鲁科版高中化学必修第二册第1章原子结构元素周期律第3节元素周期表的应用课件

1.Na、Mg、Al失电子能力与酸或水反应的剧烈程度:Na>Mg>Al,最高价氧化物对应水化物的碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,所以失电子能力:Na>Mg>Al。2.Si、P、S、Cl得电子能力从Si到Cl,单质与氢气的化合越来越容易,气态氢化物(SiH4、PH3、H2S、HCl)的稳定性逐渐

增强,最高价氧化物对应水化物(H2SiO3、H3PO4、H2SO4、HClO4)的酸性逐渐增强,所以从Si

到Cl,元素原子得电子能力逐渐增强。第3节元素周期表的应用1|认识同周期元素性质的递变规律(以第3周期主族元素为例)知识点必备知识清单破3.氢氧化铝的化学性质Al(OH)3既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应,属于两性氢氧化物。Al(OH)3+3HCl

AlCl3+3H2OAl(OH)3+NaOH

Na[Al(OH)4]知识拓展铝和氧化铝的化学性质(1)铝的化学性质①与非金属反应:4Al+3O2

2Al2O3(Al暴露在空气中很快与O2反应,在表面形成致密的氧化膜)。②铝热反应:2Al+Fe2O3

Al2O3+2Fe。③与非氧化性酸反应:2Al+6HCl

2AlCl3+3H2↑。④与碱反应:2Al+2NaOH+6H2O

2Na[Al(OH)4]+3H2↑。⑤与氧化性酸反应:能与浓硫酸、硝酸等反应,但没有H2生成(常温下,遇到浓硫酸、浓硝酸发

生钝化)。(2)氧化铝的化学性质氧化铝既能与强酸反应,也能与强碱反应,属于两性氧化物。①与盐酸反应:Al2O3+6HCl

2AlCl3+3H2O。②与氢氧化钠反应:Al2O3+2NaOH+3H2O

2Na[Al(OH)4]。1.碱金属元素性质的相似性和递变性ⅠA族中的金属元素锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)等称为碱金属元素。(1)相似性碱金属元素原子的最外层都只有1个电子,易失去1个电子,元素的最高化合价均为+1价。碱

金属元素都是活泼的金属元素,单质都能与氧气、水等物质发生反应;最高价氧化物对应的

水化物一般具有很强的碱性。(2)递变性按Li、Na、K、Rb、Cs、Fr的顺序,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,原子失电子能力逐渐增强,单质的还原性逐渐增强,与水、氧气反应

越来越剧烈,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。2|研究同主族元素的性质(以ⅠA族、ⅦA族元素为例)知识点2.ⅦA族元素(卤族元素)性质的相似性和递变性ⅦA族元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)等称为卤族元素。(1)相似性卤族元素原子的最外层都有7个电子,易得到1个电子,所以卤族元素都具有较强的非金属性,

都能形成气态氢化物(通式为HX),最高价氧化物对应的水化物为HXO4(F除外),单质具有氧化

性,能与多种金属和非金属发生化学反应,最高化合价是+7价(除F外),最低化合价为-1价。(2)递变性①卤族元素的单质都是有色物质,按F2、Cl2、Br2、I2的顺序,其颜色逐渐加深,密度逐渐增大,

熔、沸点逐渐升高(常温时的状态由气态经液态到固态)。②按F、Cl、Br、I的顺序,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,原子得电子能力逐渐减弱,气态氢化物稳定性逐渐减弱,单质与氢气反应的能力逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱,简单离子的还原性逐渐增强。易错警示

F2不能把氯、溴、碘从其氢化物或盐溶液中置换出来,F2能与H2O剧烈反应生成

HF和O2:2F2+2H2O

4HF+O2。3.元素的金属性与非金属性的比较(详见定点2)1.碳、硅、磷元素的原子结构和性质比较3|预测元素及其化合物的性质知识点元素碳硅磷原子结构示意图

在元素周期表中的位置第2周期ⅣA族第3周期ⅣA族第3周期ⅤA族最高化合价+4价+4价+5价最低化合价-4价-4价-3价非金属性P>C>Si最高价氧化物对应水化物的酸性H3PO4>H2CO3>H2SiO32.硅及其重要化合物(1)硅的存在:在自然界中以化合态存在,含量仅次于氧,排第二位,是构成矿物和岩石的主要成分。(2)硅的单质:硅的单质有晶体硅和无定形硅两种同素异形体,晶体硅类似于金刚石,熔、沸点

