2023-2024学年（人教版2019）高中化学必修1第四章　第二节　第2课时　元素周期表和元素周期律的应用 学案 （含答案）

第2课时　元素周期表和元素周期律的应用
[核心素养发展目标]　1.了解元素周期表中元素的分区，理解元素的化合价与元素在周期表的位置关系。2.了解元素周期表与元素周期律的应用，理解元素原子结构、在周期表中的位置和元素性质三者之间的关系，建立“位—构—性”关系应用的思维模型。
一、元素周期表的分区和元素化合价规律
1．元素周期表的金属区和非金属区
思考　结合上图，回答下列问题：
(1)元素周期表中元素的金属性和非金属性有何变化规律？(在上图中填写)
(2)元素周期表的金属区和非金属区是如何分布的？并指出金属性、非金属性最强的元素(放射性元素除外)。
(3)位于分界线处的元素的性质有何特点？
2．元素化合价与元素在周期表中位置的关系
族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
最高正价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7
最低负价 － －4 －3 －2 －1
绝对值之和 － 8 8 8 8
结合表格数据归纳化合价规律：
(1)主族元素最高正化合价＝______________________________＝__________________。
(2)非金属元素的化合价
①最高正价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数(O、F除外)。
②最低负价等于使它达到稳定结构所需要得到的电子数。
③|最高正价| ＋|最低负价|＝____(H、O、F除外)。
知识拓展　价电子
(1)定义：可在化学反应中发生变化，与元素的化合价有关的电子。
(2)具体内容：主族元素的价电子数＝最外层电子数，过渡元素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。
1．判断正误
(1)金属元素只表现金属性，非金属元素只表现非金属性(　　)
(2)氟元素非金属性最强，所以其最高价氧化物对应水化物的酸性最强(　　)
(3)原子最外层电子数大于3且小于8的元素一定是非金属元素(　　)
(4)最外层电子数是2的元素，最高正价一定是＋2价(　　)
(5)第二周期元素的最高正价等于它所处的主族序数(　　)
2．已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是(　　)
A．单质有氧化性
B．最高正价一定为＋7价
C．是非金属元素
D．同周期元素中原子半径最小(稀有气体除外)
3．某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，由此可以判断(　　)
A．R的简单气态氢化物的化学式为H2R
B．R一定是第ⅣA族元素
C．R的简单气态氢化物比同周期其他元素的简单气态氢化物稳定
D．R一定是第四周期元素
二、元素周期表和元素周期律的应用
1．在科技生产中的应用
2．在理论上的应用
(1)比较不同周期、不同主族元素的性质
如金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则由碱性：Mg(OH)2__________Al(OH)3、Ca(OH)2______Mg(OH)2，得碱性：Ca(OH)2______Al(OH)3。
(2)推测未知元素的某些性质
例如：①已知Ca(OH)2微溶、Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2________溶。
②根据卤族元素性质的递变规律，可推知不常见元素砹(At)应为________色固体，与氢气________化合，HAt不稳定，其水溶液呈________性，AgAt________溶于水等。
(3)解释实验现象，如氟气通入氯化钠溶液中，不是置换出氯气，而是与水发生剧烈反应，由元素周期表的递变规律知氟元素的非金属性最强，氟气是氧化性最强的非金属单质。
(4)指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。
思考　我国著名化学家张青莲精确地测定了锗(Ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。已知锗的原子序数为32。
(1)写出锗(Ge)元素在周期表中的位置。
(2)锗类似于铝，能溶于NaOH溶液，试从元素在周期表中位置的角度分析，锗与铝性质相似的原因。
(3)为判断Ge(OH)4是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有Ge(OH)4固体，另外还要选择什么溶液？
1．元素位置、原子结构、元素性质之间的关系
2．元素“位—构—性”规律中的特例
(1)绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(H)无中子。
(2)元素周期表中的周期一般是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始。
(3)所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。
(4)非金属单质一般不导电，但石墨是导体，晶体硅是半导体。
1．判断正误
