1.3元素周期表的应用 第3课时 课件 2024-2025学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

第3节 元素周期表的应用 1 第3课时 预测元素及其化合物的性质 2 学习任务一 硅及其化合物 学习任务二 元素周期表和元素周期律 的应用 ◆新课探究 ◆课堂评价 3 学习任务一 硅及其化合物 【课前自主预习】 硅及其化合物的性质 硅及其化合物 化学性质预测 预测依据 硅元素 硅位于元素周期表中的第___周 期_____族,硅原子最外层有___个电 子,最高正化合价为____价,最低负化 合价为____价,硅的非金属性比同周期 磷元素____,比同主族碳元素____ 元素在周期 表中的位置 3 ⅣA 4 弱 弱 新 课 探 究 4 硅及其化合物 化学性质预测 预测依据 硅单质 常温下化学性质稳定，可作半导 体 元素在周期 表中的位置及碳 单质的化学性质 二氧化硅 具有____________的性质，能与 碱（如 溶液）反应，高温时能 与_____________________反应 物质类别 二氧化硅中硅元素为____价，具 有______性，能与某些____________ _____在高温下反应 ____________ 酸性氧化物 碱性氧化物（如） 氧化 还原剂（如碳） 元素化合价 续表 新 课 探 究 5 硅及其化合物 化学性质预测 预测依据 硅酸 具有____的性质，能与________ ____________反应 __________ 酸性比碳酸、磷酸____ _______________ ____________ 硅酸钠 是白色固体，易溶于 水，与比硅酸酸性强的一些酸反应， 生成难溶于水的硅酸 属于弱酸的 正盐，可与强酸 反应生成硅酸 酸 碱（如溶液） 物质类别 弱 元素在周期表中的位置 续表 新 课 探 究 6 【情境问题思考】 硅太阳能电池板 光导纤维 新 课 探 究 7 问题一： 单质硅在常温下化学性质不活泼，所以硅在自然界中能以 游离态存在，这种说法是否正确？ 提示：错误。硅是一种亲氧元素，在自然界中总是与氧相互化合， 以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在，所以自然界中无游离态 的硅存在。 问题二： 实验室盛装 溶液的试剂瓶为什么用橡胶塞，而不用 玻璃塞？ 提示：玻璃中含有，与 溶液反应生成有黏性的 ，会使瓶塞与瓶口粘在一起，不易打开。 新 课 探 究 8 【核心知识讲解】 1.硅单质的化学性质 在常温下，能与 、氢氟酸和强碱溶液反应。 （1）与氟气反应： 。 （2）与氢氟酸反应： 。 （3）与溶液反应： 。 新 课 探 究 9 2.二氧化硅的性质 3.硅酸的性质 新 课 探 究 10 【知识迁移应用】 例1 据报道，科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解，从中提取出 一种叫作生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料，将少量这种材 料掺入混凝土中，即可制备出超高强度的高性能混凝土。下列关于 二氧化硅的说法中正确的是( ) A.二氧化硅溶于水显酸性，所以二氧化硅属于酸性氧化物 B.将二氧化碳通入硅酸钠溶液中可以得到硅酸 C.因为高温时二氧化硅能与碳酸钠反应放出二氧化碳，所以硅酸的 酸性比碳酸强 D.二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 √ 新 课 探 究 11 [解析] 二氧化硅是酸性氧化物，但是二氧化硅不溶于水，不能和水 反应生成硅酸，A错误；碳酸的酸性比硅酸强，B正确；高温下二氧 化硅与碳酸钠的反应是在非溶液状态下进行的，该反应不能作为判 断硅酸与碳酸酸性强弱的依据，C错误；二氧化硅可以与氢氟酸发生 反应，D错误。 