第2节 第2课时 元素周期表和元素周期律的应用（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第一册）

第二节 元素周期律 课时2 元素周期表和元素周期律的应用 人教版2019必修第一册 第四章 物质结构 元素周期律 素养目标 宏观辨识与微观探析： 从微观上理解同周期元素原子核外电子排布的相似性和递变规律，明确宏观上的元素性质与微观上的原子核外电子排布之间的关系，理解结构决定性质，性质反映结构的基本规律。。 证据推理与模型认知： 完善元素“位置-结构-性质”的认知模型，基于元素性质的递变的本质原因，类比归纳出元素的性质。 科学探究与创新意识： 建立元素原子结构变化与其性质变化的的微观模型，理解根据该模型进行元素性质推理的科学思想。 教学目标 本节重点 理解元素在周期表中的位置、元素原子结构和元素性质三者之间的关系。 本节难点 理解元素在周期表中的位置、元素原子结构和元素性质三者之间的关系。 1.以第三周期元素为例,同周期元素的金属性、非金属性等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律,建构元素周期律。 2.完善元素“位置-结构-性质”的认知模型，基于元素性质的递变的本质原因，类比归纳出元素的性质。 请你推测！ 根据第三周期元素原子核外电子排布规律， 推测该周期元素金属性和非金属性具有怎样的变化规律？ Na Mg Al Si P S Cl 电子层数相同，核电荷数增大，半径减小 失电子能力减弱，得电子能力增强 金属性减弱，非金属性增强 如何设计实验证明 新课导入 4 第三周期元素性质的递变 壹 金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律 贰 知识导航 元素周期表和周期律的应用 叁 请你思考！ 元素的金属性、非金属性呈现怎样的周期性变化？ 课堂思考 观看 01 第三周期元素性质的递变 请你思考！ 判断元素金属性和非金属性的事实有哪些？ 课堂思考 判断依据是什么呢？ 金属性： 元素原子失电子的能力（还原能力） 非金属性： 元素原子得电子的能力（氧化能力） 电子层数相同，核电荷数增大，半径减小，失电子能力减弱，得电子能力增强 金属性减弱，非金属性增强 8 课堂探究 一、第三周期元素性质的递变 重点理解 对比学习 1.判断元素金属性和非金属性强弱的依据 （1）一般情况下，元素的金属性强弱： ①其单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度， ②它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱来判断， ③活泼金属置换不活泼金属 （2）一般情况下，非元素的金属性强弱： ①其最高价氧化物的水化物的酸性强弱， ②与氢气生成气态氢化物的难易程度 ③氢化物的稳定性来判断。 ④活泼非金属置换不活泼非金属 课堂思考 请你观察！ 如何设计实验证明第三周期元素性质的递变？ Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar 证明三者金属性的强弱 比较金属与水反应难易 比较金属与酸反应难易 比较最高价氧化物的水化物的碱性强弱 证明非金属性的强弱 其最高价氧化物的水化物的酸性强弱， 与氢气生成气态氢化物的难易程度 氢化物的稳定性来判断。 10 课堂探究 一、第三周期元素性质的递变 重点理解 实验探究 2.实验探究同周期元素性质递变规律 取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放到试管中。向试管中加入2 mL水，并滴入2滴酚酞溶液，观察现象。过一会儿，加热试管至液体沸腾，观察现象。与钠和水的反应相比，镁和水的反应难易程度如何?生成了什么物质? 【实验比较】 课堂探究 一、第三周期元素性质的递变 重点理解 实验探究 ①实验现象及结论 实验现象 实验结论 钠熔成小球,浮于水面,四处游动,有“嘶嘶”的响声,反应后溶液变红　 钠与冷水反应剧烈,反应的化学方程式为2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑　 加热前,镁条表面附着了少量无色气泡,加热至沸腾后,有较多的　无色气泡冒出　,溶液变为粉红色, 铝片没有明显现象 镁与冷水几乎不反应,而能与热水反应,反应的化学方程式为： 铝与冷水、热水均不反应 Mg与稀盐酸反应剧烈；Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ Al与稀盐酸反应较剧烈：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序是 。 Na>Mg>Al 一、第三周期元素性质的递变 课堂探究 重点理解 实验探究 2.实验探究同周期元素性质递变规律 向试管中加入2 mL 1mol/L AlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色絮状Al(OH)3沉淀为止。