元素周期律范文
時間:2023-04-01 15:16:11
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篇1
一、考綱要求
1.掌握元素周期律的實質。了解元素周期表的結構及其應用。
2.以第三周期為例,掌握同周期內元素性質遞變規律與原子結構的關系。
3.以ⅠA族與ⅦA族為例掌握同一主族內元素性質遞變規律與原子結構的關系。
二、深入理解元素周期律
元素的性質隨原子序數的遞增而呈現周期性變化的規律為元素周期律。“元素性質”、“遞增”、“周期性”是三個關鍵詞。“元素性質”既包括元素原子的微觀性質,又包括元素的各類化合物的宏觀性質。“遞增”指元素性質變化的連續性,說明同主族或同周期中位置相鄰的元素性質必定有相似之處。“周期性”不像數學中的正弦函數那樣完全重復,如第二與第三周期的對應元素性質有相似之處,也有不同之處。
三、熟記元素周期表
解答有關此類題往往要用到元素周期表,因此,熟記元素周期表很重要。短周期元素、主族元素在周期表中的位置,稀有氣體的原子序數和電子層結構,每周期的元素種數,每個主族常見化合物的化學式類型等等。
四、元素周期律的應用
1.物質結構方面的應用
元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結果,所以考題經常從電子層結構最外層電子數切入考查。另外,原子半徑、離子半徑的變化規律、化學鍵類型、化合物類型、分子結構等都與元素周期律有關,高考試題常從這些方面考查。
2.物質具體性質方面的應用
元素的化合價、單質的氧化性或還原性、最高價氧化物的水化物的酸堿性、氫化物的穩定性等都呈現周期性的變化;同周期或同主族的元素及其化合物的其它的許多性質也會呈現一定的規律,如同主族元素的同類物質溶解性、熔沸性、毒性等。
3.綜合應用
未知元素的推斷和性質的預測,不同元素及其化合物的性質的比較,化學實驗事實的解釋,尋找具有特殊性質的元素和化合物等都可以跟元素周期律綜合聯系起來。從這個角度可以大大拓展學習者的思維空間,提高解決綜合問題的能力。例如從宏觀性質判斷元素的金屬性和非金屬性的主要依據。
金屬性的判據:
a.與水(或酸)反應的難易。
b.最高價氧化物對應水化物的堿性強弱。
c.金屬與鹽酸溶液的置換反應。
d.金屬陽離子的氧化性的強弱。
非金屬性判據:
a.非金屬單質與H+化合的難易及氫化物的穩定性。
b.最高價的氧化物對應水化物的酸性強弱(F除外)。
c.非金屬的置換反應。
d.非金屬陽離子的還原性強弱。
根據以上的依據可以設計一定的實驗來驗證某些結論。
篇2
在化學科學的發展中,從十八世紀中葉至十九世紀中葉的一百年間,一系列新的元素隨著生產和科學實驗的大發展接連不斷地被發現,到了十九世紀六十年代,通過各種方法發現的化學元素已達六十三種,而且關于各種元素的物理和化學性質的研究資料也積累得相當豐富了。但是,這些材料是很繁雜而紛亂的,缺乏系統。面對這些大量而無頭緒的材料,人們不禁提出:地球上究竟有多少元素?怎樣去尋找新元素?各種元素之間是否存在著一定的內在聯系?對這一連串的問題,人們在思索著、探求著新的答案。基于這種情況,許多科學家企圖在這紛繁復雜的混亂中建立簡單、和諧與統一。其實,這一過程的本身不僅是一種科學的探索,而且是一種美的追求。正如創立控制論的N.維納所說,科學家的目標“是在為尋找一幅圖示,以使它能用一個規律的模型去描述一個混沌的宇宙。”從拉瓦錫的最初嘗試、德國化學家德貝萊納(J.W.Dobereiner, 1780—1849)提出“三素組”,一直到英國化學家紐蘭茲(J.A.R.Newlands, 1837—1898)提出“八音律”,第一次從元素的總體上去考察元素性質周期性變化的規律,經歷了一個漫長的時期。當然,對發現元素周期律作出決定性貢獻的是俄國化學家門捷列夫。面對一片混亂的元素世界,他確信,在現實事物的復雜多變之中,一定有嚴格的秩序。因此,他經過了深入研究和艱苦探索之后,終于在1869年2月排出了第一張包括63種元素在內的“元素周期表”。第一次揭示了:“元素的性質與元素的原子量呈現明顯的周期性”的規律。把幾百年來關于各種元素的大量知識綜合起來,形成有內在聯系的統一的體系,是展現在人們面前的元素世界無比生動活潑的辯證圖景。它實現了化學認識由經驗到理論的飛躍,是化學史上的偉大轉折。對此,恩格斯給予極高的評價:“門捷列夫不自覺地應用黑格爾量轉變為質的規律,完成了科學上的一個勛業。”[1]
