資源簡介

5.1 第3課時　元素周期表的應(yīng)用
【學(xué)習(xí)目標】
1.能利用元素在元素周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu),分析、預(yù)測、比較元素及其化合物的性質(zhì)。
2.能結(jié)合有關(guān)資料說明元素周期律(表)對合成新物質(zhì)、尋找新材料的指導(dǎo)作用。
3.通過1~18號元素性質(zhì)的實驗探究,得出“位置-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)”之間的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的學(xué)科素養(yǎng)。
【合作探究】
任務(wù)　元素周期表的應(yīng)用
【新知生成】
1.幫助我們更好地學(xué)習(xí)和研究化學(xué)
元素的原子結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置,而元素在周期表中的位置反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)特點,我們可以根據(jù)元素在周期表中的　　　　,推測元素的　　　　,預(yù)測其　　　　。
2.借助元素周期表研究、合成有特定性質(zhì)的新物質(zhì)
(1)在金屬和非金屬的分界線附近尋找半導(dǎo)體材料,如　　　　等。
(2)在過渡元素(　　　　)中尋找各種優(yōu)良的　　　　和耐高溫、耐腐蝕的材料。
3.已知某元素原子結(jié)構(gòu)示意圖為,分析該元素在周期表中的位置,預(yù)測該元素的性質(zhì)。
4.總結(jié)元素原子結(jié)構(gòu)、元素在周期表中的位置和元素的主要性質(zhì)三者之間的關(guān)系。
【答案】1.位置　原子結(jié)構(gòu)　主要性質(zhì)　2.(1)鍺、硒、硅　(2)副族和Ⅷ族　催化劑　3.第四周期ⅥA族。該元素屬于非金屬元素,其單質(zhì)的氧化性比硫弱;最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比硫酸弱;常見的化合價有-2價、+4價、+6價,其中-2價及+4價的化合物具有較強的還原性等。
4.
【核心突破】
典例　已知W、X、Y三種短周期元素在元素周期表中的相對位置如圖所示,其中,W、X、Y三種元素原子核外電子數(shù)之和等于X的質(zhì)量數(shù),X原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等。下列敘述不正確的是(　　)。
A.三種元素原子半徑:WB.W的最高價氧化物對應(yīng)的水化物具有強酸性,氣態(tài)氫化物的水溶液具有弱堿性
C.X元素的氧化物、氫化物的水溶液都呈酸性
D.Y是非金屬性最強的元素
【答案】A
【解析】設(shè)X的質(zhì)子數(shù)為Z,因為W、X、Y三種元素都是短周期元素,所以W的質(zhì)子數(shù)為(Z-9),核外電子數(shù)為(Z-9);Y的質(zhì)子數(shù)為(Z-7),核外電子數(shù)為(Z-7)。而X原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等,則X原子的質(zhì)量數(shù)為2Z,所以(Z-9)+Z+(Z-7)=2Z,解得Z=16。因此X是硫元素,W是氮元素,Y是氟元素。它們的原子半徑大小順序為r(S)>r(N)>r(F)。氮元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是硝酸,它是一種強酸,氮元素的氣態(tài)氫化物是氨氣(NH3),NH3溶于水生成的一水合氨是一種弱堿。硫元素的氧化物有SO2、SO3,它們的水溶液分別是亞硫酸、硫酸溶液,均顯酸性;硫元素的氫化物是硫化氫,其水溶液是氫硫酸,顯酸性。Y是F,是非金屬性最強的元素。
歸納總結(jié)
建立“位、構(gòu)、性”關(guān)系模型
1.結(jié)構(gòu)與位置的關(guān)系
結(jié)構(gòu)位置
2.結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系
結(jié)構(gòu)性質(zhì)
3.位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系
訓(xùn)練　短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相對位置如圖所示。下列說法正確的是(　　)。
A.元素X和元素Z的最高正化合價的數(shù)值之和等于8
B.原子半徑:r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W)>r(Q)
C.Y2-和Z3+的核外電子數(shù)和電子層數(shù)都不相同
D.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:W>Q
【答案】A
【解析】據(jù)圖可以推出,X為N元素,Y為O元素,Z為Al元素,W為S元素,Q為Cl元素。N的最高正化合價為+5,Al的最高正化合價為+3,其數(shù)值之和為8,A項正確;原子半徑應(yīng)為r(Z)>r(W)>r(Q)>r(X)>r(Y),B項錯誤;O2-與Al3+的核外電子數(shù)和電子層數(shù)均相同,C項錯誤;S的最高價氧化物對應(yīng)水化物(H2SO4)的酸性弱于Cl的最高價氧化物對應(yīng)水化物(HClO4)的酸性,D項錯誤。
課堂小結(jié)
【隨堂檢測】
1. 在元素周期表中金屬與非金屬分界線附近能找到(　　)。
A.制農(nóng)藥的元素
B.制半導(dǎo)體的元素
C.制催化劑的元素
D.制耐高溫合金材料的元素
【答案】B
【解析】在周期表中金屬與非金屬分界線附近的元素既有金屬性,又有非金屬性,可用作半導(dǎo)體材料。
2.“神舟十一號”飛船使用的砷化鎵(GaAs)太陽能電池是我國自主研發(fā)、生產(chǎn)的產(chǎn)品。在元素周期表中P與As同主族,Al與Ga同主族,Ga與As同周期,下列說法錯誤的是(　　)。
A.酸性:H3AsO4B.還原性:AsH3>PH3
C.原子半徑:Ga>As
D.失電子能力:Ga【答案】D
【解析】P與As同主族,電子層數(shù)As比P多,故非金屬性:AsPH3,B項正確;Ga、As同周期,且As的核電荷數(shù)更大,故原子半徑:Ga>As,C項正確;Ga的原子半徑大、核電荷數(shù)更小,故失電子能力:Ga>As,D項錯誤。
3.短周期中三種元素a、b、c在周期表中的位置如圖所示,下列有關(guān)這三種元素的敘述正確的是(　　)。
A.a是一種活潑的非金屬元素
B.c的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是一種強酸
C.b的氫化物不穩(wěn)定
D.b元素的最高化合價為+7價
【答案】B
4.元素周期表與元素周期律在學(xué)習(xí)、研究中有很重要的作用。下表是5種元素的相關(guān)信息,W、X都位于第三周期。
元素 信息
Q 地殼中含量最高的元素
W 最高化合價為+7
X 在本周期中原子半徑最大
Y 焰色反應(yīng)(透過藍色鈷玻璃)火焰呈紫色
(1)Q在周期表中的位置是　　　　　　　　,W元素的名稱為　　　　。
(2)寫出W單質(zhì)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)Q、W、X、Y四種元素的原子半徑由小到大的順序為　　　　　　　　(用元素符號表示)。
(4)Q、W、X的簡單離子半徑由大到小的順序為　　　　　　　　。
(5)W的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式是　　　　　　　。
(6)Y單質(zhì)與水反應(yīng)的離子方程式是　 。
【答案】(1)第二周期ⅥA族　氯
(2)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(3)O(4)Cl->O2->Na+
(5)HClO4
(6)2K+2H2O2K++2OH-+H2↑
2

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