高中化学必修1物质结构 元素周期律（3）教学设计

高中化学必修 1 物质结构 元素周期律（3）教学设计 授课人：董 xx ①掌握原子构成及构成原子的微粒间的关系； 教学目标： ②理解元素周期律的实质及元素周期表的结构； ③掌握化学键的概念和判断。 教学重点： 元素周期律的实质及元素周期表的结构 教学难点： 核外电子排布规律及有关规律 教学方法： 分析比较法 教学过程： 第三课时 基础知识精析 三、元素周期律 1．元素周期律 （1）原子序数：按照核电荷数由小到大的顺序给元素编号，这种序号叫做 原子序数。 （2）元素周期律：元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化，这 个规律叫元素周期律。 元素周期律中元素的性质指的是：原子半径、元素的金属性、非金属性、元 素的主要化合价。 （3）实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变 化的必然结果。 2．判断元素金属性和非金属性强弱的方法：①元素的金属性强弱判断： a.与水或酸反应置换出氢的难易；b.最高价氧化物对应水化物的碱性强弱； c.金属活动顺序表；d．原电池的正负极；e.金属在盐溶液中的置换反应去判断； f.利用电解池。 ②元素的非金属性强弱判断： a.单质与 H2 化合的难易及氢化物的稳定性；b．气态氢化物的还原性；c.最 高价氧化物对应水化物的酸性；d．非金属间的置换反应等方面去判断。 ③利用原子结构和周期表判断： 原子半径越大，最外层电子数越少，金属性越强，非金属性越弱；原子半径 越小，最外层电子数越多，非金属性越强，金属性越弱。 深度思考 (1)下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子强的是________。 ①HCl 的溶解度比 H2S 大　②HCl 的酸性比 H2S 强　③HCl 的稳定性比 H2S 大　④HCl 的还原性比 H 2S 弱　⑤HClO 4 的酸性比 H2SO4 强　⑥Cl 2 与铁反应生 成 FeCl3，而 S 与铁反应生成 FeS　⑦Cl2 能与 H2S 反应生成 S　⑧在周期表中 Cl 处于 S 同周期的右侧　⑨还原性：Cl－＜S2－ (2)有三种金属元素 A、B、C，在相同条件下，B 的最高价氧化物的水化物的 碱性比 A 的最高价氧化物的水化物的碱性强；若将 A、C 相连后投入稀硫酸中， 发现 C 表面有明显气泡产生。则这三种金属元素的原子失电子能力由强到弱的 顺序是________。答案　(1)③④⑤⑥⑦⑧⑨　(2)B＞A＞C 3．化合价规律： 价电子：决定元素化合价的电子叫做价电子 ①主族元素：最高正价＝主族序数＝最外层电子数； ②非金属元素：最高正价＋负价的绝对值＝8③同主族各元素的最高正价和负价分别相等。 注意：(1)氟无正价。(2)非金属元素的最高正价与最低负价的绝对值之差为 0、2、4、6 的主族元素分别位于ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA 族。 4．单质熔沸点规律： ①同周期：从左到右，金属熔沸点递增，非金属熔沸点递减； ②同主族：从上到下，金属熔沸点递减，非金属熔沸点递增。 5．两性氧化物和两性氢氧化物 (1)两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧 化物。例如：A12O3： A12O3+6H+=2Al3++3H2O A12O3 +2OH-=2A1O2-+H2O (2)两性氢氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的 氢氧化物。例如 Al(OH)3 ：A1(OH)3+3H+=Al3++3H2O；Al(OH)3+OH-=A1O2-+2H2O 【注意】： a.以上两个概念中的酸和碱一般是指强酸和强碱。 b.既能与酸反应又能与碱反应的物质是：Al、Al2O3、Al(OH)3、氨基酸、弱 酸的酸式盐、弱酸的铵盐。在反应中都能放出气体的物质是：Al、NH4HCO3 、 NH4HSO3、NH4HS、(NH4)2CO3 、(NH4)2SO3 、(NH4)2S 等。 c．A 物质加到 B 物质中先生成沉淀，继续加沉淀又溶解的是：CO2(SO2)与 Ca(OH)2 (或 Ba(OH)2)；NaOH 与 AlCl3 ；HCl 与 NaAlO2；NH3 与 AgNO3. 题组一　元素性质的直接判断 1．下表是元素周期表的一部分，有关说法正确的是 (　　) 　　族周 期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 二 c d 三 a b e f A.e 的氢化物比 d 的氢化物稳定 B．a、b、e 三种元素的原子半径：e>b>a C．六种元素中，c 元素单质的化学性质最活泼 D．c、e、f 的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强 答案　D 2．依据元素周期表及元素周期律，下列推测正确的是 (　　) A．H3BO3 的酸性比 H2CO3 的强 B．Mg(OH)2 的碱性比 Be(OH)2 的强 C．HCl、HBr、HI 的热稳定性依次增强 D．若 M＋和 R2－的核外电子层结构相同，则原子序数：R＞M 答案　B 3．下列说法正确的是 (　　) A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力 B．HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性和还原性均依次减弱 C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强 D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果 答案　D 题组二　“原子半径、元素化合价”规律应用 4．根据表中短周期元素性质的数据判断，下列说法正确的是 (　　) 元素编号 元素性质　 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 原子半径 /10－10m 0.66 1.36 1.23 1.10 0.99 1.54 0.70 1.18 ＋2 ＋1 ＋5 ＋7 ＋1 ＋5 ＋3最高或最 低化合价 －2 －3 －1 －3 A.元素①⑧形成的化合物具有两性B．元素⑦位于第三周期Ⅴ族 C．元素④⑤形成的化合物是离子化合物 D．元素③的最高价氧化物对应的水化物碱性最强 答案　A 5．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示： 元素符号 X Y Z R T 原子半径(nm) 0.160 0.080 0.102 0.143 0.074 主要化合价 ＋2 ＋2 －2，＋4，＋6 ＋3 －2 根据表中信息，判断以下说法正确的是 (　　) A．