第2课时 预测同主族元素的性质

第3节元素周期表的应用 第2课时 预测同主族元素的性质学习过程：当我们对元素周期表中一系列元素进行研究时，发现它们的性质有相似性，有递变性。

同周期元素的性质是以相似性为主或是递变性为主？ 。

同主族元素的性质又是以什么为主？ 。

二、预测同主族元素的性质元素位置、原子结构、元素性质三者之间密切相关，有些书上称为“位、构、性”的关系，根据它们的关系，只要知道一个方面，就有可能推测出其他两个方面。

[活动1]：VIIA 族元素又叫卤族元素，简称卤素，包括氟F 、氯Cl 、溴Br 、碘I 、砹At 。

（1）它们的原子结构有什么特点？ 原子的最外层都有 个电子 ，从上到下电子层数 ，除F 、Cl 外，次外层电子数为 。

(2)根据原子结构特点，从以下3个方面推测卤素可能具有哪些性质？ ①从上到下，原子半径 ，推测的依据是的次序：原子得电子能力 卤素单质的化学性质同族元素具有相似性，但也存在着递变性。

1. 都能与H 2化合：F 2＋H 2 （爆炸），Cl 2＋H 22HCl ，Br 2＋H 2 △ 2HBr(缓慢反应)，I 2＋H 2△2HI(产物分解)。

与H 2化合时越来越困难，气态氢化物HF 、HCl 、HBr 、HI 的热稳定性逐渐 ，还原性逐渐 ，说明F 、Cl 、Br 、I 的原子得电子能力 ，单质的氧化性逐渐减弱。

HF 酸是弱酸，HCl 、HBr 、HI 酸都是强酸。

思考：最高价氧化物对应的水化物HClO 4、HBrO 4(高溴酸)、HIO 4（高碘酸）的酸性强弱次序如何？ 2. 都能与水反应：氟与水反应较特殊。

2F 2＋2H 2O （还原剂）=4HF ＋O 2, Cl 2＋H 2O=HCl ＋HClO, Br 2＋H 2O=HBr ＋HBrO 3.都能与强碱溶液反应：氟较特殊。

2NaOH+2F 2=2NaF+H 2O+OF 2 Cl 2＋2NaOH=NaCl ＋NaClO ＋H 2O在水溶液中，卤素之间还能发生置换反应：Cl 2能置换出Br 2、I 2，Br 2能置换出I 2。

第2课时研究同主族元素的性质学业要求核心素养对接1.了解碱金属、卤素在周期表中的位置。

2．了解碱金属、卤素原子结构特点。

3．了解硅及其化合物的性质。

4．了解主族元素的性质递变规律。

1.通过对碱金属、卤素性质的相似性与递变性的了解，培养学生宏观辨识与微观探析素养水平。

2．通过对硅及其化合物性质的预测提高学生证据推理与模型认知能力。

3．通过元素周期律、元素周期表的应用的探究，培养学生科学态度与社会责任、证据推理与模型认知能力。

[知识梳理]知识点一碱金属元素如上图是碱金属的单质存在形式或元素标识，他们之间有什么相似之处和递变性？完成下列知识点你就会明白：1．碱金属元素的原子结构及特点(1)元素符号与原子结构示意图Li Na K Rb Cs(2)原子结构特点结构特点⎩⎨⎧相似性：最外层电子数都是1递变性（从Li→Cs）⎩⎨⎧核电荷数增大电子层数增多原子半径增大注意结构变化2．碱金属的性质(1)物理性质(2)化学性质①与O2反应碱金属化学反应方程式反应程度产物复杂程度活泼性Li 4Li＋O2=====点燃2Li2ONa 2Na＋O2=====点燃Na2O2K K＋O2=====点燃KO2Rb －Cs －②与水反应注意对比实验碱金属钾钠实验操作实验现象熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微爆炸声，反应熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，后溶液加酚酞变红反应后溶液加酚酞变红实验原理2K＋2H2O===2KOH＋H2↑2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑结论钾比钠的活动性强知识点二卤族元素如图是卤素单质，他们的颜色越来越深，由气体逐渐变为固体，那么他们的性质有何相似性和递变性？请完成下列知识点：1．原子结构特点(1)原子结构示意图F Cl Br I(2)结构特点①相同点：最外层都有7__个电子。

②递变性：从F→I，核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。

2．卤族元素单质的性质(1)物理性质(2)化学性质①与H2反应反应条件化学方程式产物稳定性F2暗处H2＋F2===2HF 很稳定Cl2光照或点燃H2＋Cl2=====光照或点燃2HCl 较稳定Br2加热H2＋Br2=====△2HBr 不稳定I2不断加热H2＋I2△2HI 很不稳定得出结论：从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐升高，反应剧烈程度依次减弱，生成气态氢化物的稳定性依次减弱②卤素单质间的置换反应实验操作实验现象化学方程式静置后，液体分层，上层无色，下层橙红色2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2静置后，液体分层，上层无色，下层紫红色2KI＋Br2===2KBr＋I2静置后，液体分层，上层无色，下层紫红色2KI ＋Cl 2===2KCl ＋I 2得出结论：Cl 2、Br 2、I 2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl 2＞Br 2＞I 2，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I －＞Br －＞Cl －。