新 课 探 究 12 例2 二氧化硅 又称硅石,是制备硅及其 化合物的重要原料,其相关转化关系如图所示, 下列说法正确的是( ) A. 属于两性氧化物 B.盛放 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞 C.和 都是光导纤维材料 D.图中所示转化反应都是氧化还原反应 √ 新 课 探 究 13 [解析] 二氧化硅能和强碱反应生成盐和水,反应的化学方程式为 ,也能和特殊的酸如氢氟酸反应,反 应的化学方程式为,但 属于酸性氧化 物,A项错误;硅酸钠溶液有黏性,能将玻璃瓶和玻璃塞粘到一起,所以盛 放溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,应用橡胶塞,B项正确; 为 光导纤维材料,为半导体材料,C项错误;和、 等反 应没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,D项错误。 新 课 探 究 14 ［易错警示］ 的特性 （1）酸性氧化物一般能与水反应生成对应的酸，但不溶于 ， 不能直接与反应生成 。 （2）非金属氧化物的熔点一般较低，但二氧化硅的熔点很高。 （3）酸性氧化物一般不与酸反应，但 可以与氢氟酸反应： 。 新 课 探 究 15 学习任务二 元素周期表和元素周期律的应用 【课前自主预习】 1.根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的______。 2.用于元素“__________________”的相互推断。 强弱 位置—结构—性质 3.预测新元素 为新元素的发现及预测它们的________________提供线索。 原子结构和性质 新 课 探 究 16 4.为寻找新材料提供有价值的指导 （1）在金属元素与非金属元素的交界处寻找________材料。 （2）在__________中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。 （3）利用元素周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等。 半导体 过渡元素 新 课 探 究 17 【核心知识讲解】 1.元素“位—构—性”之间的关系 新 课 探 究 18 2.依据元素“位—构—性”关系推断 新 课 探 究 19 【知识迁移应用】 例3 1869年门捷列夫把当时已知 的元素根据物理、化学性质进行 排列,准确预留了甲、乙两种未 A.元素甲位于现行元素周期表第4周期ⅢA族 B.原子半径比较：甲 乙 C.元素乙的气态氢化物的稳定性强于 D.推测乙可以用作半导体材料 知元素的位置，并预测了二者的相对原子质量，部分原始记录如下。 下列说法不正确的是( ) √ 新 课 探 究 20 [解析] 本题通过元素推断，考查元素在周期表中的位置、原子半径 比较、气态氢化物稳定性比较等。从题图可以看出同一行的元素在 同一主族，同一列的元素在同一周期，甲元素与B和 在同一主族， 与在同一周期，则甲位于元素周期表中第4周期ⅢA族，甲为 ， 同理，乙元素位于第4周期ⅣA族，乙为 ，A项正确；同周期主族 元素从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下，原子半 径逐渐增大，所以原子半径： ，B项正确；同主族元素 从上到下非金属性越来越弱，则气态氢化物的稳定性越来越弱，元 素乙的气态氢化物的稳定性弱于，C项错误；乙为 ，其处于非 金属元素和金属元素的交界处，可用作半导体材料，D项正确。 新 课 探 究 21 例4 [2024·河南许昌月考] 已知前四周期元素、、、、和 在 周期表中的相对位置如图所示，其中与能以原子个数比或 化合。下列说法不正确的是( ) A.、 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液均具 有强氧化性 B. 的单质可以作半导体材料 C. 是非金属性最强的元素 D.