第1章 第3节 第1课时 认识同周期元素性质的递变规律-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册创新导学案课件PPT（鲁科版2019）

0 第1章　原子结构　 元素周期律 第3节　元素周期表的应用 第1课时　认识同周期元素性质的递变规律 核心素养 学业要求 学会运用具体事物来研究抽象概念的思想方法，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。 1.以第3周期元素为例，掌握同周期元素性质的递变规律。 2.能运用原子结构理论初步解释同周期元素性质的递变规律。 2 学生自主学习 01 课时作业 03 目录 CONTENTS 课堂互动探究 02 学生自主学习 实验项目 实验内容 实验现象 钠、镁与水反应 钠与水剧烈反应；镁与水加热前不反应，加热后反应缓慢，有_____生成，溶液变___色 一、第3周期元素原子得失电子能力的比较 1．钠、镁、铝失电子能力的比较 (1)钠、镁、铝与水或酸反应的实验探究 气泡 红 学生自主学习 5 镁、铝与酸的反应 两支试管中都有____产生，但放___的试管中生成_______速率较快 结论 失电子能力：____________ 气泡 气体 钠>镁>铝 镁 学生自主学习 6 实验操作 沉淀溶解情况 ____ ____ ____ ____ 相关离子 方程式 ___________________________________ ________________________ _______________________________ － 实验结论 钠、镁、铝最高价氧化物对应的水化物的碱性依次_____ (2)钠、镁、铝最高价氧化物对应的水化物的碱性比较 溶解 溶解 溶解 不溶 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋ ＋3H2O Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O 减弱 学生自主学习 7 元素 Si P S Cl 单质与H2反应 条件 高温、生成少量化合物 磷蒸气与H2能反应 需_____ ______或点燃剧烈反应 单质与H2化合的难易 由____到____ 气态氢化物 化学式 ____ ____ ____ ____ 稳定性 由____到____ 2.硅、磷、硫、氯得电子能力的比较 加热 光照 难 易 SiH4 PH3 H2S HCl 弱 强 学生自主学习 8 最高价氧化物 _____ _____ _____ _____ 最高价氧化物的水化物 化学式 __________ __________ __________ __________ 酸性 _____ _____ _____ 强于硫酸 由_____到_____ 结论 硅、磷、硫、氯元素原子得电子能力：_____________ SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4 弱酸 中强酸 强酸 弱 强 Si<P<S<Cl 学生自主学习 9 相同 增多 减小 减弱 增强 学生自主学习 10 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)同周期从左到右随着核电荷数的增加，离子半径依次减小。(　　) (2)第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强。(　　) (3)同周期中，ⅠA族元素(H除外)金属性最强，ⅦA族元素非金属性最强。(　　) (4)Na、Mg、Al的最高价氧化物对应的水化物均为强碱。(　　) (5)已知酸性：盐酸>碳酸>硅酸，则证明元素原子得电子能力：Cl>C>Si。(　　) × √ × × × 学生自主学习 11 2．下列物质的性质比较正确的是(　　) A．气态氢化物稳定性：HF>H2O>NH3 B．氧化性：Na＋>Al3＋>Fe3＋ C．碱性：Al(OH)3>Mg(OH)2>NaOH D．酸性：H2SO4>H2SiO3>H3PO4 学生自主学习 12 3．下列有关说法正确的是(　　) A．H2SO4的酸性比HClO的酸性强，所以S的非金属性比Cl强 B．Mg(OH)2是中强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物，所以Al比Mg活泼 C．300 ℃时H2S开始分解，1000 ℃时H2O开始分解，说明O的非金属性比S强 D．Na和Mg与酸都能剧烈反应放出氢气，故无法比较它们的金属性强弱 学生自主学习 13 4．下列事实不能用于判断元素的金属性或非金属性强弱的是(　　) A．非金属元素气态氢化物的稳定性 B．1 mol金属单质在反应中失去电子的多少 C．溶液中金属间发生的置换反应 D．非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 学生自主学习 14 课堂互动探究 探究一　同周期元素性质的递变规律 同周期主族元素从左到右性质的递变规律 根据第3周期元素性质的递变规律可总结出同周期主族元素性质的递变规律如下表： 项目 同周期主族元素(从左到右) 核电荷数 依次增多 最外层电子数 由1递增至7(第1周期除外) 课堂互动探究 16 主要化合价 一般情况下，最高化合价由＋1递增到＋7(O、F除外)，最低化合价由－4递增到－1 原子半径 逐渐减小 元素原子得失电子能力 失电子能力逐渐减弱、得电子能力逐渐增强 金属性与非金属性 金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强 课堂互动探究 17 一、铝 1．存在：铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位。 2．物理性质：银白色固体，质软，密度小，导电性仅次于金、银和铜。 3．化学性质 (1)与酸反应：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。 课堂互动探究 18 课堂互动探究 19 二、铝的重要化合物 1．