資源簡介

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第1章　原子結構　
元素周期律
第3節　元素周期表的應用
第1課時　認識同周期元素性質的遞變規律
核心素養 學業要求
學會運用具體事物來研究抽象概念的思想方法，促進“證據推理與模型認知”化學核心素養的發展。 1.以第3周期元素為例，掌握同周期元素性質的遞變規律。
2.能運用原子結構理論初步解釋同周期元素性質的遞變規律。
學生自主學習
01
課時作業
03
目錄
CONTENTS
課堂互動探究
02
學生自主學習
實驗項目 實驗內容 實驗現象
鈉、鎂與水反應 鈉與水劇烈反應；鎂與水加熱前不反應，加熱后反應緩慢，有_____生成，溶液變___色
一、第3周期元素原子得失電子能力的比較
1．鈉、鎂、鋁失電子能力的比較
(1)鈉、鎂、鋁與水或酸反應的實驗探究
氣泡
紅
鎂、鋁與酸的反應 兩支試管中都有____產生，但放___的試管中生成_______速率較快
結論 失電子能力：____________
氣泡
氣體
鈉>鎂>鋁
鎂
實驗操作
沉淀溶解情況 ____ ____ ____ ____
相關離子 方程式 ___________________________________ ________________________ _______________________________ －
實驗結論 鈉、鎂、鋁最高價氧化物對應的水化物的堿性依次_____
(2)鈉、鎂、鋁最高價氧化物對應的水化物的堿性比較
溶解
溶解
溶解
不溶
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋ ＋3H2O
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
減弱
元素 Si P S Cl
單質與H2反應 條件 高溫、生成少量化合物 磷蒸氣與H2能反應 需_____ ______或點燃劇烈反應
單質與H2化合的難易 由____到____
氣態氫化物 化學式 ____ ____ ____ ____
穩定性 由____到____
2.硅、磷、硫、氯得電子能力的比較
加熱
光照
難
易
SiH4
PH3
H2S
HCl
弱
強
最高價氧化物 _____ _____ _____ _____
最高價氧化物的水化物 化學式 __________ __________ __________ __________
酸性 _____ _____ _____ 強于硫酸
由_____到_____
結論 硅、磷、硫、氯元素原子得電子能力：_____________
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O7
H2SiO3
H3PO4
H2SO4
HClO4
弱酸
中強酸
強酸
弱
強
Si相同
增多
減小
減弱
增強
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)同周期從左到右隨著核電荷數的增加，離子半徑依次減小。(　　)
(2)第3周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增強。(　　)
(3)同周期中，ⅠA族元素(H除外)金屬性最強，ⅦA族元素非金屬性最強。(　　)
(4)Na、Mg、Al的最高價氧化物對應的水化物均為強堿。(　　)
(5)已知酸性：鹽酸>碳酸>硅酸，則證明元素原子得電子能力：Cl>C>Si。(　　)
×
√
×
×
×
2．下列物質的性質比較正確的是(　　)
A．氣態氫化物穩定性：HF>H2O>NH3
B．氧化性：Na＋>Al3＋>Fe3＋
C．堿性：Al(OH)3>Mg(OH)2>NaOH
D．酸性：H2SO4>H2SiO3>H3PO4
3．下列有關說法正確的是(　　)
A．H2SO4的酸性比HClO的酸性強，所以S的非金屬性比Cl強
B．Mg(OH)2是中強堿，Al(OH)3是兩性氫氧化物，所以Al比Mg活潑
C．300 ℃時H2S開始分解，1000 ℃時H2O開始分解，說明O的非金屬性比S強
D．Na和Mg與酸都能劇烈反應放出氫氣，故無法比較它們的金屬性強弱
4．下列事實不能用于判斷元素的金屬性或非金屬性強弱的是(　　)
A．非金屬元素氣態氫化物的穩定性
B．1 mol金屬單質在反應中失去電子的多少
C．溶液中金屬間發生的置換反應
