2019-2020年人教版高中化學必修二 1-1-2 元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)（教案）1教學目標知識與技能：1、會寫簡單的堿金屬與氧氣、水反應(yīng)的化學反應(yīng)方程式，并進行相關(guān)的計算；2、運用原子結(jié)構(gòu)的理論解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律；3、知道結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。過程與方法：1、由原子結(jié)構(gòu)理論分析推導(dǎo)出元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。2、讓學生親自動手實驗來研究物質(zhì)化學性質(zhì)的變化規(guī)律。3、理論聯(lián)系實際。情感態(tài)度與價值觀：1、辯證唯物主義理論聯(lián)系實踐的觀點及方法。由實踐得出理論，并由理論指導(dǎo)實踐。2、加深學生對物質(zhì)世界對立統(tǒng)一規(guī)律的認識。3、用辯證唯物主義量變質(zhì)變的觀點，在本節(jié)內(nèi)容中有著最恰當?shù)捏w現(xiàn)。教學重點：元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；堿金屬、鹵素原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系教學難點：金屬、非金屬族的性質(zhì)遞變判斷；金屬、非金屬活潑性強弱的判斷規(guī)律教學過程：【引入】活潑的金屬元素Na的性質(zhì)是我們所熟知的，現(xiàn)象是本質(zhì)的反應(yīng)，宏觀是微觀的體現(xiàn)?，F(xiàn)在讓我們從原子結(jié)構(gòu)這一微觀角度來研究微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)的關(guān)系?！景鍟吭氐男再|(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系一、堿金屬元素【科學探究一】請同學們看書本P5，并完成該表。由此可以得出什么結(jié)論？填寫情況，總結(jié)異同點元素名稱核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)堿金屬元素【板書】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?！局v解】金屬性：指氣態(tài)原子失去電子的能力大小的性質(zhì)(由電離能的大小確定)。還原性：指含有易失電子元素的物質(zhì)的性質(zhì)。具有還原性的不一定有金屬性【思考與交流】物質(zhì)的性質(zhì)主要取決于原子的最外層電子數(shù)，從堿金屬原子的結(jié)構(gòu)可推知其化學性質(zhì)如何？是否完全相同？ 【結(jié)論】最外層都有個電子，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?！局v解】因此、堿金屬最外層上都只有一個電子，化學反應(yīng)中易失去一個電子，形成+1價的陽離子，并能與氧氣等非金屬元素及水發(fā)生化學反應(yīng)。 【實驗一】取鉀、鈉各一粒，分別放在石棉網(wǎng)上的左、右兩邊，同時加熱。觀察實驗的現(xiàn)象?！粳F(xiàn)象】鉀首先熔化（熔點低），先與氧氣發(fā)生反應(yīng)，后鈉再熔化與氧氣反應(yīng)?！景鍟?、化學性質(zhì)（1）堿金屬與氧氣的反應(yīng)【思考與交流】請寫出鈉與氧氣在加熱條件下的化學反應(yīng)方程式，并嘗試的寫出鋰、鉀與氧氣在加熱條件下的化學反應(yīng)方程式。堿金屬與氧氣的化學反應(yīng)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）【提問】從鉀、鈉與氧氣的反應(yīng)實驗中，請總結(jié)出堿金屬與氧氣的反應(yīng)有什么相似性、遞變性？【回答】相似性：堿金屬都能與氧氣反應(yīng)。遞變性：周期表中堿金屬從上往下，與氧氣的反應(yīng)越來越劇烈。鉀與氧氣反應(yīng)生成比過氧化物更為復(fù)雜的氧化物（超氧化物）【過渡】我們知道金屬鈉除了與氧氣反應(yīng)外還能與水發(fā)生反應(yīng)。【板書】（2）、堿金屬與水反應(yīng)【探究實驗二】鉀與水反應(yīng)實驗【投影】視頻演示Li、Rb、Cs與水反應(yīng)的實驗，請學生觀察,與鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象作比較. 鉀與水反應(yīng) 鈉與水反應(yīng)【現(xiàn)象】：鉀比鈉活潑，輕微爆炸.【思考交流】鈉與鉀性質(zhì)有什么相似性與不同？這與原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？【投影】【思考與交流】根據(jù)實驗討論鈉與鉀的性質(zhì)有什么相似性和不同性。你認為元素的性質(zhì)與他們的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)系嗎？其余堿金屬的性質(zhì)又如何？ 【回答】鈉與鉀都能與氧氣、水發(fā)生反應(yīng)，但反應(yīng)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(yīng)越來越劇烈?！練w納】與水反應(yīng)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【思考】上述反應(yīng)有何相似性和不同？【回答】相同點：堿金屬與水反應(yīng)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(yīng)越來越劇烈?！咎釂枴繅A金屬有這樣的相似性、遞變性的本質(zhì)原因在哪里？【回答】因為，原子結(jié)構(gòu)的最外層電子，原子半徑的遞變，有性質(zhì)的遞變?！