2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第1章原子結(jié)構(gòu)元素周期律第3節(jié)第1課時認識同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律教案魯科版必修第二冊

PAGE9-第1課時相識同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律發(fā)展目標體系構(gòu)建1.通過分析第三周期元素性質(zhì)的改變規(guī)律，相識同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律及其與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，學(xué)會利用“證據(jù)推理與模型認知”的思維解決實際問題。2.能通過Na、Mg、Al有關(guān)試驗探究同周期元素性質(zhì)的改變，培育科學(xué)探究精神與創(chuàng)新意識。一、第3周期元素原子得失電子實力的比較1．鈉、鎂、鋁三種元素失電子實力的比較試驗方案試驗操作試驗現(xiàn)象試驗結(jié)論鎂和鋁與酸的反應(yīng)兩支試管內(nèi)都有無色氣泡冒出，但放Mg的試管中生成氣體速率較快鎂、鋁都能置換出酸中的氫，但鎂更簡潔，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑比較NaOH、Mg(OH)2的堿性強弱加入NaOH溶液后產(chǎn)生白色沉淀，把沉淀分成兩份，其中一份加入稀鹽酸，沉淀溶解，另一份加入NaOH溶液，沉淀不溶解堿性由強到弱的依次為NaOH>Mg(OH)2比較NaOH、Al(OH)3的堿性強弱加入NaOH溶液后產(chǎn)生白色沉淀，把沉淀分成兩份，其中一份加入稀鹽酸，沉淀溶解，另一份加入NaOH溶液，沉淀溶解反應(yīng)的離子方程式：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O；Al(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－。Al(OH)3表現(xiàn)兩性，堿性比NaOH和Mg(OH)2弱結(jié)論鈉、鎂、鋁元素原子失去電子實力：Na>Mg>Al2.硅、磷、硫、氯四種元素原子得電子實力的比較元素SiPSCl單質(zhì)與H2反應(yīng)條件高溫、生成少量化合物磷蒸氣與H2能反應(yīng)需加熱光照或點燃、猛烈反應(yīng)單質(zhì)與H2化合的難易由難到易氣態(tài)氫化物化學(xué)式SiH4PH3H2SHCl穩(wěn)定性很不穩(wěn)定不穩(wěn)定較穩(wěn)定很穩(wěn)定由弱到強最高價氧化物SiO2P2O5SO3Cl2O7最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4酸性弱酸中強酸強酸強于硫酸由弱到強結(jié)論硅、磷、硫、氯元素原子得電子實力：Si<P<S<Cl二、同周期元素原子的得失電子實力的改變規(guī)律及緣由1．改變規(guī)律同周期的主族元素從左到右，元素原子的得電子實力漸漸增加，失電子實力漸漸減弱。2．同周期主族元素的性質(zhì)遞變的緣由同周期主族元素的原子，核外電子層數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的遞增：1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)熔點、硬度：Al>Na，故金屬性：Na>Al。 ()(2)金屬原子失電子越多，還原性越強。 ()(3)PH3的穩(wěn)定性比SiH4強。 ()(4)同一周期元素的原子，半徑越小越簡潔失去電子。 ()(5)第3周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增加。 ()[答案](1)×(2)×(3)√(4)×(5)×2．對于第三周期從左到右的主族元素，下列說法中不正確的是()A．原子半徑漸漸減小B．電子層數(shù)漸漸增多C．最高化合價的數(shù)值漸漸增大D．元素的非金屬性漸漸增加B[同周期主族元素具有相同的電子層數(shù)，隨著核電荷數(shù)的增加原子半徑漸漸減小，故A正確，B錯誤；同周期主族元素從左到右原子最外層電子數(shù)漸漸增多，對應(yīng)的最高化合價的數(shù)值漸漸增大，故C正確；同周期主族元素從左到右金屬性漸漸減弱，非金屬性漸漸增加，故D正確。]3．請依據(jù)周期表中第3周期主族元素相關(guān)學(xué)問，回答下列問題。