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第3节元素周期表的应用[新教材内容有哪些]第三课时预测元素及其化合物的性质[新课程标准是什么]体会元素周期律(表)在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用。[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：1．硅元素在周期表中的位置、原子结构、元素性质推断已知C、Si、P三种元素的原子结构示意图如图所示：、、，分析、比较，并回答相关问题。(1)写出Si元素在元素周期表中的位置：_________________。(2)Si元素的最高正化合价和最低负化合价分别为________。(3)分析比较Si元素与C、P两种元素原子的得失电子能力，并说明理由。提示：(1)第3周期ⅣA族(2)＋4、－4(3)与同周期P元素的原子相比，电荷数较小，原子半径较大，原子核对最外层电子的吸引作用较弱，因此Si元素的得电子能力较弱；与同主族C元素的原子相比，最外层电子数相同，原子半径较大，原子核对最外层电子的吸引作用较弱，因此Si元素的得电子能力较弱。2．性质推断硅及其化合物的化学式物质类别化学性质预测预测依据SiSiO2H2SiO3非金属单质非金属单质Si与C同主族，且C具有还原性酸性氧化物具有酸性氧化物的性质，能与碱、碱性氧化物反应具有氧化性Si与C同主族，且CO2具有酸性氧化物的性质Si元素为＋4价酸具有酸的性质，能与碱反应，但酸性较弱，弱于碳酸、磷酸等Si与C同主族，且非金属性：SiC[落实新知能]1．单质硅(1)化学性质：常温下，硅的化学性质不活泼，但在加热条件下和某些非金属单质(如O2、Cl2)反应，表现还原性。Si和O2反应的化学方程式为Si＋O2=====△SiO2。(2)工业制取①原料：SiO2和焦炭。②原理：SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑。(3)存在：自然界中没有游离态的硅，主要以硅的氧化物及硅酸盐的形式存在。(4)用途：硅是常温下化学性质稳定的半导体材料，主要用于制造芯片和太阳能电池等。2．二氧化硅(1)存在：二氧化硅广泛存在于自然界中，是沙子、石英和水晶的主要成分。(2)化学性质①具有酸性氧化物的通性：常温下SiO2与NaOH溶液反应：SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。高温下SiO2与碱性氧化物(如CaO)反应：SiO2＋CaO=====高温CaSiO3。②弱氧化性：高温下与C反应：SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑。③特性：与氢氟酸(HF)反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O，该反应曾用于刻蚀玻璃。(3)用途：用来制造光导纤维(简称光纤)，光纤主要用于通信、能量传输、信息处理、遥测遥控和医疗器械制造等方面。3．硅酸酸性弱于碳酸，可以由硅酸钠(Na2SiO3)与CO2、盐酸、硫酸等反应制得。与CO2反应：Na2SiO3＋H2O＋CO2===Na2CO3＋H2SiO3↓。与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓。4．硅酸盐与无机非金属材料(1)硅酸盐：由硅元素、氧元素和金属元素组成的化合物的总称。(2)传统的无机非金属材料——硅酸盐产品水泥玻璃陶瓷主要原料石灰石、黏土、石膏纯碱、石灰石、石英黏土(Al2O3·2SiO2·2H2O)主要成分及种类硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)普通玻璃(Na2SiO3、CaSiO3、SiO2)石英玻璃、光学玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、玻璃纤维土器、陶器、瓷器(3)新型无机非金属材料：具有特殊结构、特殊功能的无机非金属材料，如高温结构陶瓷、生物陶瓷和压电陶瓷等。[演练新学考]1．下列叙述中正确的是()A．自然界中存在大量的单质硅B．石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅C．二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱的溶液发生化学反应D．自然界中二氧化硅都存在于石英中解析：自然界中硅的含量很高，但都是以化合态存在，A错误；二氧化硅的性质很稳定，C错误；硅是亲氧元素，主要以氧化物及硅酸盐形式存在，如石英、水晶、硅石等主要成分都是二氧化硅，D错误。答案：B2．下列装修材料中，主要成分不属于硅酸盐的是()A．陶瓷B．大理石C．玻璃D．水泥解析：大理石的主要成分是CaCO3。答案：B3．[双选]下列关于SiO2和CO2的说法中正确的是()A．由于组成相似，所以SiO2和CO2的物理性质相似B．都能与碱反应C．一定条件下都能与碳发生反应D．都是酸酐，都能与水发生反应生成相应的酸解析：SiO2和CO2在组成上相似，但结构不同，所以其物理性质并不相似，相差很大，SiO2在常温常压下是固体，熔沸点高、硬度大，CO2在常温常压下是气体，熔沸点低，A错误；二者都能与碱反应：2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O,2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，B正确；在一定条件下，二者都能与碳反应：SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑，CO2＋C=====高温2CO，C正确；SiO2是H2SiO3的酸酐，CO2是H2CO3的酸酐，但SiO2不溶于水也不能与水反应生成H2SiO3，D错误。