将Al(OH)3沉淀分装在两支试管中，向一支试管中滴加2 mol/L盐酸，向另一支试管中滴加2 mol/L NaOH溶液。边滴加边振荡，观察现象。 用2 mL 1mol/L MgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述实验，观察现象，并进行比较。 【实验比较】 13 课堂探究 重点理解 一、第三周期元素性质的递变 实验探究 2.实验探究同周期元素性质递变规律 课堂探究 重点理解 一、第三周期元素性质的递变 对比学习 ①实验现象及结论 AlCl3溶液 氨水 HCl溶液 NaOH溶液 Al(OH)3+ 3H+ = Al3+ + 3H2O Al(OH)3＋NaOH=NaAl(OH)4 Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3↓+ 3NH4+ 白色絮状沉淀 两性氢氧化物：与酸、碱都反应，生成盐和水的氢氧化物 Al(OH)3白色沉淀在强酸或强碱中都能够溶解 课堂探究 重点理解 一、第三周期元素性质的递变 对比学习 ①实验现象 MgCl2 溶液 氨水 HCl溶液 NaOH溶液 白色沉淀不溶解 Mg(OH)2白色沉淀只溶解于酸 实验现象：氯化镁溶液中加入氨水得到氢氧化镁白色沉淀，该沉淀加盐酸溶解，加氢氧化钠溶液不溶解。 课堂探究 重点理解 一、第三周期元素性质的递变 对比学习 ②实验结论   Na Mg Al 最高价氧化物对应的水化物碱性强弱 NaOH 强碱 Mg(OH)2 中强碱 Al(OH)3 两性氢氧化物 金属性：钠＞镁＞铝 典例精讲 【例1】下列说法能证明钾元素比镁元素金属性强的是( ) A.金属钾与冷水剧烈反应，镁与冷水几乎没有现象。 B.KOH的碱性比Mg(OH)2强 C.金属钾与MgCl2的水溶液反应可置换出金属镁 D.在化学反应中，钾失去1个电子，镁失去2个电子 AB 课堂思考 请你观察！ 你能依据第三周期元素金属性的研究方法继续研究 第三周期元素非金属性的递变规律吗？ 其最高价氧化物的水化物的酸性强弱， 与氢气生成气态氢化物的难易程度 氢化物的稳定性来判断。 19 课堂探究 一、第三周期元素性质的递变 重点理解 实验探究 2.实验探究同周期元素性质递变规律 元素 单质与氢气化合的难易 氢化物稳定性 P 磷蒸气与氢气能反应生成气态氢化物——磷化氢(PH3) S 硫在加热时能与氢气反应生成气态氢化物——硫化氢(H2S) 硫化氢在较高温度时可以分解 Cl 氯气与氢气能在光照或点燃的条件下反应生成稳定的气态氢化物——氯化氢 氯化氢是稳定的气态氢化物 课堂探究 一、第三周期元素性质的递变 重点理解 实验探究 2.实验探究同周期元素性质递变规律 元素 Si P S Cl 最高价氧化物的化学式 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 最高价氧化物对应水化物的化学式及酸性 H2SiO3 弱酸 H3PO4 中强酸 H2SO4 强酸 HClO4 酸性比 H2SO4强 单质与H2反应的条件 高温 磷蒸气与 H2能反应 加热 光照或点燃时发生爆炸而化合 氢化物的稳定性 不稳定 受热分解 受热分解 稳定 课堂探究 一、第三周期元素性质的递变 重点理解 探究学习 3.同周期元素金属性和非金属性的递变规律 Na Mg Al Si P S Cl 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 4.用结构观点解释 电子层数相同核电荷数增多 原子半径减小 原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强 同周期元素 从左到右 原子核对最外层电子的吸引力增强 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 典例精讲 【例2】在第三周期元素中，除稀有气体元素外： 1. 原子半径最小的元素是_____(填元素符号，下同)。 2. 金属性最强的元素是_____。 3. 最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(填化学式，下同)。 4. 最不稳定的气态氢化物是______。 5. 最高价氧化物对应水化物碱性最强的是_______。 6. 氧化物中具有两性的是_______。 Cl Na HClO4 SiH4 NaOH Al2O3 课堂思考 你知道吗？ 门捷列夫作出这些伟大预言的科学依据是什么？ 门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种尚未发现的元素，为它们在周期表中留下了空位。例如，他认为在铝的下方有一个与铝类似的元素“类铝”，并预测了它的性质。1875年，法国化学家发现了这种元素，将它命名为镓。镓的性质与门捷列夫推测的一样。门捷列夫还预测在硅和锡之间存在一种元素——“类硅”，15年后该元素被德国化学家文克勒发现，为了纪念他的祖国，将其命名为“锗”。 观看 02 金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律 课堂探究 二、金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律 重点理解 1.