縱觀化學史,我們不難看出,在元素周期律的發現過程中,不論是拉瓦錫的最初嘗試,還是德貝萊納、紐蘭茲和門捷列夫等人的具體探索,無不浸透著統一與和諧、簡單與深遠、守恒與對稱和新奇與雅致等這樣的美學思想。這些美學思想不僅表現于元素周期律的外部形式之上,而且深入到了它的內部聯系之中。很顯然,元素周期律的發現揭示出了自然界的無限深刻與豐富的美感,它不僅是一種科學美的重要標志,而且閃爍著藝術美的思想光輝。門捷列夫根據元素周期律排出來的元素周期表,簡直就是一件遠遠為人們觀賞的藝術珍品,它絕不是一些元素符號的簡單堆砌,而是與藝術一樣的高級形式,是人類美的創造成果。
一百多年過去了,元素周期律永恒的魅力有增無減,這無疑與它的美學價值有著重要的關系。關于元素周期律中的美學問題,我們從以下三個方面進行探討。
1 統一與和諧
什么是科學美?確切地說,科學美主要是存在于自然界中的“統一”與“和諧”在科學理論上的顯現。這個顯現的過程是復雜而曲折的,是一個高度創造性的探索過程。豐富多采、錯綜復雜的現象世界,它們表面上可能千差萬別,但本質上卻都可邏輯地歸結為少數幾個基本概念與原理。這樣一來,整個體系既‘和諧’又‘統一’。法國著名的數學家、天體物理學家彭加勒(J.H.Poincare, 1854—1912)指出:“在解中、在證明中,給我們以美感的東西是什么呢?是各部份的和諧,是它們的對稱、它們的巧妙平衡,總而言之,就是引入秩序,給出統一,容許我們清楚地觀察和理解整體與細節的東西。”[2]門捷列夫在他生命的幾十年間之所以要孜孜不倦地探尋化學元素的辯證統一,就是因為他認為,只有找到一種統一的形式,才能使元素的聯系最和諧。最后他找到了,這就是一百多年來一直被科學界贊嘆不絕的元素周期律。現代著名物理學家海森堡說:“美是一個部份與另一部份及整體的固有的和諧。”和諧這個術語經常都是被當作美的概念來解釋的,“和諧”的本身蘊含著深刻的綜合與統一、對稱與守恒,而且各部份的和諧與整體的綜合是相互聯系著的。正如蘇聯M.卡崗指出的那樣:“和諧與統一中的任何組成部份都是由整體的性質決定的,而反過來又制約著整體的生命。”元素周期律正是這樣,不論在形式或是內容上都是非常協調的,形成了一個十分和諧而協調的整體,這不能不是元素周期律的美學價值所在。科學理論的和諧對于保證科學理論的真理性是十分重要的。一個真的科學理論其體系內部必定是自洽的,邏輯上是嚴密的,因此,它是美的。彭加勒認為,科學理論的第二選擇標準是統一性觀念,統一性意味著宇宙各個部分是相關協調的,因而宇宙各個部分之間也必須是相互作用、協調統一發展。科學理論美是其內在和諧結構和外在和諧功能的統一,這種和諧性的發展也表現為理論自然科學不斷統一的趨勢。門捷列夫按照化學元素的原子量和化學性質之間的相關秩序,把當時已知的化學元素排列成盡可能和諧的層次和系列。它們的和諧關系突出地表現在每一化學元素在周期表中的位置同其物理特性和化學特性(包括比重、顏色、硬度、酸堿性和化合價等)的協調一致,使周期表在整體上呈現出美妙的周期、循環和節奏。為了更充分地展示這種內在結構的和諧與統一,門捷列夫給當時尚未發現的幾種化學元素留下了空位,并對未知元素的性質作出了預言。新發現的元素完善了周期表的和諧結構,同時,理論的和諧又發揮著外在的功能。可見,門捷列夫周期表不但具有征服人的和諧美,而且發揮了和諧的潛在功能。
