(讲义)第1章 第3节 新知探究课6 研究同主族元素的性质 预测元素及其化合物的性质-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(鲁科版2019)

新知探究课6　研究同主族元素的性质　预测元素及其化合物的性质 1．以ⅠA族和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系，培养“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。 2．能设计实验探究同主族元素的非金属性、金属性强弱，培养“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。 一、ⅠA族(除H外)元素性质的递变规律探究 1．原子结构特点 (1)原子结构 元素符号 Li Na K Rb Cs 原子结构 示意图 (2)对比归纳 ①相似性：最外层电子数都是1。 ②递变性：随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 2．单质及化合物性质的递变性 结构及性质 规律 原子半径 单质的还原性 与水、氧气反应 的剧烈程度 最高价氧化物对 应水化物的碱性 3．碱金属元素的性质与原子结构之间的关系 从Li→Cs，最外层电子数均为1，但随核电荷数的增加，电子层数逐渐增多→原子半径逐渐增大→原子核对最外层电子(1个)的引力逐渐减弱→元素原子的失电子能力逐渐增强→元素的金属性逐渐增强。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多。 (　　) (2)碱金属元素在自然界中能以游离态存在。 (　　) (3)碱金属元素的最外层电子数相同，所以与水反应的剧烈程度相同。 (　　) [答案]　(1)√　(2)×　(3)× 二、卤族元素性质的递变规律探究 1．卤族元素原子结构和性质的相似性 元素(名称与符号) 氟(F) 氯(Cl) 溴(Br) 碘(I) 原子结构 示意图 最外层 电子数 都为7 最高正价 无 ＋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 最高价含氧酸 无 HClO4 HBrO4 HIO4 气态氢化物 HF HCl HBr HI 2．卤族元素性质的递变性 (1)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 (2)卤素元素原子结构及单质化学性质递变性 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 加热至 一定温度 不断加热的情况下，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－。 3．卤族元素的性质与原子结构之间的关系 从F→I，随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多→原子半径逐渐增大→原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱→元素原子的得电子能力逐渐减弱→元素的非金属性逐渐减弱。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)同主族元素自上至下，碱金属和卤族元素单质的熔、沸点都逐渐增大。(　　) (2)同主族元素随核电荷数的增加，气态氢化物的稳定性逐渐增强。 (　　) (3)酸性：HF>HCl>HBr>HI。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)× 三、预测元素及其化合物的性质(以Si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)硅及其化合物性质预测 物质化学式 化学性质预测 预测依据 Si 硅的非金属性比同周期磷元素弱；硅的非金属性比同主族碳元素弱 元素在周期表中的位置 SiO2 具有酸性氧化物的通性，能与碱(如NaOH溶液)反应，化学方程式：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。 高温时能与碱性氧化物(如CaO)反应，化学方程式：SiO2＋CaO 物质类别 具有氧化性，能与某些还原剂反应 元素化合价 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 Na2SiO3 能与酸(如HCl溶液