元素周期表与元素周期律的关系 既表现金属元素的性质,又表现非金属元素的性质。 在元素周期表中，主族元素从上到下，从左到右，元素的金属性和非金属性存在着一定的递变规律。 课堂探究 二、金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律 重点理解 2.元素周期表的金属区和非金属区 H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Ga Ge As Se Br Rb Sr In Sn Sb Te I Cs Ba Tl Pb Bi Po At 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐增强 思考： 什么元素的金属性最强？什么元素的非金属性最强？它们分别位于元素周期表中的什么位置？ 课堂探究 二、金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律 重点理解 2.元素周期表的金属区和非金属区 ＝1的元素是该周期最后一种金属元素，在分界线左侧，一般既有金属性，又有非金属性(第一周期除外) m n 课堂探究 二、金属元素与非金属元素在周期表中的分布及性质规律 重点理解 3.元素化合价与元素在周期表中位置的关系 ①价电子：可在化学反应中发生变化、与元素的化合价有关的电子。主族元素的价电子就是其最外层电子。 ②同主族元素的最高正价和最低负价相同。 ③主族元素最高正化合价＝主族序数＝最外层电子数＝价电子数 。 ④非金属元素的最低负价＝最高正价－8。 ⑤金属元素无负化合价，氟元素无正化合价。 典例精讲 【例3】有同周期的三种元素X、Y、Z ，已知它们的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序为 HXO4 > H2YO4 > H3ZO4，则下列叙述中不正确的是( ) A.非金属性 X > Y > Z B. X、Y、Z 形成的阴离子还原性逐渐增强 C. 原子半径 X < Y < Z D. X、Y、Z 的气态氢化物稳定性由弱到强 D 课堂思考 请你观察！ 请同学们观察元素周期表预测：硅能与氢氧化钠反应吗？ 31 03 元素周期表和周期律的应用 课堂思考 请你预测！ 硅能与氢氧化钠反应吗？ 元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置，而元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质特点。我们可以根据元素在周期表中的位置，推测元素的原子结构，预测未知元素的主要性质。 2Al＋2OH－＋6H2O=2Al(OH)4－＋3H2↑ Si+2NaOH+H2O ═ Na2SiO3+2H2 “在野外的环境里，为了迅速得到氢气，可以用硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合，并加强热，即可迅速得到氢气。” 课堂探究 三、元素周期表和周期律的应用 重点理解 探究学习 1.预测元素及其化合物的性质 元素综合推断的一般思路 确定陌生物质的核心元素在周期表中的位置 依据递变规律和同主族元素的相似性进行推测判断 利用学过的元素及其化合物的性质预测其相邻元素的性质 2.指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质 Og——118号元素 Oganesson是一种人工合成的化学元素，原子量为297。属于气体元素，化学性质很不活泼。属于稀有气体一类。 Og具放射性，其原子十分不稳定。 课堂探究 三、元素周期表和周期律的应用 重点理解 对比学习 3.寻找有特殊用途的新物质 在金属和非金属分界线处，寻找半导体材料。Si、Al既能表现一定金属性又能表现出非金属性 寻找用于制农药的材料(非金属F、Cl、S、P等) 寻找优良催化剂，寻找耐高温耐酸碱腐蚀的特种合金，用来制造火箭、导弹、宇宙飞船等 典例精讲 【例4】X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则下列说法中正确的是( ) A.原子半径： W > Z > Y > X B. 最高价氧化物对应的水化物的酸性： Z > W > X C. W单质能与水反应生成两种强酸 D.四种元素的单质中，只有Z单质在常温常压下是固体 X Y Z W D 典例精讲 【例5】元素周期表在指导科学研究和生产实践方面具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏描述的内容对应起来。 A B A B ①制半导体的元素 (a)F、Cl、Br、N、S“三角地带” ①   ②制催化剂的元素 (b)金属与非金属元素的分界线附近 ②   ③制制冷剂的元素 (c)相对原子质量较小的元素 ③   ④地壳中含量较多的元素 (d)过渡元素 ④   (b) (d) (a) (c) 课堂探究 三、元素周期表和周期律的应用 重点理解 探究学习 4.