的还原性强于 √ 新 课 探 究 22 [解析] 根据、、、、和在周期表中的相对位置，与 能以 原子个数比或化合，可知、、、、和分别为 、 、、、、。浓磷酸没有强氧化性，故A错误； 处于金属与 非金属的分界线处，可以作半导体材料，故B正确；同一周期元素从 左到右非金属性逐渐增强，同一主族元素从上到下非金属性逐渐减 弱， 是非金属性最强的元素，故C正确；非金属性越强对应氢化物 的还原性越弱，则的还原性强于 ，故D正确。 新 课 探 究 23 ［规律总结］ 元素推断的解题思路 （1）已知元素原子或离子的核外电子排布 先由原子电子层数和最外层电子数确定元素在周期表中的位置 （周期和族），再由元素周期律推断其单质及其化合物的性质。 （2）已知元素单质或化合物的性质（特性） 由元素单质及化合物的特性可确定元素的名称，根据其原子结构可 确定其在周期表中的位置。 新 课 探 究 24 1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）硅原子最外层有4个电子，既不易得到电子，也不易失去电子( ) √ （2）硅酸的酸性大于碳酸( ) × [解析] 硅酸的酸性小于碳酸。 （3）硅元素的非金属性比碳元素弱( ) √ （4）在过渡元素中寻找半导体材料( ) × [解析] 在金属元素与非金属元素的分界处寻找半导体材料。 （5）在元素周期表右上部分寻找催化剂( ) × [解析] 在过渡元素中寻找催化剂。 课 堂 评 价 25 2.硅被誉为无机非金属材料的主角，下列有关说法正确的是( ) A.硅在地壳中含量居第二位，在地球上有丰富的硅资源，如石英、 水晶、沙子的主要成分都是单质硅 B.硅相对于氢气便于运输、储存，从安全角度考虑，硅是有开发价 值的燃料 C.晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，可以导电 D.硅是一种良好的半导体材料，所以是制造光导纤维的基本原料 √ 课 堂 评 价 26 [解析] 石英、水晶、沙子的主要成分都是二氧化硅，故A项错误； 硅常温下为固体，性质较稳定，便于储存，较为安全，故B项正确； 硅是非金属，不是金属，故C项错误；光导纤维的主要成分是二氧化 硅，不是硅单质，故D项错误。 课 堂 评 价 27 3.元素周期表里金属元素和非金属元素分界处能找到( ) A.制耐高温合金元素 B.制催化剂元素 C.制半导体元素 D.新制农药元素 √ 课 堂 评 价 28 [解析] 制耐高温合金元素在元素周期表的过渡元素中能找到，过渡 元素并不处于金属元素与非金属元素的分界处，A错误；过渡元素及 其化合物具有良好的催化效果，过渡元素并不处于金属元素与非金 属元素的分界处，B错误；、、 等具有良好的半导体特性，它 们都处在金属元素与非金属元素的分界处，C正确；根据、、 、 、 等元素单质或者它们的化合物通常具有一定的毒性，所以制 取新型农药可以重点研究这些元素的化合物，、、、、 等 处于金属元素与非金属元素的分界线右上方，D错误。 课 堂 评 价 29 4.已知铍 的原子序数为4，下列对铍及其化合物的叙述中正确的 是( ) A.铍的原子半径大于硼的原子半径 B.氯化铍难溶于水 C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的强 D.单质铍跟冷水反应迅速产生氢气 √ 课 堂 评 价 30 [解析] 元素周期表中，铍与硼在同一周期，铍在硼的左边，因此原 子半径比硼大，A正确；根据同主族元素性质递变规律， 易溶 于水，B错误；铍在钙的上方，金属性比钙弱，氢氧化铍的碱性比氢 氧化钙的弱，C错误；单质铍的金属性比镁弱，镁与冷水几乎不反应， 铍一定不能与冷水迅速反应，D错误。 课 堂 评 价 31 5.化学元素周期表是化学史上的伟大创举。如图是 “国际化学元素周期表年”发行的纪念邮票之一，取 材于门捷列夫周期表上留下的空位元素“类铝”，由 A.元素周期律在预测未知化学元素中发挥了重要作用 B.