高中化学必修2优质学案：1.3.3 预测元素及其化合物的性质

第2课时预测同主族元素的性质[课标要求]1．以第ⅠA族、第ⅦA族元素为例，掌握同主族元素性质的递变规律。

2．能运用原子结构理论初步解释同主族元素性质的递变规律。

3．能根据同主族中熟悉元素的性质特点预测不熟悉元素的性质。

4．了解元素周期表中各个区域元素的应用。

同主族元素，随核电荷数的增加：(1)元素原子得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强。

(2)元素最高价氧化物对应水化物酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强。

(3)气态氢化物稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强。

(4)单原子离子的还原性逐渐增强，氧化性逐渐减弱。

第ⅦA族元素性质的相似性和递变性1．第ⅦA族元素原子结构和性质的相似性(1)原子的最外电子层都有7个电子。

(2)最高正价除F外均显＋7价，最低负价为－1价。

(3)气态氢化物的通式为HX(X表示卤素)。

(4)最高价氧化物对应的水化物的通式为HXO4(F除外)，且都具有很强的酸性。

(5)在氧化还原反应中，它们的单质常做氧化剂。

2．性质的递变性[特别提醒](1)F元素无含氧酸，因F元素无正价。

(2)HF为弱酸，HCl、HBr、HI均为强酸。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色变浅，密度增大(×)(2)卤素单质都是有色物质(√)(3)HCl、HBr、HI的还原性依次减弱(×)(4)卤族元素的单质越活泼，其熔点和沸点就越高(×)2．已知砹(At)元素位于元素周期表第6周期、第ⅦA族，请利用所学知识分析下列说法错误的是()A．砹单质可能为黑色固体B．气态氢化物稳定性：HAt>HIC．还原性：At－>I－D．AgAt难溶于水解析：选B根据同主族元素性质的相似性和递变性分析。

A项，由F2、Cl2、Br2、I2单质颜色逐渐加深可知A正确；B项，得电子能力I>At，故稳定性：HI>HAt；C项，由离子半径：r(At－)>r(I－)知还原性：At－>I－；D项，由AgX(F除外)均难溶于水知AgAt难溶于水。

预测同主族元素的性质教学设计教学环节教师活动学生活动设计意图【知识回顾】通过上节课同周期元素性质的递变规律的学习，回顾：，1、如何判断元素原子失电子能力（元素金属性）的强弱？2、如何判断元素原子得电子能力（元素非金属性）的强弱？3、同周期元素（除稀有气体外）自左向右，随着元素序数的递增，原子半径，元素得电子能力（元素非金属性）、失电子能力（元素金属性）如何变化？学生回顾上节课主要内容，然后自由发言。

学生回忆上节课主要内容，在知识结构的构建上能形成知识网络。

【引入新课】门捷列夫的预言：1971年门捷列夫预言了类硅元素的存在。

并准思考问题：门捷列夫是如何准确的预言未知元素的性质的？确的预言了这种未知元素的相关性质。

15年后，科学家发现了这种元素，就是我们今天认识的锗。

通过图片中的数据，我们发现，锗的性质与门捷列夫的预言及其相似。

思考：同主族元素性质具有怎样的变化规律？请从原子结构方面给予预测学生画第1主族元素，结构示意图，预测同主族元素性质。

【学习目标】1.以第ⅠA族、ⅦA元素为例，掌握同主族元素相似性和递变性的变化规律，并能用原子结构理论初步加以解释。

2.通过探究金属钠、钾性质实验，锻炼实验设计和归纳概括能力。

3.了解元素“位置、结构、性质”三者间的关系，初步学会运用元素周期表推测物质性质。

学生了解本节课学习目标【评价方式】▪主动回答一次问题得1分。

▪主动展示实验成果得3分。

▪学习委员做好得分统计，纳入量化。

【自主学习】【提出问题】1. 以ⅠA族或ⅦA族元素为例，说明同主族元素原子的核外电子排布有什么特点？2. 请你推测同主族元素性质的相似性和递变性，并尝试着从你学过的物质及变化中为你的推测寻找依据。

自主学习课本23页到24页前两段，完成表格1-表格2学生思考总结归纳培养学生分析归纳能力。

【小组讨论】 1. 同主族元素的相似性和递变性性质为：2. 请你从学过的化学反应中为同主族元素性质递变性规律寻找证据。

第3课时 预测元素及其化合物的性质核心素养发展重点学业要求提高基于理论进行预测，提出假设的能力和基于实验事实概括、推理得出结论的能力。

能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。

学生自主学习元素周期表的应用1．在元素周期表中，有许多我们陌生的元素，我们可以基于对□01已知元素的认识，利用□02元素周期律以及对□03已知元素及其化合物性质的研究思路和方法，研究陌生元素及其化合物的性质。

2．元素的性质通常包括□04元素化合价、□05原子半径、□06元素原子的得失电子能力等，可以根据□07元素原子结构的特点和元素在□08元素周期表中的位置认识元素的性质。