為什么世間一切紛繁復雜的事物均可用簡潔的形式來表達?其根本原因就在于自然界本身的統一與和諧,這種統一與和諧的自然美反映到自然科學的理論形態之中,就顯示出了統一與和諧的科學美的規范。門捷列夫認為,科學的目的是要在多樣性中追求統一性。因此,化學的目的不但要描述化合物的多樣性,而且要揭示隱藏在復雜現象背后的統一性。科學美的本質就在于研究自然界中這種多樣性中的統一性。自然現象雖然紛繁復雜,但是在這雜亂中必定有一種既定的秩序,這種秩序是自然界物質普遍運動的主宰。可見,門捷列夫在元素周期律的發現過程中,他自覺地應用了傳統的科學美思想。從古代到近代,在人們心目中最重要的美學標準就是統一與和諧。從哥伯尼的太陽中心說到開普勒天體運行三定律,他們所強調和追求的主要是天體運行的統一與和諧,英國著名的科學史家丹波爾認為,哥伯尼的心中最重要的問題是“行星應該有怎樣的運動,才會產生最簡單而最和諧的天體幾何學。”[3]他認為,在他的理論體系中,人們可以看到一種“有秩序的安排”、“宇宙里有一種奇妙的對稱,軌道的大小與運動都有一定的諧和關系。”[3]亞里士多德也認為,作為一種美,最重要的標準就是“整一性”,他這種“整一性”的所謂“秩序、勻稱與明確”實際上就是“統一與和諧”的原則以及“對稱與守恒”的原則。他還在《詩學》一書中明確指出:“一樁樁的事件是意外的發生而彼此間又有因果關系。”[4]他在這里所說的“意外發生”是指偶然性;而“因果關系”則是指的必然性。元素周期律的發現正是偶然性與必然性的辯證統一,表現出了它的統一與和諧之美的所在。他還認為:“一個美的事物不僅要有各個部份的相應安排”而且要能使人“盡覽它的整一性”[4]。這正是元素周期律的顯著特點。彭加勒曾經指出:“我所指的是一種內在美,它來自各部份的和諧秩序。”[2]他最為強調的是“和諧”,認為“普遍和諧是眾美之源”,“內部和諧是唯一的美。”他還說,能夠在我們身上激起美的情感的東西是什么呢?它們是“其元素和諧地配置,以致為思想認識到細節時,能夠毫不費力地包容整體。這種和諧立即滿足了我們的審美需要,有助于它所證實和指導的思想。與此同時,一個秩序井然的整體處于我們的雙目之下,使得我們能夠預見”[2]科學定律。門捷列夫把這些似乎毫不相干的元素進行精心排列,一個秩序井然的整體奇跡般地展現在我們面前,它勾勒出了元素世界的生動活潑的辯證圖景。這不僅在形式上是美的,一排排,一行行,奇妙的對稱又統一,猶如一座莊嚴而完美的大廈;而且具有內容上的完美性,深刻地揭示了元素之間的協調與和諧。正如偉大的物理學家波爾茨曼指出的那樣“這些符號難道不是出自上帝之手嗎?”這就是元素周期規律的統一與和諧之美。
2 簡單與深遠
宇宙萬物之美是按最簡單的原則構造出來的,而且自然規律的簡單性是一種客觀的特征。科學理論的簡單性是指科學理論、定律、公式的簡單形式和深廣內涵的統一,它并非只是思維經濟的結果。在姹紫嫣紅的物質世界中,盡管各種自然現象和過程千差萬別,千變萬化,令人目不暇接,但客觀自然界在本質層次上是簡單、明確的,也是美的。然而,這種形式上的結構是建立在一些十分簡單的原則基礎之上的,這些原則又被更深層、更復雜的內涵所決定。因此,當人們了解這一切的時候,他們就會感到一種神秘的氣氛,看到了它深遠、博大的內涵,反映出了科學深層的折光,從而使人們有可能猜測到當時從理論上尚無法理解的更深遠的科學真理。
門捷列夫元素周期律不僅充分體現出了統一與和諧之美,而且從邏輯形式上體現出了簡單與深遠之美。這種簡單之美“既不是理論內容上的簡單性,也不是數學形式上的‘簡單性’。”看上去簡單的東西卻蘊含著豐富而深遠的內容,這不僅是藝術美的表現,而且是科學美的特點。彭加勒曾經說過,因為簡單性和深遠性(偉大性)二者都是美的,所以我們特別愿尋求簡單之事實以及深遠(偉大)之事實。他認為人們探索星辰之運行,考察奇異之極微,都是對簡單和深遠的尋求。古希臘的園柱以最佳分布承受了最大負荷,就是體現了“簡單和偉大”。他在這里所說的美,絕不僅只是對象的質地或外觀形式的美。他說,“我的意思是說那種深奧的美,這種美在于各個部分的和諧秩序,并且純理智能把握它。正是這種美使物體也可以說使結構具有讓我們感受滿意的彩虹一般的外表。