高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律第1课时学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律第1课时学案，共10页。学案主要包含了元素，同周期的元素性质递变规律等内容，欢迎下载使用。


一、元素、原子半径、化合价的变化规律
1．原子结构的变化规律
2.原子半径的变化规律
3.元素主要化合价的变化规律
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)同周期元素从左到右的最外层电子数均为1到8。( )
(2)同周期元素从左到右的最高化合价均为＋1到＋7。( )
(3)下一周期元素的原子半径一定大于上一周期元素的原子半径。( )
(4)金属只有正化合价，非金属只有负化合价。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
二、同周期的元素性质递变规律
1．第三周期的Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱，NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性逐渐减弱，NaOH为强碱，Mg(OH)2为中强碱，Al(OH)3为两性氢氧化物。
2．第三周期的Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强，H3SiO3、H3PO4、H2SO4、HClO4的酸性逐渐增强。HClO4是最强的含氧酸，H2SiO3为难溶的弱酸，H3PO4为中强酸，H2SO4为强酸。
3．同一周期从左到右，原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
4．元素周期律
(1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。
(2)实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。

(1)向AlCl3溶液中滴加足量氨水，现象为________，离子方程式为___________________________________________________________________。
(2)向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，现象为_____________，
离子方程式为_________________________________________________
_____________________________________________________________。
[答案] (1)产生白色絮状沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
(2)先生成白色沉淀，然后白色沉淀又逐渐溶解至澄清 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
1．钠、镁与水的反应
2.Al(OH)3的制备与性质
(1)实验探究：
①向AlCl3溶液中加入足量氨水，现象为产生白色沉淀，反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。
②将①实验得到的沉淀分装两支试管中，一支试管中加入盐酸，现象为白色沉淀逐渐溶解，离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；另一支试管中加入NaOH溶液，现象为白色沉淀逐渐溶解，离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O。
③向MgCl2溶液加入过量NaOH溶液，现象产生白色沉淀，离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
(2)两性氢氧化物：既能与酸反应又能与强碱反应，且均生成盐和水的氢氧化物。如 Al(OH)3。
1．同周期从左到右的结构与性质的递变性
2.铝及其重要化合物的转化
注意：(1)Al3＋＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
(2)AlOeq \\al(－,2)＋4H＋===Al3＋＋2H2O
(3)AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋2H2O===Al(OH)3↓
(4)AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)或2AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋COeq \\al(2－,3)
1．下列对于第二周期主族元素的叙述正确的是( )
A．从左到右，原子得电子能力逐渐减弱
B．从左到右，元素的非金属性逐渐增强
C．从左到右，元素的最高正价依次升高
D．从左到右，原子半径依次增大
B [第二周期主族元素从左到右依次为Li、Be、B、C、N、O、F，从左到右，原子最外层电子数从1逐渐增加到7，原子半径逐渐减小，原子得电子能力逐渐增强，元素的非金属性逐渐增强，A、D项错误，B项正确；Li、Be、B、C、N的最高正化合价分别为＋1，＋2，＋3，＋4，＋5，F没有正化合价，O除了在与F形成的化合物中是正化合价外，没有其他形式的正化合价，C项错误。]
2．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，短周期主族元素中Y的原子半径最大，Z是地壳中含量最高的金属元素，X和W同主族，W的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4。下列说法正确的是( )
A．简单气态氢化物的稳定性：XB．原子半径：r(X)C．最高价氧化物对应水化物的碱性：Y>Z
D．X与Y只能形成一种化合物
C [短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，短周期主族元素中Y的原子半径最大，则Y为Na；Z是地壳中含量最高的金属元素，则Z为Al；W的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，则W为S；X和W同主族，则X为O。非金属性O>S，则简单气态氢化物的稳定性H2O>H2S，故A错误；同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则r(O)Al，则最高价氧化物对应水化物的碱性NaOH>Al(OH)3，故C正确；O、Na可以形成Na2O、Na2O2等，故D错误。]
3．欲从MgCl2溶液中除去少量AlCl3，下列操作顺序正确的是( )
①加入过量氨水 ②加入过量NaOH溶液 ③加入适量盐酸 ④加入适量硫酸 ⑤过滤
A．①⑤③ B．②⑤③
C．②⑤④D．①⑤④
B [加入过量的NaOH溶液，此时Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，Al3＋转化为AlOeq \\al(－,2)，过滤出Mg(OH)2沉淀，并将其溶于适量盐酸中生成MgCl2溶液。]
判断下列粒子半径大小(用“>”或“<”表示)。
(1)Cl____Br，S____Si____Al。
(2)O2－____F－____Na＋____Mg2＋。
(3)Cl－____Cl，Mg____Mg2＋。
(4)K____Mg，S____F。
[答案] (1)＜ ＜ ＜ (2)＞ ＞ ＞ (3)＞ ＞ (4)＞ ＞
粒子半径大小比较方法
4．下列粒子半径大小的比较中，正确的是( )
A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－
B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋
C．Na＜Mg＜Al＜S
D．Cs＋＞Rb＋＞Na＋＞K＋
B [A项，半径大小应为O2－＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋；C项，半径大小应为Na＞Mg＞Al＞S；D项，半径大小应为Cs＋＞Rb＋＞K＋＞Na＋。]
5．X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的最低价离子分别为X2－和Z－，Y＋和Z－具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( )
A．原子最外层电子数：X>Y>Z
B．单质沸点：X>Y>Z
C．离子半径：X2－>Y＋>Z－
D．原子序数：X>Y>Z
D [根据题意可确定X、Y、Z在周期表中的相对位置为
可以确定X为S，Y为Na，Z为F。原子最外层电子数：F>S>Na(Z>X>Y)，A错误；单质沸点：Na>S>F2(Y>X>Z)，B错误；离子半径：S2－>F－>Na＋(X2－>Z－>Y＋)，C错误；原子序数：S>Na>F(X>Y>Z)，D正确。]
“三看”法比较简单粒子的半径大小
(1)“一看”电子层数：当最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。
(2)“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。
(3)“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。
1．下列排列顺序不正确的是( )
A．原子半径：Na>S>Cl
B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4
C．最高正化合价：Cl>S>P
D．热稳定性：碘化氢>溴化氢>氯化氢
D [Na、S、Cl是具有相同电子层数的元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，最外层电子数逐渐增多，最高正化合价逐渐增大，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱。因为非金属性Cl>Br>I，所以气态氢化物的热稳定性HCl>HBr>HI，D项错误。]
2．元素X、Y、Z的原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是( )
A．同族元素中Z的氢化物稳定性最强
B．原子半径：X>Y；离子半径：X＋>Z2－
C．同周期元素中X的金属性最强
D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
B [根据题意知：X为Na，Y为Cl，Z为O。氧元素是第ⅥA族最活泼的非金属元素，其氢化物稳定性最强，A项正确；由同周期主族元素原子半径变化规律及离子半径的大小比较规则可知，原子半径：Na>Cl，离子半径：O2－>Na＋，B项错误：Na是第三周期最活泼的金属元素，C项正确；在第三周期中，Cl的非金属性最强，对应的最高价氧化物的水化物HClO4的酸性最强，D项正确。]
3．实验室制备Al(OH)3的最好方法是( )
A．将足量氨水滴入AlCl3溶液中
B．将NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中
C．将Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中
D．将明矾溶于天然水中
A [制备Al(OH)3时，既要保证将Al3＋沉淀完全，又不能因碱过量而溶解Al(OH)3，最好是将氨水滴入AlCl3溶液中至氨水过量，A项正确，B、C项错误；明矾溶于天然水中可得到Al(OH)3胶体，但Al(OH)3胶体会吸附天然水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来，不能用于制备Al(OH)3，D项错误。]
4．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的强
B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C．原子半径：r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)
D．原子的最外层电子数：n(Na)A [元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，A项正确；Cl的非金属性强于Br，则Cl2得到电子的能力比Br2强，B项错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为r(Na)>r(Mg)>r(Cl)，C项错误；Na、Mg、Cl、Br原子的最外层电子数分别为1、2、7、7，D项错误。]
5．到目前为止人们已发现或合成了118种元素，元素①～⑨在周期表中的位置如表所示(序号代表对应的元素)。
(1)②在周期表中的位置是________。
(2)元素⑤、⑨中，原子半径大小顺序是________(用元素符合表示)。
(3)⑤与⑨的氢化物稳定性强弱为________(填化学式)。
(4)能说明⑧⑨元素非金属强弱的离子方程式为________________________ 。
(5)⑤、⑨氢化物的还原性较强的为________(填分子式)
[答案] (1)第二周期ⅣA族 (2)Cl>F (3)HF>HCl
(4)Cl2＋S2－===S＋2Cl－ (5)HCl学 习 任 务
1．结合有关数据和实验事实认识原子核外电子排布，元素的化合价，原子半径的周期性变化规律，培养学生“证据推理与科学探究”的核心素养。
2．以第三周期元素为例，认识同周期元素的金属性、非金属性的周期性变化规律，培养学生“科学探究与模型认知”的核心素养。
原子序数
电子层数
最外层
电子数
达到稳定结构时
的最外层电子数
1～2
1
1→2
2
3～10
2
1→8
8
11～18
3
1→8
8
结论：随着原子序数的递增，元素原子核外的电子排布呈现周期性的变化
3～10号元素符号
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
原子半径/pm
152
89
82
77
75
74
71
－
变化趋势
逐渐减小
11～18号元素符号
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
原子半径/pm
186
160
143
117
110
102
99
－
变化趋势
逐渐减小
结论：随着原子序数的递增，元素原子的半径呈现周期性变化
原子序数
主要化合价的变化
1～2
＋1―→0
3～10
＋1―→＋5
－4―→－1―→0
11～18
＋1―→＋7
－4―→－1―→0
结论：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈周期性变化
理解同周期的元素性质变化规律
钠
镁
实验
操作
实验①
实验②
实验
现象
钠熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液加酚酞变红
加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为粉红色
反应
原理
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
Mg＋2H2Oeq \(=====,\s\up10(△))Mg(OH)2↓＋H2↑
结论
钠、镁均能与水反应，钠比镁活泼，金属性：Na>Mg。
原子
结构
核电荷数
逐渐增大
电子层数
相同
原子半径
逐渐减小
性质
化合价
最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强，阴离子还原性逐渐减弱
气态氢化物的稳定性、还原性
稳定性逐渐增强、还原性逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强
掌握粒子半径大小的比较