人教版高中化學必修二教案整理版.doc
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X位于第四周期、第一主族;Y位于第五周期、第七主族。 能判斷它們分別是什么元素嗎?可對照元素周期表。X為鉀元素,Y為碘元素。 課題:第一節(jié) 元素周期表(三) 元素周期表與堿金屬 元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 一、堿金屬元素 1、 在結(jié)構(gòu)上的相似性與遞變性 相同點:最外層電子數(shù)都相同為1。 不同點:核電荷數(shù)從Li到Cs逐漸增多,電子層數(shù)依次增多,從2層增大到6層。 【結(jié)論】最外層都有1個電子,化學性質(zhì)相似;隨著核電荷數(shù)的增加,原子的電子層數(shù)遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,金屬性逐漸增強。 2、化學性質(zhì) (1)、堿金屬與氧氣的反應 堿金屬 與氧氣的化學反應方程式(加熱) 鋰 (白色、氧化鋰) 鈉 (淡黃色、過氧化鈉) 鉀 (橙黃色,超氧化鉀) 相似性:堿金屬都能與氧氣反應。 遞變性:周期表中堿金屬從上往下,與氧氣的反應越來越劇烈。鉀與氧氣反應生成比過氧化物更為復雜的氧化物(超氧化物) (2)、堿金屬與水反應 鈉與鉀都能與氧氣、水發(fā)生反應,但反應的劇烈程度不同不同點:周期表中堿金屬從上往下,與水的反應越來越劇烈。 與水反應 現(xiàn)象 方程式 Na 在書面上四處游動,發(fā)出嘶嘶的聲音 K 劇烈燃燒、輕微爆炸 Rb 更猛烈、燃燒、爆炸 相同點:堿金屬與水反應都生成氫氧化物和氫氣。不同點:周期表中堿金屬從上往下,與水的反應越來越劇烈。 【總結(jié)】隨著荷電荷數(shù)的增加,電子層數(shù)逐漸增加,原子半徑逐漸增大,原子核對外層電子的吸引能力逐漸減小,最外層電子易失去,表現(xiàn)在參加化學反應時越來越劇烈,金屬性增強。 (3)、堿金屬元素在化學性質(zhì)上的規(guī)律: 相似性:均能與氧氣、與水反應,表現(xiàn)出金屬性(還原性); 遞變性:與氧氣、與水反應的劇烈程度有所不同;在同一族中,自上而下反應的劇烈程度逐漸增大; 3、堿金屬的物理性質(zhì) 堿金屬的主要物理性質(zhì) 堿金屬單質(zhì) 顏色和狀態(tài) 密度(g/cm-3) 熔點(。C) 沸點(。C) 原子半徑(nm) Li 銀白色,柔軟 0.534 180.5 1347 0.152 Na 銀白色,柔軟 0.97 97.81 882.9 0.186 K 銀白色,柔軟 0.86 63.65 774 0.227 Rb 銀白色,柔軟 1.532 38.89 668 0.278 Cs 銀白色,柔軟 1.879 28.40 678.4 0.265 【總結(jié)】隨核電荷數(shù)增加,密度逐漸增大(K除外),熔沸點逐漸降低。 元素 符號 色、態(tài) 硬度 密度 熔點 沸點 Li 均為 柔 軟 小 大 高 低 高 低 Na 銀白 K 銀白 Rb 銀白 Cs 略帶金黃 【歸納】結(jié)論:同一主族的金屬具有相似的化學性質(zhì),隨著金屬元素核電荷數(shù)的增大,單質(zhì)的金屬性(還原性)逐漸增強。金屬性強弱的比較依據(jù): 4、金屬性強弱比較方法 (1)、根據(jù)金屬單質(zhì)與水或者與酸反應置換出氫的難易程度。置換出氫越容易,則金屬性越強。 (2)、根據(jù)金屬元素最高價氧化物對應水化物堿性強弱。堿性越強,則金屬性越強。 (3)、可以根據(jù)對應陽離子的氧化性強弱判斷。金屬陽離子氧化性越弱,則金屬性越強。 結(jié)論:同一主族的金屬具有相似的化學性質(zhì),隨著金屬元素核電荷數(shù)的增大,單質(zhì)的金屬性(還原性)逐漸增強。 課題:第一節(jié) 元素周期表(四) 鹵族元素 元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 二、鹵族元素 鹵素原子結(jié)構(gòu)示意圖: 1、結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性 (1)在結(jié)構(gòu)上:最外層都有7個電子,化學性質(zhì)相似; (2)隨著核電荷數(shù)的增加,原子的電子層數(shù)遞增, 原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,得電子的能力逐漸減弱,非金屬性逐漸減弱。 