(1)原子半徑最小的元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________，金屬性最強的元素是________(填元素符號)；氧化性最弱的簡潔陽離子是________(填離子符號)。(2)最不穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物是________(填化學(xué)式)。(3)最高價氧化物對應(yīng)水化物中，堿性最強的是________(填化學(xué)式，下同)，酸性最強的是________，顯兩性的是________，該兩性氫氧化物與鹽酸、燒堿溶液分別反應(yīng)的離子方程式為_____________、______________。[解析](1)第3周期元素(Ar除外)從左到右原子半徑漸漸減小，元素的金屬性漸漸減弱，金屬陽離子的氧化性增加，原子半徑最小的元素是Cl，金屬性最強的是Na，Na＋的氧化性最弱。(2)非金屬性最弱的非金屬元素Si的氣態(tài)氫化物最不穩(wěn)定。(3)金屬性最強的鈉對應(yīng)的NaOH的堿性最強，非金屬性最強的氯對應(yīng)的HClO4的酸性最強。[答案](1)NaNa＋(2)SiH4(3)NaOHHClO4Al(OH)3Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－同周期主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律(素養(yǎng)養(yǎng)成——宏觀辨識與微觀探析)(1)甲、乙試管中滴加過量NaOH溶液的過程中有什么現(xiàn)象發(fā)生？試寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式。提示：甲中產(chǎn)生白色沉淀，滴加過量NaOH溶液白色沉淀不溶解；反應(yīng)的離子方程式為Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓。乙中起先產(chǎn)生白色沉淀，隨后溶解；反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－。(2)通過甲、乙、丙三個試驗探究酸、堿性的強弱，試歸納同一周期主族元素的原子結(jié)構(gòu)與元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性之間的改變規(guī)律。提示：同一周期主族元素從左到右，隨著原子序數(shù)的增大，元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性漸漸減弱，酸性漸漸增加。項目同周期主族元素(從左到右)最外層電子數(shù)由1遞增至7(第1周期除外)主要化合價最高正價：＋1→＋7(O、F除外)負價：－4→－1原子半徑漸漸減小得、失電子實力失電子實力減弱，得電子實力增加單質(zhì)的氧化性、還原性還原性減弱，氧化性增加最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性堿性減弱，酸性增加非金屬的氫化物形成由難到易，穩(wěn)定性由弱到強金屬單質(zhì)與水、酸反應(yīng)越來越難同周期元素性質(zhì)遞變的幾個易錯點(1)相對原子質(zhì)量隨原子序數(shù)的遞增，不呈周期性改變。(2)在元素周期表中，無氧酸的酸性改變規(guī)律與元素非金屬性的改變規(guī)律不一樣。其規(guī)律是左弱右強，上弱下強。如非金屬性：S<Cl，酸性：氫硫酸<鹽酸；非金屬性：F>Cl，而酸性：氫氟酸(HF)<鹽酸。【例1】下列依次排列錯誤的是()A．原子半徑：O<S<NaB．穩(wěn)定性：PH3>H2S>HClC．酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4D．堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3B[A項，O的電子層數(shù)比S的少，半徑比S小，S與Na的電子層數(shù)相同，Na核電荷數(shù)較小，半徑較大；P、S、Cl同周期，原子序數(shù)依次增大，氫化物穩(wěn)定性依次增加；最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性依次增加；Na、Mg、Al同周期，原子序數(shù)依次增大，最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性依次減弱。]1．同周期三種元素X、Y、Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物分別是HXO4、H2YO4、H3ZO4，下列推斷正確的是()A．