氧化铝(Al2O3)——两性氧化物 (1)物理性质 氧化铝是难溶于水的白色固体。 (2)化学性质 Al2O3属于两性氧化物，既能与强酸反应，又能与强碱反应，离子方程式分别为：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。 课堂互动探究 20 课堂互动探究 21 三、有关铝及其化合物图像问题的判断及计算 操作 可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 四羟基合铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过量 现象 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失 课堂互动探究 22 图像 离子方程式 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ [Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2OAl(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 课堂互动探究 23 1．下列关于元素性质的有关叙述中不正确的是(　　) A．S、Cl的原子半径依次减小 B．Na、Mg的失电子能力依次增强 C．O、F的简单氢化物的稳定性依次增强 D．Si、P的最高价含氧酸的酸性依次增强 2．向一定量的下列物质中逐滴加入氢氧化钠溶液，先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解。这种物质是(　　) A．MgSO4 B．Na[Al(OH)4] C．AlCl3 D．FeCl3 课堂互动探究 24 探究二　元素原子得失电子能力强弱的判断依据 1．元素原子失去电子能力(金属性)的判断依据 (1)金属活动性顺序表中越靠前，金属原子失电子能力越强。 (2)同一周期的主族金属元素，从左往右，原子失电子能力依次减弱。 (3)金属与水或酸置换出氢气时，置换反应越容易发生，金属原子失电子能力越强。 (4)金属与盐溶液反应，较活泼金属(失电子能力强)置换出较不活泼的金属。 (5)最高价氧化物对应的水化物碱性越强，失电子能力越强。 课堂互动探究 25 2．元素原子得到电子能力(非金属性)的判断依据 (1)同周期的非金属元素，从左到右得电子能力依次增强(不包括稀有气体)。 (2)非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，得电子能力越强。 (3)非金属元素的单质与氢气化合越容易，得电子能力越强；生成的气态氢化物越稳定，得电子能力越强。 (4)非金属单质M和N的溶液发生反应，若M能置换出N，则得电子能力M>N。 课堂互动探究 26 (1)非最高价氧化物对应水化物的酸性强弱无法比较元素非金属性的强弱。如不能用酸性HClO<H2CO3说明非金属性Cl<C。 (2)原子在反应中获得电子数目的多少与元素非金属性的强弱无关。如不能用Cl在反应中得到1个电子，S在反应中得到2个电子，说明非金属性S>Cl。 (3)无氧酸的酸性强弱与元素非金属性强弱无必然联系。如不能用酸性HCl>H2S说明非金属性Cl>S。 课堂互动探究 27 3．有三种金属元素A、B、C，在相同条件下，B的最高价氧化物对应的水化物碱性比A的最高价氧化物对应的水化物碱性强；A可以从C的盐溶液中置换出C。则这三种元素的金属性由强到弱的顺序正确的是(　　) A．A>B>C B．B>A>C C．B>C>A D．C>B>A 课堂互动探究 28 课堂互动探究 29 本课小结 1．同周期主族元素原子结构与性质的递变规律 项目 同周期(从左到右) 最外层电子数 由1逐渐增加到7(第1周期除外) 主要化合价 最高正价＋1→＋7(O、F无正价)，负价－4→－1 原子半径 逐渐减小 失电子能力与得电子能力 失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强 课堂互动探究 30 单质的氧化性、还原性 还原性逐渐减弱，氧化性逐渐增强 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强 非金属元素的简单气态氢化物 生成由难到易，稳定性由弱到强 课堂互动探究 31 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．除第1周期外，关于同周期主族元素的下列变化规律中不正确的是(　　) A．从左到右，原子半径逐渐减小 B．从左到右，元素对应单质的氧化性减弱，还原性增强 C．从左到右，元素最高正价从＋1递增到＋7(O、F除外)，负价由－4递变到－1 D．从左到右，元素最高价氧化物对应水化物碱性减弱，酸性增强(O、F除外) 解析　同周期的主族元素从左到右，元素对应单质的氧化性增强，还原性减弱。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 33 2．对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是(　　) A．碱性：NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3 B．阳离子氧化性：Na＋>Mg2＋>Al3＋ C．单质的还原性：Na<Mg<Al D．离子半径：Na＋>Mg2＋>Al3＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 34 3．已知X、Y是第3周期的两种金属元素，且X的原子半径比Y的原子半径大，则下列叙述正确的是(　　) A．Y的原子序数比X的原子序数小 B．X的离子比Y的离子得电子能力强 C．X的失电子能力比Y的失电子能力强 D．X的离子半径比Y的离子半径小 解析　X、Y是第3周期的两种金属元素，且X的原子半径比Y的原子半径大，所以Y的原子序数比X的原子序数大；根据同周期主族元素金属性的变化规律可知，X的失电子能力大于Y，则X的离子比Y的离子得电子能力弱；X的离子和Y的离子具有相同的电子层结构，但X的核电荷数小于Y，所以X的离子半径大于Y的离子半径。