D．非金屬元素的最高價氧化物對應水化物的酸性強弱
課堂互動探究
探究一　同周期元素性質的遞變規律
同周期主族元素從左到右性質的遞變規律
根據第3周期元素性質的遞變規律可總結出同周期主族元素性質的遞變規律如下表：
項目 同周期主族元素(從左到右)
核電荷數 依次增多
最外層電子數 由1遞增至7(第1周期除外)
主要化合價 一般情況下，最高化合價由＋1遞增到＋7(O、F除外)，最低化合價由－4遞增到－1
原子半徑 逐漸減小
元素原子得失電子能力 失電子能力逐漸減弱、得電子能力逐漸增強
金屬性與非金屬性 金屬性逐漸減弱、非金屬性逐漸增強
一、鋁
1．存在：鋁在地殼中的含量僅次于氧和硅，居第三位。
2．物理性質：銀白色固體，質軟，密度小，導電性僅次于金、銀和銅。
3．化學性質
(1)與酸反應：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
二、鋁的重要化合物
1．氧化鋁(Al2O3)——兩性氧化物
(1)物理性質
氧化鋁是難溶于水的白色固體。
(2)化學性質
Al2O3屬于兩性氧化物，既能與強酸反應，又能與強堿反應，離子方程式分別為：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。
三、有關鋁及其化合物圖像問題的判斷及計算
操作 可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量 四羥基合鋁酸鹽溶液中逐滴加稀鹽酸至過量
現象 立即產生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失 立即產生白色沉淀→漸多→最多→漸少→消失
圖像
離子方程式 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ [Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2OAl(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
1．下列關于元素性質的有關敘述中不正確的是(　　)
A．S、Cl的原子半徑依次減小
B．Na、Mg的失電子能力依次增強
C．O、F的簡單氫化物的穩定性依次增強
D．Si、P的最高價含氧酸的酸性依次增強
2．向一定量的下列物質中逐滴加入氫氧化鈉溶液，先生成白色沉淀，后沉淀逐漸溶解。這種物質是(　　)
A．MgSO4 B．Na[Al(OH)4]
C．AlCl3 D．FeCl3
探究二　元素原子得失電子能力強弱的判斷依據
1．元素原子失去電子能力(金屬性)的判斷依據
(1)金屬活動性順序表中越靠前，金屬原子失電子能力越強。
(2)同一周期的主族金屬元素，從左往右，原子失電子能力依次減弱。
(3)金屬與水或酸置換出氫氣時，置換反應越容易發生，金屬原子失電子能力越強。
(4)金屬與鹽溶液反應，較活潑金屬(失電子能力強)置換出較不活潑的金屬。
(5)最高價氧化物對應的水化物堿性越強，失電子能力越強。
2．元素原子得到電子能力(非金屬性)的判斷依據
(1)同周期的非金屬元素，從左到右得電子能力依次增強(不包括稀有氣體)。
(2)非金屬元素最高價氧化物對應水化物的酸性越強，得電子能力越強。
(3)非金屬元素的單質與氫氣化合越容易，得電子能力越強；生成的氣態氫化物越穩定，得電子能力越強。
(4)非金屬單質M和N的溶液發生反應，若M能置換出N，則得電子能力M>N。
(1)非最高價氧化物對應水化物的酸性強弱無法比較元素非金屬性的強弱。如不能用酸性HClO(2)原子在反應中獲得電子數目的多少與元素非金屬性的強弱無關。如不能用Cl在反應中得到1個電子，S在反應中得到2個電子，說明非金屬性S>Cl。
(3)無氧酸的酸性強弱與元素非金屬性強弱無必然聯系。如不能用酸性HCl>H2S說明非金屬性Cl>S。
3．有三種金屬元素A、B、C，在相同條件下，B的最高價氧化物對應的水化物堿性比A的最高價氧化物對應的水化物堿性強；A可以從C的鹽溶液中置換出C。則這三種元素的金屬性由強到弱的順序正確的是(　　)
A．A>B>C B．B>A>C
C．B>C>A D．C>B>A
本課小結
1．同周期主族元素原子結構與性質的遞變規律
項目 同周期(從左到右)
最外層電子數 由1逐漸增加到7(第1周期除外)
主要化合價 最高正價＋1→＋7(O、F無正價)，負價－4→－1
原子半徑 逐漸減小
