高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修2第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第3課時學(xué)案設(shè)計

這是一份高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修2第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第3課時學(xué)案設(shè)計，共9頁。
綜合應(yīng)用元素周期表、元素周期律進行元素推斷探 究 任 務(wù)學(xué)會根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、元素位置、元素性質(zhì)中的一種或兩種推斷元素，進而利用已有知識解決元素在周期表中位置、粒子或物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素或物質(zhì)性質(zhì)等綜合性問題。1．元素推斷的一般思路2．推斷元素名稱的方法(1)利用稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的特殊性。稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)與同周期的非金屬元素原子形成的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，與下一周期的金屬元素原子形成的陽離子的電子層結(jié)構(gòu)相同。①與He電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有H－、Li＋、Be2＋等。②與Ne電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。③與Ar電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。(2)利用常見元素及其化合物的特征。①形成化合物種類最多的元素之一、單質(zhì)是自然界中硬度最大的物質(zhì)的元素或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分數(shù)最高的元素：C。②空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素：N。③地殼中含量最多的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素：O。④單質(zhì)密度最小的元素：H；單質(zhì)密度最小的金屬元素：Li。⑤單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素：Br；金屬元素：Hg。⑥最高價氧化物及其對應(yīng)水化物既能與強酸反應(yīng)，又能與強堿反應(yīng)的元素：Be、Al。⑦元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物對應(yīng)水化物能發(fā)生化合反應(yīng)的元素：N；能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素：S。⑧元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素：Li、Na、F。3．確定元素位置的方法(1)由基態(tài)原子的價層電子排布式給元素定位。周期序數(shù)＝電子層數(shù)(能層序數(shù))＝最高能層序數(shù)主族元素的族序數(shù)＝價層電子數(shù)第ⅢB族～第ⅦB族的價層電子排布式為(n－1)d1～10ns1～2(鑭系、錒系除外)，族序數(shù)＝價層電子數(shù)。如錳的價層電子排布式為3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。(2)根據(jù)原子序數(shù)以0族為基準(zhǔn)給元素定位。稀有氣體元素HeNeArKrXeRn周期序數(shù)一二三四五六原子序數(shù)21018365486①原子序數(shù)－稀有氣體元素的原子序數(shù)(相近且小)＝元素所在的縱列數(shù)。第1、2縱列為第ⅠA族、ⅡA族，第3～7縱列為第ⅢB族～第ⅦB族，第8～10縱列為第Ⅷ族，第11、12縱列為第ⅠB族、ⅡB族，第13～17縱列為第ⅢA族～第ⅦA族。該元素的周期數(shù)＝稀有氣體元素的周期數(shù)＋1。如判斷原子序數(shù)為41的元素在元素周期表中的位置。分析：41與36接近，有41－36＝5，故該元素位于第五周期第ⅤB族。注意：使用此法若為第六、七周期第ⅢB族(合鑭系、錒系元素)后的元素需再減14定位。②稀有氣體元素的原子序數(shù)(相近且大)－原子序數(shù)＝18－該元素所在縱列數(shù)。如判斷114號元素在元素周期表中的位置。分析：118－114＝4，為順數(shù)第14縱列或倒數(shù)第5縱列，故114號元素位于第七周期第ⅣA族。 (雙選)A、B、C、D為短周期主族元素，且原子序數(shù)依次增大。