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 35 4．不能用来说明同周期元素性质递变规律的实验是(　　) A．钠与冷水剧烈反应而镁与冷水很难反应 B．氢氧化铝具有两性而硅酸只具有弱酸性 C．氯气和氢气在光照条件下反应而硫和氢气在加热条件下才能反应 D．硫化氢水溶液呈弱酸性而氯化氢水溶液呈强酸性 解析　比较元素非金属性的强弱，可根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱进行比较，而不能根据对应氢化物的酸性强弱进行比较。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 36 5．四种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示。T的最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的无机酸。下列推断正确的是(　　) A.原子半径：X<Y<Z<T B．气态氢化物的还原性：Z<T C．含X的两种盐溶液混合可能生成沉淀 D．Y的最高价氧化物为酸性氧化物，不与任何酸反应 X Y Z T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 37 解析　由题意可知T为Cl，再根据其他元素在元素周期表中的位置可以推出Z为S、Y为Si、X为Al。四种元素位于同一周期，电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径大小关系为T<Z<Y<X，A错误；Z、T分别为S、Cl，它们的非金属性：Cl>S，非金属性越强，气态氢化物的还原性越弱，所以气态氢化物的还原性：Z>T，B错误；X为Al，[Al(OH)4]－和Al3＋能够在溶液里反应生成Al(OH)3沉淀，C正确；SiO2可以和HF反应，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 38 6．A、B、C、D四种非金属元素，单质的氧化性：B<A；氢化物稳定性：HD>HA；B、C常见离子的核外电子数相等，且元素原子序数：C<B。则四种元素原子得电子能力由强到弱的顺序正确的是(　　) A．A、B、C、D B．B、A、C、D C．D、A、B、C D．B、A、D、C 解析　非金属元素的单质氧化性越强，元素原子的得电子能力越强，则得电子能力：A>B；气态氢化物越稳定，元素原子的得电子能力越强，已知气态氢化物的稳定性：HD>HA，则元素原子的得电子能力：D>A；由B、C常见离子的核外电子数相等，且元素原子序数：B>C，说明B、C处在同一周期，且B位于C右侧，同周期主族元素自左向右，元素原子的得电子能力增强，则元素原子的得电子能力：B>C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 39 7．五种短周期元素X、Y、Z、M、N，其原子半径与原子序数的关系如图所示，下列说法错误的是(　　) A．非金属性：X>M B．气态氢化物的稳定性：M<N C．金属性：Y<Z D．M的最高价氧化物对应的水化物是一种弱酸 解析　由题图原子半径变化规律可知，X为O，Y为Na，Z为Al，M为Si，N为Cl。金属性：Na>Al，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 40 8．下列递变规律不正确的是(　　) A．HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次减弱 B．钠、镁、铝的还原性依次增强 C．HCl、H2S、PH3的稳定性依次减弱 D．P、S、Cl三种元素的最高正化合价依次升高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 41 9．已知33As、35Br位于同一周期，下列关系正确的是(　　) A．原子半径：As>Cl>P B．稳定性：HCl>AsH3>HBr C．还原性：As3－>S2－>Cl－ D．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 42 10．已知同周期的X、Y、Z三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序为HZO4>H2YO4>H3XO4，下列说法正确的是(　　) A．三种元素的原子序数按Z、Y、X的顺序增大 B．单质的氧化性按Z、Y、X的顺序增强 C．原子半径按X、Y、Z的顺序增大 D．气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序增强 解析　由三种元素最高价氧化物的水化物的化学式可知，X、Y、Z的最高化合价分别为＋5、＋6、＋7，它们分别处在同一周期的ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族，故三种元素的原子序数：X<Y<Z；单质的氧化性：X<Y<Z；原子半径：X>Y>Z；气态氢化物的稳定性：X<Y<Z。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 43 11．相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是(　　) A．Al B．Al(OH)3 C．AlCl3 D．Al2O3 解析　根据反应方程式可得： Al　　 ～　　NaOH　　Al(OH)3　～　NaOH 27 g 　　 1 mol 　　78 g 　　1 mol AlCl3　～ 4NaOH 　　 Al2O3　　～ 2NaOH 133.5 g 　4 mol 　　 102 g 　　2 mol Al消耗碱量最多。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 44 12．R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期主族元素，下列说法中一定正确的是(m、n均为正整数)(　　) A．