《2017-2018高中化学第1章原子结构与元素周期律第3节元素周期表的应用第2课时预测同主族元素的性质同步备课鲁科必修2(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018高中化学第1章原子结构与元素周期律第3节元素周期表的应用第2课时预测同主族元素的性质同步备课鲁科必修2(1)（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时 预测同主族元素的性质,目标导航 1.以A族和A族元素为例，掌握同主族元素性质的递变规律，并能运用原子结构的理论初步解释这些递变规律。2.能够利用同主族元素性质的特点来预测未知元素的性质。3.了解元素周期表中各区域元素的应用。,一、预测同主族元素的性质 1A族元素(卤族元素)原子结构与性质的相似性和递变性 (1)相似性,7,7,1,化合,氧化剂,HClO4,HBrO4,HIO4,(2)递变性,增多,增大,减弱,增强,减弱,减弱,减弱,增强,2.碱金属元素原子结构与性质的相似性和递变性 (1)相似性,1,1,化合,LiOH,NaOH,KOH,RbOH,CsOH,(2)递变性,增多 增大
2、增强 增强 增大 减弱 增强,3.理论解释 (1)同主族元素性质的相似性 同主族元素原子的最外层电子数_，所以同主族元素性质具有相似性。 (2)同主族元素性质的递变性 同主族元素原子的电子层数依次_，原子半径逐渐_，原子得电子的能力(元素的非金属性)逐渐_，失电子的能力(元素的金属性)逐渐_。,相同,增多,增大,减弱,增强,【议一议】 1根据元素周期表推断第16周期中最活泼的金属元素和非金属元素分别是什么？在元素周期表中处于什么位置？ 答案 最活泼的金属元素为铯，在元素周期表的左下角，最活泼的非金属元素为氟，位于元素周期表的右上方。 2元素周期表中A族元素全部是碱金属元素吗？ 答案 A族元素除
3、H外都是碱金属元素。 3你能说明同主族元素性质相似性和递变性的原因吗？ 答案 同主族元素原子的最外层电子数相同，所以同主族元素性质具有相似性。同主族元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径增大，所以元素原子失电子能力增强，得电子能力减弱，元素的金属性增强，非金属性减弱。,二、元素周期表在科研及生产中的应用 1科学预测物质的性质 根据元素在元素周期表中的位置，推测元素的原子结构，从而可以预测其主要性质。 2寻找可合成特定性质的物质 (1)在金属元素和非金属元素的交界处寻找制备_材料的元素。 (2)在过渡金属元素中寻找制备_的材料，并通过加入少量稀土元素改善催化剂的性能。,半导体,催化剂,(3)在B到
4、B族的过渡金属元素中寻找_、_的材料，用以制造火箭、导弹、宇宙飞船等。 (4)利用元素周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等。 (5)研究元素周期表_的元素，合成新农药。,耐高温,耐腐蚀,右上角,3地球上化学元素的分布 (1)相对原子质量小的元素，地壳中含量_；相对原子质量大的元素，地壳中含量_。 (2)原子序数是偶数的元素，地壳中含量_；原子序数是奇数的元素，地壳中含量_。 (3)_一般是强烈的亲石元素，主要富集在岩石圈。 (4)地球表面的元素多数呈现_态，地层深处的元素多数处于_态。,多,少,多,少,碱金属,高价,低价,【议一议】 1请分析下列有关铍、锂、钙、钡的性质。 (1)单质铍和单质钡
5、能否都与冷水发生剧烈反应？ (2)比较单质铍和锂，单质铍和钙分别与相同物质的量浓度的盐酸反应的快慢？ (3)氢氧化铍是强碱吗？ 答案 (1)铍不与冷水反应，钡能与冷水剧烈反应。 (2)锂比铍、钙比铍与盐酸反应放出氢气快。 (3)氢氧化铍是弱碱。,2将钾投入到氯化钠或硫酸铜溶液中能否置换出钠或铜？ 答案 不能。因为钾很活泼，钾容易和水反应。 3镓(Ga)与铝同族，请写出镓的氯化物和氨水反应的化学方程式。 答案 Ga和Al同主族，其最高化合价也应为3价，镓的氯化物为GaCl3，Ga(OH)3的碱性强于Al(OH)3，根据Al(OH)3难溶于水，可预测Ga(OH)3也难溶于水，所以反应的化学方程式写
6、为GaCl33NH3H2O=Ga(OH)33NH4Cl。,一、同主族元素原子结构与性质的相似性与递变性 同主族元素原子结构与性质的递变规律,【例1】 X、Y为同主族元素，Y的原子半径大于X，下列说法正确的是(m、n均为正整数)( ) A若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性 B若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱 C若HnY的水溶液为酸性，则HnX的酸性比HnY的酸性更强 D若Y的最高正价为7，则X的最高正价一定为7,解析 若该酸为硝酸，则氨气溶于水溶液显碱性，A错误；若X(OH)n为强碱，X、Y为同主族金属元素，Y的原子半径大于X，金属性YX，则Y(OH)n也一定为强碱