已知基態(tài)A原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，B是地殼中含量最高的元素，基態(tài)B原子的最外層電子數(shù)是基態(tài)D原子最外層電子數(shù)的2倍，基態(tài)C原子最外層只有一個電子。下列說法正確的是(　　)A．電負性：B>AB．原子半徑：C>D>A>BC．元素B和C只能形成一種化合物D．A、C、D的最高價氧化物對應(yīng)的水化物均能相互反應(yīng)AB　[A、B、C、D為四種短周期主族元素，且原子序數(shù)依次增大，B是地殼中含量最高的元素，則B是O元素；基態(tài)A原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，則A是C元素；基態(tài)B原子的最外層電子數(shù)是基態(tài)D原子最外層電子數(shù)的2倍，則D的最外層電子數(shù)是3，則D是Al元素；基態(tài)C原子最外層只有一個電子，則C是Na元素。同周期主族元素的電負性隨著原子序數(shù)的增大而逐漸變大，電負性：O>C，A正確；同周期主族元素自左向右原子半徑逐漸減小，同主族元素自上而下原子半徑逐漸增大，所以原子半徑：Na>Al>C>O，B正確；氧元素和鈉元素可以形成氧化鈉和過氧化鈉兩種化合物，C錯誤；氫氧化鋁是兩性氫氧化物，能與氫氧化鈉反應(yīng)，但不能與碳酸反應(yīng)，D錯誤。]1．已知元素周期表中1～18號元素中的四種元素的簡單離子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，下列判斷正確的是(　　)A．元素的第一電離能：X>WB．離子的還原性：Y2－>Z－C．氫化物的穩(wěn)定性：H2Y>HZD．原子半徑：X<WB　[1～18號元素中的四種元素的簡單離子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則W和X是金屬元素，且在元素周期表中W位于X的右側(cè)，Y和Z是非金屬元素，在元素周期表中位于W和X的上一周期，其中Z位于Y的右側(cè)。同周期元素從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強，即金屬性：X>W，非金屬性：Z>Y，所以元素的第一電離能：X<W，原子半徑：X>W，離子的還原性：Y2－>Z－，氫化物的穩(wěn)定性：H2Y<HZ。]2．如圖是元素周期表的一部分，圖中所列字母分別代表某一化學(xué)元素。(1)圖中所列元素中，基態(tài)原子最外層只有2個電子的短周期元素是__________(填元素符號)；元素j的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為__________；元素i最高價氧化物的化學(xué)式為__________。(2)g離子的結(jié)構(gòu)示意圖為__________，元素c在周期表中的位置為__________。(3)已知與f在同一周期的元素R位于第p主族，則R的原子序數(shù)為__________(用含p的代數(shù)式表示)，R能形成氣態(tài)氫化物，其簡單氫化物的化學(xué)式為__________。(4)根據(jù)構(gòu)造原理，寫出基態(tài)m原子的核外電子排布式：________________________________________。[解析]　由元素在周期表中對應(yīng)的位置關(guān)系可知，a為H，b為He，c為C，d為N，e為O，f為Na，g為Mg，h為Al，i為P，j為Cl，k為Fe，l為Ge，m為Br，n為Ba。(1)圖中所列元素中，基態(tài)原子最外層只有2個電子的短周期元素是Mg、He，元素j(Cl)的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為HClO4，元素i(P)最高價氧化物的化學(xué)式為P2O5。(2)g(Mg)形成的離子為Mg2＋，Mg2＋的核外電子數(shù)為10，故其離子結(jié)構(gòu)示意圖為；元素c(C)位于第二周期第ⅣA族。(3)元素R與Na在同一周期，位于第p主族，則R的原子序數(shù)為10＋p，R能形成氣態(tài)氫化物，則其簡單氫化物的化學(xué)式為H8－pR。(4)m為Br，處于第四周期第ⅦA族，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar]3d104s24p5。[答案]　(1)Mg、He　HClO4　P2O5(2) 　第二周期第ⅣA族(3)10＋p　H8－pR(4)1s22s22p63s23p63d104s24p5(或[Ar]3d104s24p5)對角線規(guī)則　在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素(如圖所示)的有些化學(xué)性質(zhì)是相似的，被稱為對角線規(guī)則。符合此規(guī)則的三組元素有：Li-Mg、Be-Al、B-Si，因為它們的電負性接近，所以它們對鍵合電子的吸引力相當(dāng)，表現(xiàn)出的性質(zhì)相似。如Be和Al，二者的電負性數(shù)值都為1.5，二者的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物都能與強酸和強堿反應(yīng)。