2020-2021学年新教材化学人教版第一册 4-2-1元素性质的周期性变化规律 学案一 WORD版含答案.docx

1、第1课时元素性质的周期性变化规律学习目标1.通过对元素周期律的探究,培养利用各种图表(直方图、折线图)分析、处理数据的能力。2.结合数据分析和实验事实认识原子核外电子排布、元素最高化合价、最低化合价、原子半径等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律。3.通过完成相应的同周期元素性质的探究实验,初步体验科学探究在化学学科的学习中的重要地位,了解科学探究的基本方法,培养初步的科学探究能力。4.通过建立元素原子结构变化与其性质变化的微观模型,理解根据该模型进行元素性质推理的科学思想。课堂探究主题学习探究过程提升素养自主学习1.请同学们画出核电荷数118号元素的原子结构示意图。2.As的原子结构示意图

2、为。下列关于As的描述不正确的是()A.位于第四周期第A族B.属于非金属元素C.酸性:H3AsO4H3PO4D.稳定性:AsH3PH3【初建模型】学习概念原理的基本方法:。续表主题学习探究过程提升素养知识回顾同主族元素原子从上到下依次增多,原子半径逐渐,原子核对外层电子的吸引能力逐渐,原子的失电子能力逐渐,得电子能力逐渐;元素单质的还原性逐渐,氧化性逐渐;最高价氧化物对应水化物的碱性,酸性;气态氢化物的稳定性。同主族元素从上到下,金属性逐渐,非金属性逐渐。建构解决问题的模型:。一、元素性质的周期性变化规律【数据处理】阅读课本P101表4-5,完成以下内容。1.以原子序数为横坐标,最外层电子数为

3、纵坐标,绘制直方图。2.通过直方图,对于原子的最外层电子数随原子序数的变化情况,你能得出什么结论?3.以原子序数为横坐标,原子半径为纵坐标,绘制折线图。4.观察折线图的点(同主族元素)、线(同周期元素)、面(不同周期的变化趋势),对于原子半径的变化,你有什么发现?5.以原子序数为横坐标,元素化合价(最高正价、最低负价)为纵坐标,绘制折线图。6.通过原子序数与化合价折线图,对于元素主要化合价的变化,你有什么发现?【得出结论】随着原子序数的递增,元素原子核外的电子排布、原子半径和化合价都呈现变化。【思考】为什么同周期元素,原子序数越大,半径越小?(1)基于数据分析收集证据的程序:。(2)影响原子半

4、径的因素:。续表主题学习探究过程提升素养二、第三周期元素性质的递变规律【预测性质】根据第三周期元素原子核外电子排布规律,推测该周期元素金属性和非金属性具有怎样的变化规律?1.【实验探究】钠、镁、铝的金属性强弱。请根据提供的实验用品,设计实验比较钠、镁、铝的金属性强弱。实验用品:试管、砂纸、试管夹、酒精灯、镁条、酚酞溶液、蒸馏水、1 molL-1 AlCl3溶液、1 molL-1 MgCl2溶液、氨水、2 molL-1 NaOH溶液。(1)探究钠、镁与水的反应。物质实验内容实验现象反应方程式实验结论NaMg(2)探究NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱。溶液AlCl3溶液MgCl2

5、溶液实验操作反应方程式实验操作实验现象反应方程式实验结论钠、镁、铝是金属元素,都能形成氢氧化物;NaOH是碱,Mg(OH)2是碱,Al(OH)3是结论:Na、Mg、Al的金属性。【思考】Mg、Al与相同浓度的盐酸反应,哪个更剧烈?2.【科学事实】探究Si、P、S、Cl的非金属性的强弱。非金属元素SiPSCl最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱H2SiO3(硅酸)弱酸H3PO4(磷酸)中强酸H2SO4(硫酸)强酸HClO4(高氯酸)强酸(酸性比H2SO4的强)结论:硅、磷、硫、氯所对应的最高价氧化物的水化物的酸性,所以硅、磷、硫、氯的非金属性。【思考】Si、P、S、Cl2与氢气反应条件的

6、难易如何?生成气态氢化物的稳定性如何?3.【结论分析】通过对第三周期元素的探究你得出的结论是什么?与最初的预测一致吗?第三周期元素从左向右,金属性逐渐,非金属性逐渐。对其他周期元素进行同样的研究,一般情况下也会得出类似的结论。(1)元素金属性强弱的判断方法:。(2)两性氢氧化物:。(3)科学探究物质性质的基本程序:。(4)元素非金属性强弱的判断方法:。续表主题学习探究过程提升素养三、元素周期律1.综合以上的事实,你能得出什么结论?2.元素的性质是由元素原子的哪一部分决定的?那么元素性质随原子序数的递增呈现出周期性变化的根本原因是什么?【反馈练习】1.下列描述与元素周期律不相符的是()A.随原子