从□09物质的类别、□10元素的化合价、物质中所含有关元素在□11元素周期表中的位置的角度可以认识有关物质的化学性质。

3．元素周期表已成为化学家的得力工具，为研究□12物质结构、□13发现新元素、□14合成新物质、□15寻找新材料提供了许多有价值的指导。

硅的存在及用途硅在地壳中的含量仅次于□01氧，□02硅的氧化物及□03硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。

□04计算机 芯片、□05光导纤维、□06玻璃仪器等，都是以硅或硅的化合物为材料制成的。

硅及其氧化物的性质硅原子的最外层有□014个电子，最高化合价为□02＋4价，最低化合价为□03－4价，硅属于□04非金属元素；与同周期磷元素相比，其核电荷数□05较小，原子半径□06较大，原子核对最外层电子的□07吸引作用较弱，因此硅元素原子的得电子能力较弱。

硅元素(原子序数为□0814)位于元素周期表中□09第3周期ⅣA 族，属于□10非金属元素；二氧化硅(SiO 2)属于□11酸性氧化物，能与□12碱溶液缓慢反应，高温时能与□13碱性氧化物反应；二氧化硅中的硅元素为＋4价，因此二氧化硅具有氧化性，能与□14某些还原剂反应；硅酸(H 2SiO 3)的酸性□15弱于碳酸，硅酸可以由□16硅酸钠(Na 2SiO 3)与□17盐酸、硫酸等反应制得。

第3课时预测元素及其化合物的性质[素养发展目标]1．能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。

2．提高基于理论进行预测并提出假设的能力和基于实验事实、证据推理得出结论的能力。

预测硅及其化合物的性质如图表示的是地壳中各元素的含量：硅在地壳中的含量仅次于氧，硅与碳位于同一主族。

预测硅及其化合物的性质硅及其化合物的化学式化学性质预测预测依据Si 与O2发生反应与C同主族，同主族元素性质相似，C能与O2反应SiO2属于酸性氧化物，能与碱溶液缓慢反应，高温时能与碱性氧化物反应与C同主族，与CO2具有相似的化学性质，CO2属于酸性氧化物，能与碱发生反应H2SiO3具有酸的性质，能与碱(如NaOH溶液)反应，但酸性较弱，弱于碳酸、磷酸等与C同主族、与P同周期，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，因此硅酸的酸性弱于碳酸、磷酸等Na 2SiO 3其水溶液能与CO 2发生反应 碳酸的酸性强于硅酸[问题探讨] 1．作为非金属单质，Si 与前面探讨的非金属单质O 2、Cl 2、S 、C 、N 2、Br 2等的性质类似吗？提示：常温下，硅的化学性质不活泼，只与F 2、HF 、强碱(如NaOH)溶液反应，加热条件下能和大多数金属反应，也可与非金属如O 2、C 、Cl 2等反应，这是Si 与O 2、Cl 2、Br 2等的不同之处。

2．硅能够成为一种重要的半导体材料可能因为它有什么性质？提示：硅的导电能力介于导体和绝缘体之间。

3．从物质的分类看SiO 2属于哪一类？可能具有什么性质？提示：SiO 2属于酸性氧化物；它具有酸性氧化物的通性——能与碱、碱性氧化物等反应。

1．硅的化学性质(1)常温下，除能与氟气、氢氟酸和强碱溶液反应外，硅不与氧气、氯气、硫酸、硝酸、盐酸等其他物质发生反应。

①与氟气反应：Si ＋2F 2===SiF 4；②与氢氟酸反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑；③与NaOH 溶液反应：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。

第三节元素周期律的应用预测同主族元素的性质第2课时【学习目标】1.同主族元素性质的递变规律2.能运用原子结构的理论初步解释这些递变规律【学习过程】【复习回顾】判断元素原子得、失电子能力强弱的方法【交流研讨】请大家阅读课本P22-24上半部分，讨论、思考并理解记忆下列内容：二、同主族<ⅠA和ⅦA族）元素性质的递变规律1. ⅦA族元素的原子结构有什么共同特点？有什么不同？元素的性质是如何变化的？<1）卤素单质与氢气反应Cl<2）卤素单质间的相互置换：2. ⅠA族元素的原子结构有什么共同特点？有什么不同？元素的性质是如何变化的？<1）碱金属元素的单质与水的反应<2）碱金属元素的单质与O2的反应【迁移应用】1. 同主族元素性质的递变性：同主族元素从上到下，电子层数逐渐，原子半径逐渐，失电子能力逐渐，得电子能力逐渐，最高价氧化物对应的水化物碱性，酸性。

2. 同主族元素及其化合物性质的相似性：同族元素原子最外层电子数，主要化合价，单质的化学性质具有相似性，最高价氧化物对应的水化物的性质也相似。

【典题解悟】例1：下列说法正确的是( >A. 同周期元素中ⅦA族元素的原子量最大B. ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子C. 室温时，零族元素的单质都是气体D. 所有主族元素的原子，形成单原子离子时的化合价和它的族序数相等解读：本题主要考查同主族同周期元素一些性质的递变规律，在同周期元素中，零族元素的原子量最大，而在同主族中，半径越大，越难得电子。