含氧酸的酸性：HXO4<H2YO4<H3ZO4B．陰離子還原性按X、Y、Z依次減弱C．氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性按X、Y、Z依次減弱D．原子半徑按X、Y、Z依次減小C[HXO4、H2YO4、H3ZO4，X、Y、Z的最高正價分別為＋7、＋6、＋5，所以X、Y、Z的原子序數(shù)依次減小，同周期元素自右向左，酸性：H3ZO4<H2YO4<HXO4，A不正確；陰離子的還原性：X－<Y2－<Z3－，B不正確；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：ZH3<H2Y<HX，C正確；原子半徑：X<Y<Z，D不正確。]2．依據(jù)原子結(jié)構(gòu)及元素周期律的學(xué)問，下列推斷正確的是()A．ⅠA族元素的金屬性比ⅡA族元素的金屬性強B．ⅠA族金屬元素是同周期中金屬性最強的元素C．第2周期元素從左到右，最高正化合價從＋1遞增到＋7D．第3周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增加B[比較元素性質(zhì)時沒有指明同周期，A不正確；同周期元素的金屬性從左到右漸漸減弱，故ⅠA族金屬元素是同周期中金屬性最強的元素，B項正確；第2周期元素中，O元素?zé)o＋6價、F元素沒有正價，則第2周期元素從左到右，最高正價從＋1遞增到＋5，C不正確；沒有指明最高價含氧酸的酸性，D不正確。]元素原子得失電子實力強弱的推斷依據(jù)1.元素原子失去電子實力強弱的推斷依據(jù)(1)金屬活動性依次表中越靠前，金屬原子失電子實力越強。(2)同一周期的金屬元素，從左往右，原子失電子實力依次減弱。(3)金屬與水或酸置換出氫時，置換反應(yīng)越簡潔發(fā)生，金屬原子失電子實力越強。(4)金屬與鹽溶液反應(yīng)，較活潑金屬(失電子實力強)置換出較不活潑的金屬。(5)最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性越強，失電子實力越強。2．元素原子得電子實力強弱的推斷依據(jù)(1)同周期的非金屬元素，從左到右得電子實力依次增加(不包括稀有氣體)。(2)非金屬元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強，得電子實力越強。(3)非金屬元素的單質(zhì)與氫氣化合越簡潔，得電子實力越強；生成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，得電子實力越強。(4)不同的非金屬單質(zhì)M和N在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)，若M能置換出N，則得電子實力：M>N。【例2】下列有關(guān)敘述：①非金屬單質(zhì)M能從N的化合物中置換出非金屬單質(zhì)N；②M原子比N原子簡潔得到電子；③單質(zhì)M跟H2反應(yīng)比N跟H2反應(yīng)簡潔得多；④氣態(tài)氫化物水溶液的酸性HmM＞HnN；⑤氧化物對應(yīng)水化物的酸性HmMOx>HnNOy；⑥熔點M>N，能說明M比N的非金屬性強的是()A．①②③ B．②⑤C．①②③④⑤ D．全部A[依據(jù)非金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)可推斷M比N的非金屬性強，故①正確；依據(jù)得電子的難易程度可以推斷M比N的非金屬性強，故②正確；依據(jù)單質(zhì)與H2反應(yīng)的難易程度可以推斷M比N的非金屬性強，故③正確；依據(jù)氣態(tài)氫化物水溶液的酸性不能推斷M、N的非金屬性強弱，故④錯誤；假如不是最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性則不能推斷M、N的非金屬性強弱，故⑤錯誤；熔點屬于物理性質(zhì)，其凹凸與化學(xué)性質(zhì)無關(guān)，故⑥錯誤。綜合分析應(yīng)選A。](1)不能依據(jù)得電子的多少來推斷非金屬性強弱。(2)不能依據(jù)氣態(tài)氫化物水溶液的酸性強弱推斷非金屬性強弱。(3)必需是最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性比較才能說明非金屬性強弱。1．