7、序数递增,元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化B.随原子序数递增,元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化(稀有气体元素除外)C.随原子序数递增,元素的最高化合价重复出现从+1+7,最低化合价从-7-1的变化D.随原子序数递增,元素的金属性和非金属性呈现周期性变化2.下列说法能证明钾元素比镁元素的金属性强的是()A.金属钾与冷水剧烈反应,镁与冷水几乎没有明显现象B.KOH的碱性比Mg(OH)2的强C.金属钾与MgCl2的水溶液反应可置换出金属镁D.在化学反应中,钾失去1个电子,镁失去2个电子(1)元素周期律的内容:。(2)元素周期律的实质:。小结通过本节课的学习你的收获。核心素养专练1.要使A

8、lCl3溶液中的Al3+完全转化成Al(OH)3沉淀,应选的最佳试剂是()A.NaOH溶液B.稀盐酸C.AgNO3溶液D.氨水2.下列有关物质性质的比较顺序中,不正确的是()A.热稳定性:HFHClHBrNa+Mg2+Al3+C.酸性:HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3D.最外层电子数:LiMgSiBr2I2D.碱性:CsOHKOHNaOH5.现有原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种同周期元素。已知:A、C、F三种元素原子的最外层共有11个电子,其最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应,且均能生成盐和水;D和E各有如下表所示的电子层结构。元素最外层电子数次外层电子数Dxx+4Ex

9、+1x+4按要求填空:(1)写出各元素的元素符号:A,B,C,D,E,F。(2)D的氢化物的化学式为,E的氢化物的化学式为,两者的稳定性:。(3)F与C两元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为。参考答案课堂探究自主学习1.2.C初建模型学习概念原理的基本方法:知识回顾核电荷数增大减弱增强减弱增强减弱增强减弱减弱增强减弱提升素养建构解决问题的模型:结构决定性质,量变引起质变一、元素性质的周期性变化规律1.2.随着原子序数的递增,元素的原子最外层电子排布呈现周期性变化。3.4.同主族元素由上向下元素的原子半径逐渐增大,同周期元素由左向右元素的原子半径逐渐减小(不包括稀有气体元素),且随着原子

10、序数的递增,元素的原子半径呈现周期性变化。5.略6.随着原子序数的递增,元素的化合价呈现周期性变化,且有以下量的关系:最高正价+|最低负价|=8(H、F、O除外)得出结论周期性思考在电子层数相同的情况下,随着原子序数的增加,原子核对核外电子的电性作用增强,使得最外层电子与原子核之间的距离缩小,从而使得原子半径减小。提升素养(1)数据处理数据分析规律预测规律解释(2)电子层数和核电荷数二、第三周期元素性质的递变规律预测性质第三周期元素:Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl的电子层数相同,随着核电荷数的递增,原子半径逐渐减小,导致失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强,金属性减弱,非金属性增强。1

11、.(1)探究钠、镁与水的反应。物质实验内容实验现象反应方程式实验结论Na与冷水(加酚酞)剧烈反应,放出氢气2Na+2H2O2NaOH+H2钠的金属性强于镁的Mg与冷水(加酚酞)常温下镁与水的反应较缓慢,镁条表面溶液呈红色Mg+2H2OMg(OH)2+H2与热水(加酚酞)加热后反应剧烈,镁条表面有大量气泡,溶液变为红色。Mg+2H2OMg(OH)2+H2(2)探究NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱。溶液AlCl3溶液MgCl2溶液实验操作向AlCl3溶液中滴加氨水向MgCl2溶液中滴加氨水离子反应方程式Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+Mg2+2NH3H2OMg(O

12、H)2+2NH4+实验操作向氢氧化铝沉淀中加入盐酸向氢氧化铝沉淀中加入氢氧化钠溶液向氢氧化镁沉淀中加入盐酸向氢氧化镁沉淀中加入氢氧化钠溶液续表溶液AlCl3溶液MgCl2溶液实验现象沉淀溶解沉淀溶解沉淀溶解沉淀不溶解反应方程式Al(OH)3+3H+Al3+3H2OAl(OH)3+OH-AlO2-+2H2OMg(OH)2+2H+Mg2+2H2O无实验结论钠、镁、铝是金属元素,都能形成氢氧化物;NaOH是强碱,Mg(OH)2是中强碱,Al(OH)3是两性氢氧化物结论逐渐减弱思考镁更剧烈2.结论依次增强依次增强思考条件越来越容易,产物越来越稳定3.减弱增强提升素养(1)单质与水(或酸)反应的难易;最

13、高价氧化物的水化物氢氧化物的碱性强弱(2)既能与酸反应,又能与碱反应的氢氧化物(3)预测性质设计方案实验验证得出结论(4)单质与氢气反应生成气态氢化物的难易;最高价氧化物的水化物的酸性强弱;气态氢化物的稳定性三、元素周期律1.随着原子序数的递增元素原子的核外电子排布元素原子半径元素化合价元素的金属性和非金属性呈现周期性变化2.原子核外的电子排布。元素性质的周期性变化是原子核外电子排布呈现周期性变化的必然结果。反馈练习1.C2.AB提升素养(1)元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化(2)元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布呈周期性变化的必然结果核心素养专练1.D2.A3.A4.D5.(1)NaMgAlSiPCl(2)SiH4PH3PH3SiH4(3)Al(OH)3+3H+Al3+3H2O