失電子能力與得電子能力 失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強
單質的氧化性、還原性 還原性逐漸減弱，氧化性逐漸增強
最高價氧化物對應水化物的酸堿性 堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強
非金屬元素的簡單氣態氫化物 生成由難到易，穩定性由弱到強
課時作業
一、選擇題(每小題只有1個選項符合題意)
1．除第1周期外，關于同周期主族元素的下列變化規律中不正確的是(　　)
A．從左到右，原子半徑逐漸減小
B．從左到右，元素對應單質的氧化性減弱，還原性增強
C．從左到右，元素最高正價從＋1遞增到＋7(O、F除外)，負價由－4遞變到－1
D．從左到右，元素最高價氧化物對應水化物堿性減弱，酸性增強(O、F除外)
解析　同周期的主族元素從左到右，元素對應單質的氧化性增強，還原性減弱。
2．對Na、Mg、Al的有關性質的敘述正確的是(　　)
A．堿性：NaOHB．陽離子氧化性：Na＋>Mg2＋>Al3＋
C．單質的還原性：NaD．離子半徑：Na＋>Mg2＋>Al3＋
3．已知X、Y是第3周期的兩種金屬元素，且X的原子半徑比Y的原子半徑大，則下列敘述正確的是(　　)
A．Y的原子序數比X的原子序數小
B．X的離子比Y的離子得電子能力強
C．X的失電子能力比Y的失電子能力強
D．X的離子半徑比Y的離子半徑小
解析　X、Y是第3周期的兩種金屬元素，且X的原子半徑比Y的原子半徑大，所以Y的原子序數比X的原子序數大；根據同周期主族元素金屬性的變化規律可知，X的失電子能力大于Y，則X的離子比Y的離子得電子能力弱；X的離子和Y的離子具有相同的電子層結構，但X的核電荷數小于Y，所以X的離子半徑大于Y的離子半徑。
4．不能用來說明同周期元素性質遞變規律的實驗是(　　)
A．鈉與冷水劇烈反應而鎂與冷水很難反應
B．氫氧化鋁具有兩性而硅酸只具有弱酸性
C．氯氣和氫氣在光照條件下反應而硫和氫氣在加熱條件下才能反應
D．硫化氫水溶液呈弱酸性而氯化氫水溶液呈強酸性
解析　比較元素非金屬性的強弱，可根據其最高價氧化物對應水化物的酸性強弱進行比較，而不能根據對應氫化物的酸性強弱進行比較。
5．四種短周期元素在元素周期表中的位置如圖所示。T的最高價氧化物對應的水化物是酸性最強的無機酸。下列推斷正確的是(　　)
A.原子半徑：XB．氣態氫化物的還原性：ZC．含X的兩種鹽溶液混合可能生成沉淀
D．Y的最高價氧化物為酸性氧化物，不與任何酸反應
X Y Z T
解析　由題意可知T為Cl，再根據其他元素在元素周期表中的位置可以推出Z為S、Y為Si、X為Al。四種元素位于同一周期，電子層數相同，核電荷數越大，原子半徑越小，則原子半徑大小關系為TS，非金屬性越強，氣態氫化物的還原性越弱，所以氣態氫化物的還原性：Z>T，B錯誤；X為Al，[Al(OH)4]－和Al3＋能夠在溶液里反應生成Al(OH)3沉淀，C正確；SiO2可以和HF反應，D錯誤。
6．A、B、C、D四種非金屬元素，單質的氧化性：BHA；B、C常見離子的核外電子數相等，且元素原子序數：CA．A、B、C、D B．B、A、C、D
C．D、A、B、C D．B、A、D、C
解析　非金屬元素的單質氧化性越強，元素原子的得電子能力越強，則得電子能力：A>B；氣態氫化物越穩定，元素原子的得電子能力越強，已知氣態氫化物的穩定性：HD>HA，則元素原子的得電子能力：D>A；由B、C常見離子的核外電子數相等，且元素原子序數：B>C，說明B、C處在同一周期，且B位于C右側，同周期主族元素自左向右，元素原子的得電子能力增強，則元素原子的得電子能力：B>C。
7．五種短周期元素X、Y、Z、M、N，其原子半徑與原子序數的關系如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A．非金屬性：X>M
B．氣態氫化物的穩定性：MC．金屬性：YD．M的最高價氧化物對應的水化物是一種弱酸
解析　由題圖原子半徑變化規律可知，X為O，Y為Na，Z為Al，M為Si，N為Cl。金屬性：Na>Al，C錯誤。
8．下列遞變規律不正確的是(　　)
A．HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次減弱
B．鈉、鎂、鋁的還原性依次增強
C．HCl、H2S、PH3的穩定性依次減弱
D．P、S、Cl三種元素的最高正化合價依次升高
9．已知33As、35Br位于同一周期，下列關系正確的是(　　)
