高三化学一轮复习公开课《第26讲 元素周期表 元素周期律——基于_元素周期律的发现与现代化学应用》教学设计

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高三一轮复习 第26讲 元素周期表 元素周期律——基于元素周期律的发现与现代化学应用 教案
（人教版2019必修2/选择性必修2 元素周期律与周期表/物质结构与性质）
一、教材及学情分析
教材分析
本课时属于高三一轮复习“物质结构与性质”的核心模块，对应人教版2019必修2第一章“元素周期律”及选择性必修2第一章“原子结构与性质”的核心考点。教材原章节从元素周期表的结构出发，通过实验探究元素性质的递变规律，总结元素周期律；本复习课则以“元素周期律的发现历程+现代化学应用”为主线，将“周期表的结构规律→元素性质的递变逻辑→周期性规律的工业应用”进行体系化整合，通过情境拆解、模型构建、真题关联，帮助学生建立“结构-性质-应用”的完整认知链条，贴合《普通高中化学课程标准（2022年版）》中“证据推理与模型认知”“宏观辨识与微观探析”等核心素养的培养要求。
学情分析
学生为高三年级，已掌握元素周期表的基础结构与周期律的核心内容，但面对高考中“陌生元素的性质预测、复杂晶胞的结构分析、元素性质递变的综合应用”等高频难点时，存在“递变规律与实际应用脱节、晶胞计算忽略结构细节、元素性质预测未结合周期表位置”等问题。为帮助学生克服这些困难，教师以“发现历程-模型构建-应用探究”为教学逻辑，强化周期表结构与元素性质的关联，提升知识迁移与综合应用能力。
二、教学目标
结合《普通高中化学课程标准（2022年版）》及高三一轮复习核心要求，围绕化学学科核心素养制定如下教学目标：
1. 宏观辨识与微观探析：从元素的微观原子结构（原子核外电子排布、原子半径）出发，认知宏观元素性质的周期性变化（金属性、非金属性、化合价、单质及化合物性质），建立“微观结构递变-宏观性质递变-实际应用”的递进认知，深化“结构决定性质”的核心规律。
2. 证据推理与模型认知：构建“元素周期表分析模型”（周期表位置→电子排布→性质预测→工业应用），能基于周期表位置与电子排布规律，准确预测陌生元素的性质、推导元素化合物的转化逻辑、解决晶胞结构的综合问题，提升逻辑推导与问题解决能力。
3. 科学探究与创新意识：通过对元素周期律发现历程的探究与高考真题的拆解，合作分析周期律在现代化学工业中的应用（如新材料研发、药物设计），培养从结构信息中提取证据、推导性质的探究能力。
4. 科学态度与社会责任：了解元素周期律的发现历程对化学学科发展史的推动作用，认识周期律在现代化学中的应用价值（如稀土元素的开发利用），增强科学服务社会的责任意识。
三、教学重难点
教学重点
元素周期表的结构规律：
周期与族：7个周期（短周期1-3，长周期4-7）、16个族（7主族、7副族、Ⅷ族、0族），主族元素的最外层电子数等于族序数，周期数等于电子层数
分区：s区（ⅠA、ⅡA）、p区（ⅢA-ⅧA）、d区（ⅢB-ⅦB、Ⅷ）、ds区（ⅠB、ⅡB）、f区（镧系、锕系），各区元素的价电子排布特征
稀土元素：镧系与锕系元素，在国防、新能源等领域的应用
元素周期律的核心内容：
原子结构递变：同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，最外层电子数逐渐增多；同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，电子层数逐渐增多
金属性/非金属性递变：同周期从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同主族从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱
化合价递变：主族元素的最高正化合价等于族序数（O、F除外），最低负化合价等于族序数-8（金属元素无负价）
元素周期律的现代应用：如新材料研发（过渡金属催化剂）、药物设计（主族元素化合物的性质调控）
教学难点
陌生元素的性质预测：如根据周期表位置推测未发现元素的性质、复杂过渡元素的化合价判断
周期律的综合应用逻辑：如结合周期律判断元素化合物的稳定性、酸碱性、氧化性/还原性
晶胞结构的周期规律：如晶体中原子的堆积方式与周期律的关联
四、教学设计
教学过程 时间分配 教师活动 学生活动 设计意图
导入环节：历史情境与任务驱动 5分钟 1. 展示门捷列夫最初绘制的元素周期表与现代元素周期表的对比图，提出真实任务：“门捷列夫是如何发现元素周期律的？现代化学中如何利用周期律开发新材料？”
2. 拆解问题链：
① 元素周期表的结构与原子核外电子排布有何关联？
② 如何利用周期律预测陌生元素的性质？