元素的電負性(用χ表示)和元素的化合價一樣，也是元素的一種性質(zhì)。表格中給出了14種元素的電負性：  元素AlBBeCClFH電負性1.52.01.52.53.04.02.1 元素MgNNaOPKSi電負性1.23.00.93.52.10.81.8已知：兩成鍵元素間電負性差值大于1.7時，一般形成離子鍵；兩成鍵元素間電負性差值小于1.7時，一般形成共價鍵。(1)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，可推知元素的電負性具有的變化規(guī)律是________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)估計鈣元素的電負性的取值范圍：_______<χ<_______。(3)請指出下列化合物中顯正價的元素。NaH：__________、NH3：__________、CH4：__________、ICl：__________。(4)表中符合“對角線規(guī)則”的元素有Be和__________、B和__________，它們的性質(zhì)分別有一定的相似性，原因是__________，寫出表示Be(OH)2顯兩性的離子方程式：____________________。[解析]　(1)由題給信息可知，同周期(稀有氣體除外)從左到右，元素原子的電負性逐漸增大；同主族從上到下，元素原子的電負性逐漸減小。(2)結(jié)合電負性變化規(guī)律和元素周期表知，電負性大?。?/span>K<Ca<Mg，所以Ca的電負性的取值范圍為0.8<χ<1.2。(3)一般電負性數(shù)值小的元素在化合物中顯正價，NaH、NH3、CH4、ICl中電負性數(shù)值小的元素分別是Na、H、H、I。(4)“對角線規(guī)則”是指在元素周期表中某些主族元素與其右下方的主族元素的有些化學(xué)性質(zhì)相似，其原因是元素的電負性數(shù)值相近。[答案]　(1)同周期(稀有氣體除外)從左到右，元素原子的電負性逐漸增大；同主族從上到下，元素原子的電負性逐漸減小　(2)0.8　1.2　(3)Na　H　H　I　(4)Al　Si　電負性數(shù)值相近　Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O、Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O通過對角線規(guī)則的學(xué)習(xí)和遷移應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生新知識的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力，提升學(xué)生宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知的化學(xué)核心素養(yǎng)。1．短周期主族元素W、X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，W、Z位于同一主族，四種元素形成的一種化合物的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)A．W的簡單氫化物穩(wěn)定性比X的弱B．Y與X、Z、W均能形成離子化合物C．W與Y形成的化合物只含離子鍵D．四種元素中簡單離子半徑最大的是ZC　[根據(jù)四種元素形成的化合物結(jié)構(gòu)可知，Y能形成帶有1個正電荷的陽離子，Z能形成6個共價鍵，X能形成1個共價鍵，W能形成2個共價鍵，則Z的最外層電子數(shù)為6，位于第ⅥA族，且短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W、Z位于同一主族，則W為O，Z為S；Y的原子序數(shù)大于O，小于S，則Y為Na；X的原子序數(shù)在O和Na之間，則X為F。由于非金屬性：O<F，則簡單氫化物的穩(wěn)定性：H2O<HF，A正確；Na是活潑的金屬元素，與F、S、O等均能形成離子化合物，B正確；O與Na形成的化合物Na2O2中既含有共價鍵，又含有離子鍵，C錯誤；電子層數(shù)越多，離子半徑越大，則四種元素的簡單離子中半徑最大的為S2－，D正確。]2．已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成負一價離子，下列說法正確的是(　　)A．X元素原子基態(tài)時的電子排布式為[Ar]4s24p3B．X元素是第四周期第ⅤA族元素C．Y元素原子的軌道表示式為D．Z元素具有兩性B　[X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子即4p3，結(jié)合構(gòu)造原理，可推出X原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，即[Ar]3d104s24p3，A項錯誤；X元素是第四周期第ⅤA族元素，B項正確；Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，可能是碳或氧元素；若是碳元素，則Z為鋰元素，不可能形成負一價離子，所以Y只能是氧元素，Z為氫元素，所以C、D均錯誤。]