSCl(同周期从左到右)单质与氢气磷蒸气与氢光照或点燃与H2化合能高温加热时发生爆炸反响的条件气能反响力逐渐增强而化合形成的气态SiH4很不稳3氢化物牢固氢化物的热PH不H2S受热分解HCl牢固定牢固性逐渐增强牢固性最高价氧化3424HClO最高价氧化物对应的水HPOHSO4物对应的水H2SiO3弱酸化物(含氧中强酸强酸强酸(比H2SO4酸性强)化物酸性逐酸)酸性强弱渐增强结论：随着原子序数的递加，元素的金属性、非金属性表现周期性的变化。NaMgAlSiPSCl――→金属性减弱，非金属性增强金属性、非金属性强弱的实质是失、得电子能力，而不是失、得电子个数。在比较非金属性强弱时必然是简单的气态氢化物的牢固性，而不是氢化物的熔沸点高低；是最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，必然重申最高价。目标二元素“位、构、性”的综合判断[例2]金属元素(前18号)甲～戊在元素周期表中的相对地址以下列图，以下判断中正确的是()甲乙丙丁戊A.原子半径：丙<丁<戊B．金属性：甲>丙C．氢氧化物碱性：丙>丁>戊D．最外层电子数：甲>乙【解析】丙、丁、戊同周期，原子半径：丙>丁>戊；甲、丙同主族，金属性：甲<丙；氢氧化物碱性：丙>丁>戊；甲、乙同周期，最外层电子数：甲<乙。【答案】C[提升2]X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息以下表所示：XYZMRQ原子半径/nm0.1860.0740.0990.143主要化合价－4，＋4－2－1，＋7＋3其他阳离子核半导体资料焰色反响外无电子呈黄色(1)R在元素周期表中的地址是________；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系为________。(2)Z的单质与水反响的化学方程式为________。(3)Y与R对照，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，以下事实能证明这一结论的是________(填字母)。-5-a．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态b．牢固性：XR>YX4c．最高价氧化物对应的水化物的酸性：HRO4>H2YO3(4)依照表中数据推测Y的原子半径的范围：________nm<rY<________nm。(5)甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物对应的水化物，且甲＋乙―→丙＋水，则丙的化学式为________(写一种即可)。解析：由题中所给信息可知，X为H，Y为Si，Z为Na，M为O，R为Cl，依照原子半径和Q的主要化合价为＋3，可知Q为Al。(4)由同周期元素原子半径的递变规律，知rCl<rSi<rAl，因此0.099nm<rSi<0.143nm。(5)题中元素的最高价氧化物对应的水化物能相互反响生成水：NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，因此丙为NaAlO2(其他合理答案也可)答案：(1)第三周期第ⅦA族互为同位素(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(3)Clbc(4)0.0990.143(5)NaAlO2在比较元素的性质时，有时需要借助参照物，如比较Ca(OH)2和Al(OH)3的碱性大小，可借助镁，三种元素在周期表中的地址如图，故金属性是Ca>Mg>Al，故碱性是Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3。镁铝钙[核心能力]“位、构、性”三者关系决定原子结构――→元素在周期表中的地址。最外层电子数＝主族序数原子结构地址。电子层数＝周期数决定(2)原子结构――→元素的化学性质。最外层电子数越少，电子层数越多，越易失电子，还原性越强原子结构性质。最外层电子数越多，电子层数越少，越易得电子，氧化性越强表现(3)元素在周期表中的地址――→原子结构和元生性质。或推测解读“位、构、性”学考议论1．元素在周期表中的地址，反响了元素的原子结构和元素的性质。以下说法正确的选项是-6-( )A．