指导我们系统学习化学知识 38 课堂探究 三、元素周期表和周期律的应用 重点理解 探究学习 4.指导我们系统学习化学知识 酸性减弱？ 非金属性减弱？ 金属性增强？ H2CO3 H2SiO3 最高价 氧化物的 水化物 ∨ ∨ …… ∨ …… ∨ …… 39 课堂小结 归纳提升 位、构、性的关系 原子 结构 元素 位置 元素 性质 最外层 电子数 电子 层数 核电 荷数 原子序数 周期 主族 周期序数＝电子层数 主族序数＝最外层电子数 原子序数＝核电荷数 金属性/非金属性 原子半径 化合价 最高正价＝最外层电子数 最高正价＋|最低负价|＝8 +Z K L M 电子层数 核电荷数 核外电子数 元素的原子得失电子的倾向 相似；递变 氧化稳定最高酸 化合非金右上强 还原剧烈最高碱 置换金属左下强 40 典例精讲 【例6】短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示，其中T所处的周期数与主族序数相等。 请回答下列问题： (1)W在周期表中的位置是______________，Q、R、T三种元素原子半径由大到小的顺序是__________ (用元素符号表示)，Q的最高价氧化物的化学式为____，R的简单氢化物分子中的电子数为___。 第三周期ⅥA族 Al＞C＞N CO2 10 (2)元素的原子得电子能力：Q_____W(填“强于”或“弱于”)。 弱于 (3)原子序数比R多1的元素有一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，该反应的化学方程式为______________________。 随堂演练 meiyangyang8602 　　1.请运用元素周期表的有关理论分析判断，下面几种元素及其化合物性质的推断中正确的是(　　) 　　A．铊(Tl)的氧化物的水化物可能具有两性 　　B．砹(At)为无色固体，HAt不稳定，AgAt具有感光性，且不溶于水 　　C．硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体 　　D．H2Se 是无色、有毒、比H2S稳定的气体 C 　　2．砷(As)为第四周期第ⅤA族元素，根据元素周期表和元素周期律的知识，下列有关推测不正确的是(　　) 　　A．砷有－3、＋3、＋5等多种化合价 　　B．原子半径：As＞P 　　C．酸性：H3AsO4＞H2SO4 　　D．热稳定性：HBr＞AsH3 C 42 随堂演练 3.元素R、X、T、Z、Q在周期表中的相对位置如图所示,其中R在周期表中非金属性最强。则下列判断正确的是（ ） A.非金属性:Z＜T＜X B.R与Q的电子数相差26 C.简单气态氢化物的热稳定性:R＜T＜Q D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:T＜Q B 43 随堂演练 5.门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”“类硅”在内的11种元素。 (1)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勤发现，命名为锗(Ge)。 ①已知主族元素锗的最高化合价为＋4价，其最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si____Ge(用“>”或“<”表示)。 ②若锗位于硅的下一周期，写出“锗”在周期表中的位置_______________。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是___________。 ③硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是___(填“硅”或“锗”)。 > 第四周期ⅣA族 半导体材料 锗 (2)“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓(Ga)。 ①由镓的性质推知，镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因________________________。 ②为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl3溶液，__________和______________。 原子最外层电子数都是3个 NaOH溶液 稀硫酸(或盐酸) 44 演示完毕 感谢聆听 https://www.zxxk.com/user/13354804 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.6 Mg＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑ Lavf58.45.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 2H2O22H2O＋O2↑ $$