高,硬度大,是良好的半导体,应用于信息技术和新能源技术等领域,如芯片、太阳能电池等。

在常温下化学性质不活泼,不易与氢气、氧气、氯气、硫酸、硝酸等物质发生反应。①与氧气反应:Si+O2

SiO2②与氢氧化钠溶液反应:Si+2NaOH+H2O

Na2SiO3+2H2↑③与氢氟酸反应:Si+4HF

SiF4↑+2H2↑(3)硅的制备①SiO2+2C

Si+2CO↑②Si+3HCl

SiHCl3+H2③SiHCl3+H2

Si+3HCl(4)二氧化硅的化学性质:化学性质稳定,不与水、一般的酸反应。①具有酸性氧化物的性质:SiO2+CaO

CaSiO3、SiO2+2NaOH

Na2SiO3+H2O。②与氢氟酸反应:SiO2+4HF

SiF4↑+2H2O。(5)硅酸和硅酸钠①硅酸(H2SiO3):不溶于水的白色固体。具有酸的性质,能与碱溶液(如NaOH溶液)反应,但酸

性较弱,弱于碳酸、磷酸等。②硅酸钠(Na2SiO3):能与酸反应,如Na2SiO3+2HCl

H2SiO3↓+2NaCl、Na2SiO3+CO2+H2O

H2SiO3↓+Na2CO3。知识拓展材料的分类(1)金属材料①金属材料包括纯金属、合金和特种金属材料等;②金属材料通常分为黑色金属(铁、铬、

锰及其合金)、有色金属(通常分为轻金属、重金属、贵金属、稀有金属、稀土金属和半金

属等)和特种金属材料(包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料)。(2)无机非金属材料①传统无机非金属材料:玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料;②新型无机非金属材料:高温结构

陶瓷、透明陶瓷、压电陶瓷等。元素周期表为研究物质结构、发现新元素、合成新物质、寻找新材料提供了许多有价

值的指导。如:元素周期表的其他应用知识点1.元素原子失电子越多,金属性越强,这种说法正确吗?(✕

)提示:元素金属性的强弱与其原子失电子的能力有关,与失电子的数目多少无关。2.氢氧化铝属于两性氢氧化物,既能与所有的酸反应,又能与所有的碱反应,这种说法正确吗?(✕

)提示:氢氧化铝属于两性氢氧化物,既能与强酸反应,又能与强碱反应,但不能与弱碱如一水合氨等反应。3.同一主族元素的原子最外层电子数相同,化学性质相似,所以原子最外层电子数相同的元素

化学性质一定相似,这种说法正确吗?(✕

)提示:原子最外层电子数相同的元素的化学性质不一定相似,如Mg和He。知识辨析判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。4.元素原子的得电子能力越强,其氧化物对应水化物的酸性越强,这种说法正确吗?(✕

)提示:一般,元素原子的得电子能力越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强;O、F元素的非金属性强,但没有最高价氧化物对应水化物。5.HX(X为卤素)都极易溶于水,它们的热稳定性随着核电荷数的增加而增强,这种说法正确

吗?(✕

)提示:从F到I,元素非金属性依次减弱,原子得电子能力逐渐减弱,HX的热稳定性逐渐减弱。6.氟单质能置换出氯化钠溶液中的氯元素,这种说法正确吗?

(✕

)提示:F2与溶液中的水反应:2F2+2H2O

4HF+O2。

7.HCl、HBr、HI的还原性依次减弱,这种说法正确吗?(✕

)提示:Cl、Br、I的非金属性依次减弱,HCl、HBr、HI的还原性依次增强。8.碱金属元素的单质在空气中燃烧都生成过氧化物,这种说法正确吗?(✕

)提示:碱金属元素随着原子序数的增大,单质活泼性逐渐增强,在空气中燃烧的产物也越来越复杂。锂在空气中燃烧生成氧化锂,钠在空气中燃烧生成过氧化钠,钾、铷、铯等在空气中燃烧生成更复杂的氧化物。1|主族元素性质的递变规律定点关键能力定点破

同周期主族元素(从左到右)同主族元素(从上到下)电子层数相同逐渐增多最外层电子数递增(除第1周期外,均为1→7)相同原子半径逐渐减小逐渐增大元素的化合价最高化合价:+1→+7(O、F除外)最低化合价:-4→-1最高化合价相同(O、F除外)最低化合价相同元素的金属性、非金属性金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强金属性逐渐增强,非金属性逐

渐减弱原子得失电子能力失电子能力逐渐减弱,得电子

能力逐渐增强失电子能力逐渐增强,得电子

能力逐渐减弱单质的氧化性、还原性氧化性逐渐增强,还原性逐渐

减弱氧化性逐渐减弱,还原性逐渐

增强最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强碱性逐渐增强,酸性逐渐减弱非金属单质与氢气化合的难易程度由难到易由易到难气态氢化物的稳定性由弱到强由强到弱典例1下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是