同一元素不能能既表现金属性又表现非金属性B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族族序数C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子牢固结构D．同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完好相同解析：第三周期的Al元素，既有金属性，又有非金属性，故A错误；H＋最外层无电子，Li＋最外层2个电子，因此其实不是所有的短周期元素原子形成离子后，最外层都达到8电子牢固结构，故C错误；同主族元素的原子，化学性质有相似性，但其实不完好相同，故D错误。答案：B2．某元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO3。这种元素的气态氢化物的化学式是( )A．HXB．HX2C．XH3D．XH44个电子，其最低负价为－4价，氢化物为XH，解析：由HXO知X呈＋4价，则最外层有234应选D。答案：D已知短周期主族元素X、Y、Z在元素周期表中的地址以下列图，以下说法正确的选项是( )A．原子半径：Z>Y>XB．X元素位于第二周期C．气态氢化物的牢固性：X>Y>ZD．最高价氧化物对应的水化物的酸性：Y>Z>X解析：由X、Y、Z为短周期元素及三者地址可推测X元素位于第二周期，B正确；原子半径Z>X>Y，A错误；非金属性越强，对应的气态氢化物越牢固，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，因非金属性Y>X>Z，则气态氢化物牢固性Y>X>Z，最高价氧化物对应水化物的酸性Y>X>Z(X、Y不是O、F)，若X、Y为O、F则无最高价氧化物，C、D错误。答案：B4．以下排列序次正确的选项是( )①热牢固性：22HO>HF>HS②还原性：F－<Cl－<Br－<I－34244③酸性：HPO>HSO>HClO④碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3A．①③B．②④C．①④D．②③解析：①中O、F属于同周期元素，氢化物的牢固性：HF>H2O；②F、Cl、Br、I属于同一主族，其简单阴离子的还原性逐渐增强，即还原性F－<Cl－<Br－<I－；③P、S、Cl属于同周期元素，其最高价氧化物的水化物的酸性：HClO>HSO>HPO；④因金属性Na>Mg>Al，因此碱性42434NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。答案：B5．已知钡的活动性介于钠和钾之间，以下表达正确的选项是( )A．钡与水反响不如钠与水反响激烈B．钡能够从KCl溶液中置换出钾C．氧化性：K＋>Ba2＋>Na＋D．碱性：KOH>Ba(OH)2>NaOH-7-解析：由于钡的活动性比钠强，因此钡与水反响比钠与水反响更激烈，A错误；钡的活动性不如钾且先与KCl溶液中的水发生反响，故不能够置换出钾，B错误；由于金属性：K>Ba>Na，故氧化性：Na＋>Ba2＋>K＋，C错误；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，则碱性KOH>Ba(OH)2>NaOH，D正确。答案：D6．下表是周期表中的一部分，依照A～I在元素周期表中地址，用元素符号或化学式回答以下问题：族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA01A2DEGI3BCFH表中元素，化学性质最不爽朗的是________，只有负价而无正价的是________，氧化性最强的单质是________，还原性最强的单质是________。(2)元素的最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的是________，酸性最强的是________，呈两性的是________。(3)A分别与D、E、F、G、H形成的化合物的化学式分别为______________，最牢固的是________。在B、C、D、E、F、G、H中，原子半径最大的是________。解析：依照元素在元素周期表中地址，可推出A～I元素分别为H、Na、Al、C、N、P、F、S、Ne。联系相应递变规律，这些元素中，Ne是稀有气体，性质最牢固；氟元素原子得电子能力最强，只有负价没有正价，其单质氧化性最强，气态氢化物最牢固；钠元素原子失电子能力最强，其单质还原性最强；最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是NaOH，H2SO4酸性最强，Al(OH)3呈两性。