沒有這種支持,這些倏忽即逝的夢幻之美結果就是不完美的,因為它是模糊的,總是短暫的。”[5]彭加勒所說的這種“深奧的美”就是一種理性美,是一種具有深遠內涵的美。門捷列夫的元素周期律就是這種具有深遠內涵之美的光輝典范。從整個自然科學發展的歷史看,哥伯尼的日心說、牛頓的力學三定律和萬有引力定律、愛因斯坦的廣義相對論等等,都充分體現了簡單而深遠。愛因斯坦曾多次強調了這種簡單性原理,他認為一切科學的偉大目標是“要從盡可能少的假說或者公理出發,通過邏輯的演繹,概括盡可能多的經驗事實。”[6]所以當代的一些科學家提出了所謂“信息量審美原則”,即在簡單明了之中具有豐富而深刻的內涵。對于一件藝術作品,可以按照它所包含的信息量的大小來對之進行審美評價;對于一個科學理論,同樣可以根據它所包含的信息量的大小來考察它的美學價值。而元素周期律的美學價值正是由于它包含著極大的信息量,周期表中的每一個字母或符號所代表的內容是多方面的,它在元素周期表中的固定位置,不僅反映了無素的原子結構、物理性質和化學性質,而且還反映出了該元素與其他元素之間的相互聯系,即原子體積、元素的最高正價和負價、化學活性、金屬性和非金屬性的遞變規律等等。總之,一張簡單的元素周期表不僅反映了元素的過去,表現著元素的現在,而且還預示著元素的未來。可見,所謂信息量就是其深遠意義的所在,也是其美學價值的體現。
另外,科學家在繁雜之中每概括出一種簡潔明了的規律,就必然會給人以一種美的感受。根據門捷列夫的元素周期律排列出來的一張簡單的元素周期表卻描繪出了一幅元素世界生動活潑的辯證圖景,一百多種已知元素在表中排列井然,不僅反映出了各種元素之間的相互聯系及其周期性變化的規律,同時預示著整個元素發展的的未來。令人驚奇的是,在門捷列夫最初排列的元素周期表中留下的十一個空位和對八種元素原子量的修正,均被后來新元素的發現和原子量的精確測定所證實。所以,既使到了今天,科學家仍把這個周期表當作“原子世界的地圖”,并將之作為化學研究的指南。門捷列夫元素周期律的這種深刻的蘊含,體現了它本身的簡單與深遠之美。
3 新奇與雅致
自然科學的不斷發展使我們發現,科學家在探索科學真理的過程中,往往有一種好奇的追求。美國著名的科普作家I.阿西莫夫說:“什么是科學,科學始于好奇。好奇,不可遏止的求知欲望,死亡的東西不具備這個特性。”自然科學探索的本身,“意味著冒險精神的好奇心已闖入了世界。”正如評論家愛迪生指出的:“凡是新的不平常的東西都能在想象中引起一種樂趣,因為這種東西使心靈感到一種愉樂的驚奇,滿足它的好奇心,使之得到它原來不曾有過的一種觀念。”這種所謂“驚奇”或“震驚”正是我們所說的新奇之感,是科學家對美的追求的結果。我們知道,結構的和諧與內容的新奇是不可分割的。理論的新奇特征來源于科學思想的獨創性和科學方法的新穎,也可以把新奇看作科學理論的奇異性。奇異與和諧是對立的統一,即一個新出現的和諧的理論總是包含著某種奇異,而奇異的思想內容只有具備和諧性時才能顯現出新奇之美。新奇之所以被視為科學理論美的標準之一,關鍵在于它體現了科學理論中的藝術因素。因此,一個優秀的科學成果或成功的科學理論,總是使人悅目怡神,身心獲益,給人于一種新奇之感。著名科學家錢德拉薩克曾引用F.培根的一句話作為科學美的第一條標準:“沒有一個極美的東西不是在調和中有著某種奇異。”[7]元素周期律正是以它的勻稱、和諧和統一的奇異高度概括了萬象紛呈的元素世界,即用以少概多的形式表現其豐富的內涵,真正做到了形象鮮明而又不是一覽無余。另外,當門捷列夫關于新元素的預言在1875年被法國的化學家L.德—布瓦博德朗(Locog de Boisbandran, 1836—1912)發現的新元素鎵(門捷列夫元素周期表中的類鋁)第一次證實的時候,不僅門捷列夫,而且整個科學界都被這一偉大的預言振驚了。更令人驚奇的是,離法國千里之遙的門捷列夫大膽地修正了鎵的比重不是4.7而是5.9。而且修正的結果居然是正確的。因為這一偉大的預見帶來的新奇的美感,激勵著許多科學家去進一步證實門捷列夫的預言。