究偨Y(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(yīng)時越來越劇烈，金屬性增強?！景鍟?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(yīng),表現(xiàn)出金屬性（還原性）； 遞變性：與氧氣、與水反應(yīng)的劇烈程度有所不同；在同一族中，自上而下反應(yīng)的劇烈程度逐漸增大； 【過渡】以上我們學習的是堿金屬的化學性質(zhì)，下面我們來學習堿金屬的物理性質(zhì)?！景鍟?、堿金屬的物理性質(zhì)【科學探究二】根據(jù)堿金屬的物理性質(zhì)表格，請總結(jié)堿金屬的物理性質(zhì)有什么共性、遞變性？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0.534180.513470.152Na銀白色，柔軟0.9797.81882.90.186K銀白色，柔軟0.8663.657740.227Rb銀白色，柔軟1.53238.896680.278Cs銀白色，柔軟1.87928.40678.40.265【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)：【板書】4、金屬性強弱額比較方法1、金屬與水或者酸反應(yīng)生成氫氣的劇烈程度來比較；2、最高價氧化物對應(yīng)水化物氫氧化物的堿性強弱來比較?！拘〗Y(jié)】堿金屬元素作為金屬元素代表性的一族，由于其結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性，導(dǎo)致了堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性。在學習時要注意，結(jié)合鈉的性質(zhì)，然后與其他的堿金屬相比較就會體會到從一般到特殊的規(guī)律性所在?！具^渡】以上我們研究了金屬族元素與原子結(jié)構(gòu)關(guān)系，下面我們繼續(xù)研究非金屬族元素鹵素【板書】元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系二、鹵族元素【投影】鹵素原子結(jié)構(gòu)示意圖：【科學探究一】根據(jù)堿金屬元素結(jié)構(gòu)的相似性、遞變性，根據(jù)下表總結(jié)并推測鹵族元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有什么相似性和遞變性。元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑鹵族元素氟071nm氯099nm溴114nm碘133nm【歸納】相似性：最外層電子數(shù)相同，均為7；遞變性：鹵素隨著荷電荷數(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，得電子能力越來越差，非金屬性減弱?！景鍟?、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?！究茖W探究二】根據(jù)下表，總結(jié)鹵素的物理性質(zhì)有什么相似性、遞變性?！就队啊抠Y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169g/l（15）-1881-2196反應(yīng)Cl2黃綠色氣體3214g/l（0）-346-101226cm3Br2深紅棕色液體3119g/cm3（20）5878-72417gI2紫黑色固體493g/cm3184411350029g【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?！景鍟?、物理性質(zhì)的變化規(guī)律 （隨原子序數(shù)的遞增） 顏色： 淺黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色 顏色逐漸加深 狀態(tài)： 氣態(tài)液態(tài)固態(tài)熔沸點： 逐漸升高 密度： 逐漸增大溶解性： 逐漸減小【板書】2、鹵族元素的化學性質(zhì)（1） 鹵素單質(zhì)與H2的反應(yīng) 名稱反應(yīng)條件方程式生成氫化物的穩(wěn)定性F2冷暗處爆炸光H2+F2=2HFHF很穩(wěn)定Cl2光照H2+Cl2=2HClHCl穩(wěn)定Br2高溫500H2+Br2=2HBrHBr較不穩(wěn)定I2高溫、持續(xù)加熱H2+I2 2HBrHI很不穩(wěn)定【歸納】 鹵素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)鹵素單質(zhì)與H2反應(yīng)的劇烈程度:F2>Cl2>Br2>I2 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反應(yīng)通式：X2 + H2 = 2HX【結(jié)論】鹵素與H2、H2O、堿的反應(yīng)，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)?！究茖W探究三】完成下列實驗，觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式。實驗現(xiàn)象化學方程式1將少量新制的飽和氯水分別加入盛有NaBr溶液和KI溶液的試管中，用力振蕩后加入少量四氯化碳，振蕩、靜置。122將少量溴水加入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩后加入少量四氯化碳，振蕩、靜置。3【演示實驗】鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)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【板書】 (2) 鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)：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【板書】 2NaI + Cl2 = 2NaCl + 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【板書】 2NaI + Br2 = 2NaBr + I2 【講解】請同學們指出上述三個反應(yīng)的氧化劑和氧化產(chǎn)物，得出氟氯溴碘的氧化性依次減弱的結(jié)論?！