資料卡片 鹵素單質(zhì) 顏色和狀態(tài)(常態(tài)) 密 度 沸點℃ 溶點℃ 溶解度(100g水中) F2 淡黃綠色氣體 1.69g/l(15℃) -188.1 -219.6 反應 Cl2 黃綠色氣體 3.214g/l(0℃) -34.6 -101 226cm3 Br2 深紅棕色液體 3.119g/cm3(20℃) 58.78 -7.2 4.17g I2 紫黑色固體 4.93g/cm3 184.4 113.5 0.029g 【歸納】相似性:都是雙原子分子,有顏色,不易溶于水(氟除外),易溶于苯、四氯化碳等有機溶劑(萃取原理)。 遞變性:從氟到碘,單質(zhì)的顏色逐漸加深,密度依次增大,熔點、沸點依次升高。 2、物理性質(zhì)的變化規(guī)律 (隨原子序數(shù)的遞增) ①顏色: 淺黃綠色~黃綠色~深紅棕色~紫黑色 顏色逐漸加深 ②狀態(tài): 氣態(tài)~液態(tài)~固態(tài) ③熔沸點: 逐漸升高 ④密度: 逐漸增大 ⑤溶解性: 逐漸減小 3、鹵族元素的化學性質(zhì) (1) 鹵素單質(zhì)與H2的反應 名稱 反應條件 方程式 生成氫化物的穩(wěn)定性 F2 冷暗處爆炸 光 H2+F2====2HF HF很穩(wěn)定 Cl2 光照 H2+Cl2=====2HCl HCl穩(wěn)定 Br2 高溫 500℃ △ H2+Br2======2HBr HBr較不穩(wěn)定 I2 高溫、持續(xù)加熱 H2+I2 2HBr HI很不穩(wěn)定 【歸納】 鹵素單質(zhì)與氫氣反應 ①、鹵素單質(zhì)與H2反應的劇烈程度:F2>Cl2>Br2>I2 ②、生成氫化物的穩(wěn)定性:逐漸減弱.即氫化物穩(wěn)定性次序為: HF>HCl>HBr>HI ③、反應通式:X2 + H2 === 2HX 【結(jié)論】鹵素與H2、H2O、堿的反應,從氟到碘越來越不劇烈,條件越來越苛刻,再次證明了從結(jié)構(gòu)上的遞變有結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。 (2) 鹵素單質(zhì)間的置換反應: NaBr溶液 滴加氯水 上層:無色 下層:橙紅色 滴加CCl4 【實驗步驟】 溶液由無色變成橙黃色 【結(jié)論】:氯可以把溴從其化合物中置換出來 2NaBr+ Cl2 = 2NaCl + Br2 KI 溶液 滴加CCl4 上層:無色 下層:紫紅色 滴加氯水 【實驗步驟】 溶液由無色變成棕黃色 【結(jié)論】:氯可以把碘從其化合物中置換出來 2kI + Cl2 = 2kCl + I2 KI 溶液 滴加CCl4 上層:無色 下層:紫紅色 滴加溴水 【實驗步驟】 溶液由無色變成棕黃色 【結(jié)論】溴可以把碘從其化合物中置換出來 2kI + Br2 = 2kBr + I2 (3)隨核電荷數(shù)的增加,鹵素單質(zhì)氧化性強弱順序: F2 Cl2 Br2 I2 氧化性逐漸減弱 非金屬性逐漸減弱 (4) 非金屬性強弱判斷依據(jù): 1、非金屬元素單質(zhì)與H2 化合的難易程度,化合越容易,非金屬性也越強。 2、形成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,元素的非金屬性也越強。 3、最高氧化物對應水化物的酸性強弱,酸性越強,對于非金屬元素性也越強。 第二節(jié) 元素周期律(一) 一、原子核外電子的排布 通常,能量高的電子在離核較遠的區(qū)域運動,能量低的電子在離核較近的區(qū)域運動。這就相當于物理學中的萬有引力,離引力中心越近,能量越低;越遠,能量越高。 1、電子層的劃分 電子層(n) 1、 2、3、4、 5、6、7 電子層符號 K、L、M、N、O、P、Q 離核距離 近 遠 能量高低 低 高 核電荷數(shù) 元素名稱 元素符號 各層電子數(shù) K L M 1 氫 H 1 2 氦 He 2 3 鋰 Li 2 1 4 鈹 Be 2 2 5 硼 B 2 3 6 碳 C 2 4 7 氮 N 2 5 8 氧 O 2 6 9 氟 F 2 7 10 氖 Ne 2 8 11 鈉 Na 2 8 1 12 鎂 Mg 2 8 2 13 鋁 Al 2 8 3 14 硅 Si 2 8 4 15 磷 P 2 8 5 16 硫 S 2 8 6 17 氯 Cl 2 8 7 18 氬 Ar 2 8 8 2、核外電子的排布規(guī)律 (1)各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2個(n表示電子層) (2)最外層電子數(shù)不超過8個(K層是最外層時,最多不超過2個);次外層電子數(shù)目不超過18個,倒數(shù)第三層不超過32個。 (3)核外電子總是盡先排布在能量最低的電子層,然后由里向外從能量低的電子層逐步向能量高的電子層排布(即排滿K層再排L層,排滿L層才排M層)。 原子結(jié)構(gòu)示意圖。如鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖可表示為 【練習】1、判斷下列示意圖是否正確?為什么? 【答案】(A、B、C、D均錯)A、B違反了最外層電子數(shù)為8的排布規(guī)律,C的第一電子層上應為2個電子,D項不符合次外層電子數(shù)不超過18的排布規(guī)律。 課題:第二節(jié) 元素周期律(二) 第二節(jié) 元素周期律(二) 隨著原子序數(shù)的遞增,原子核外電子層排布變化的規(guī)律性 原子序數(shù) 電子層數(shù) 最外層電子數(shù) 1~2 1 1~2 3~10 2 1~8 11~18 3 1~8 1、隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)周期性變化。 原子序數(shù) 原子半徑的變化 3-9 大→小 11-17 大→小 2、隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子半徑呈現(xiàn)周期性變化 【提問】怎樣根據(jù)粒子結(jié)構(gòu)示意圖來判斷原子半徑和簡單離子半徑的大小呢? 【回答】原子半徑和離子半徑的大小主要是由核電荷數(shù)、電子層數(shù)和核外電子數(shù)決定的。 粒子半徑大小比較規(guī)律: (1)電子層數(shù):一般而言,電子層數(shù)越多,半徑越大 (2)核電荷數(shù):電子層數(shù)相同的不同粒子,核電荷數(shù)越大,半徑越小。 (3)核外電子數(shù):電子數(shù)增多,增加了相互排斥,使原子半徑有增大的趨勢。觀察電子數(shù),電子數(shù)多的,半徑較大。如氯離子大于氯原子。其他都一樣的情況下,就像坐座位,多一個電子就像多一個人,只能往外擠了,半徑就變大了。 原子序數(shù) 3 4 5 6 7 8 9 10 元素符號 Li Be B C N O F Ne 元素主要化合價 +1 +2 +3 +4,-4 =5,-3 -2 +7,-1 0 原子序數(shù) 11 12 13 14 15 16 17 18 元素符號 Na Mg Al Si P S CL Ar 元素主要化合價 +1 +2 +3 +4,-4 +5,-3 +6,-2 +7,-1 0 【結(jié)論】隨著原子序數(shù)的遞增,元素化合價也呈現(xiàn)周期性變化。 (1) 最高正價與最外層電子數(shù)相等 (2) 最外層電子數(shù)≧4時出現(xiàn)負價 (3) 最高正化合價與負化合價絕對值和為8 (4) 金屬元素無負價 (5) 氟無正價 對于稀有氣體元素,由于他們的化學性質(zhì)不活潑,在通常狀況下難與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應。因此,把它們的化合價看作是0。 元素主要化合價變化規(guī)律性 原子序數(shù) 主要化合價的變化 1-2 +1→0 3-10 +1→+5 -4→-1→0 11-18 +1→+7 -4→-1→0 3、隨著原子序數(shù)的遞增,元素化合價呈現(xiàn)周期性變化 3-9、11-17號元素隨原子序數(shù)的遞增,原子半徑逐漸變小,得電子能力逐漸增強,失電子能力逐漸減弱, 4、隨著原子序數(shù)的遞增,元素金屬性與非金屬性呈現(xiàn)周期性變化 5、元素的性質(zhì)隨元素原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化,這個規(guī)律叫元素周期律。 元素周期律的實質(zhì): 元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。 