僅在歐州就有數十個實驗室的上百位科學家在緊張地工作,渴望取得不尋常的發現。因此,在短短的十年間,門捷列夫周期表中的類鋁、類硼和類硅就相繼被發現而命名為鎵、鉈和鍺。門捷列夫深有感觸地說:“我愛科學,把它看作是神。它賜福于人類,使生活充滿光彩……”其實,這種深沉的含蓄,偉大的預見或者由科學家創造出來的詩的境界,正如蘇聯科學家M.比克松所說:“門捷列夫的元素周期系的美”“表現了這個結構體系的‘詩意’”。它能喚起人們特定的感情,喚起觀嘗者的聯想,使人受到了強烈的感染,大有“言有盡而意無窮”之感。這也就是在元素周期律的新奇之中出現的雅致。那末,雅致究竟是什么呢?一個頗有代表性的看法是正如彭加勒指出的那樣:雅致“是不同的各部份的和諧,是對稱,是其巧妙的協調,一句話,是所有那種導致秩序,給出統一,使我們立刻對整體和細節有清楚的審視和了解的東西。”他還說:“我們不習慣放在一起的東西意外相遇時,可能會產生一種出乎意料的雅致感。”[2]當門捷列夫把那些獨立的元素進行了精心排列之后,他驚奇地發現了它們的性質的遞變規律,這顯然是元素史上的一次突破,元素周期律的簡單、和諧、統一、對稱,令人感到新奇,引人入勝,產生了強烈的雅致感。可見,所謂“雅致”,實際上是包括了簡單、和諧、統一、對稱以及新奇等諸方面的含意。門捷列夫的元素周期律之所以具有那么強烈的美的永恒魅力,致使許多化學家一看到就喜歡它,贊嘗它的美,甚至其靈魂也為之陶醉,這正是它本身具有的雅致。這就是元素周期律的新奇與雅致之美。
篇3
【例1】原子序數小于20的X元素能形成H2X和XO2兩種化合物,該元素的原子序數為( )
A. 8 B. 12 C. 15 D. 16
解析:根據H2X可知X的最低化合價為-2價,則最高正價為+6價,所以X的最外層有6個電子,選項中最外層有6個電子的為8號元素和16號元素,根據O沒有正價,不能組成XO2可確定答案為D。
答案:D
解法探究:當同一種元素既有正化合價又有負化合價時,一般是以負化合價為依據展開分析,原因是非金屬元素的正化合價往往有變價情況,而負化合價只有特殊情況下才有變化。
考點二、微粒半徑大小的比較
【例2】下列微粒半徑大小比較正確的是( )
A. Na+Na+>Al3+
C. Na
解析:四種離子核外電子數相同,隨著核電荷數增多,離子半徑依次減小,即微粒半徑:Al3+Al3+,B項正確;Na、Mg、Al、S的原子半徑依次減小,C項錯誤;Na、K、Rb、Cs最外層電子數相同,電子層數依次增多,半徑依次增大,D項錯誤。
答案:B
解法探究:“三看”法比較微粒半徑大小。
(1)一看電子層數:電子層數不同、最外層電子數相同時,電子層數越多,半徑越大。如r(F)< r(Cl)< r(Br)< r(I),r(F-)< r(Cl-)< r(Br-)< r(I-)。
(2)二看核電荷數:電子層數相同時,核電荷數越大,半徑越小。如r(Na)> r(Mg)> r(Al)> r(S)> r(Cl),r(S2-)>r(Cl-)> r(K+)> r(Ca2+)。
(3)三看電子數:核電荷數相同時,電子數越多,半徑越大。如r(Na+)< r(Na),r(Cl-)> r(Cl)。
考點三、元素周期表的Y構
【例3】短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如右圖所示。已知Y、W的原子序數之和是Z的3倍,下列說法正確的是( )
A. 原子半徑:X
B. 氣態氫化物的穩定性:X>Z
C. Z、W均可與Mg形成離子化合物
D. 最高價氧化物對應水化物的酸性:Y>W
解析:由X、Y、Z、W四種元素的相對位置關系和Y、W的原子序數之和是Z的3倍可推出:X是硅,Y是氮,Z是氧,W是氯。A.原子半徑:X>Y>Z。B.氣態氫化物的穩定性:XY(N),最高價氧化物對應水化物的酸性:W>Y。
答案:C
