2024-2025学年新教材高中化学第1章原子结构元素周期律第3节第1课时认识同周期元素性质的递变规律教案鲁科版必修第二册VIP

PAGE9-第1课时相识同周期元素性质的递变规律发展目标体系构建1.通过分析第三周期元素性质的改变规律，相识同周期元素性质的递变规律及其与原子结构的关系，学会利用“证据推理与模型认知”的思维解决实际问题。2.能通过Na、Mg、Al有关试验探究同周期元素性质的改变，培育科学探究精神与创新意识。一、第3周期元素原子得失电子实力的比较1．钠、镁、铝三种元素失电子实力的比较试验方案试验操作试验现象试验结论镁和铝与酸的反应两支试管内都有无色气泡冒出，但放Mg的试管中生成气体速率较快镁、铝都能置换出酸中的氢，但镁更简洁，反应的化学方程式为Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑比较NaOH、Mg(OH)2的碱性强弱加入NaOH溶液后产生白色沉淀，把沉淀分成两份，其中一份加入稀盐酸，沉淀溶解，另一份加入NaOH溶液，沉淀不溶解碱性由强到弱的依次为NaOH>Mg(OH)2比较NaOH、Al(OH)3的碱性强弱加入NaOH溶液后产生白色沉淀，把沉淀分成两份，其中一份加入稀盐酸，沉淀溶解，另一份加入NaOH溶液，沉淀溶解反应的离子方程式：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O；Al(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－。Al(OH)3表现两性，碱性比NaOH和Mg(OH)2弱结论钠、镁、铝元素原子失去电子实力：Na>Mg>Al2.硅、磷、硫、氯四种元素原子得电子实力的比较元素SiPSCl单质与H2反应条件高温、生成少量化合物磷蒸气与H2能反应需加热光照或点燃、猛烈反应单质与H2化合的难易由难到易气态氢化物化学式SiH4PH3H2SHCl稳定性很不稳定不稳定较稳定很稳定由弱到强最高价氧化物SiO2P2O5SO3Cl2O7最高价氧化物对应的水化物化学式H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4酸性弱酸中强酸强酸强于硫酸由弱到强结论硅、磷、硫、氯元素原子得电子实力：Si<P<S<Cl二、同周期元素原子的得失电子实力的改变规律及缘由1．改变规律同周期的主族元素从左到右，元素原子的得电子实力渐渐增加，失电子实力渐渐减弱。2．同周期主族元素的性质递变的缘由同周期主族元素的原子，核外电子层数相同，随着核电荷数的递增：1．推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)熔点、硬度：Al>Na，故金属性：Na>Al。 ()(2)金属原子失电子越多，还原性越强。 ()(3)PH3的稳定性比SiH4强。 ()(4)同一周期元素的原子，半径越小越简洁失去电子。 ()(5)第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增加。 ()[答案](1)×(2)×(3)√(4)×(5)×2．对于第三周期从左到右的主族元素，下列说法中不正确的是()A．原子半径渐渐减小B．电子层数渐渐增多C．最高化合价的数值渐渐增大D．元素的非金属性渐渐增加B[同周期主族元素具有相同的电子层数，随着核电荷数的增加原子半径渐渐减小，故A正确，B错误；同周期主族元素从左到右原子最外层电子数渐渐增多，对应的最高化合价的数值渐渐增大，故C正确；同周期主族元素从左到右金属性渐渐减弱，非金属性渐渐增加，故D正确。]3．请依据周期表中第3周期主族元素相关学问，回答下列问题。(1)原子半径最小的元素的原子结构示意图为________，金属性最强的元素是________(填元素符号)；氧化性最弱的简洁阳离子是________(填离子符号)。(2)最不稳定的气态氢化物是________(填化学式)。(3)最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的是________(填化学式，下同)，酸性最强的是________，显两性的是________，该两性氢氧化物与盐酸、烧碱溶液分别反应的离子方程式为_____________、______________。[解析](1)第3周期元素(Ar除外)从左到右原子半径渐渐减小，元素的金属性渐渐减弱，金属阳离子的氧化性增加，原子半径最小的元素是Cl，金属性最强的是Na，Na＋的氧化性最弱。(2)非金属性最弱的非金属元素Si的气态氢化物最不稳定。(3)金属性最强的钠对应的NaOH的碱性最强，非金属性最强的氯对应的HClO4的酸性最强。[答案](1)NaNa＋(2)SiH4(3)NaOHHClO4Al(OH)3Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－同周期主族元素性质递变规律(素养养成——宏观辨识与微观探析)(1)甲、乙试管中滴加过量NaOH溶液的过程中有什么现象发生？试写出相关反应的离子方程式。