(1)已知37号元素铷(Rb)和钠元素属于同一主族，可推测RbOH为强碱(　　)
(2)可在元素周期表右上方非金属区寻找耐高温材料(　　)
(3)通过元素周期律可推断氢氧化铍[Be(OH)2]的碱性比氢氧化镁强(　　)
(4)已知硒元素的氢化物的分子式为H2Se，可推知硒元素位于第ⅣA族(　　)
(5)周期表中族序数等于周期数3倍的只有氧元素(　　)
2．元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是(　　)
A．元素的性质总在不断地发生明显的变化
B．紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素
C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)
D．可在虚线的右上方寻找耐高温材料
3．铊是超导材料的组成元素之一，铊在周期表中位于第六周期，与铝是同主族元素，元素符号是Tl，以下对铊的性质推断不正确的是(　　)
A．铊是易导电的银白色金属
B．能生成＋3价离子
C．氧化铊是两性氧化物
D．Tl3＋的氧化性比Al3＋弱
　　　　　　　　　　　　　　　　
1．(2022·广东揭阳华侨高中高一期末)如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．简单气态氢化物的稳定性：W＞R
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：Y＜Z
D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
2．2019年，我国青年化学家雷晓光被遴选为“青年化学家元素周期表”氮元素的代言人。下列与氮元素有关的说法正确的是(　　)
A．NH3的电子数为10
B．Si3N4中N为＋3价
C．14N与14C互为同位素
D．NH3的热稳定性比HF的强
3.A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。
(1)写出A、B、C三种元素的名称：______________、______________、______________。
(2)C在元素周期表中的位置是____________________________________________________。
(3)C的简单气态氢化物与B的简单气态氢化物的稳定性强弱顺序为_________>________(填化学式)。
(4)比较A、C的原子半径：A________C，写出A的简单气态氢化物与A的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：_____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
第2课时　元素周期表和元素周期律的应用
一、
1．增强　非金属　金属　增强　增强　增强
思考　(2)金属元素位于周期表的左下方，金属性最强的是Cs(放射性元素除外)，非金属元素位于周期表分界线的右上方，非金属性最强的是F。
(3)分界线附近的元素既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性，故元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线。
2．(1)主族序数　最外层电子数　(2)③8
应用体验
1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2．B
3．A　[某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，说明该元素的最高正化合价为＋6价，该元素可为第ⅥA族元素中除了氧元素外的其他元素。该元素最低负化合价为－2价，则元素R的简单气态氢化物的化学式为H2R，故A正确；R一定是第ⅥA族元素，故B错误；同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，简单气态氢化物的稳定性逐渐增强，故C错误；根据题干信息不能确定元素R所在的周期，故D错误。]
二、
2．(1)＞　＞　＞
(2)①难　②黑　难　酸　难
思考　(1)锗位于第四周期第ⅣA族。
(2)锗和铝相似，也是位于周期表中金属和非金属元素分界处附近，从而性质即有金属性又有非金属性。
(3)盐酸(或稀H2SO4)、NaOH(或KOH)溶液。
应用体验
1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
2．C　3.C
随堂演练　知识落实
1．D
2．A　[NH3的电子数为7＋1×3＝10，故A正确；Si3N4中Si为＋4价，N为－3价，故B错误；同一元素的不同核素互为同位素，14N与14C是不同元素的不同核素，不互为同位素，故C错误；元素的非金属性越强，其对应的简单气态氢化物的热稳定性越强，氮的非金属性小于氟，故NH3的热稳定性比HF的弱，故D错误。]
3．(1)氮　硫　氟　(2)第二周期第ⅦA族　(3)HF　H2S　(4)>　NH3＋HNO3===NH4NO3
解析　据A、B、C在周期表中的位置可知，A、C处于第二周期，B处于第三周期，设B的原子序数为x，则A为x－9，C为x－7，据题意有x－9＋x－7＝x，则x＝16，即B为S，A为N，C为F。