解法探究:有關周期表結構的題目,越來越注重對思維能力和創新意識的考查。本題是根據元素的原子序數來推斷元素在周期表中的位置關系。對元素周期表中的結構要注意以下“兩性”:一是“殘缺”性,即第1至第三周期缺少過渡元素;第七周期缺少ⅢA族及其后邊的元素。二是“隱含”性,即第六、七周期ⅢB中分別隱含著鑭系元素和錒系元素,這兩系中各有15種元素。
考點四、元素周期表的編排
【例4】下列關于元素周期表的敘述正確的是( )
A. 周期表是按各元素的相對原子質量遞增的順序從左到右排列的
B. 同族元素的最外層電子數一定相同
C. 同周期元素的電子層數相同
D. 每一周期的元素都是從堿金屬開始,以稀有氣體結束
解析:現行周期表是按各元素的原子序數從小到大的順序排列的,A錯;0族中,He元素最外層電子數為2,其他元素為8,B錯;第七周期為不完全周期,不是以稀有氣體結束的,D錯。
答案:C
解法探究:熟悉元素周期表的編排是本節內容對同學們提出的要求。周期表的結構、元素的劃分、族的劃分、前18號元素在周期表中的位置都要熟記于心,這些方面也是高考中經常設置的考點。
考點五、元素得失電子能力的判斷
【例5】(雙選)X、Y是元素周期表第三周期中的兩種元素(稀有氣體除外)。下列敘述能說明X的得電子能力比Y強的是( )
A. X原子的最外層電子數比Y原子多
B. X的氫化物的沸點比Y的氫化物的沸點低
C. X的氣態氫化物比Y的氣態氫化物穩定
D. Y的單質能將X從NaX的溶液中置換出來
解析:第三周期元素,從左到右,最外層電子數依次遞增,元素的得電子能力逐漸增強,A可選;元素的得電子能力與氣態氫化物的穩定性有關,氣態氫化物越穩定,元素的得電子能力越強,C可選;元素的得電子能力與氣態氫化物的熔沸點無關,B不可選;Y的單質能將X從NaX的溶液中置換出來,表明得電子能力:Y>X,D不可選。
答案:AC
解法探究:元素原子得電子能力強弱的判斷依據:
(1)比較元素的單質跟氫氣化合的難易程度及氣態氫化物的穩定性。其單質跟氫氣越易化合,生成的氣態氫化物越穩定,其原子得電子能力越強。
(2)比較元素最高價氧化物對應水化物的酸性。其最高價氧化物對應水化物的酸性越強,其原子得電子能力越強。
(3)比較非金屬間的置換反應。若非金屬X能把非金屬Y從它的鹽溶液或氣態氫化物中置換出來,則X元素原子得電子能力比Y元素原子得電子能力強。
(4)比較非金屬間的陰離子還原性的強弱。非金屬陰離子的還原性越弱,其對應非金屬元素原子的得電子能力就越強。
考點六、同周期元素性質的遞變規律
【例6】R、W、X、Y、Z為原子序數依次遞增的同一短周期元素,下列說法一定正確的是(m、n均為正整數)( )
A. 若R(OH)n為強堿,則W(OH)m也為強堿
B. 若HnXOm為強酸,則Y是活潑非金屬元素
C. 若Y的最低化合價為-2,則Z的最高正化合價為+6
D. 若X的最高正化合價為+5,則五種元素都是非金屬元素
解析:若R、W分別為Na、Mg,Mg(OH)2不是強堿,A錯誤;若HnXOm為強酸,即X的非金屬性強,可知Y的非金屬性更強,B正確;若Y的最低化合價為-2,為第ⅥA族元素,則Z在第ⅦA族,最高化合價為+7,C錯誤;若X的最高正化合價為+5,位于第ⅤA族,則R位于第ⅢA族,可能為Al,D錯誤。
答案:B
解法探究:同一周期,從左向右:原子半徑逐漸變小,最外層電子數逐漸增多,失電子能力逐漸減弱,得電子能力逐漸增強。
考點七、同主族元素的遞變性質
【例7】下列說法正確的是( )
A. SiH4比CH4穩定
B. O2-還原性比S2-強
C. Na和Cs屬于ⅠA族元素,Cs失電子能力比Na強
D. 把鉀放入氯化鈉的水溶液中可制取金屬鈉
解析:碳、硅在同一主族且碳的非金屬性比硅強,所以穩定性CH4>SiH4,A錯;O2-半徑比S2-小,故還原性S2- > O2-,B錯;Na與Cs位于同一主族,原子序數越大失電子能力越強,C對;鉀與鈉都能與水發生劇烈的反應,所以鉀無法置換鈉鹽溶液中的鈉,D錯。
答案:C
解法探究:同主族元素隨原子序數遞增,原子半徑逐漸增大,元素原子的失電子能力逐漸增強,得電子能力逐漸減弱,元素氧化性逐漸減弱,還原性逐漸增強。
