第1章 第3节 第2课时 研究同主族元素的性质和预测元素及其化合物的性质-2021-2022学年新教材高中化学必修第二册【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第2课时　研究同主族元素的性质和预测元素及其化合物的性质 发 展 目 标 体 系 构 建 1.通过分析ⅠA族、ⅦA族元素性质的变化规律，认识同主族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．能通过卤素有关实验探究同主族元素性质的变化，培养科学探究精神与创新意识。 3．能利用同周期、同主族元素性质的递变规律，预测元素及其化合物的性质。 一、同主族元素原子结构和元素性质的递变关系 1．碱金属元素原子结构和元素性质的递变关系 (1)碱金属元素的原子结构。 元素 相同点 最外电子层上都只有1个电子 递变性 核电荷数逐渐增大 电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大 (2)碱金属元素单质的化学性质。 元素 Li Na K Rb Cs 相似性 都是活泼金属，最高价为＋1价，单质都能与氧气、水等物质反应，最高价氧化物对应的水化物一般有很强的碱性 递 变 性 与O2 反应 反应越来越剧烈，产物越来越复杂，Li生成Li2O；Na能生成Na2O和Na2O2；Rb和Cs遇到空气会立即燃烧 与H2O 反应 反应越来越剧烈，Na与水剧烈反应，K与水反应能发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水则发生爆炸 结论 2.ⅦA族元素(卤族元素)原子结构与性质的相似性和递变性 (1)相似性 元素(名称与符号) 氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I) 原子最外层电子数 都为7 最高正价 无 为＋7价 最低负价 都为－1价 自然界中存在形态 全部以化合态形式存在 单质性质 都是活泼非金属，在氧化还原反应中常作氧化剂 最高价含氧酸 化学式 无 HClO4 HBrO4 HIO4 酸性 具有很强的酸性 气态氢化物 的化学式 HF HCl HBr HI (2)递变性 元素 F Cl Br I 电子层数 逐渐增多 原子半径 逐渐增大 得电子能力 逐渐减弱 失电子能力 逐渐增强 单质与H2 化合的条件 暗处 爆炸 点燃或 光照 加热 (200 ℃) 更高温度下，缓慢反应，可逆 氢化物的稳定性 逐渐减弱 最高价氧化物对应水化物的酸性 — 逐渐减弱 (3)探究卤族元素性质的相似性和递变性 实验操作 实验现象 化学方程式 静置后，液体分层，上层无色，下层橙色 Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2 静置后，液体分层，上层无色，下层紫色 Br2＋2KI===2KBr＋I2 静置后，液体分层，上层无色，下层紫色 Cl2＋2KI===2KCl＋I2 结论：卤素单质的氧化性：Cl2>Br2>I2； 卤素离子的还原性：I－>Br－>Cl－。 微点拨：(1)F无含氧酸，因F无正价。 (2)HF为弱酸，HCl、HBr、HI均为强酸。 3．理论解释 4．碱金属单质与卤素单质的物理性质递变规律 (1)碱金属元素单质的物理性质。 元素 相似性 颜色 银白色(除Cs外) 硬度 柔软 导电、导热性 很强 递变性 密度 逐渐增大(但ρK<ρNa) 熔、沸点 逐渐降低 (2)卤族元素单质的物理性质及递变性。 单质 物理性质 F2 Cl2 Br2 I2 颜色 淡黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 状态 气体 气体 液体 固体 密度 逐渐增大 熔、沸点 逐渐升高 二、预测元素及化合物的性质(以硅为例) 1．性质的预测 (1)硅元素的原子结构及性质分析。 原子结构示意图 最高正价 最低负价 元素类别 得电子能力 ＋4 －4 非金属元素 较弱 (2)性质预测。 硅及其化合 物的化学式 化学性质预测 预测依据 Si 化学性质不活泼，但是在一定条件下能与氧气等发生化学反应，由于其性质的特殊性，可能还具有独特的性质 与碳元素同主族，与碳单质具有相似的化学性质 SiO2 具有酸性氧化物的通性，能与碱、碱性氧化物等发生反应，可能也具有一定的特性 与碳元素同主族，与CO2具有相似的化学性质 H2SiO3 具有酸的性质，能与碱反应，但酸性较弱，酸性弱于碳酸 同主族元素性质的相似性和递变规律 2.化学性质验证 (1)单质硅的化学性质 ①常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF、强碱(如NaOH)溶液反应。 Si＋2F2===SiF4， Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑， Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 ②加热条件下和某些非金属单质(如O2、Cl2)发生反应。 Si＋O2SiO2。 (2)SiO2的化学性质 ①具有酸性氧化物的通