③ 周期律在现代化学工业中的应用逻辑是什么？
3. 梳理学生的初步回答，提炼出“电子排布、性质递变、工业应用”等关键词，引出本节课主题：构建元素周期表分析模型，突破高考元素周期律的综合考点。 1. 观察情境图片，结合元素周期律的发现历程思考问题链
2. 举手发言，分享自己对元素周期表结构、周期律内容的理解
3. 明确本节课的复习目标：掌握元素周期表的结构规律、周期律的核心内容、周期律的实际应用，解决高考综合问题。 1. 以“历史-现代”元素周期表对比导入，贴合高考“科学探究与创新意识”的素养要求，激发学生的复习主动性
2. 通过问题链将抽象结构转化为具体任务，明确复习方向
3. 建立“历史发现-模型构建-现代应用”的直接关联
讲授环节一：元素周期表的结构规律模型构建 12分钟 构建“元素周期表结构分析模型”：
1. 核心结构规律：
（1）周期与电子层数：周期数=电子层数（如第三周期元素均有3个电子层）
（2）族与最外层电子数：主族元素的族序数=最外层电子数（如ⅦA族元素最外层7个电子），副族与Ⅷ族元素的价电子数等于族序数（ⅠB、ⅡB除外）
（3）分区与价电子排布：
- s区：价电子排布为ns - （ⅠA、ⅡA），元素均为活泼金属
- p区：价电子排布为ns np - （ⅢA-ⅧA、0族），元素包含非金属与金属
- d区：价电子排布为(n-1)d - ns - （ⅢB-ⅦB、Ⅷ），元素均为过渡金属，具有可变价态
- ds区：价电子排布为(n-1)d ns - （ⅠB、ⅡB），元素性质与s区相似但具有d区特征
- f区：价电子排布为(n-2)f - (n-1)d - ns （镧系、锕系），元素均为稀土元素
2. 高考高频结构考点：
（1）同周期相邻元素的原子半径变化（从左到右逐渐减小）
（2）同主族相邻元素的原子序数差（第1-2周期差2，2-3周期差8，4-5周期差18，5-6周期差32，6-7周期差32）
（3）0族元素的原子序数（2、10、18、36、54、86、118）
3. 强调：元素周期表的核心是“结构决定位置，位置决定性质”，所有规律均围绕原子核外电子排布展开。 1. 跟随教师梳理，在笔记本上绘制元素周期表结构分析模型，标注周期、族、分区与电子排布的关联
2. 结合主族元素案例，分析族序数与最外层电子数的关联，标注价电子排布特征
3. 思考：“为什么副族元素具有可变价态？”并举手发言分享思路
4. 总结结构规律的核心逻辑，重点标注周期、族、分区与电子排布的关联。 1. 构建结构化的周期表结构模型，帮助学生系统认知周期表的核心规律，深化“结构-位置”的关联
2. 强调高考高频结构考点，解决高考中周期表位置判断、原子序数计算的高频难点
3. 通过副族元素可变价态的分析，提升对周期表分区的理解深度
讲授环节二：元素周期律的核心内容与递变逻辑 12分钟 构建“元素周期律递变分析模型”：
1. 核心递变规律：
（1）金属性/非金属性递变：
- 同周期从左到右：金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强（如第三周期Na- 同主族从上到下：金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱（如第ⅦA族F>Cl>Br>I）
（2）化合物性质递变：
- 最高价氧化物对应水化物的酸碱性：同周期从左到右酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱；同主族从上到下酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强（如第三周期NaOH>Mg(OH) >Al(OH) >H SiO >H PO >H SO >HClO ）
- 氢化物的稳定性：同周期从左到右逐渐增强，同主族从上到下逐渐减弱（如第ⅦA族HF>HCl>HBr>HI）
（3）化合价递变：主族元素的最高正化合价=族序数（O、F除外），最低负化合价=族序数-8（如第ⅥA族元素最高正价+6，最低负价-2）
2. 递变规律的核心逻辑：原子核外电子排布的周期性变化，导致原子半径、最外层电子数等结构因素的递变，最终导致元素性质的周期性变化
3. 高考高频递变考点：
（1）同周期/同主族元素的金属性/非金属性比较（如判断最高价氧化物对应水化物的酸性强弱）
（2）氢化物的稳定性比较（如判断HF与HCl的稳定性）
（3）化合价的递变规律（如判断主族元素的最高正价与最低负价） 1. 跟随教师梳理，在笔记本上绘制元素周期律递变分析模型，标注金属性/非金属性、化合物性质的递变规律
2. 结合同周期/同主族元素案例，分析金属性/非金属性的递变逻辑，标注化合价的递变特征
3. 思考：“为什么O、F元素没有最高正价？”并举手发言分享思路