3．如圖是元素周期表前四周期的一部分，下列有關(guān)R、W、X、 Y、Z五種元素的敘述中，正確的是(　　)A．通常情況下五種元素的單質(zhì)中，Z單質(zhì)的沸點最高B．Y、Z的陰離子電子層結(jié)構(gòu)都與R原子的相同C．W的電負性比X的電負性大D．第一電離能：R＞W＞YD　[根據(jù)元素在周期表中的位置可判斷出：R為Ar、Z為Br、Y為S、W為P、X為N。Br2在常溫下為液體，而S和P在常溫下為固體，所以五種元素的單質(zhì)中，不是Br2的沸點最高，A錯誤； S2－的電子層結(jié)構(gòu)與Ar相同，而Br－的電子層結(jié)構(gòu)與Ar不相同，B錯誤； N的電負性大于P的電負性，C錯誤；同周期，從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但第ⅤA族的第一電離能大于第ⅥA族的，第ⅡA族的第一電離能大于第ⅢA族的，所以第一電離能大小關(guān)系為Ar>P>S，D正確。]4．(2021·遼寧大連高二期末)有5種元素X、Y、Z、Q、T。基態(tài)X原子的價層電子排布為(n＋2)sn；Y元素基態(tài)的正三價離子的3d軌道為半充滿；Z原子的核外電子總數(shù)等于基態(tài)Q原子的最外層電子數(shù)；基態(tài)Q原子的L電子層的p能級上只有一對成對電子；基態(tài)T原子有1個3p空軌道。下列敘述錯誤的是(　　)A．元素Y和Q可形成化合物Y2Q3B．簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Q>T>ZC．X和Q結(jié)合生成的化合物中一定含有離子鍵D．原子半徑：X>Z>QB　[基態(tài)X原子的價層電子排布為(n＋2)sn，由于s能級最多有2個電子，則基態(tài)X原子的價層電子排布可能為3s1或4s2，X元素為Na元素或Ca元素；Y元素基態(tài)的正三價離子的3d軌道為半充滿，則基態(tài)Y3＋的價層電子排布為3d5，基態(tài)Y原子的價層電子排布為3d64s2，Y元素為Fe元素；基態(tài)Q原子的L電子層的p能級上只有一對成對電子，則基態(tài)Q原子的核外電子排布式為1s22s22p4，Q元素為O元素；Z原子的核外電子總數(shù)等于基態(tài)Q原子的最外層電子數(shù)，則Z元素為C元素；基態(tài)T原子有1個3p空軌道，則基態(tài)T原子的價層電子排布為3s23p2，T元素為Si元素。Fe與O可形成化合物Fe2O3，A正確；同周期元素從左向右，簡單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增大，同主族元素從上到下，簡單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減小，則簡單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：O>C>Si，B錯誤；X元素為Na元素或Ca元素，與O形成的化合物中一定含有離子鍵，C正確；電子層數(shù)越多，原子半徑越大，電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小，則原子半徑：X>Z>Q，D正確。]5．有A、B、C、D四種元素，其中基態(tài)A原子和基態(tài)B原子都有1個未成對電子，A＋比B－少一個電子層。基態(tài)B原子得到一個電子填入3p軌道后，3p軌道全充滿，基態(tài)C原子的p軌道中有3個未成對電子，其簡單氣態(tài)氫化物的水溶液的pH在同主族中最大，D的最高化合價和最低化合價的代數(shù)和為4，其最高價氧化物中含D 40%，且其核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)，據(jù)此判斷：(1)D是__________(填元素名稱)。(2)基態(tài)B－的電子排布式為__________，A＋的結(jié)構(gòu)示意圖為__________，基態(tài)D原子的軌道表示式為_____________________________________________。(3)在A、B、D三種元素的簡單離子中，還原性最強的是__________(填離子符號)。(4)用電子式表示化合物AB的形成過程：__________________________________________________________________。[解析]　基態(tài)B原子得到一個電子填入3p軌道后，3p軌道全充滿，B是氯元素。A＋比B－少一個電子層，A是鈉元素?；鶓B(tài)C原子的p軌道中有3個未成對電子，C屬于第ⅤA族元素，其簡單氣態(tài)氫化物的水溶液的pH在同主族中最大，C是氮元素。D的最高化合價和最低化合價的代數(shù)和為4，D屬于第ⅥA族元素，其最高價氧化物中含D 40%，D是硫元素。(2)基態(tài)Cl－的電子排布式為1s22s22p63s23p6，Na＋的結(jié)構(gòu)示意圖為，基態(tài)S原子的軌道表示式為。(3)A、B、D三種元素的簡單離子分別是Na＋、Cl－、S2－，其中還原性最強的是S2－。[答案]　(1)硫　(2)1s22s22p63s23p6　 (3)S2－　(4)