原子的电子层数越多，半径越大；电子层数相同的原子，核电荷数越大，半径越小，故原子半径最大的是Na。答案：(1)NeFF2Na(2)NaOHH2SO4Al(OH)3(3)CH4、NH3、PH3、HF、H2SHF(4)Na练后感悟元素“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，只有氢11(2)元素周期表中的周期一般都是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始的。(3)所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。(4)非金属氧化物一般是酸性氧化物，但NO、CO等不是酸性氧化物。(5)氟、氧无正价：在NaO中氧显－1价；在NaH中氢显－1价。22课时作业18元素周期律[学业达标]1．关于第2周期元素从左到右(稀有气体元素除外)，以下说法中不正确的选项是( )A．原子半径逐渐减小B．最外层电子数逐渐增加C．最高正化合价逐渐高升-8-D．元素的非金属性逐渐增强答案：C2．以下关于微粒半径的说法正确的选项是( )A．电子层数少的元素原子半径必然小于电子层数多的元素原子半径B．核外电子层结构相同的单核微粒其半径相同C．质子数相同的不相同单核微粒，电子数越多数径越大D．原子序数越大，原子半径越大解析：Li的原子半径大于Cl的原子半径，A、D两项错误；关于核外电子层结构相同的单核离子和原子，其半径是不相同的，B项错误。答案：C3．已知几种元素的原子半径以下表所示。原子PClOF半径/pm110996664依照以上数据，推测S原子的半径可能是( )A．88pmB．104pmC．71pmD．40pm解析：由元素周期律可知，S原子的半径应介于P原子与Cl原子之间，B项正确。答案：B4．以下各组元素中，按从左到右的序次，原子序数递加、元素的最高正化合价也递加的是( )A．C、N、O、FB．Na、Be、B、CC．P、S、Cl、ArD．Na、Mg、Al、Si解析：A项和C项原子序数递加，而A项中O、F无正价，C项中Ar化合价为0价；B项中的原子序数不完好呈递加性变化；D项中原子序数和最高正化合价均呈递加趋势。答案：D5．某元素R的最高价氧化物化学式为RO2，且R的气态氢化物中氢的质量分数为25%。此元素是( )A．CB．NC．SiD．S解析：本题涉及到元素的最高正价与负价的换算，由最高价氧化物的化学式RO2可知它的最高正价为＋4，则负价为－4，因此其气态氢化物化学式为RH4，依照已知条件可求得R的相对原子质量为12，即碳元素。答案：A6．不能够说明钠的金属性比镁强的事实是( )A．钠的最高化合价为＋1，镁的最高化合价为＋2B．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强C．钠与冷水反响激烈，镁与冷水反响缓慢D．在熔融状态下，钠能够从MgCl2中置换出镁解析：金属性是指元素原子失去电子的能力，与失电子数的多少没关，A项错误；金属性强弱的证明方法常有：最高价氧化物对应水化物的碱性强弱(B项)、单质与水(或非氧化性酸)反响的激烈程度(C项)、单质之间的置换反响(D项)等，因此B、C、D三项均正确。答案：A7．以下事实，不能够说明氯元素的非金属性比硫元素强的是( )A．氯气与H2S能发生置换反响B．HClO4酸性比H2SO4强C．盐酸是强酸，氢硫酸是弱酸D．受热时，氯化氢比硫化氢牢固解析：不能够用氢化物的水化物的酸性强弱来比较元素的非金属性强弱。答案：C8．以下相关性质的比较，不能够用元素周期律讲解的是( )A．酸性：H2SO4>H3PO4-9-B．非金属性：Cl>BrC．碱性：NaOH>Mg(OH)2D．热牢固性：Na2CO3>NaHCO3HSO>HPO；B解析：A项，非金属性：S>P，能够推出最高价氧化物对应水化物的酸性：2434项，依照Cl和Br在周期表中的地址能够推出非金属性：Cl>Br；C项，金属性：Na>Mg，能够推出最高价氧化物对应水化物的碱性：NaOH>Mg(OH)。以上三个选项都能用元素周期律讲解，2而无法依照元素周期律判断D项中盐的热牢固性。答案：D9．短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的地址以下列图。