景鍟浚?）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【思考與交流】主族元素隨原子核外電子層數(shù)增加，它們得失電子能力、金屬性、非金屬性、遞變的趨勢?！景鍟?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(yīng)水化物的酸性強弱，酸性越強，對于非金屬元素性也越強?！倦S堂練習】1、若用X代表F、Cl、Br、I四種鹵族元素，下列屬于它們共性反應(yīng)的是 AX2+H2 = 2HXBX2+H2O = HX+HXOC2Fe+3X2 = 2FeX3DX2+2NaOH = NaX+NaXO+H2O2、隨著鹵素原子半徑的增大，下列遞變規(guī)律正確的是 A單質(zhì)的熔、沸點逐漸降低 B鹵素離子的還原性逐漸增強C單質(zhì)的氧性逐漸增強 D氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強3砹（At）是放射性元素，它的化學性質(zhì)符合鹵素性質(zhì)的變化規(guī)律，下列說法正確的是（ ）AHAt很穩(wěn)定 BAgAt易溶于水 C砹易溶于有機溶劑 D砹是白色固4下列敘述正確的是( ) A鹵素離子（X）只有還原性而無氧化性B某元素由化合態(tài)變成游離態(tài)，該元素一定被氧化C失電子難的原子獲得電子的能力一定強D負一價鹵素離子的還原性在同一族中從上至下逐漸增強6、堿金屬鈁（Fr）具有放射性，它是堿金屬元素中最重的元素，下列對其性質(zhì)的預(yù)言中，錯誤的是（ ）A、在堿金屬元素中它具有最大的原子半徑B、它的氫氧化物化學式為FrOH，是一種極強的堿C、鈁在空氣中燃燒時，只生成化學式為Fr2O的氧化物D、它能跟水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿和氫氣，由于反應(yīng)劇烈而發(fā)生爆炸7、砹（At）是鹵族元素中位于碘后面的元素，試推測砹和砹的化合物最不可能具備的性質(zhì)是（ ）A、砹的非金屬性在鹵素中是最弱的，At-易被氧化 B、砹化氫很穩(wěn)定不易分解C、砹化銀不溶于水或稀HNO3 D、砹在常溫下是白色固體板書設(shè)計：一、堿金屬元素1、在結(jié)構(gòu)上的異同：異：核電荷數(shù)：由小大；電子層數(shù)：由少多；同：最外層電子數(shù)均為1個。最外層都有個電子，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(yīng)4Li + O2 = 2Li2O（白色、氧化鋰） 2Na + O2 = Na2O2（淡黃色、過氧化鈉）（2）、堿金屬與水反應(yīng)2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 2K + 2H2O = 2KOH + H2（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(yīng),表現(xiàn)出金屬性（還原性）； 遞變性：與氧氣、與水反應(yīng)的劇烈程度有所不同；在同一族中，自上而下反應(yīng)的劇烈程度逐漸增大； 3、物理性質(zhì)：隨核電荷數(shù)增加，密度逐漸增大（K除外），熔沸點逐漸降低。4、元素金屬性判斷標準（1）根據(jù)金屬單質(zhì)與水或者與酸反應(yīng)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(yīng)水化物堿性強弱。堿性越強，則原金屬元素的金屬性越強。（3）可以根據(jù)對應(yīng)陽離子的氧化性強弱判斷。金屬陽離子氧化性越弱，則元素金屬性越強。 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。二、鹵族元素1、在結(jié)構(gòu)上：最外層都有7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,得電子的能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。2、鹵族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)的變化規(guī)律 （隨原子序數(shù)的遞增） 顏色： 淺黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色 顏色逐漸加深 狀態(tài)： 氣態(tài)液態(tài)固態(tài)熔沸點： 逐漸升高 密度： 逐漸增大溶解性： 逐漸減小3、鹵素的化學性質(zhì)（1）鹵素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)鹵素單質(zhì)與H2 反應(yīng)的劇烈程度:F2>Cl2>Br2>I2 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反應(yīng)通式：X2 + H2 = 2HX(2) 鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)：2NaBr+ Cl2 = 2NaCl + Br2 2NaI + Cl2 = 2NaCl + I2 2NaI + Br2 = 2NaBr + I2 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(yīng)水化物的酸性強弱，酸性越強，對于非金屬元素性也越強。教學回顧：采用歸納總結(jié)的方法引導(dǎo)學生探索元素的性質(zhì)（元素原子最外層電子排布、原子半徑以及主要化合價、原子得失電子能力）和原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系從而歸納出元素周期律，揭示元素周期律的實質(zhì)；