高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律获奖第2课时2课时教案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律获奖第2课时2课时教案，共12页。







元素周期表的分区及元素化合价规律





1．元素金属性和非金属性的递变





(1)请填写出图中序号所示内容：①增强；②Al；③Si；④非金属；⑤金属；⑥增强；⑦增强；⑧增强。


(2)第二、三、四、五、六周期除过渡元素外，依次有2、3、4、5、6种金属元素，有6、5、4、3、2种非金属元素(含稀有气体元素)。


(3)分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。


2．元素的化合价与元素在周期表中的位置的关系


(1)价电子：与元素化合价有密切关系的电子。


①主族元素的价电子：原子的最外层电子；


②过渡元素的价电子：原子的最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。


(2)化合价规律(氧、氟除外)


①主族元素：最高正化合价＝族序数＝最外层电子(价电子)数；


②非金属元素：最高正化合价＝原子所能失去或偏移的最外层电子数；最高正化合价＋|最低负化合价|＝8。





1．下列关于元素周期律和元素周期表的叙述中正确的是( )


A．同一主族从上到下，元素金属性逐渐减弱


B．元素周期表是元素周期律的具体表现形式


C．同一周期从左到右，元素原子半径逐渐增大


D．非金属元素的最高正化合价等于它的负化合价的绝对值


解析：选B。同一主族从上到下，元素金属性逐渐增强，A不正确；元素周期表是元素周期律的具体表现形式，B正确；同一周期从左到右，元素原子半径逐渐减小，C不正确；非金属元素的最高正化合价等于其最外层电子数，D不正确。


2．某短周期主族元素R的最高正价与最低负价的代数和为4，下列叙述中不正确的是( )


A．R是第ⅣA族元素


B．R的气态氢化物化学式为H2R


C．R能形成两种氧化物RO2和RO3


D．R的气态氢化物的水溶液显酸性


解析：选A。短周期的主族元素中，最高正价与最低负价代数和为4，最高正价只能是＋6，最低负价为－2，则R是第ⅥA族的硫元素，A项错误；S的气态氢化物的化学式为H2S，B项正确；硫可以形成SO2和SO3，C项正确；H2S的水溶液显弱酸性，D项正确。


3．如图所示是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是( )





A．元素的简单离子半径大小：④＞⑤＞②


B．气态氢化物的稳定性：⑤＞②


C．最高价氧化物对应水化物的酸性：⑥＞⑤


D．元素的最高正化合价：③＝⑥


解析：选C。元素①～⑥分别为N、O、F、Al、S、Cl。离子半径S2－＞O2－＞Al3＋，A项错误；元素非金属性越强，则对应气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性也越强，故稳定性H2O＞H2S，酸性HClO4＞H2SO4，B项错误，C项正确；F无正价，D项错误。


元素周期表和元素周期律的应用





1．对化学研究的指导作用


(1)根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质，并研究元素性质的变化规律。


(2)根据元素的原子结构推测其在元素周期表中的位置和性质。


(3)依据元素周期律和周期表，对元素性质进行系统研究，为新元素的发现以及预测它们的原子结构和性质提供线索。


2．对社会生产的指导作用


(1)在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料，如硅、锗、镓等。


(2)研究周期表中与氟、氯、硫、磷、砷等位置靠近的元素，制造新品种的农药。


(3)在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素。





元素“位、构、性”之间的关系





(1)原子结构与元素在周期表中位置的关系


结构eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(电子层数＝周期序数,最外层电子数＝主族序数))位置


(2)原子结构与元素性质的关系


结构eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(最外层电子数越少,电子层数越多))越易失电子，单质还原性越强,\b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(最外层电子数越多,电子层数越少))越易得电子，单质氧化性越强))性质


(3)位置、结构和性质的关系








1．下列说法错误的是( )


A．用作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的分界线附近


B．农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内


C．构成催化剂的元素通常在元素周期表的右上方区域内


D．在周期表过渡元素中寻找制造耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素


解析：选C。构成催化剂的元素大多为过渡金属元素，在元素周期表的中间部分。


2．镭是元素周期表中第七周期ⅡA族元素，下列关于镭的性质描述中不正确的是( )


A．在化合物中呈＋2价


B．单质能和水反应，放出氢气


C．镭比钙的金属性弱


D．碳酸镭难溶于水


解析：选C。镭是第七周期ⅡA族元素，根据同主族元素性质的递变规律可知，镭在化合物中的化合价为＋2价，A正确；Ca能与水反应放出H2，则比Ca活泼的镭也能与水反应放出H2，B正确；镭的金属性比钙强，C错误；BaCO3 难溶于水，则碳酸镭也难溶于水，D正确。


3．下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是( )


①原子序数为15的元素的原子半径小于N原子半径


②第ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素


③第二周期ⅣA族元素的氢化物的稳定性大于NH3


④原子序数为12的元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强于Al(OH)3


A．①② B．①③


C．②④D．③④


解析：选C。原子序数为15的元素是P，其原子半径大于N原子半径，①不正确；第二周期ⅣA族元素为C，C的非金属性弱于N，其氢化物的稳定性弱于NH3，③不正确。


合格考训练


1．根据元素所在元素周期表的位置，判断下列元素都能作为半导体材料的是( )