以下说法中，正确的选项是()A．W的最高价氧化物对应的水化物是强酸B．Y的原子半径在同周期主族元素中最大C．W的非金属性比Z的弱D．Z的气态氢化物的牢固性在同主族元素中最强答案：A10．短周期中三种元素a、b、c在周期表中的地址如图，以下相关这三种元素的表达正确的是( )A．a是一种爽朗的非金属元素B．c的最高价氧化物的水化物是一种弱酸C．b的氢化物很牢固D．b元素的最高化合价为＋7价解析：依照元素周期表可判断出a、b、c分别为He、F、S，比较选项，C正确。答案：C11．以下说法正确的选项是()A．在元素周期表中金属与非金属分界线左边的元素均为金属元素B．Na、Mg、Al的还原性依次减弱C．F、Cl、Br的非金属性依次增强D．NaOH、KOH、Mg(OH)2的碱性依次减弱解析：在元素周期表中金属在分界线左边，但分界线左边的其实不都是金属元素，如氢元素，A错；Na、Mg、Al位于同一周期，依照元素周期律，其还原性依次减弱，B正确；F、Cl、Br位于同一主族，依照元素周期律，其非金属性依次减弱，C错；K的金属性强于Na，KOH碱性强于NaOH，D错。答案：B12．我国的纳米技术基础研究能力已跻身于世界前列，比方曾作为我国两年前十大科技成就之一的就是一种合成纳米资料，化学式为RN。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．第三周期ⅤA族B．第四周期ⅢA族C．第五周期ⅢA族D．第四周期ⅤA族N元素，因Rn＋中R元素显正价，N元素在RN解析：R元素在化合物RN中的化合价取决于中显－3价，故R元素离子应为R3＋，则R原子含31个电子，其质子数为31，核外电子排布为，因此应为第四周期ⅢA族，故应选B。答案：B-10-13．现有以下短周期元生性质的数据，以下说法正确的选项是()①②③④⑤⑥⑦⑧原子半径0.741.601.521.100.991.860.750.82(10－10m)最高或最－2＋2＋1＋5；＋7；＋1＋5；＋3低化合价－3－1－3A．⑧号元素为铝元素B．②、③2种元素处于同一周期C．上述8种元素中元素⑤的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强D．④元素的气态氢化物的牢固性比⑦元素的氢化物强解析：第一依照元素的原子半径和化合价推知⑤为Cl元素，④和⑦分别为P和N元素，①为O元素，②为Mg元素，③为Li元素，⑥为Na元素。⑧号元素的原子半径小于④号元素磷，不能能是Al元素而只能是B元素(也不是可能显＋3价的N、P元素)。由Mg和Li不相同周期、HClO4的酸性最强、PH3的牢固性比NH3弱，可判断答案为C。答案：C14．W、X、Y、Z是四种常有的短周期元素，其原子半径随原子序数变化以下列图。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的单质是一种常有的半导体资料；Z的非金属性在同周期元素中最强。以下说法不正确的选项是( )A．对应简单离子半径：X<WB．对应简单气态氢化物的牢固性：Y<ZC．与Z元素同主族的元素最高价态均为＋7D．Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反响解析：依照题目所给信息可推出W为O，X为Na，Y为Si，Z为Cl。A项，依照核外电子数相同的简单离子，原子序数越大，半径越小可知，对应简单离子半径：Na＋<O2－，正确；B项，元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越牢固，故HCl的牢固性强于SiH4，正确；C项，第ⅦA族元素中F元素无正价，错误；D项，SiO2能够与NaOH溶液反响生成盐和水，正确。答案：C15．元素周期表是学习化学的重要工具，它承载着好多信息和规律。下表所列的是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089nm)：元素代号ABCDE原子半径/nm0.1600.1430.1020.0990.074主要化合价＋2＋3＋6、－2－1－2用元素代号标出它们在周期表中的对应地址(以下为周期表的一部分)。(2)B元素处于周期表中第______周期第______族。(3)B的最高价氧化物对应的水化物与C的最高价氧化物对应的水化物反响的离子方程式为_____________________________________