元素周期表的应用 课件 鲁科版（33张）
文档属性
| 名称 | 元素周期表的应用 课件 鲁科版（33张） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 88.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-07-06 10:40:54 | ||
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文档简介
(共33张PPT)
第三节 元素周期表的应用
课时3 预测元素及其化合物的性质
鲁科版2019必修第二册
第一章 原子结构 元素周期律
复习巩固
同周期、同主族元素性质的变化规律(0族除外)
内容 同周期（从左到右） 同主族（从上到下）
原子半径
电子层结构
失电子能力 得电子能力
金属性非金属性
主要化合价
最高价氧化物对应的水化物酸碱性
非金属元素气态氢 化物的形成与稳定性
逐渐减小
逐渐增大
电子层数相同、最外层电子增多
失电子逐渐减弱
得电子逐渐增强
失电子逐渐增强
得电子逐渐减弱
金属性减弱、 非金属性增强
金属性增强、非金属性减弱
最高正价+1→+7（除O、F）
最高正价=主族序数
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
形成：由难到易
稳定性：逐渐增强
形成：由易到难
稳定性：逐渐减弱
电子层增多最外层电子数相同
世界著名高科技产业区——硅谷
硅谷，是高科技事业云集的圣塔克拉拉谷的别称。硅谷最早是研究和生产以硅为基础的半导体芯片的地方，因此得名。
新课导入
请你看看！
硅有哪些方面的应用
01
预测硅元素的性质
硅在地壳中的含量仅次于氧，硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。计算机芯片、光导纤维、玻璃仪器等，都是以硅或硅的化合物为材料制成的。硅在自然界中主要以硅酸盐（如地壳中的大多数矿物）和氧化物（如水晶、玛瑙、石英砂）的形式存在。无游离态！
认识硅
硅孔雀石
水晶
硅元素位于元素周期表中：第三周期 ⅣA族
+6
4
2
C
+15
8
2
P
5
与同主族的碳元素相比，硅元素原子的得电子能力弱。（非金属性）
与同周期的磷元素相比，硅元素原子的得电子能力弱。（非金属性）
硅单质的物理性质
单质硅
单质碳
灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体
熔、沸点高、硬度大
(导电性介于导体和绝缘体之间)
晶体硅是良好的半导体
硅（Si）的化学性质
（1）常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质反应。
Si＋2F2＝SiF4
Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑
③Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑
a.硅与氟气反应：
b.硅与氢氟酸反应：
c.硅与NaOH（强碱）反应：
(与唯一酸反应)
（2）加热条件下，硅和一些非金属反应。
Si+2Cl2 SiCl4
Si + O2 SiO2
Si + C SiC(金刚砂)
高温
02
预测含硅物质的性质
交流研讨
1.硅及其化合物有哪些？尝试写出他们的化学式。
2.请预测硅及其化合物的化学性质，并说明预测依据。
类比方法：
陌生元素优先类比谁，最像谁？
Si元素
C元素
类比
同主族、熟悉的
交流研讨
任务2-1 请多角度预测二氧化硅的化学性质，并说明预测依据。【合作学习】
要求：1.首先独立思考，预测二氧化硅的化学性质，说明预测依据。
2.3min后小组内交流研讨。
二、预测含硅物质的性质
SiO2
Si
C与Si的关系
SiO2的
化学性质
陌生物质
核心元素
元素位构性关系
物质的化学性质
类比CO2
资料卡片
SiO2是一种酸性氧化物，能与强碱溶液反应。如SiO2与 NaOH 溶液反应可生成 Na2SiO3 。
氢氟酸是 HF 的水溶液，可与 SiO2 发生反应生成 SiF4 气体和水，可以用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃。
——但不溶于水，也不与水反应
酸性氧化物的通性
SiO2＋2NaOH==Na2SiO3＋H2O
SiO2＋Na2O === Na2SiO3
高温
与强碱溶液反应：
与碱性氧化物反应：
硅酸钠
俗称泡花碱，其水溶液俗称“水玻璃”，可作粘合剂、防火剂
为什么不能用磨口玻璃塞的试剂瓶盛放氢氧化钠溶液
若使用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液，碱液能与玻璃中SiO2发生反应生成Na2SiO3，导致玻璃塞与瓶口内侧粘连而无法打开。
与碳酸盐反应
SiO2＋Na2CO3 === Na2SiO3＋CO2 ↑
高温
SiO2＋CaCO3 === CaSiO3＋CO2 ↑
