从元素角度认识手机电池材料-元素周期表和元素周期律专题复习-高一上学期化学人教版

从元素角度认识手机电池材料——元素周期表与周期律专题复习六氟磷酸锂LiPF6钴酸锂LiCoO2石墨（C）Al任务一

原子结构与元素位置【活动1】

1.画出Li（3）、Al（13）原子结构图2.根据结构判断它们在元素周期表中的位置3.归纳原子结构与原子序数、原子结构与元素在元素周期表中位置之间的关系质子数核电荷数核外电子数电子层最外层电子原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数电子层数=周期序数，主族元素最外层电子数=主族序数原子结构元素周期表（位置）决定原子核核外电子周期族反映第二周期第ⅠA族【活动2】用不同颜色的笔在图中圈出短周期、长周期、主族与副族并写出各周期所含元素种类数任务二

元素周期表结构短周期长周期1-2列、13-17列为主族元素共7个主族（A)3-12列为副族元素，共8个副族（B）0族元素28818183232问题1：O、Co位于短周期还是长周期，主族还是副族？【资料卡片】锂电池中石墨的层状结构像书架一样将锂嵌入其中问题2：请回答碳元素最高正价、最低负价及两者绝对值之和，分析元素化合价与原子结构之间的关系最高+4价；最低-4价；绝对值之和为8主族元素最高正价=最外层电子数=主族序数，（O、F除外，O无最高正价，氟无正价）最高正价

＋|最低负价|＝8(H、O、F除外)。任务三

元素周期律-化合价变化规律问题3：P元素最高正价和最低负价分别是多少？+5-3任务三

元素周期律-粒子半径变化规律【资料卡片】电池中核心元素越易失电子，质量越轻，体积越小，电池性能越好

思考1.根据资料卡片内容解释手机电池选用锂离子的原因锂是自然界最轻的金属，易失去最外层一个电子，半径小，轻便问题4：如何比较粒子半径大小

一层二核三电子①看层数，层数越多半径越大②层数相同则看序数，序大径小③层数和序数均相同，则核外电子数越大，半径越大问题5：比较H、C、O、P原子半径大小H<O<C<P与Li同族的金属元素称之为碱金属元素，组内交流讨论该族元素性质递变规律，从结构角度分析原因任务三

元素周期律-同主族元素金属性、非金属性变化规律F所在族称之为卤族元素，组内交流讨论该族元素性质递变规律，从结构角度分析原因【活动3】讨论归纳元素金属性与非金属性递变规律原子结构核电荷数电子层数最外层电子数从上到下电子层数增多原子半径增大原子核对最外层电子的引力减弱失电子能力增强得电子能力减弱金属性增强非金属性减弱相同问题6：电池的外壳材料主要采用金属铝，从理化性质角度分析其作为外壳材料有哪些优点？根据外壳作用分析外壳材料能否用同周期Na或Mg进行替换铝轻，不易与水反应，与氧气结合形成致密氧化膜，保护内部材料问题7：Na、Mg、Al从左至右元素性质呈现怎样的变化规律？从结构角度分析原因钠与镁较活泼，可以与氧气和水反应，不宜作电池的外壳材料任务三

元素周期律-同周期元素金属性、非金属性变化规律同周期元素从左到右

电子层数相同，

核电荷数增多半径逐渐减小

原子核对最外层电子的吸引力增强

原子失电子能力减弱，得电子能力增强

金属性减弱，非金属性增强任务三

元素周期律【活动4】整理判断元素金属性、非金属性的方法

元素金属性判断依据金属元素在周期表中的位置：同一周期越靠左，同一主族越靠下，金属性越强（左下强）。金属单质之间的置换，如Fe能从CuSO4溶液中置换出Cu，则金属性Fe>Cu。单质与水或酸反应制取氢气越容易，金属性越强单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强非金属元素在周期表中的位置：同一周期越靠右（稀有气体除外），同一主族越靠上，非金属性越强（右上强）。非金属单质之间的置换，如Cl2能从KBr溶液中置换出Br2，则非金属性Cl>Br。与H2化合越容易，简单气态氢化物越稳定，非金属性越强。单质的氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强元素非金属性判断依据任务三