考點八、有關元素周期表的綜合運用
【例8】下表是元素周期表的一部分,回答下列有關問題:
(1)寫出下列元素符號:① ________,⑥ ________,⑦ ________,11________。
(2)在這些元素中,最活潑的金屬元素是_____,最不活潑的非金屬元素是_____,最不活潑的元素是___。
(3)在@些元素中,原子半徑最小的是________。
(4)在③與④中,化學性質較活潑的是________,在⑧與12中,化學性質較活潑的是________。
解析:解答本題關鍵要掌握:①1~20號元素的名稱及符號;②元素周期表的結構;③能根據元素周期表中元素性質遞變規律進行分析、判斷。
篇4
A. A的氣態氫化物都是含極性鍵的非極性分子
B. B在自然界的含量最多
C. C可以組成不同的單質,它們互為同素異形體
D. A、B、C的氧化物都能溶于水形成酸
2. X、Y、Z分別是三種單質,它們都是常見的金屬或非金屬。M、N、R是常見的三種氧化物,其中一種具有高熔點,而且有如下的反應(反應條件末標出,反應式末配平):①X+ZN,②M+XN,③M+YR+X。若X是非金屬,則組成Y單質的元素在( )
A. 第二周期ⅣA族 B. 第二周期ⅥA族
C. 第三周期ⅡA族 D. 第三周期ⅣA族
3. X是由兩種短周期元素構成的離子化合物,1 mol X含有20 mol電子。下列說法中不正確的是( )
A. 化合物中陽離子和陰離子電子數一定相等
B. 化合物中一定只有離子鍵沒有共價鍵
C. 所含元素一定不在同一周期也不在第一周期
D. 其陽離子半徑一定小于陰離子半徑
4. X、Y、Z三種元素,已知X+和Y-具有相同的電子層結構,Z元素原子核內質子數比Y元素原子核內質子數少9個,Y-被氧化可生成YZ3-。則下列說法正確的是( )
A. 離子半徑:X+>Y- B. X、Y、Z均屬于短周期元素
C. X、Y、Z三種元素組成的物質至少有三種 D. Y屬于第VA族元素
5. 元素X和Y在元素周期表中處于相鄰周期,兩種元素原子的質子數之和為21,Y元素原子的核外電子數比X元素原子的核外電子數多5。則下列敘述不正確的是( )
A. X和Y兩元素形成的化合物在熔融狀態下電解可以得到兩元素的單質
B. Y元素的單質不能和金屬氧化物反應
C. X和Y能構成一種陰離子,這種陰離子與過量H+反應可以轉變為Y元素的陽離子
D. X元素的一種單質能有效地吸收紫外線
6. A、B、C、D四種短周期元素,原子序數按A、D、B、C依次增大,A元素原子最外層電子數是次外層電子數的2倍,B元素原子的次外層電子數是最外電子數的2倍,C元素原子的最外層電子數是內層電子總數的一半,D元素原子K、M兩電子層上電子數之和為其L電子層上電子數的一半,則下列說法中正確的是( )
A. A元素的最高價氧化物和氣態氫化物都是含極性鍵的非極性分子
B. B元素在自然界的含量最多
C. C元素的最高價氧化物對應的水化物不止一種
D. D元素的單質可在A元素的最高價氧化物中燃燒
7. A、B、C、D為原子序數依次增大的同周期的短周期元素。已知A、C、D三種原子的最外層共有11個電子,且這三種元素的最高價氧化物的水化物之間兩兩皆能反應,均生成鹽和水。下列判斷正確的是( )
A. A、C、D三種元素的最高價氧化物對應的水化物有兩種是強堿、一種是強酸,或兩種是強酸、一種是強堿
B. A、C、D三種元素有兩種是金屬、一種是非金屬
C. D元素在第三周期第ⅥA族
D. A、B、C三種元素的單質熔、沸點依次降低
8. A、B、C、D四種短周期元素,其原子序數依次增大。A原子為半徑最小的原子,C原子最外層電子數與A、B原子最外層電子數之和相等,D原子和B原子最外層電子數的和為C原子最外層電子數的2倍,D原子的最外層電子數為電子層數的3倍,試回答下列問題:
(1)書寫CA4+的化學式 ;
(2)A、B、C、D可組成原子個數之比為4∶1∶1∶2的鹽,結構簡式是 。