1、下列元素的原子半徑依次減小的是( AB ) A. Na、Mg、Al B. N、O、F C. P、Si、Al D. C、Si、P 課題:第二節(jié) 元素周期律(三) 同周期元素從左到右→電子層數(shù)相同、核電荷數(shù)增加→原子半徑減小→原子核的吸引能力增強→原子失電子能力逐漸減弱,得電子能力逐漸增強 填寫下列各元素的氣態(tài)氫化物、最高價氧化物及最高價氧化物對應的水化物的化學式: 原子序數(shù) 11 12 13 14 15 16 17 18 元素符號 Na Mg Al Si P S Cl Ar 氣態(tài)氫化物 -- -- -- SiH4 PH3 H2S HCl --- 最高價氧化物 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 -- 對應的水化物 NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 --- 一、第三周期元素性質(zhì)變化規(guī)律 實驗一 鈉、鎂、鋁與水反應的實驗 【實驗一】Mg、Al和水的反應:分別取一小段鎂帶、鋁條,用砂紙去掉表面的氧化膜,放入兩支小試 中,加入2~3 ml水,并滴入兩滴酚酞溶液。觀察現(xiàn)象。 過一會兒,分別用酒精燈給兩試管加熱至沸騰,并移開酒精燈,再觀察現(xiàn)象。 Na Mg Al 與冷水反應 現(xiàn)象 化學方程式 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 與沸水反應 現(xiàn)象 Mg帶表面有氣泡;Mg帶表面變紅 化學方程式 Mg + 2H2O==Mg(OH)2 ↓ + H2↑ 結(jié)論 Na與冷水劇烈反應,Mg只能與沸水反應,Al與水不反應 最高價氧化物對應的水化物堿性強弱 NaOH 強堿 Mg(OH)2 中強堿 Al(OH)3 兩性 (1) Na與水反應的現(xiàn)象:常溫下,與H2O劇烈反應,浮于水面并四處游動,同時產(chǎn)生大量無色氣體,溶液變紅。 【方程式】2Na+2H2O==2NaOH+H2 ↑ (2) 放少許鎂帶于試管中,加2mL水,滴入2滴酚酞試液,觀察現(xiàn)象;過一會加熱至沸,再觀察現(xiàn)象。 【現(xiàn)象】鎂與冷水反應緩慢,產(chǎn)生少量氣泡,滴入酚酞試液后不變色。 加熱后鎂與沸水反應較劇烈,產(chǎn)生較多氣泡,溶液變?yōu)榧t色。 【方程式】Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑ 【結(jié)論】鎂元素的金屬性比鈉弱 (3) 鋁與水反應現(xiàn)象:在常溫下或加熱條件下,遇水無明顯現(xiàn)象,很難與水發(fā)生反應。 Na、Mg、Al的氧化物及其最高價氧化物的水化物的性質(zhì)。 1、 堿性氧化物均為金屬氧化物,但金屬氧化物不一定是堿性氧化物。 2、 判斷堿性氧化物的標準是看該氧化物能否和酸反應生成鹽和水。 3、 判斷酸性氧化物的標準是看該氧化物能否和堿反應生成鹽和水。 4、 若某氧化物既能和酸反應生成鹽和水,又能和堿反應生成鹽和水,稱其為兩性氧化物。 Na2O、MgO只與酸反應生成鹽和水,屬堿性氧化物。Al2O3既能與酸反應生成鹽和水,又能與堿反應生成鹽和水,屬兩性氧化物。 Na、Mg、Al對應的最高價氧化物的水化物是NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3。其中NaOH是強堿,Mg(OH)2是難溶于H2O的中強堿,Al(OH)3是兩性氫氧化物。 堿性強弱:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 金屬性:Na>Mg>Al 實驗二、取鋁片和鎂帶,擦去氧化膜,分別和2mL 1mol/L鹽酸反應。 【實驗二】Mg、Al與稀鹽酸反應比較 Mg Al 現(xiàn)象 反應迅速,放出大量的H2 反應方程式 結(jié)論 Mg、Al都很容易與稀鹽酸反應,放出H2,但Mg比Al更劇烈 Mg+2HCl==MgCl2+H2 ↑ 2Al+6HCl==2 AlCl3+3H2 ↑ Mg+2H+==Mg2++H2 ↑ 2 Al+6H+==2 Al3++3H2 ↑ 【現(xiàn)象】鎂與鋁均能與鹽酸反應產(chǎn)生氣泡。但鎂反應更劇烈 第三周期的非金屬Si、P、S、Cl的非金屬性的強弱。 非金屬性:Si
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