第2课时研究同主族元素的性质[素养发展目标]1．以ⅠA族和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系，学会运用证据推理与模型认知的核心素养解决实际问题。

2．以宏观辨识与微观探析的视角学习金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。

3．能设计实验探究同主族元素的非金属性及金属性强弱，培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。

碱金属元素原子结构和元素性质的递变关系1．碱金属元素原子结构的比较元素――――――――――→Li Na K Rb Cs相同点最外层上都只有1个电子递变性核电荷数逐渐增大电子层数逐渐增多原子半径逐渐增大2．碱金属元素单质的物理性质元素―――――――→Li Na K Rb Cs相似性颜色银白色(除Cs外) 硬度柔软导电导热性较好递变密度变逐渐增大[但ρ(K)<ρ(Na)]性化熔、沸点变化逐渐降低3．碱金属元素单质的化学性质元素Li Na K Rb Cs 相似性都是活泼金属，化合价为＋1价，单质都能与氧气、水等物质反应，最高价氧化物对应的水化物都有较强的碱性递变性与O2反应反应越来越剧烈，产物越来越复杂，Li生成Li2O；Na能生成Na2O和Na2O2；K能生成K2O2和KO2，Rb和Cs遇到空气会立即燃烧与H2O反应反应越来越剧烈，Na与水剧烈反应，K能发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水则发生爆炸结论――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――→Li Na K Rb Cs随着核电荷数增加，原子半径增大，失电子能力逐渐增强（钫是放射性元素，不予考虑）[问题探讨]1．元素周期表中ⅠA族元素全部是碱金属元素吗？提示：ⅠA族元素除H外均属于碱金属元素。

2．将钠投入到硫酸铜溶液中能否置换出铜？提示：不能。

钠很活泼，会先与溶液中的水反应。

[名师点拨](1)碱金属单质与水反应的通式：2R＋2H2O===2ROH＋H2↑(R代表碱金属单质)。

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

(重点) 2．能运用原子构造理论初步解释同主族元素性质的递变规律。

3．掌握由同主族元素的性质特点预测不熟悉元素的性质。

(难点)4．理解元素周期表的应用。

同主族元素的性质[根底·初探]1．卤族元素原子构造和性质的相似性和递变性(1)相似性(3)2.(1)相似性①原子的最外电子层都有1个电子。

②最高化合价均为＋1价。

③都是活泼的金属元素，单质都能与氧气、水等物质发生反响。

④最高价氧化物对应的水化物一般具有很强的碱性。

(2)递变性3.[探究·升华][考虑探究]1．Li、Na、K在空气中燃烧分别生成Li2O、Na2O2、KO2(超氧化钾)说明什么问题？如何保存钾单质？【提示】说明Li、Na、K活动性依次增强；保存钾时应保存在煤油中，以防止与空气中的O2、H2O反响。

2．利用原子构造如何解释F、Cl、Br、I得失电子才能的变化？【提示】F、Cl、Br、I最外层都有7个电子，都易得一个电子到达稳定构造，但原子半径依次增大，得电子才能逐渐减弱。

[认知升华]元素周期表中元素性质的变化规律[题组·冲关]题组1卤素性质变化规律1．以下关于ⅦA族元素的说法中不符合递变规律的是()A．F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱B．F－、Cl－、Br－、I－的复原性逐渐增强C．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱D．HF、HCl、HBr、HI水溶液的酸性逐渐减弱【解析】从F到I原子半径逐渐增大，单质的氧化性逐渐减弱，那么其对应阴离子的复原性逐渐增强，故A、B两项均正确；从F到I，其气态氢化物的热稳定性逐渐减弱，C项正确；F－半径较小，与H结合稳定，HF在水中难以电离出H＋，为弱酸，故酸性强弱关系为HF<HCl<HBr<HI，D项错误。

【答案】 D2．以下事实可以证明氯、溴、碘三种元素的非金属性依次减弱的是()【导学号：55102041】A．熔沸点：I2>Br2>Cl2B．酸性：HClO3>HBrO3>HIO3C．稳定性：HCl>HBr>HID．氧化性：HClO>HBrO>HIO【解析】元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱或其单质与氢气反响生成气态氢化物的难易程度以及对应气态氢化物的稳定性强弱来判断，故C项正确。

鲁科版高一化学必修2第一章第三节元素周期表的应用第2课时预测同主族元素的性质§1-3 元素周期表的应用（第2课时）预测同主族元素的性质一、【教材分析】（一）知识脉络在学过原子结构、元素周期律和元素周期表之后，结合《化学1（必修）》中学习的大量元素化合物知识，通过对第3周期元素原子得失电子能力强弱的探究，整合ⅧA族元素及其化合物的性质，以及对金属钾性质的预测等一系列活动，归纳得出同周期、同主族元素的性质递变规律，体会元素在周期表中的位置、元素的原子结构、元素性质（以下简称“位、构、性”）三者间的关系，学会运用元素周期律和元素周期表指导化学学习、科学研究和生产实践。