高温
工业生产玻璃原理
二氧化硅的用途
光导纤维
石英坩埚
玻璃仪器
水晶、玛瑙饰品
特性：只能与氢氟酸(HF)反应
SiO2 + 4HF === SiF4↑+ 2H2O（用于刻蚀玻璃）
HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。
SiO2+2C Si+2CO↑（工业制粗硅）
高温
弱氧化性
SiO2 既能与 NaOH 溶液反应，也能与氢氟酸反应，能认为 SiO2 属于两性氧化物吗
SiO2 不属于两性氧化物。两性氧化物指既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。 SiO2 能与氢氟酸反应，但并不生成盐和水。
交流研讨
任务2-2 请多角度预测硅酸的化学性质，并说明预测依据。
二、预测含硅物质的性质
H2SiO3
Si
C与Si的关系
H2SiO3的
化学性质
陌生物质
核心元素
元素位构性关系
物质的化学性质
类比H2CO3
鞋盒里面的秘密
防潮、防霉、防臭
干燥剂
透明小球是硅酸逐渐聚合而形成的胶体-硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体
硅酸（H2SiO3）物理性质
颜色：白色
状态：胶状固体
溶解性：不溶于水
可作吸水剂
—— 不能使指示剂变色
弱酸性
(酸性： HCl > H2CO3 > H2SiO3)
H2SiO3 + 2NaOH Na2SiO3 + 2H2O
不稳定(比H2CO3稳定)，受热易分解
H2SiO3 H2O + SiO2
加热
硅酸（H2SiO3）化学性质
硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸弱，难溶于水，不稳定，受热易分解。
硅酸（H2SiO3）化学性质
结合碳酸的制备，硅酸的制备可以让SiO2和水反应制得吗？
二氧化硅难溶于水，又不与水反应，故实验室用可溶性硅酸盐与其他酸反应制备
Na2SiO3 +2HCl === H2SiO3↓+ 2NaCl
实验室制取硅酸
酸性强弱：盐酸 > 硅酸
酸性强弱：碳酸 > 硅酸
如何证明酸性盐酸>碳酸>硅酸？
B
A：Na2CO3/NaHCO3
B : HCl
C : 饱和NaHCO3
D : Na2SiO3
身边的化学
硅及其化合物与非金属材料
1、硅与半导体材料
半导体材料特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。硅是常温下化学性质稳定的半导体材料，主要用于制造芯片和太阳能电池。自然界中没有游离态的硅。
太阳能电池
芯片
身边的化学
硅及其化合物与非金属材料
2、二氧化硅和光导纤维
二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英和水晶的成分都是二氧化硅。二氧化硅常被用来制造高性能的现代通信材料——光导纤维（简称“光纤”）
烟水晶
紫水晶
玛瑙
光纤电缆
石英砂
身边的化学
硅及其化合物与非金属材料
3、硅酸盐和无机非金属材料
硅酸盐与无机非金属材料硅酸盐是由硅元素、氧元素和金属元素组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐材料(如陶瓷、玻璃、水泥等)是无机非金属材料的主要分支之一，有着悠久的历史。
陶瓷
玻璃
水泥
03
元素周期表和元素周期律的应用
课堂探究
三、元素周期表和元素周期律的应用
①在元素周期表中金属元素与非金属元素分界处寻找半导体材料。
课堂探究
三、元素周期表和元素周期律的应用
②在元素周期表右上方的非金属元素中选择低毒高效农药所含有的元素，如氮、硫、磷等。（补充在课本p30）
③在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料，如中学常用的催化剂镍、铁、钒、锰等。
课堂探究
三、元素周期表和元素周期律的应用
随堂演练
1.硅芯片的设计与制造是高科技的合成体。下列有关硅的说法正确的是 ( )
A.硅既不易失去电子又不易得到电子,所以既不能做氧化剂,又不能做还原剂
B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量居第一位
C.硅的化学性质不活泼,在自然界中以游离态的形式存在
D.在电子工业中,硅是最重要的半导体材料
D
随堂演练
2. 我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似,土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,下列结论正确的是( )
A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B.最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性强于碳酸
B
随堂演练