元素周期律【小结】元素周期律的定义和实质原因1．定义：元素的性质随原子序数的递增而呈周期性的变化。2．实质：元素原子的核外电子排布的周期性变化。

位置性质结构周期序数主族序数元素主要化合价粒子半径元素金属性与非金属性电子层数最外层电子数核电荷数元素应用【资料卡片】1.电池的电解液在复杂环境中需稳定存在，保证电池使用安全，且体积越小电池工作效率越好，锂离子电池中电解液为六氟磷酸锂LiPF6；

2.元素的非金属性越强形成的离子构成的物质稳定性越好；3.构成物质的粒子半径越小物质稳定性越好。问题7：1.氟在元素周期表中的位置2.电解液中各元素化合价分别为3.为什么电解液可以选用氟元素？F-半径较小，氟元素非金属性最强，形成的F-非常稳定任务四

根据元素周期律的应用第二周第ⅦA族Li—+1F—-1P—+5任务四

根据元素周期律的应用思考3.锂离子电池高效轻便，但是锂元素在自然界的储量有限，价格高，根据本节课所学知识分析钠能否成为电池的核心元素？专栏钠离子电池L锂离子电池丰度丰富（占地壳的2.3%）稀有（占地壳的0.0065%）密度0.968g/cm-30.534g/cm-3(自然界最轻的金属）能量密度（单位质量能储存的电量，越高越好）100-150瓦时/千克140-280瓦时/千克循环寿命（充放电循环次数）3,000-4,000

周期超过12,000次循环充电速度80分钟充电12%80分钟内充电超过45%–30°C容量保持率92％80％热失控350℃270℃2025年为钠离子电池规模化量产前期阶段，随着钠电池性能不断提升，和电池成本不断降低，预计2026年和2027年钠离子电池市场将会在储能、两轮车、启停电池等应用领域爆发。学以致用2.下列各组微粒半径大小比较中，不正确的是（

）A.

r(K)>r(Na)>r(Li)B.

r(Mg2+)>r(Na+)>r(F-)C.

r(

Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)

D.

r(Cl-)>r(F-)>r(F)B1．某元素位于元素周期表第三周期第ⅤA族，该元素为(

)A．CB．FC．PD．AlC3．元素性质呈现周期性变化的根本原因是(

)A．原子半径呈周期性变化B．元素化合价呈周期性变化C．电子层数逐渐增加D．元素原子的核外电子排布呈周期性变化D学以致用5.下列性质的递变关系正确的是(

)A.氢化物的稳定性:HCl>H2O>H2SB.碱性:NaOH>KOH>Mg(OH)2C.原子半径:Si<P<S<ClD.最高正价:Cl>Si>Al>NaD4.以下表述不符合元素周期律的是()A．稳定性：HF＞H2O＞NH3

B．酸性：H3PO4＞HNO3＞HClO4C．微粒半径：F－＞Na＋＞Mg2＋

D．还原性：HI＞HBr＞HClB学以致用6.便携式锌锰干电池是生活常用电源，外壳为金属锌皮，正极材料含二氧化锰。(1)三种元素中原子半径最小的是

；铁在

（长/短）周期

(2)等质量的Zn、Fe与等浓度稀盐酸反应，反应更剧烈的是

。

(3)将Zn片投入少量硫酸铜溶液中，现象为

。O长Zn溶液蓝色逐渐变浅，锌片逐渐溶解，表面有红色固体析出

7.新型锂亚硫酰氯电池广泛用于智能手表，轻便且续航久，其制作原料含Li、S、Cl三种元素，可实现稳定供电。(1)Li在元素周期表中的位置为

，其最高价氧化物对应水化物的化学式为

；(2)比较S、Cl最高价氧化物对应水化物的酸性强弱

（

用化学式回答）学以致用第二周期第ⅠA族LiOHH2SO4<HClO48.某同学设计实验以探究元素性质的递变规律，实验装置如图所示。实验Ⅰ：根据元素最高价含氧酸的酸性强弱探究元素非金属性递变规律。已知A装置的烧瓶里装有大理石，分液漏斗里装有稀HNO3，B装置中装有饱和碳酸氢钠溶液，C装置中装有Na2SiO3溶液，试回答：(1)A中反应的离子方程式为__________________，C中可观察到的现象是______________。(2)B装置的作