答案：BC4.四种短周期元素在周期表中的位置如图，其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是()A．原子半径：ZMB．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱C．X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小D．Z位于元素周期表中第2周期ⅥA族解析：由题给信息可知，M为Al元素，X为Si元素，Y为N元素，Z为O元素。原子半径：AlSiNO，A项正确；因为O的非金属性比Si强，所以气态氢化物的热稳定性：H2OSiH4，C项正确；O元素位于周期表的第2周期ⅥA族，D项正确。答案：B[自学新教材]阅读教材，回答下列问题：元素周期表能够为研究物质结构、发现新元素、合成新物质、寻找新材料提供许多有价值的指导。1．新元素性质推断在2017年5月9日，中国科学院、国家语言文字工作委员会、全国科学技术名词审定委员会在北京联合举行新闻发布会，正式向社会发布113号、115号、117号、118号元素中文名称。这4个元素的发现，填满了元素周期表的第7周期，形成了一张完整规范的元素周期表。尝试画出118号Og元素的原子结构示意图，说明它在元素周期表中的位置，并推测其性质特点。提示：，第7周期0族，最外层电子数为8，性质稳定。2．利用元素周期表寻找新材料(1)在金属元素和非金属元素的交界处寻找。(2)在过渡金属元素中寻找优良的。(3)在ⅣB到ⅥB族的过渡金属元素中寻找、______的材料，用以制造火箭、导弹、宇宙飞船等。(4)寻找合适的材料、材料等。半导体材料催化剂耐高温耐腐蚀超导磁性[落实新知能]元素“位、构、性”的关系1．元素的原子结构与元素在周期表中位置的关系结构决定反映位置原子序数＝质子数周期序数＝电子层数主族序数＝最外层电子数2．原子结构与元素性质的关系结构决定反映性质①同周期最外层电子数越小，原子半径越大→越易失电子，还原性越强②同周期最外层电子数越大，原子半径越小→越易得电子，氧化性越强3．元素性质与元素在周期表中位置的关系[特别提醒](1)“位、构、性”关系及规律只适用于主族元素，不适用于副族元素。(2)酸性比较应是最高价氧化物对应的水化物，而低价、中间价的含氧酸或无氧酸不遵循此规律。[演练新学考]1．(2019·辽宁学业水平考试)在元素周期表中位于金属元素和非金属元素交界处最容易找到的材料是()A．制半导体的材料B．耐高温、耐腐蚀的合金材料C．制农药的材料D．制催化剂的材料解析：半导体材料分布在元素周期表中金属元素和非金属元素的分界线附近。答案：A2．(2018·山东学业水平考试)镭(Ra)位于元素周期表中第7周期ⅡA族，下列关于镭元素单质及其化合物的性质推测错误的是()A．镭的原子半径比钙的大B．氯化镭的化学式为RaCl2C．单质镭不能与水反应产生氢气D．氢氧化镭的碱性比氢氧化钙的强解析：镭的金属性比Mg强，所以单质镭应能与水反应产生氢气。答案：C3．(2019·浙江学业水平考试)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是()A．第35号元素的单质在常温常压下是液体B．位于第4周期ⅤA族的元素为非金属元素C．第84号元素的最高化合价是＋7D．第7周期0族元素的原子序数为118解析：35号元素是溴元素，单质Br2在常温常压下是红棕色的液体，A项合理；位于第4周期ⅤA族的元素是砷元素(As)，为非金属元素，B项合理；第84号元素位于第6周期ⅥA族，为钋元素(Po)，由于最高正价等于主族序数，所以该元素最高化合价是＋6，C项不合理；第7周期0族元素是第7周期最后一个元素，原子序数为118，D项合理。答案：C4．(2019·北京西城区高一期末)X、Y、Z、W为4种短周期元素，已知X、Z同主族，Y2＋、Z－、W＋3种离子的电子层结构与氖原子相同，下列叙述正确的是()A．原子序数：Z＜YB．原子半径：W＜XC．金属性：Y＞WD．气态氢化物的稳定性：HX＞HZ解析：由题意知，Y是Mg元素、Z是F元素、W是Na元素，X、Z同主族，且都是短周期元素，则X是Cl元素。Z是F，Y是Mg，所以原子序数：Z＜Y，A正确；同一周期的元素，原子序数越大，原子半径越小，所以原子半径：WX，B错误；同一周期的元素，原子序数越大，元素的金属性越弱，所以金属性：YW，C错误；元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，由于元素的非金属性：ZX，所以稳定性：HXHZ，D错误。答案：A5．(2017·山东学业水平考试)下表是元素周期表中的一部分，回答下列问题：(1)元素①的氢化物的化学式是________；该元素的一种氧化物是红棕色气体，请写出该气体溶于水时发生反应的离子方程式________________。(2)原子半径：②________③(填“”“”或“＝”)。(3)元素④的名称是________。(4)元素的非金属性：⑤________⑥(填“”或“”)。解析：根据题意可知，①、②、③、④、⑤、⑥分别为N、Na、Mg、Si、S、Cl。(1)N元素的氢化物的化学式是NH3；N元素的一种氧化物是红棕色气体，则该气体为NO2，NO2溶于水时发生反应的离子方程式为3NO2＋H2O===2H＋＋2NO－3＋NO。(2)原子半径：NaMg。(3)元素Si的名称是硅。(4)元素的非金属性：SCl。答案：(1)NH33NO2＋H2O===2H＋＋2NO－3＋NO(2)(3)硅(4)