若R(OH)n为强碱，则W(OH)n＋1也为强碱 B．若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素 C．若Y的最低化合价为－2，则Z的最高正化合价为＋7 D．若X的最高正化合价为＋5，则五种元素都是非金属元素 解析　R(OH)n为强碱，W(OH)n＋1不一定为强碱，故A错误；HnXOm为强酸，说明X非金属性强，Y比X更强，且知Y不是稀有气体元素，B正确；若Y为氧元素，Z为F元素，无正价，C错误；若五种元素同为第3周期，当X最高正化合价为＋5价时，R为金属元素，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 45 二、非选择题 13．短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表中的相对位置如 图所示。A原子的最外层电子数比内层电子数多3个。回答下列问题： (1)A在元素周期表中的位置为_______________，其单质的化学式为_____。 (2)B、C的最简单氢化物中，稳定性较强的是________(填化学式)。 (3)D、E的最高价含氧酸中，酸性较强的是________(填化学式)；将E的单质通入D的氢化物的水溶液中，发生反应的化学方程式为_____________________。 第2周期ⅤA族 N2 A B C D E H2O HClO4 Cl2＋H2S===S↓＋2HCl 解析　由“A原子的最外层电子数比内层电子数多3个”可知，A是N，则B为O，C为P，D为S，E为Cl。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 46 14．如图为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑨在图中的位置，用化学用语回答下列问题： (1)元素⑨的原子结构示意图为________。 (2)元素⑧的最高价氧化物对应水化物的分子式为____________。 (3)元素②、③的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是______________(填化学式)。 H3PO4 HNO3>H2CO3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 47 (4)元素⑤、⑥的金属性依次________(填“增强”“减弱”或“不变”)。 (5)元素④、⑤、⑥形成的简单离子的半径依次________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (6)元素⑤、⑥、⑨的最高价氧化物对应水化物两两之间均能反应，写出其反应的离子方程式：_______________________________、___________________、______________________________。 减弱 减小 Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ H＋＋OH－===H2O Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 48 　　　　　　　　　　　　　 R 二、同周期主族元素原子得失电子能力的变化规律 eq \a\vs4\al\co1(同周期主族元,素原子结构) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(电子层数_______,核电荷数依次______________)) eq \o(――――→,\s\up14(从左到右))原子半径逐渐_______―→原子核对最外层电子的吸引力依次增强―→元素原子 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(失电子能力依次_______,得电子能力依次_______)) (2)与碱溶液反应：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。 (3)与非金属反应：4Al＋3O2eq \o(=====,\s\up14(点燃))2Al2O3。 (4)铝热反应：2Al＋Fe2O3eq \o(=====,\s\up14(高温))2Fe＋Al2O3。 4．合金及其制品 (1)形成：铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、锌、锂等)熔合而形成铝合金。 (2)性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉等。 2．氢氧化铝[Al(OH)3]——两性氢氧化物 (1)物理性质：氢氧化铝是难溶于水的白色胶状固体。 (2)化学性质 Al(OH)3属于两性氢氧化物，既能与强酸反应，又能与强碱反应，反应的离子方程式分别为： Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 (3)制备 可以通过可溶性铝盐与碱反应制得，如AlCl3溶液与氨水反应的离子方程式为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \o\al(＋,4)。 4．下列关于元素金属性、非金属性强弱判断不正确的是(　　) A．高温下，2C＋SiO2eq \o(=====,\s\up14(高温))2CO↑＋Si，说明非金属性：C>Si B．碱性：KOH>Mg(OH)2，说明金属性：K>Mg C．氟气与氢气在暗处相遇就会爆炸，氯气与氢气混合在光照或点燃时发生爆炸，说明非金属性：F>Cl D．氧化性：Cu2＋>Na＋，说明金属性：Na>Cu 2.铝及其化合物eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(铝的还原性：与强酸、强碱反应产生H2,Al2O3、Al（OH）3是两性化合物，既与强酸反应又与强碱反应)) $$