3. 北京时间2022年1月6日凌晨,中国空间站天和核心舱机械臂成功捕获天舟二号货运飞船。天和核心舱的主要能量来源是砷化镓(GaAs)太阳能电池阵,其中Ga与Al同主族,化学性质相似。下列说法错误的是( )
A.砷化镓属于金属材料
B.GaAs中As的化合价是-3
C.镓既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
D.砷化镓电池能将光能转化为电能
A
第三节 元素周期表的应用
课时3 预测元素及其化合物的性质
鲁科版2019必修第二册
第一章 原子结构 元素周期律
复习巩固
同周期、同主族元素性质的变化规律(0族除外)
内容 同周期（从左到右） 同主族（从上到下）
原子半径
电子层结构
失电子能力 得电子能力
金属性非金属性
主要化合价
最高价氧化物对应的水化物酸碱性
非金属元素气态氢 化物的形成与稳定性
逐渐减小
逐渐增大
电子层数相同、最外层电子增多
失电子逐渐减弱
得电子逐渐增强
失电子逐渐增强
得电子逐渐减弱
金属性减弱、 非金属性增强
金属性增强、非金属性减弱
最高正价+1→+7（除O、F）
最高正价=主族序数
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
形成：由难到易
稳定性：逐渐增强
形成：由易到难
稳定性：逐渐减弱
电子层增多最外层电子数相同
世界著名高科技产业区——硅谷
硅谷，是高科技事业云集的圣塔克拉拉谷的别称。硅谷最早是研究和生产以硅为基础的半导体芯片的地方，因此得名。
新课导入
请你看看！
硅有哪些方面的应用
01
预测硅元素的性质
硅在地壳中的含量仅次于氧，硅的氧化物及硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。计算机芯片、光导纤维、玻璃仪器等，都是以硅或硅的化合物为材料制成的。硅在自然界中主要以硅酸盐（如地壳中的大多数矿物）和氧化物（如水晶、玛瑙、石英砂）的形式存在。无游离态！
认识硅
硅孔雀石
水晶
硅元素位于元素周期表中：第三周期 ⅣA族
+6
4
2
C
+15
8
2
P
5
与同主族的碳元素相比，硅元素原子的得电子能力弱。（非金属性）
与同周期的磷元素相比，硅元素原子的得电子能力弱。（非金属性）
硅单质的物理性质
单质硅
单质碳
灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体
熔、沸点高、硬度大
(导电性介于导体和绝缘体之间)
晶体硅是良好的半导体
硅（Si）的化学性质
（1）常温下，硅的化学性质不活泼，除氢氟酸、氟气、强碱外不跟其他物质反应。
Si＋2F2＝SiF4
Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑
③Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑
a.硅与氟气反应：
b.硅与氢氟酸反应：
c.硅与NaOH（强碱）反应：
(与唯一酸反应)
（2）加热条件下，硅和一些非金属反应。
Si+2Cl2 SiCl4
Si + O2 SiO2
Si + C SiC(金刚砂)
高温
02
预测含硅物质的性质
交流研讨
1.硅及其化合物有哪些？尝试写出他们的化学式。
2.请预测硅及其化合物的化学性质，并说明预测依据。
类比方法：
陌生元素优先类比谁，最像谁？
Si元素
C元素
类比
同主族、熟悉的
交流研讨
任务2-1 请多角度预测二氧化硅的化学性质，并说明预测依据。【合作学习】
要求：1.首先独立思考，预测二氧化硅的化学性质，说明预测依据。
2.3min后小组内交流研讨。
二、预测含硅物质的性质
SiO2
Si
C与Si的关系
SiO2的
化学性质
陌生物质
核心元素
元素位构性关系
物质的化学性质
类比CO2
资料卡片
SiO2是一种酸性氧化物，能与强碱溶液反应。如SiO2与 NaOH 溶液反应可生成 Na2SiO3 。
氢氟酸是 HF 的水溶液，可与 SiO2 发生反应生成 SiF4 气体和水，可以用氢氟酸溶蚀玻璃生产磨砂玻璃。
——但不溶于水，也不与水反应
酸性氧化物的通性
SiO2＋2NaOH==Na2SiO3＋H2O
SiO2＋Na2O === Na2SiO3
高温
与强碱溶液反应：
与碱性氧化物反应：
硅酸钠
俗称泡花碱，其水溶液俗称“水玻璃”，可作粘合剂、防火剂
为什么不能用磨口玻璃塞的试剂瓶盛放氢氧化钠溶液
若使用带玻璃塞的试剂瓶盛放碱液，碱液能与玻璃中SiO2发生反应生成Na2SiO3，导致玻璃塞与瓶口内侧粘连而无法打开。
与碳酸盐反应
SiO2＋Na2CO3 === Na2SiO3＋CO2 ↑
高温
SiO2＋CaCO3 === CaSiO3＋CO2 ↑
高温
工业生产玻璃原理
二氧化硅的用途
光导纤维
石英坩埚
玻璃仪器
水晶、玛瑙饰品
特性：只能与氢氟酸(HF)反应
SiO2 + 4HF === SiF4↑+ 2H2O（用于刻蚀玻璃）
HF能腐蚀玻璃，因此，盛装氢氟酸不能用玻璃试剂瓶而要用塑料瓶。
SiO2+2C Si+2CO↑（工业制粗硅）
高温
弱氧化性