提示：甲中产生白色沉淀，滴加过量NaOH溶液白色沉淀不溶解；反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓。乙中起先产生白色沉淀，随后溶解；反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－。(2)通过甲、乙、丙三个试验探究酸、碱性的强弱，试归纳同一周期主族元素的原子结构与元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性之间的改变规律。提示：同一周期主族元素从左到右，随着原子序数的增大，元素最高价氧化物对应的水化物碱性渐渐减弱，酸性渐渐增加。项目同周期主族元素(从左到右)最外层电子数由1递增至7(第1周期除外)主要化合价最高正价：＋1→＋7(O、F除外)负价：－4→－1原子半径渐渐减小得、失电子实力失电子实力减弱，得电子实力增加单质的氧化性、还原性还原性减弱，氧化性增加最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性减弱，酸性增加非金属的氢化物形成由难到易，稳定性由弱到强金属单质与水、酸反应越来越难同周期元素性质递变的几个易错点(1)相对原子质量随原子序数的递增，不呈周期性改变。(2)在元素周期表中，无氧酸的酸性改变规律与元素非金属性的改变规律不一样。其规律是左弱右强，上弱下强。如非金属性：S<Cl，酸性：氢硫酸<盐酸；非金属性：F>Cl，而酸性：氢氟酸(HF)<盐酸。【例1】下列依次排列错误的是()A．原子半径：O<S<NaB．稳定性：PH3>H2S>HClC．酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4D．碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3B[A项，O的电子层数比S的少，半径比S小，S与Na的电子层数相同，Na核电荷数较小，半径较大；P、S、Cl同周期，原子序数依次增大，氢化物稳定性依次增加；最高价氧化物对应水化物的酸性依次增加；Na、Mg、Al同周期，原子序数依次增大，最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱。]1．同周期三种元素X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别是HXO4、H2YO4、H3ZO4，下列推断正确的是()A．含氧酸的酸性：HXO4<H2YO4<H3ZO4B．阴离子还原性按X、Y、Z依次减弱C．气态氢化物稳定性按X、Y、Z依次减弱D．原子半径按X、Y、Z依次减小C[HXO4、H2YO4、H3ZO4，X、Y、Z的最高正价分别为＋7、＋6、＋5，所以X、Y、Z的原子序数依次减小，同周期元素自右向左，酸性：H3ZO4<H2YO4<HXO4，A不正确；阴离子的还原性：X－<Y2－<Z3－，B不正确；气态氢化物的稳定性：ZH3<H2Y<HX，C正确；原子半径：X<Y<Z，D不正确。]2．依据原子结构及元素周期律的学问，下列推断正确的是()A．ⅠA族元素的金属性比ⅡA族元素的金属性强B．ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素C．第2周期元素从左到右，最高正化合价从＋1递增到＋7D．第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增加B[比较元素性质时没有指明同周期，A不正确；同周期元素的金属性从左到右渐渐减弱，故ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素，B项正确；第2周期元素中，O元素无＋6价、F元素没有正价，则第2周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋5，C不正确；没有指明最高价含氧酸的酸性，D不正确。]元素原子得失电子实力强弱的推断依据1.元素原子失去电子实力强弱的推断依据(1)金属活动性依次表中越靠前，金属原子失电子实力越强。(2)同一周期的金属元素，从左往右，原子失电子实力依次减弱。(3)金属与水或酸置换出氢时，置换反应越简洁发生，金属原子失电子实力越强。(4)金属与盐溶液反应，较活泼金属(失电子实力强)置换出较不活泼的金属。(5)最高价氧化物对应的水化物碱性越强，失电子实力越强。2．元素原子得电子实力强弱的推断依据(1)同周期的非金属元素，从左到右得电子实力依次增加(不包括稀有气体)。(2)非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，得电子实力越强。(3)非金属元素的单质与氢气化合越简洁，得电子实力越强；生成的气态氢化物越稳定，得电子实力越强。(4)不同的非金属单质M和N在溶液中发生置换反应，若M能置换出N，则得电子实力：M>N。【例2】下列有关叙述：①非金属单质M能从N的化合物中置换出非金属单质N；②M原子比N原子简洁得到电子；③单质M跟H2反应比N跟H2反应简洁得多；④气态氢化物水溶液的酸性HmM＞HnN；⑤氧化物对应水化物的酸性HmMOx>HnNOy；⑥熔点M>N，能说明M比N的非金属性强的是()A．