A．原子半徑：As>Cl>P B．穩定性：HCl>AsH3>HBr
C．還原性：As3－>S2－>Cl－ D．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4
10．已知同周期的X、Y、Z三種元素的最高價氧化物的水化物的酸性由強到弱的順序為HZO4>H2YO4>H3XO4，下列說法正確的是(　　)
A．三種元素的原子序數按Z、Y、X的順序增大
B．單質的氧化性按Z、Y、X的順序增強
C．原子半徑按X、Y、Z的順序增大
D．氣態氫化物的穩定性按X、Y、Z的順序增強
解析　由三種元素最高價氧化物的水化物的化學式可知，X、Y、Z的最高化合價分別為＋5、＋6、＋7，它們分別處在同一周期的ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族，故三種元素的原子序數：XY>Z；氣態氫化物的穩定性：X11．相同質量的下列物質分別與等濃度的NaOH溶液反應，至體系中均無固體物質，消耗堿量最多的是(　　)
A．Al B．Al(OH)3
C．AlCl3 D．Al2O3
解析　根據反應方程式可得：
Al　　 ～　　NaOH　　Al(OH)3　～　NaOH
27 g 　　 1 mol 　　78 g 　　1 mol
AlCl3　～ 4NaOH 　　 Al2O3　　～ 2NaOH
133.5 g 　4 mol 　　 102 g 　　2 mol
Al消耗堿量最多。
12．R、W、X、Y、Z為原子序數依次遞增的同一短周期主族元素，下列說法中一定正確的是(m、n均為正整數)(　　)
A．若R(OH)n為強堿，則W(OH)n＋1也為強堿
B．若HnXOm為強酸，則Y是活潑非金屬元素
C．若Y的最低化合價為－2，則Z的最高正化合價為＋7
D．若X的最高正化合價為＋5，則五種元素都是非金屬元素
解析　R(OH)n為強堿，W(OH)n＋1不一定為強堿，故A錯誤；HnXOm為強酸，說明X非金屬性強，Y比X更強，且知Y不是稀有氣體元素，B正確；若Y為氧元素，Z為F元素，無正價，C錯誤；若五種元素同為第3周期，當X最高正化合價為＋5價時，R為金屬元素，D錯誤。
二、非選擇題
13．短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表中的相對位置如
圖所示。A原子的最外層電子數比內層電子數多3個。回答下列問題：
(1)A在元素周期表中的位置為_______________，其單質的化學式為_____。
(2)B、C的最簡單氫化物中，穩定性較強的是________(填化學式)。
(3)D、E的最高價含氧酸中，酸性較強的是________(填化學式)；將E的單質通入D的氫化物的水溶液中，發生反應的化學方程式為_____________________。
第2周期ⅤA族
N2
A B
C D E
H2O
HClO4
Cl2＋H2S===S↓＋2HCl
解析　由“A原子的最外層電子數比內層電子數多3個”可知，A是N，則B為O，C為P，D為S，E為Cl。
14．如圖為元素周期表的一部分，請參照元素①～⑨在圖中的位置，用化學用語回答下列問題：
(1)元素⑨的原子結構示意圖為________。
(2)元素⑧的最高價氧化物對應水化物的分子式為____________。
(3)元素②、③的最高價氧化物對應水化物的酸性由強到弱的順序是______________(填化學式)。
H3PO4
HNO3>H2CO3
(4)元素⑤、⑥的金屬性依次________(填“增強”“減弱”或“不變”)。
(5)元素④、⑤、⑥形成的簡單離子的半徑依次________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(6)元素⑤、⑥、⑨的最高價氧化物對應水化物兩兩之間均能反應，寫出其反應的離子方程式：_______________________________、___________________、______________________________。
減弱
減小
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
H＋＋OH－===H2O
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O

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