（二）知识框架本节教学知识内容主要包括三个部分，即三个课时完成。

一是认识同周期元素性质递变外规律；二是预测同主族元素的性质递变规律分两个课时完成学习任务；三是“位、构、性”关系规律及应用。

本课时的是第二课时。

（三）与其它版本教材区别人教版教材是在元素周期表基础上，根据第ⅠA族和第ⅦA族元素性质的递变通过归纳得出元素周期律；而鲁科版教材则是在学过元素周期律和元素周期表之后，让学生根据原子结构理论预测第3周期、第ⅠA族和第ⅦA族元素原子得失电子能力的递变规律和金属钾性质，再通过自己设计实验去验证。

教材这样处理旨在培养学生的探究能力，引导学生学会运用元素周期律和元素周期表来指导化学学习和科学研究。

我认为这一点更符合学生认知规律。

（四）本课时地位和作用第二课时更是利用第一课时掌握的研究问题的方式方法的基础上，进一步探究同主族的规律，从而进一步完善元素周期表元素性质的相似性和递变性规律。

为第三课时研究“位、构、性”打下坚实基础。

二、【学情分析】本节是鲁科版《化学2（必修）》第一章《原子结构和元素周期律》第三节，元素周期表的应用。

本章第一节和第二节的内容主要介绍了原子结构、元素周期律和元素周期表的知识，学生已经掌握原子核外电子排布的规律和元素周期律的知识，认识了元素周期律是原子核外电子排布周期性变化的必然结果，元素周期表是周期律的具体表现形式，初步了解了元素周期表的意义和重要用途，知道了元素周期表是今后学习化学和进行科学研究的重要工具。

第三节元素周期表的应用（第2课时）主备：邢永宁审核：李丽马伟民仵鸿雨教师寄语：成功源于不断的积累！【学习目标】1.掌握以ⅦA族和ⅠA族为代表的同主族元素性质的递变规律2.通过探究实验的学习，培养学生的实验设计能力。

3.了解元素周期表在生产实践中的指导作用。

【课前小测】1.同周期元素性质的递变规律2.第ⅠA族包括七种元素，第ⅦA族包括。

【预习】课本P22【交流·研讨】【预测同主族元素的性质】【自学课本P23】【自测填表】①ⅦA族元素元素符号原子结构示意图单质与H2化合最高价氧化物对应的水化物原子得电子能力条件难易氢化物稳定性化学式酸性强弱F ClBrI结论：第ⅦA族元素最外层都有个电子，在化学反应中都易电子，它们原子得电子能力都，都是的非金属元素。

它们都能形成气态氢化物，最高价氧化物的水化物都是，能与大多数金属，其单质常做剂。

但是从氟到碘，原子电子层数，原子半径，失电子能力，得电子能力。

②单质的氧化性实验探究（F2、Cl2、Br2、I2）实验步骤实验现象离子方程式向1mL溴化钠溶液中加入1mL氯水，再加入2mL四氯化碳用力振荡向1mL碘化钠溶液中加入1mL氯水，再加入2mL四氯化碳用力振荡向1mL碘化钠溶液中加入1mL溴水，再加入2mL四氯化碳用力振荡结论：注意：氧族、氮族等非金属主族元素性质的递变规律类似ⅦA族元素，但原子得电子能力比同周期的ⅦA族元素。

二、根据同主族元素性质的相似性和递变规律预测某种元素单质和化合物的性质【自学课本P23观察·思考】预测金属钾的性质【实验设计】（1）钠、钾跟水反应的实验(请填写课本上的表)注意：实验时，剩余的钠钾要。

（2）预测ⅠA族元素（又称碱金属元素）性质的递变元素符号原子结构示意图原子半径原子失电子能力最高价氧化物水化物单质反应的剧烈程度与水与O2的碱性【自学】三、元素周期表对生产实践的指导作用1、预测新元素2、寻找半导体材料3、催化剂的选择4、耐高温、耐腐蚀的特种合金材料的制取5、寻找合适的超导材料、磁性材料6、矿物的寻找【当堂检测】1．某主族元素最外层只有1个电子，则该元素一定是：A．第ⅠA族元素B．第ⅦA元素C．第三周期元素D．金属元素2．现在含有元素硒（Se）的保健品开始进入市场，已知硒元素与氧元素同主族，与钾元素同周期，则下列关于硒的叙述中不正确的是A．原子序数为34 B．最高价氧化物的化学式为SeO3C．原子得电子能力Se＞S D．气态氢化物化学式为H2Se3．砷为第4周期第ⅤA族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是A．AsH3比NH3稳定B．可以存在-3、+3、+5等多种化合价C．As2O5对应水化物的酸性比H3PO4弱D．单质的氧化性磷比砷强4．已知W、X、Y、Z四种短周期元素的原子序数X＞W＞Z＞Y,W原子最外层电子数不超过最内层电子数，X原子第二层电子数是其它各层电子数之和的2倍，Y原子形成的气态氢化物分子与形成的最高价氧化物分子的电子数之比为5：11，Z是地壳中含量最多的元素。