(

)A.NaOH的碱性比Mg(OH)2强B.Cl2得到电子的能力比Br2弱C.原子半径:r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)D.原子的最外层电子数Na<Mg<Cl<BrA思路点拨

根据主族元素性质的递变规律判断Na、Mg、Cl、Br元素金属性、非金属性强

弱,然后结合选项解答。解析

同周期主族元素自左至右金属性减弱,所以金属性Na>Mg,则碱性NaOH>Mg(OH)2,故

A正确;同主族元素自上而下非金属性减弱,所以非金属性Cl>Br,则Cl2得电子的能力比Br2强,

故B不正确;一般,电子层数越多原子半径越大,电子层数相同,核电荷数越小原子半径越大,所

以原子半径:r(Br)>r(Na)>r(Mg)>r(Cl),故C不正确;Cl和Br为同主族元素,最外层电子数相等,故

D不正确。典例2下列关于ⅦA族元素的叙述正确的是

(

)A.ⅦA族元素中F元素的非金属性最强,对应的含氧酸的酸性最强B.ⅦA族元素,随着核电荷数增大,气态氢化物的稳定性增强C.ⅦA族元素,随着核电荷数增大,离子半径增大D.ⅦA族元素的最高正价均等于其最外层电子数C解析

ⅦA族元素中F元素的非金属性最强,但F没有正价,没有含氧酸,故A、D错误;ⅦA族元

素,随着核电荷数增大,元素非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,故B错误;ⅦA

族元素,随着核电荷数增大,离子的电子层数增多,离子半径增大,故C正确。1.元素金属性的比较比较元素金属性强弱,实质是看元素原子失去电子的难易程度,原子越易失去电子,其金

属性越强。具体判断方法:(1)根据金属活动性顺序判断:活动性顺序中越靠前,金属性越强。(2)根据单质的反应判断:金属单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,对应元素的金属性越强。(3)根据最高价氧化物对应水化物的碱性判断:碱性越强,对应元素的金属性越强。(4)根据溶液中置换反应判断:活泼的金属能将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。如

根据Fe+Cu2+

Fe2++Cu,可知金属性:Fe>Cu。(5)根据氧化性或还原性判断:一般,单质的还原性越强或阳离子氧化性越弱,对应元素的金属性越强。2|元素的金属性与非金属性的比较定点(6)根据在元素周期表中的位置判断:一般来说,左边比右边、下方比上方元素的金属性强。2.元素非金属性的比较比较元素非金属性强弱,实质是看元素原子得到电子的难易程度,原子越易得到电子,其

非金属性越强。具体判断方法:(1)根据与H2反应难易:与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强。(2)根据氧化性或还原性判断:一般,单质氧化性越强或阴离子还原性越弱,对应元素的非金属

性越强。(3)根据最高价氧化物对应水化物的酸性判断:酸性越强,对应元素的非金属性越强。(4)根据溶液中置换反应判断:活泼的非金属能将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出

来。如根据Cl2+2Br-

2Cl-+Br2,可知非金属性:Cl>Br。(5)根据在元素周期表中的位置判断:一般来说,右边比左边、上方比下方元素的非金属性强。典例下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是

(

)选项事实推论A与冷水反应,Na比Mg剧烈金属性:Na>MgBCa(OH)2的碱性强于Mg(OH)2金属性:Ca>MgCSO2与NaHCO3溶液反应生成CO2非金属性:S>CDH2+Cl2

2HCl、H2+I2

2HI非金属性:Cl>I思路点拨

解答本题需掌握元素金属性和非金属性的比较方法,在解答实际问题时,要能进

行灵活分析与判断。C解析

与冷水反应越剧烈,金属单质越活泼,对应元素金属性越强,即根据与冷水反应,Na比

Mg剧烈,可知金属性:Na>Mg,A项不符合题意;最高价氧化物对应水化物碱性越强,对应元素

金属性越强,B项不符合题意;最高价氧化物对应水化物的酸性越强,对应元素非金属性越强,

根据SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2,可说明酸性:H2SO3>H2CO3,而H2SO3不是S元素的最高价

氧化物对应水化物,则无法推出非金属性:S>C,C项符合题意;根据Cl2、I2与H2的化合反应,可

知H2与Cl2的化合比H2与I2的化合容易,可推断非金属性:Cl>I,D项不符合题意。|科学探究与创新意识——元素性质递变规律的实际应用素养学科素养情景破情境探究材料一许多化学家试图使用氢氟酸制取单质氟,但都因在实验过程中吸入过量氟化氢气体