单原子离子的化合价和它的族序数不一定相等，如ⅣA族元素铅，其稳定化合价为十2价，综上分析，本题答案为C。

答案：C例2：镭是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素。

下列关于镭的性质描述中，不正确的是( >A. 在化合物中呈+2价B. 单质能与水反应放出氢气C. 氢氧化物呈两性D. 碳酸盐难溶于水解读：此题考查同族元素性质的规律。

镭这种元素的性质虽然我们没有学过，但是它属于第ⅡA族的元素，我们可以根据这族元素的性质进行判断。

第2课时研究同主族元素的性质预测元素及其化合物的性质学习目标1.通过对同主族元素的原子结构特点的分析,理解并认识同主族元素性质的相似性与递变性。

2.通过ⅠA族、ⅦA族元素性质的变化规律,能形成同主族元素性质的认知模型,并利用该模型预测元素及其化合物的性质。

3.通过卤素的有关性质实验探究,培养设计元素性质比较实验的能力。

学习任务1 研究同主族元素的性质1.碱金属元素原子结构和性质的递变关系(1)碱金属元素的含义:除氢元素外ⅠA族的金属元素,包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)。

(2)碱金属元素原子结构上的相似与递变。

(3)碱金属元素单质化学性质的相似与递变2.ⅦA族元素(卤族元素)原子结构与性质的递变关系(1)原子结构与性质的相似性。

(2)原子结构与性质的递变性。

3.同主族元素性质相似与递变的理论解释4.碱金属单质的物理性质及递变规律溴单质、碘单质在水中溶解度都很小,但在四氯化碳、汽油、苯等有机溶剂中的溶解度均远大于它们在水中的溶解度,且在这些有机溶剂中分别呈现橙色、紫色。

利用这一性质,可以向含有溴单质、碘单质的水溶液中加入有机溶剂,分别将它们从水溶液中提取出来,可据此来检验水溶液中溴单质或碘单质的存在。

为了验证卤族元素性质的相似性和递变性,设计如下实验并记录相关实验现象。

探究1 卤素单质的溶解性及溴、碘单质的检验问题1:通过实验1、2,对于溴、碘单质的溶解性有何认识?提示:溴、碘单质在有机溶剂CCl4中的溶解度均大于它们在水中的溶解度,CCl4能分别将它们从水溶液中提取出来。

问题2:实验1、2所体现出来的溴、碘的性质有何应用?提示:(1)用难溶于水的有机溶剂萃取溴、碘单质;(2)检验水溶液中的溴单质和碘单质。

问题3:呈现橙红色的溴、紫红色的碘的四氯化碳溶液都在下层,说明四氯化碳有何特点?如果换用汽油会怎么样?提示:说明四氯化碳的密度大于水的;若换用汽油,溶有溴、碘单质的有机层会在上层,因为汽油的密度小于水的。

第3节 元素周期表的应用第1课时 认识同周期元素性质的递变规律[核心素养发展目标] 1.以第3周期为例，掌握同周期元素性质的递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释。

2.学会运用具体事物来研究抽象概念的思想方法，促进“证据推理与模型认知”化学核心素养的发展。

一、同周期元素原子得失电子能力比较一、第3周期金属元素原子失电子能力的比较 1．比较金属元素原子失电子能力的常用方法(1)最高价氧化物对应水化物的碱性越强，其元素的原子失电子能力越强。

(2)单质与水或酸反应置换氢越容易，其元素的原子失电子能力越强。

2．实验探究(1)钠能与冷水剧烈反应，反应的化学方程式为2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑；镁与冷水很难反应，与热水反应较快，反应的化学方程式为Mg ＋2H 2O=====△Mg(OH)2＋H 2↑。

(2)镁、铝与盐酸反应的实验探究实验①和②中的两支试管内都有无色气泡产生，但实验①中的反应比实验②中的反应剧烈。

反应的化学方程式为Mg ＋2HCl===MgCl 2＋H 2↑；2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑。

(3)氢氧化镁、氢氧化铝碱性强弱的实验探究①实验甲a试管中反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。

②实验乙中a、b两支试管中反应的离子方程式：a试管中：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；b试管中：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。

③填写下表：氢氧化物NaOH Mg(OH)2Al(OH)3碱性强弱强碱中强碱两性氢氧化物变化规律碱性逐渐减弱(4)实验结论钠、镁、铝三种元素原子失电子能力(或元素的金属性)由强到弱的顺序为Na＞Mg＞Al。

即同周期金属元素从左到右失电子能力依次减弱。

二、第3周期非金属元素原子得电子能力的比较1．比较非金属元素原子得电子能力的常用方法(1)单质与氢气化合反应越容易，其元素的原子得电子能力越强。