SiO2 既能与 NaOH 溶液反应，也能与氢氟酸反应，能认为 SiO2 属于两性氧化物吗
SiO2 不属于两性氧化物。两性氧化物指既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物。 SiO2 能与氢氟酸反应，但并不生成盐和水。
交流研讨
任务2-2 请多角度预测硅酸的化学性质，并说明预测依据。
二、预测含硅物质的性质
H2SiO3
Si
C与Si的关系
H2SiO3的
化学性质
陌生物质
核心元素
元素位构性关系
物质的化学性质
类比H2CO3
鞋盒里面的秘密
防潮、防霉、防臭
干燥剂
透明小球是硅酸逐渐聚合而形成的胶体-硅酸溶胶，硅酸浓度较大时，则形成软而透明的、胶冻状的硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水就形成硅酸干胶，称为“硅胶”。硅胶多孔，吸附水分能力强，常用做实验室和袋装食品等的干燥剂，也可以用作催化剂的载体
硅酸（H2SiO3）物理性质
颜色：白色
状态：胶状固体
溶解性：不溶于水
可作吸水剂
—— 不能使指示剂变色
弱酸性
(酸性： HCl > H2CO3 > H2SiO3)
H2SiO3 + 2NaOH Na2SiO3 + 2H2O
不稳定(比H2CO3稳定)，受热易分解
H2SiO3 H2O + SiO2
加热
硅酸（H2SiO3）化学性质
硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸弱，难溶于水，不稳定，受热易分解。
硅酸（H2SiO3）化学性质
结合碳酸的制备，硅酸的制备可以让SiO2和水反应制得吗？
二氧化硅难溶于水，又不与水反应，故实验室用可溶性硅酸盐与其他酸反应制备
Na2SiO3 +2HCl === H2SiO3↓+ 2NaCl
实验室制取硅酸
酸性强弱：盐酸 > 硅酸
酸性强弱：碳酸 > 硅酸
如何证明酸性盐酸>碳酸>硅酸？
B
A：Na2CO3/NaHCO3
B : HCl
C : 饱和NaHCO3
D : Na2SiO3
身边的化学
硅及其化合物与非金属材料
1、硅与半导体材料
半导体材料特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。硅是常温下化学性质稳定的半导体材料，主要用于制造芯片和太阳能电池。自然界中没有游离态的硅。
太阳能电池
芯片
身边的化学
硅及其化合物与非金属材料
2、二氧化硅和光导纤维
二氧化硅广泛存在于自然界中，沙子、石英和水晶的成分都是二氧化硅。二氧化硅常被用来制造高性能的现代通信材料——光导纤维（简称“光纤”）
烟水晶
紫水晶
玛瑙
光纤电缆
石英砂
身边的化学
硅及其化合物与非金属材料
3、硅酸盐和无机非金属材料
硅酸盐与无机非金属材料硅酸盐是由硅元素、氧元素和金属元素组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐材料(如陶瓷、玻璃、水泥等)是无机非金属材料的主要分支之一，有着悠久的历史。
陶瓷
玻璃
水泥
03
元素周期表和元素周期律的应用
课堂探究
三、元素周期表和元素周期律的应用
①在元素周期表中金属元素与非金属元素分界处寻找半导体材料。
课堂探究
三、元素周期表和元素周期律的应用
②在元素周期表右上方的非金属元素中选择低毒高效农药所含有的元素，如氮、硫、磷等。（补充在课本p30）
③在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料，如中学常用的催化剂镍、铁、钒、锰等。
课堂探究
三、元素周期表和元素周期律的应用
随堂演练
1.硅芯片的设计与制造是高科技的合成体。下列有关硅的说法正确的是 ( )
A.硅既不易失去电子又不易得到电子,所以既不能做氧化剂,又不能做还原剂
B.硅是构成矿物和岩石的主要元素,硅在地壳中的含量居第一位
C.硅的化学性质不活泼,在自然界中以游离态的形式存在
D.在电子工业中,硅是最重要的半导体材料
D
随堂演练
2. 我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似,土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,下列结论正确的是( )
A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B.最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性强于碳酸
B
随堂演练
3. 北京时间2022年1月6日凌晨,中国空间站天和核心舱机械臂成功捕获天舟二号货运飞船。天和核心舱的主要能量来源是砷化镓(GaAs)太阳能电池阵,其中Ga与Al同主族,化学性质相似。下列说法错误的是( )
A.砷化镓属于金属材料
B.GaAs中As的化合价是-3
C.镓既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
D.砷化镓电池能将光能转化为电能
A