而中毒或死亡。莫瓦桑设计了一套抑制氟剧烈反应的装置,终于在1886年制得了单质氟,擒

获了“死亡元素”。材料二碘单质在日常生产和生活中有非常重要的应用,其中碘酒、碘伏等均是应用广泛的

消毒剂。溴及其化合物可被用来作为阻燃剂、净水剂、杀虫剂、染料等。在照相技术中,

溴、碘与银的化合物担任感光剂的角色。问题1为什么在元素周期表主族中氟元素的非金属性是最强的?提示

同周期主族元素,从左到右非金属性逐渐增强;同主族元素,从上到下非金属性逐渐减

弱,所以非金属性最强的主族元素位于元素周期表的右上角,就是氟元素。问题2碘可以从海带、紫菜中提取,溴可以从海水中提取;“海带提碘”和“海水提溴”过程

中是否可以选用氯气做氧化剂?若可以,请写出相关反应的离子方程式。提示

利用同主族元素性质递变规律可知,可以选取氯气作为氧化剂,反应的离子方程式为2I-+Cl2

I2+2Cl-、2Br-+Cl2

Br2+2Cl-。问题3利用主族元素性质递变规律,可以设计怎样的实验探究C、Si、S的非金属性强弱?提示

设计实验验证H2CO3、H2SiO3、H2SO4的酸性强弱从而判断出C、Si、S的非金属性强弱。讲解分析元素“位”“构”“性”关系及应用元素的原子结构决定了元素在元素周期表中的位置和元素的主要性质,元素在元素周期

表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质,故三者之间可相互推断。知识拓展(1)根据原子或离子的结构示意图推断元素的位置①已知原子结构示意图,则电子层数=周期序数,最外层电子数=主族序数。如果已知离子的

结构示意图,则需将其转化为原子结构示意图。②电子层结构相同的微粒:阴离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的前

面,阳离子对应的元素在具有相同电子层结构的稀有气体元素的下一周期的左边位置,简称

“阴前阳下”。(2)根据元素的特征推断元素的位置如根据“形成化合物最多的元素”“空气中含量最多的元素”“地壳中含量最多的元素”

等特征来推断。(3)根据元素周期表中短周期特殊结构推断元素的位置①元素周期表中第1周期只有两种元素:H和He,H元素所在的ⅠA族左侧无元素分布。②He为0族元素,0族元素为元素周期表的右侧边界,0族元素右侧没有元素分布。典例呈现例题某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。Ⅰ.(1)甲、乙两同学根据实验室提供的下列试剂,设计了两个原理不同的简单实验,请补充完

整相应的实验方案,证明镁元素的金属性比铝元素强。试剂:镁条(已除去表面的氧化膜)、铝条(已除去表面的氧化膜)、氯化铝溶液、氯化镁溶

液、稀盐酸、氢氧化钠溶液。方案一:甲同学选用镁条、铝条和稀盐酸,选择依据是

;甲同学

设计的方案是

。方案二:乙同学选用氯化镁溶液、氯化铝溶液、氢氧化钠溶液,选择依据是

;乙同学设计的方案是

。(2)铁投入CuSO4溶液中,能置换出铜;钠投入CuSO4溶液中,不能置换出铜,以此判断出钠比铁

的金属性弱,这种说法

(填“合理”或“不合理”),理由是

。Ⅱ.另一活动小组为了验证元素非金属性的递变规律,设计了如图所示的实验装置进行实验

探究:(3)B装置中的X溶液是

;其作用为

。(4)能说明碳元素和硅元素非金属性强弱的实验现象是

;C中反应的离子方程式为

。(5)若没有装置B,则会产生的影响是

。(6)若将分液漏斗中的硝酸改为盐酸,

(填“能”或“不能”)证明非金属性Cl>C>Si。若能,请说明理由;若不能,请提出改进方案:

。素养解读

本题以镁、铝元素的金属性强弱和验证元素非金属性的递变规律的实验探究为

情境素材,考查元素周期表中元素性质的递变规律的实际应用,培养学生利用所学知识解决

实际问题的能力,体现了科学探究与创新意识的化学学科核心素养。信息提取

Ⅰ.金属与酸反应越剧烈、最高价氧化物的水化物的碱性越强,元素的金属性越

强;钠为活泼金属,能与水剧烈反应,故钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜。Ⅱ.元素的非金属

性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,比较Cl、C非金属性强弱时应使用HClO4与

碳酸钠反应,不能使用盐酸。解题思路

(1)方案一,甲同学选用金属跟酸反应的依据是:金属与酸反应越剧烈,元素的金属

性越强,设计实验方案要注意控制单一变量;方案二,