单质与稀硫酸反应的速率快慢：R＞Y＞X B．离子半径：T2－＞X2＋ C．元素最高价氧化物对应水化物的碱性：Y＞R＞X D．单质与氢气化合的难易程度 Z＞T 答案　B 题组三　微粒半径大小比较及应用 6．下列粒子半径大小的比较正确的是 (　　) A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－ B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋ C．Na＜Mg＜Al＜S D．Cs＜Rb＜K＜Na 答案　B 7．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 三种元素的原子序数的关系是 (　　) A．X>Y>Z B．Y>X>Z C．Z>X>Y D．Z>Y>X 答案　D 题组四　元素性质递变规律的实验探究 8．某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。 Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各 1 mol 分别投入到足量的 0.1 mol·L －1 的盐酸中， 试预测实验结果：______与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应最慢。(2)将 NaOH 溶液与 NH4Cl 溶液混合生成 NH3·H 2O，从而验证 NaOH 的碱性 大于 NH3·H 2O，继而可以验证 Na 的金属性大于 N，你认为此设计是否合理？并 说明理由：________________________________________________。 Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。 (3)仪器 A 的名称为________，干燥管 D 的作用是___________________。 (4)实验室中现有药品 Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计 实验验证氯的非金属性大于硫：装置 A、B、C 中所装药品分别为______、 _______、_______，装置 C 中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为 ___________。 (5)若要证明非金属性：C>Si，则 A 中加______、B 中加 Na2CO3、C 中加__， 观察到 C 中溶液的现象为_____________________________。 答案　(1)钾　铝 (2)不合理，用碱性强弱比较金属性强弱时，一定要用元素最高价氧化物对 应水化物的碱性强弱比较，NH3·H 2O 不是 N 元素最高价氧化物对应的水化物　(3) 分液漏斗　防止倒吸　(4)浓盐酸　KMnO 4　Na2S　S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－　(5) 硫酸　Na2SiO3　有白色胶状沉淀产生 9．某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案， 并记录了有关实验现象如下表： 实验方案 实验现象 ①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再 向反应后的溶液中滴加酚酞 A 浮于水面，熔成一个小球，在水面上无 定向移动，随之消失，溶液变红色 ②向新制的 H2S 饱和溶液中滴加新 制的氯水 B 产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成 浅红色 ③钠与滴有酚酞试液的冷水反应 C 反应不十分强烈，产生可燃性气体 ④镁带与 2 mol·L－1 的盐酸反应 D 剧烈反应，产生可燃性气体⑤铝条与 2 mol·L－1 的盐酸反应 E 生成白色胶状沉淀，既而沉淀消失 ⑥向 AlCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液至 过量 F 生成淡黄色沉淀 请你帮助该同学整理并完成实验报告： (1)实验目的：_________________________________。 (2)实验用品： 仪器：_____________________________________________________， 药品：______________________________________________________。 (3)实验内容：(填写题给信息表中的序号) 实验方案 实验现象 有关化学方程式 (4)实验结论：__________________________________________。 (5)请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。 (6)请你补充两组简单易行的实验方案，证明此周期中另外两种元素性质的 递变规律。 答案：(1)验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律 (2)试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等　镁带、钠、铝条、新 制氯水、新制饱和硫化氢溶液、2 mol·L －1 的盐酸、NaOH 溶液、蒸馏水、酚酞 试液、AlCl3 溶液 (3) 实验方案 实验现象 有关化学方程式 ③ A 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑① B Mg＋2H2O Mg(OH)2＋H2↑ ④ D Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ ⑤ C 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ ⑥ E AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O ② F H2S＋Cl2===2HCl＋S↓ (4)金属性：Na>Mg>Al；非金属性：Cl>S (5)Na、Mg、Al、S、Cl 原子核外都有三个电子层，但最外层电子数依次为 1、2、3、6、7，原子半径随电子数增多而减小，所以原子核对最外层电子的吸 引力依次增强，失电子能力减弱，得电子能力增强。 (6)方案一：测定 0.1 mol·L－1 的 Na2SiO3、Na3PO4 的 pH，由此判断两种盐溶 液的水解能力，得出硅酸、磷酸两种最高价含氧酸的酸性强弱顺序，进而得出硅、 磷两种元素非金属性强弱的顺序。 方案二：在硅酸钠溶液中滴加磷酸溶液，可发生反应生成硅酸沉淀，进而 得出硅、磷两种元素非金属性强弱的顺序。 〖教后记〗