A．Si、KB．C、Si


C．Si、GeD．As、Se


解析：选C。在元素周期表中，金属与非金属的分界处可以找到半导体材料，如Si、Ge为典型的半导体材料。


2．碲(Te)是与O、S同主族的元素，位于第五周期。据此，推断碲的相关性质错误的是( )


A．碲的单质在常温下是固态


B．碲的常见化合价是－2、＋4、＋6


C．碲可用作半导体材料


D．碲的氢化物H2Te很稳定


解析：选D。第ⅥA族，从上到下，元素非金属性逐渐减弱，所以H2Te不稳定。


3．某主族元素R原子的质量数为79，已知R的单核离子含有45个中子和36个电子，下列有关R的叙述错误的是( )


A．R位于第四周期第ⅥA族


B．R的最高价氧化物对应水化物的化学式为H3RO4


C．R的气态氢化物的化学式为H2R


D．R的阴离子具有强还原性


解析：选B。由于主族元素R原子的质量数为79，含有45个中子，所以质子数为79－45＝34，该原子有4个电子层，最外层是6个电子，所以R位于第四周期第ⅥA族；由于R的最高正价是＋6价，所以R的最高价氧化物对应水化物的化学式为H2RO4，气态氢化物的化学式为H2R，R的阴离子失电子能力较强，所以具有强还原性。





4．X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，下列说法中正确的是( )


A．原子半径：W>Z>Y>X


B．最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z弱


C．Y的气态氢化物的稳定性较Z的弱


D．四种元素的单质中，Z的熔、沸点最高


解析：选D。Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则Y为O，故X为N，Z为S，W为Cl，A项错误；HClO4酸性比H2SO4酸性强，B项错误；H2O比H2S稳定，C项错误；S单质为固体，其他元素的单质为气体，D项正确。


5．(2019·廊坊高一检测)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，反应如下：3SiCl4＋2N2＋6H2eq \(=====,\s\up7(高温))Si3N4＋12HCl。


回答下列问题：


(1)有关制备氮化硅的上述反应中，属于第二周期元素的是__________(填元素符号)。


(2)比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是__________(填序号)。


a．比较两种元素的气态氢化物的沸点


b．比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小


c．比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱


(3)Si与Al具有相似的化学性质，写出Si与强碱溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________


________________________________________________________________________。


解析：(1)反应中只有N属于第二周期元素。


(2)气态氢化物的沸点属于物理性质，与非金属性(化学性质)无关，a错误；原子获得一个电子时释放的能量越大，元素的非金属性越强，b正确；最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性越强，而不是指氢化物的酸性，c错误。


(3)Si与Al处于金属与非金属的交界处，二者化学性质相似；Si与强碱溶液反应的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O===SiOeq \\al(2－,3)＋2H2↑。


答案：(1)N (2)b


(3)Si＋2OH－＋H2O===SiOeq \\al(2－,3)＋2H2↑





等级性测试


1．元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是( )





A．事物的性质总在不断地发生明显的变化


B．紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素


C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)


D．可在虚线的右上方寻找耐高温材料


解析：选C。同族元素的性质是相似的，同周期元素的性质是递变的，A项错误；紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性，但没有两性金属元素这一说法，B项错误；耐高温材料应该在过渡元素中寻找，D项错误。


2．Se、Br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是( )





A．原子半径：Br>Se>P


B．还原性：S2－>Se2－>Br－


C．Se在元素周期表中位于第四周期ⅥA族


D．Se、Br位于同一主族


解析：选C。由图示信息可知Se为34号元素，Br为35号元素，Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左侧，原子半径Se>Br，A、D项错误；Se和S位于同一主族，且Se位于S的下一周期，故还原性Se2－>S2－，B项错误；由图示信息可知Se位于第四周期ⅥA族，C项正确。


3．下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是( )


A．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


B．第二周期元素从Li到F，非金属性逐渐增强


C．因为Na比K容易失去电子，所以Na比K的还原性强


D．O与S为同主族元素，且O比S的非金属性强


解析：选C。A项同主族元素核电荷数越大，电子层数越多；B项同周期元素从左到右非金属性逐渐增强；D项同主族元素从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。


4．下列对砷(As)的有关判断正确的是( )


A．砷原子序数为33，它与铝同主族


B．砷的原子半径小于磷的原子半径


C．砷化氢的稳定性比溴化氢的强


D．砷酸的酸性比硫酸的弱


解析：选D。砷原子序数为33，位于第ⅤA族，A错；砷、磷同主族，且砷位于磷的下一周期，故砷的原子半径大于磷的原子半径，B错；砷、溴同周期，砷的非金属性比溴弱，因此砷化氢的稳定性比溴化氢的弱，C错；非金属性S＞P＞As，因此砷酸的酸性比硫酸的弱，D对。


5．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是( )