的原子序数为31，是第4周期ⅢA族元素，氧化物为 C.镓与铝相似，既能和酸反应也能和强碱溶液反应 D.铝是一种不活泼的金属，生活中有很多铝制品 法国化学家布瓦博德朗发现，并命名为“镓 ”。下列有关说法错 误的是 ( ) √ 课 堂 评 价 32 [解析] 元素周期律在预测未知化学元素中发挥了重要作用，A正确； 镓与铝位于同一主族，是第4周期ⅢA族元素，原子序数为31，最外 层电子数为3，氧化物为 ，B正确；铝能和酸反应也能和强碱 溶液反应，镓与铝相似，既能和酸反应也能和强碱溶液反应，C正确； 铝是一种活泼金属，容易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化 铝薄膜，阻止铝与氧气继续反应，因此铝制品耐腐蚀，生活中有很 多铝制品，D错误。 课 堂 评 价 33 1.下列预测某些碱金属元素及其化合物的性质的结论错误的是( ) 选项 已知某些碱金属元素及其单质 的性质 预测某些碱金属元素及 其单质的性质 A 锂、钠、钾三种元素在自然界 中都以化合态存在 铷元素和铯元素在自然 界中都以化合态存在 B 钾单质与空气中的氧气反应比 钠单质更剧烈，甚至能燃烧 铷单质和铯单质比钾单 质更容易与氧气反应，遇到 空气就会立即燃烧 备 用 习 题 34 选项 已知某些碱金属元素及其单质 的性质 预测某些碱金属元素及 其单质的性质 C 钾单质与水反应比钠单质更剧 烈，甚至爆炸 铷和铯比钾更容易与水 反应，遇水立即燃烧，甚至 爆炸 D 锂元素和钠元素在化合物中的 化合价都是 价，钠单质与氧气反 应生成的氧化物有和 锂单质与氧气反应生成 的氧化物有和 续表 √ 备 用 习 题 35 [解析] 碱金属都是活泼的金属元素，在自然界中均以化合态存在， 故A正确；碱金属元素从上到下，金属性逐渐增强，失去电子的能力 逐渐增强，因为钾单质与空气中的氧气反应比钠单质更剧烈，甚至 能燃烧，所以铷单质和铯单质比钾单质更容易与氧气反应，遇到空 气就会立即燃烧，故B正确；碱金属元素从上到下，金属性逐渐增强， 因为钾单质与水反应比钠单质更剧烈，甚至爆炸，所以铷和铯比钾 更容易与水反应，遇水立即燃烧，甚至爆炸，故C正确；碱金属元素 从上到下，金属性逐渐增强，与氧气反应的产物更加复杂，锂单质 与氧气反应只能生成，不能生成 ，故D错误。 备 用 习 题 36 2.铬 是一种重要的金属，其金属性介于锌和铁之间。根据元素周 期律的知识，下列关于铬及其化合物的说法错误的是( ) A.铬与冷水能发生剧烈反应 B.的碱性比 的弱 C.高温条件下，能与反应置换出 D.铬能与稀盐酸发生反应 √ 备 用 习 题 37 [解析] 金属性越强，与水反应越剧烈，铬 的金属性介于锌和铁 之间，则铬与冷水不能发生反应，A错误；金属性越强，其最高价氧 化物对应水化物的碱性越强，钠的金属性大于铬， 的碱性比 的弱，B正确；根据信息结合与 的铝热反应 可知高温条件下，能与 反应置换 出 ，C正确； 根据信息推论可知铬能与稀盐酸发生反应，D正确。 备 用 习 题 38 3.应用元素周期律的有关知识，可以预测我们未知的一些元素及其化 合物的性质。下列预测正确的是( ) A.硒是族元素，其气态氢化物的稳定性： B.砷 与氮同主族，其最高价氧化物对应的水化物为强酸 C.非金属性：，故将通入 溶液中发生的反应为 D.锶 是ⅡA族元素，其最高价氧化物对应的水化物一定是强碱 √ 备 用 习 题 39 [解析] 族元素，从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢化物的 稳定性：，A错误；砷 与磷、氮同主族，同 主族元素从上到下非金属性依次减弱，其最高价氧化物对应水化物 的酸性依次减弱，磷酸为弱酸，故 的最高价氧化物对应水化物的 酸性更弱，B错误；的非金属性非常强，将通入 溶液中先与 水发生置换反应，不与反应，C错误；锶 是ⅡA族元素，其 最高价氧化物对应水化物的碱性强于 ，一定是强碱，D正确。 备 用 习 题 40 $$