7、，B正确；若X为O元素、Y为S元素，H2S的水溶液为酸性，但H2O为中性，即HnX的酸性比HnY的酸性弱，C错误；若Y的最高正价为7，则X、Y为A族的同主族元素，若X为F元素，则F没有正化合价，D错误。 答案 B,【方法思路】 利用“族同、式同、性相似”推断物质化学式和性质：同一主族元素的单质或化合物的组成、结构和性质具有相似性和递变性，根据这一规律可预测未学物质的组成和性质。,变式训练1 砷(As)为第4周期A族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是( ) A砷在通常情况下是固体 B可以存在3、3、5等多种化合价 CH3AsO4的酸性比H3PO4弱 D单质砷的还原性比单质
8、磷弱 答案 D,解析 根据氮气为气体，磷为固体，可推断砷为固体，A正确；A族元素最高正价为5价，最低负价为3价，氮和磷均有3、3、5等化合价，可推知砷具有3、3、5等化合价，B正确；同主族自上而下，元素的非金属性逐渐减弱，最高价氧化物水化物的酸性减弱，C正确；同主族元素自上而下，原子半径增大，原子失电子能力增强，单质还原性增强，D不正确。,二、元素周期表中“位”、“构”、“性” 1“位”、“构”、“性”的关系,2元素“位”、“构”、“性”的相互推断 (1)元素推断的常用思路,(2) “位”、“构”、“性”相互推断的突破口 利用元素原子或离子核外电子排布特征推断。 利用元素及其化合物的”特征性质
9、”推断 a原子核内无中子的元素、阳离子核外无电子的元素、原子半径最小的元素、常温下单质气体密度最小的元素是H。 b形成化合物种类最多的元素、其单质是天然物质中硬度最大的元素、其气态氢化物中氢元素的质量分数最高的元素是C。,c空气中含量最多、与氧元素可以形成两种以上气态化合物、气态氢化物的水溶液呈碱性、其气态氢化物可以和其最高价氧化物对应的水化物反应(即化合反应)生成盐(或离子化合物)的元素是N。 d其气态氢化物和其气态氧化物反应生成其单质和水的短周期元素可能是N或S；其气态氢化物与其最高价含氧酸能发生氧化还原反应的元素是S。 e地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素、氢化物在通常情况下呈液
10、态的元素是O。,f地壳中含量最多的金属元素、短周期中同周期的三种元素最高价氧化物对应水化物两两皆反应，则必定含有Al。 g最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是Cl。 h只有负价不存在正价的元素、不存在含氧酸的非金属元素、单质的氧化性最强(或阴离子还原性最弱)的元素、单质在暗处能与氢气剧烈化合的元素、气态氢化物最稳定的元素、其气态氢化物的水溶液可雕刻玻璃的元素、非金属性最强的元素是F。,i其最高价氧化物或其最高价氧化物对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的短周期元素是Be、Al。 j其单质常温下为液态的非金属元素为Br；常温下，其单质是有色气体的元素是F、Cl。 利用元素化合价特征推断
11、a最高正化合价不等于族序数的短周期元素：O、F。F没有正化合价，O的化合价无6价。,b短周期中，最高正化合价与最低负化合价代数和为0的元素是H、C、Si；最高正化合价与最低负化合价绝对值之差为4或最高正化合价是最低负化合价绝对值3倍的短周期元素是S。 c金属元素只有正化合价，非金属元素(除F和O族元素外)都有正化合价和负化合价。 除个别元素(如N元素)，原子序数为奇数的元素，其化合价也常呈奇数价，原子序数为偶数的元素，其化合价也常呈偶数价。,【例2】 W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此可知( ) AX、Y、Z中
12、最简单氢化物稳定性最弱的是Y BZ元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y的 CX元素形成的单核阴离子还原性强于Y DZ元素单质在化学反应中只表现氧化性,解析 W的气态氢化物可与其最高价含氧酸生成离子化合物，W为N元素，根据图示元素的位置关系，推知X、Y、Z分别为O、S、Cl元素。A项正确，元素气态氢化物的稳定性同周期从左到右逐渐增强，同主族自上而下逐渐减弱，氢化物稳定性：X(H2O)Y(H2S)，Y(H2S)O2；D项不正确，Cl2中Cl元素的化合价处于中间价态，既有氧化性又有还原性，如Cl2与水反应或与NaOH溶液反应既表现氧化性，又表现还原性。 答案 A,【方法规律】 位构性相互推断题的解题
13、方法,变式训练2 如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法不正确的是( ) A原子半径：ZYX,答案 A 解析 X后面的一种元素没有最高正价，则知X为氧元素。根据短周期元素的主族序数元素的最高正价数(O、F除外)可推断： Y为钠元素，Z为铝元素，W为硫元素，R为氯元素。原子半径：Y(Na) Z(Al)X(O)，A不正确；气态氢化物稳定性R(HCl)W(H2S)，B正确；WX3(SO3)与H2O化合生成H2SO4, SO3是酸性氧化物，C正确；Y(Na)和Z(Al)对应的最高价氧化物的水化物分别为NaOH与Al(OH)3，它们二者能发生反应：NaOHAl(OH)3=NaAl(OH)4，D正确。,