下表是分別含元素X、Y的物質(zhì)性質(zhì)的比較及得出的結(jié)論，其中結(jié)論不正確的是()物質(zhì)性質(zhì)的比較結(jié)論A最高價氧化物的水化物X(OH)m比Y(OH)n堿性強金屬性X比Y強B氣態(tài)氫化物HmX比HmY的熱穩(wěn)定性強非金屬性X比Y強CX的最高化合價比Y的最高化合價高金屬性X比Y強D常溫下，X(金屬)單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)比Y(金屬)單質(zhì)與水反應(yīng)猛烈不能確定X與Y的金屬性強弱C[金屬元素最高價氧化物的水化物堿性越強，該元素的金屬性越強，A項正確；非金屬元素氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性越強，該元素的非金屬性越強，B項正確；元素的金屬性與元素最高化合價的凹凸無關(guān)，C項錯誤；兩種不同的金屬單質(zhì)分別與鹽酸、水反應(yīng)，由于反應(yīng)的環(huán)境不同，因此反應(yīng)的猛烈程度不能說明X與Y的金屬性強弱，D項正確。]2．能證明Al的金屬性比Mg弱的試驗事實是()A.Al的導(dǎo)電性比Mg強B.Al的原子半徑比Mg小C.Al(OH)3能溶于NaOH溶液，而Mg(OH)2則不能D.Mg(OH)2的溶解度比Al(OH)3的溶解度略大[答案]C1．下列物質(zhì)能與鹽酸反應(yīng)且反應(yīng)最慢的是()A.Al B．MgC.K D．SA[元素的金屬性越弱，其單質(zhì)與酸反應(yīng)越慢。單質(zhì)硫與鹽酸不反應(yīng)，鋁的金屬性比鎂、鉀都弱，故A項正確。]2．下列事實不能用于推斷金屬元素失電子實力強弱的是()A.金屬間發(fā)生的置換反應(yīng)B.1mol金屬單質(zhì)在反應(yīng)中失去電子的多少C.金屬元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強弱D.金屬元素的單質(zhì)與水或酸置換出氫氣的難易B[活潑性強的金屬能置換出活潑性弱的金屬；最高價氧化物對應(yīng)水化物堿性越強，元素原子失電子實力越強；金屬越活潑越簡潔置換出氫。]3．(素養(yǎng)題)硫、氯及其化合物對環(huán)境有著重要的影響，在化工生產(chǎn)和日常生活中的用途也非常廣泛，如用作漂白劑、沉淀劑、農(nóng)藥、化肥等。下列不能說明氯的得電子實力比硫強的事實是()①HCl比H2S穩(wěn)定；②HClO氧化性比H2SO4強；③HClO4酸性比H2SO4強；④Cl2能與H2S反應(yīng)生成S；⑤氯原子最外層有7個電子，硫原子最外層有6個電子；⑥Cl2與Fe反應(yīng)生成FeCl3，S與Fe反應(yīng)生成FeS。A.②⑤ B．①②C.①②④ D．①③⑤A[氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性越高，非金屬性越強，故①可以說明；只有最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強，則非金屬性才越強，故②不能說明，③可以說明；Cl2能置換出H2S中的S，故④可以說明；最外層電子數(shù)的多少不能說明非金屬性的強弱，故⑤不能說明；⑥中Fe與Cl2、S分別反應(yīng)生成FeCl3、FeS，說明非金屬性Cl>S。綜上所述，②⑤不能說明氯的得電子實力比硫強的事實。]4．X、Y、Z三種元素位于周期表中同一周期，它們的最高價氧化物分別為酸性氧化物、堿性氧化物、兩性氧化物，則三種元素原子序數(shù)的大小依次為()A.X>Y>Z B．Y>Z>XC.X>Z>Y D．Z>X>YC[依據(jù)X、Y、Z三種元素的最高價氧化物分別為酸性氧化物、堿性氧化物、兩性氧化物可知，Y為金屬元素，X為非金屬元素，Z處于X和Y之間。同周期主族元素隨著原子序數(shù)的遞增，元素的金屬性漸漸減弱，非金屬性漸漸增加，則三種元素在周期表中的位置關(guān)系是，故原子序數(shù)關(guān)系為X>Z>Y。]5．為探究Na、Mg、Al的活動性依次，某課外小組同學(xué)進行了如下試驗：試驗步驟1.將一小塊金屬鈉放入滴有酚酞溶液的冷水中。2．將一小段用砂紙打磨后的鎂帶放入試管中，加入少量水，加熱至水沸騰，冷卻后，向試管中滴加酚酞溶液。3．將一小段鎂帶投入稀鹽酸中。4．將一小片鋁投入稀鹽酸中。他們記錄的試驗現(xiàn)象有：試驗現(xiàn)象①猛烈反應(yīng)，快速生成大量的氣體。②浮在水面上，熔成小球，不斷游動，小球漸漸變小且最終消逝，溶液變紅。③反應(yīng)不猛烈，產(chǎn)生無色氣體。④有氣體產(chǎn)生，溶液變成紅色。請幫助該小組同學(xué)補充下列試驗報告中的內(nèi)容。(1)在下表中填寫與試驗步驟相對應(yīng)的試驗現(xiàn)象的序號：試驗步驟1234試驗現(xiàn)象(2)寫出鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____