①②③ B．②⑤C．①②③④⑤ D．全部A[依据非金属单质间的置换反应可推断M比N的非金属性强，故①正确；依据得电子的难易程度可以推断M比N的非金属性强，故②正确；依据单质与H2反应的难易程度可以推断M比N的非金属性强，故③正确；依据气态氢化物水溶液的酸性不能推断M、N的非金属性强弱，故④错误；假如不是最高价氧化物对应水化物的酸性则不能推断M、N的非金属性强弱，故⑤错误；熔点属于物理性质，其凹凸与化学性质无关，故⑥错误。综合分析应选A。](1)不能依据得电子的多少来推断非金属性强弱。(2)不能依据气态氢化物水溶液的酸性强弱推断非金属性强弱。(3)必需是最高价氧化物对应的水化物酸性比较才能说明非金属性强弱。1．下表是分别含元素X、Y的物质性质的比较及得出的结论，其中结论不正确的是()物质性质的比较结论A最高价氧化物的水化物X(OH)m比Y(OH)n碱性强金属性X比Y强B气态氢化物HmX比HmY的热稳定性强非金属性X比Y强CX的最高化合价比Y的最高化合价高金属性X比Y强D常温下，X(金属)单质与盐酸反应比Y(金属)单质与水反应猛烈不能确定X与Y的金属性强弱C[金属元素最高价氧化物的水化物碱性越强，该元素的金属性越强，A项正确；非金属元素气态氢化物的热稳定性越强，该元素的非金属性越强，B项正确；元素的金属性与元素最高化合价的凹凸无关，C项错误；两种不同的金属单质分别与盐酸、水反应，由于反应的环境不同，因此反应的猛烈程度不能说明X与Y的金属性强弱，D项正确。]2．能证明Al的金属性比Mg弱的试验事实是()A.Al的导电性比Mg强B.Al的原子半径比Mg小C.Al(OH)3能溶于NaOH溶液，而Mg(OH)2则不能D.Mg(OH)2的溶解度比Al(OH)3的溶解度略大[答案]C1．下列物质能与盐酸反应且反应最慢的是()A.Al B．MgC.K D．SA[元素的金属性越弱，其单质与酸反应越慢。单质硫与盐酸不反应，铝的金属性比镁、钾都弱，故A项正确。]2．下列事实不能用于推断金属元素失电子实力强弱的是()A.金属间发生的置换反应B.1mol金属单质在反应中失去电子的多少C.金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱D.金属元素的单质与水或酸置换出氢气的难易B[活泼性强的金属能置换出活泼性弱的金属；最高价氧化物对应水化物碱性越强，元素原子失电子实力越强；金属越活泼越简洁置换出氢。]3．(素养题)硫、氯及其化合物对环境有着重要的影响，在化工生产和日常生活中的用途也非常广泛，如用作漂白剂、沉淀剂、农药、化肥等。下列不能说明氯的得电子实力比硫强的事实是()①HCl比H2S稳定；②HClO氧化性比H2SO4强；③HClO4酸性比H2SO4强；④Cl2能与H2S反应生成S；⑤氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子；⑥Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS。A.②⑤ B．①②C.①②④ D．①③⑤A[气态氢化物稳定性越高，非金属性越强，故①可以说明；只有最高价氧化物对应的水化物酸性越强，则非金属性才越强，故②不能说明，③可以说明；Cl2能置换出H2S中的S，故④可以说明；最外层电子数的多少不能说明非金属性的强弱，故⑤不能说明；⑥中Fe与Cl2、S分别反应生成FeCl3、FeS，说明非金属性Cl>S。综上所述，②⑤不能说明氯的得电子实力比硫强的事实。]4．X、Y、Z三种元素位于周期表中同一周期，它们的最高价氧化物分别为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物，则三种元素原子序数的大小依次为()A.X>Y>Z B．Y>Z>XC.X>Z>Y D．Z>X>YC[依据X、Y、Z三种元素的最高价氧化物分别为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物可知，Y为金属元素，X为非金属元素，Z处于X和Y之间。同周期主族元素随着原子序数的递增，元素的金属性渐渐减弱，非金属性渐渐增加，则三种元素在周期表中的位置关系是，故原子序数关系为X>Z>Y。]5．为探究Na、Mg、Al的活动性依次，某课外小组同学进行了如下试验：试验步骤1.将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中。2．将一小段用砂纸打磨后的镁带放入试管中，加入少量水，加热至水沸腾，冷却后，向试管中滴加酚酞溶液。3．将一小段镁带投入稀盐酸中。4．将一小片铝投入稀盐酸中。他们记录的试验现象有：试验现象①猛烈反应，快速生成大量的气体。②浮在水面上，熔成小球，不断游动，小球渐渐变小且最终消逝，溶液变红。③反应不猛烈，产生无色气体。④有气体产生，溶液变成红色。请帮助该小组同学补充下列试验报告中的内容。(1)在下表中填写与试验步骤相对应的试验现象的序号：试验步骤1234试验现象(2)写出钠与水反应的化学方程式：_____