A.原子半径：X＜Y＜Z


B．气态氢化物的稳定性：X＞Z


C．一定条件下Z、W都能与Mg反应形成化合物


D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞W


解析：选C。设元素Y的原子序数为y，则y＋y＋10＝3×(y＋1)，解得y＝7，则Y为氮元素、X为硅元素、Z为氧元素、W为氯元素。原子半径Z＜Y＜X，A错误；气态氢化物的稳定性X＜Z，B错误；一定条件下氧元素、氯元素都能与Mg反应形成化合物，分别为MgO和MgCl2，C正确；最高价氧化物对应水化物的酸性Y＜W，D错误。


6．根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息，下列叙述正确的是( )





A.E2－与B3＋的核外电子数不可能相等


B．离子半径：A＋

C．最高价氧化物对应水化物的碱性：A

D．简单氢化物的稳定性：D>E


解析：选B。由表中数据可知，A为钠，B为铝，C为铍，D为硫，E为氧。E2－与B3＋的核外电子数都为10，A错误；离子半径Na＋H2S，D错误。


7．X、Y、Z、W为周期表中前20号元素中的四种，原子序数依次增大。W、Y为金属元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y、Z位于同一周期，Z单质是一种良好的半导体。W能与冷水剧烈反应，Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等。下列说法正确的是( )


A．原子半径：W>Y>Z>X


B．气态氢化物的稳定性：X

C．最高价氧化物对应水化物的碱性：Y>W


D．Y、Z的氧化物都有酸性和碱性


解析：选A。由题意可推出X为O，Y为Al，Z为Si，W为K。B项，气态氢化物的稳定性H2O>SiH4，错误；C项，最高价氧化物对应水化物的碱性KOH>Al(OH)3，错误；D项，Y的氧化物Al2O3有两性，而Z的氧化物SiO2不具有两性，它是酸性氧化物，错误。


8．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，Y是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是( )


A．原子最外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、Z


B．原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、X


C．元素非金属性由强到弱的顺序：Y、Z、W、X


D．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W


解析：选A。由“Y是至今发现的非金属性最强的元素”可知，Y为F；由X原子序数小于Y且“X原子最外层有6个电子”可知，X为O；由Z原子序数大于Y且“Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置”可知，Z为Al；由“W的单质广泛用作半导体材料”可知，W是Si。A选项，原子最外层电子数由多到少的顺序是Y、X、W、Z，所以正确；B选项，原子半径由大到小的顺序是Z、W、X、Y，所以错误；C选项，元素非金属性由强到弱的顺序是Y、X、W、Z，所以错误；D选项，简单气态氢化物的稳定性Y的最强，所以错误。


9．四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。


请回答下列问题：


(1)元素Z位于周期表中第________周期________族。


(2)这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是________(填化学式)。


(3)X和W最高价氧化物对应水化物的酸性较强的是________(填化学式)。


(4)Y的最高价氧化物的化学式为________。


解析：根据周期表结构知，Z只能是第三周期元素，设其最外层电子数为x，则有2＋8＋x＝3x，x＝5，即Z为P元素，可以判断X是C元素，Y是N元素，W是S元素。


(1)P位于第三周期ⅤA族；


(2)元素的气态氢化物分别是CH4、NH3、PH3和H2S，水溶液碱性最强的是NH3；


(3)C和S最高价氧化物对应水化物分别为H2CO3和H2SO4，H2SO4酸性较强；


(4)N元素最高正价为＋5价，最高价氧化物的化学式为N2O5。


答案：(1)三 ⅤA (2)NH3 (3)H2SO4 (4)N2O5


10．元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和性质，下图是元素周期表的一部分：





(1)根据元素周期律，请你预测H3AsO4、H3PO4的酸性强弱：H3AsO4________H3PO4(填“＞”“＜”或“＝”)。


(2)根据NaH的存在，有人提议可把氢元素放在第ⅦA族，那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等，又可把氢元素放在周期表中的第________族。


(3)元素甲是第三周期金属元素中原子半径最小的元素，该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式为_______________________________________________________________


________________________________________________________________________。


(4)周期表中有10多种人体所需的微量元素，其中有一种被誉为“生命元素”的主族元素R，对延长人类寿命起着重要作用。已知R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，则R元素的名称为________________________________________________。


解析：(1)同主族从上到下，元素非金属性逐渐减弱，则最高价含氧酸的酸性逐渐减弱，则酸性H3AsO4＜H3PO4。(2)根据最高正价与最低负价的绝对值相等，可把氢元素放在周期表中的ⅣA族。(3)第三周期金属元素中原子半径最小的元素为Al，铝离子与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀与铵根离子，反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。(4)R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，最外层电子数为6，处于第四周期ⅥA族，为硒元素。


答案：(1)＜ (2)ⅣA (3)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4) (4)硒


课程标准
核心素养
1.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。


2．体会元素周期律(表)在学习元素化合物知识与科学研究中的重要作用。
1.证据推理：能结合有关资料说明元素周期律(表)对合成新物质、制造新材料的指导作用。


2．社会责任：深刻认识化学对创造更多的物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献。
课堂小结
Y
Z
X
W
元素代号
A
B
C
D
E
原子半径


/nm
0.186
0.143
0.089
0.104
0.074
主要化合价
＋1
＋3
＋2
＋6、－2
－2
X
Y
Z
W