4. 总结递变规律的核心逻辑，重点标注金属性/非金属性、化合物性质的递变规律。 1. 构建结构化的周期律递变模型，帮助学生系统认知元素性质的递变逻辑，深化“位置-性质”的关联
2. 强调高考高频递变考点，解决高考中元素性质比较、化合物稳定性判断的高频难点
3. 通过O、F元素的特殊化合价分析，提升对递变规律的理解深度
实践环节一：小组合作——元素预测与应用真题探究 10分钟 发放“元素预测与应用真题探究任务单”，选取2022年全国卷Ⅰ的真题：
“W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W的最外层电子数是其周期数的3倍，X的最高正价与最低负价的代数和为0，Y的原子半径是同周期主族元素中最大的，Z的最外层电子数是其内层电子数的1/5。
（1）写出W、X、Y、Z的元素符号。
（2）比较W、X、Y、Z的原子半径大小。
（3）比较W、X、Z的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。
（4）判断W、Y、Z的氢化物的稳定性强弱。”
巡回指导各小组，针对小组的疑问进行点拨，如“元素符号的推导逻辑”“原子半径的比较方法”；最后请1小组展示探究结果，教师总结：“W为O，X为Si，Y为Na，Z为Cl；原子半径大小Na>Si>Cl>O；最高价氧化物对应水化物的酸性HClO >H SiO >H O；氢化物的稳定性H O>HCl>NaH。” 1. 4人小组分工合作，2人负责元素推导，2人负责性质比较，共同完成任务单
2. 小组内讨论争议点，如“元素符号的推导逻辑”“原子半径的比较方法”
3. 小组代表上台展示探究结果，结合周期表结构与递变规律讲解推导逻辑与比较依据
4. 记录教师总结的核心结论，强化周期表结构与递变规律的应用。 1. 通过小组合作演练高考真题，让学生在真实命题情境中应用周期表分析模型，提升知识迁移与合作探究能力
2. 重点突破元素位置推导、原子半径比较、化合物性质比较的高频难点，及时纠正认知误区
3. 培养学生的合作探究能力与表达能力
讲授环节三：元素周期律的现代应用与科学前沿 8分钟 构建“周期律现代应用模型”：
1. 新材料研发：
（1）过渡金属催化剂：d区元素（如Fe、Cu、Pt）具有可变价态，可作为催化剂应用于工业合成（如氨合成催化剂Fe O ）
（2）稀土元素：f区的镧系元素，具有独特的电子结构，在锂电池、磁存储材料等领域的应用（如NdFeB永磁材料）
2. 药物设计：
（1）主族元素化合物的性质调控：如ⅤA族的P、As元素的化合物可作为抗癌药物的核心结构
（2）周期律在药物筛选中的应用：根据同族元素的性质相似性，筛选具有特定活性的药物分子
3. 元素周期律的科学前沿：
（1）超重元素的合成：利用周期律预测超重元素的性质，指导人工合成超重元素（如118号元素Og）
（2）人工智能与周期律：利用AI技术结合周期律预测新材料的性质，加速材料研发
4. 强调：元素周期律的现代应用的核心是“位置-性质”的关联，通过周期律预测元素性质，指导新材料研发与药物设计。 1. 跟随教师梳理，在笔记本上记录周期律现代应用模型的核心内容与案例
2. 结合过渡金属催化剂案例，分析d区元素的可变价态与催化活性的关联，标注价电子排布特征
3. 思考：“如何利用周期律预测超重元素的性质？”并举手发言分享思路
4. 总结周期律现代应用的核心逻辑，重点标注“位置-性质”的关联。 1. 构建结构化的周期律应用模型，帮助学生系统认知周期律的现代应用与科学前沿，深化“性质-应用”的关联
2. 强调周期律在新材料研发与药物设计中的应用，解决高考中周期律应用的高频难点
3. 通过科学前沿的分析，激发学生的科学探究兴趣与社会责任意识
实践环节二：独立练习——陌生元素性质预测与应用真题应用 8分钟 发放2023年新高考卷Ⅰ的真题：
“根据元素周期表的结构与周期律的递变规律，预测下列关于118号元素Og的性质描述是否正确：
（1）Og是一种非金属元素，最外层电子数为8。
（2）Og的原子半径比Xe大，化学性质不活泼。
（3）Og的最高价氧化物对应水化物的酸性比HClO 强。
（4）Og的氢化物的稳定性比HCl强。”
要求学生独立完成，运用本节课构建的周期表分析模型解题，教师巡回观察学生的解题过程，记录普遍存在的问题；最后请1名学生上台展示解题过程，教师针对学生的易错点进行点评：“Og为0族元素，最外层电子数为8，化学性质不活泼；同主族从上到下原子半径逐渐增大，Og的原子半径比Xe大；0族元素无最高价氧化物对应水化物；同主族从上到下氢化物稳定性逐渐减弱，Og的氢化物稳定性比HCl弱。” 1. 独立完成真题应用，按“周期
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