9. X、Y、Z、W均為短周期元素組成的單質或化合物。在一定條件下有如下轉化關系:X+YZ+W。
(1)若構成X的陰、陽離子個數比為12,且構成X的陰、陽離子中分別含有18個和10個電子,構成Z的陰、陽離子中均含有10個電子。則該反應的化學方程式為 ;
(2)若X、Y、Z、W四種物質均為分子,且X分子中含18個電子,Y、Z分子中均含有10個電子,單質W分子中含有16個電子,該反應的化學方程式為 ;
(3)若X、W均為單質,Y、Z均為氧化物且Y、Z中氧的質量分數分別為50%和40%。則該反應的化學方程式為 。
10. A、B、C、D、E五種短周期元素,它們的原子序數依次增大,其中A與D及C與E分別是同主族元素,B與C為相鄰元素;C、E兩元素原子核內質子數之和是A、D兩元素原子核內質子數之和的2倍。
(1)A、C兩元素可形成化合物甲,其分子由四原子核構成,此分子的電子式為 ,已知甲為二元弱酸,寫出甲在水中的電離方程式 ;
(2)由A、C、E三種元素形成的六原子核化合物乙的水溶液和甲的水溶液反應的化學方程式 ;
篇5
【關鍵詞】自主學習;情景模式;化學課堂
“自主學習”是針對傳統教學的被動學習而提出的主動學習,情感上的投入,動機上的參與,方式上多樣,更重視學習上的學生的主體,作為主角參與,參與的方式和程度,根據教學理念.無論是老師還是學生,都要從根本上改變觀念,特別實施老師,不能在用保姆似的風格,居高鄰下的傳授,要注重授之漁于.
“自主學習”的教學模式,如何讓學生自主,是擺在我們老師面前的一個難題,一課堂45分鐘,一般都是教師把握,把自己原本準備好的內容一點一滴的灌輸到學生頭腦中,這樣的教育學生是被動的,失去了主動性,也很少有積極性,那么如何讓學生真正成為課堂的主人呢?
全日制義務教育《化學課程標準》指出,化學課程的目標:知識目標、能力目標和態度情感價值觀目標,最終實現學生的全面發展。隨著中學化學教學改革的不斷深入,新的化學課程倡導從學生和社會的需要出發,發揮自身的優勢,將科學探究作為改革的突破口;從而,對教師的教學和學生的學習能力提出了新的要求,尤其在對新情境、新問題的探究能力方面有了更高的要求.
[情景1] 一堂普通的復習課;《物質結構、元素周期律》復習及習題講評
下午,第一節課,老師將物質結構、元素周期律知識點系統歸納整理了一遍,讓學生對這一塊知識有個系統的認識,加深記憶。之后針對知識點將之前學生做好的習題簡單講解,正好是所講知識點的綜合應用。在這堂課中,老師花了不少心思整理,但學生卻不能每個知識點都很清楚,課堂效率很低。反思后,下個班不能再用這樣的模式,于是及時改變策略,大膽放手,發揮自主學習。
[場景2] 學生自己講的復習課;《物質結構、元素周期律》復習及習題講評
同一天下午,第二節課,這堂課我們要對物質結構、元素周期律這一章做個系統的復習,但這堂課我要同學們自己來講,我們就以習題為載體,請同學們自己講解歸納,采取隨機點名的方式。講完后,全班同學都有了精神,連之前有些趴在桌上的同學也抬起了頭,一是怕會叫到自己,另一方面,其實每個學生都也有表演的欲望,這能給他們展示的舞臺。
教材里的很多實驗都設計成探究的模式,通過探究能讓學生借助教材或實驗情境,以自己獨特的方式認識事物、理解知識內涵。學生中常常會有這樣的情形,遇到一個問題,學生總會在座位上躍躍欲試,可是一旦被老師起來提問,就語無倫次了,還有很多人云亦云,一看場面情形,以為學生都懂了,事實上還有一大部分是糊里糊涂的。這一方面說明學生的表達能力很欠缺,而要提高,在課堂上給以充分表達和展示的機會,是非常必要的,另一方面,我們都會有這樣的經驗,很多問題當自己處于似懂非懂的階段,當給其機會,自己親口分析講解之后就會變得思路清晰,原本未搞懂的也能搞懂了。所以應該多給學生自己講的機會。
我們大家都知道在哲學方面,元素周期律揭示了元素原子核電荷數遞增引起元素性質發生周期性變化的事實,從自然科學上有力地論證了事物變化的量變引起質變的規律性。元素周期表是周期律的具體表現形式,它把元素納入一個系統內,反映了元素間的內在聯系,打破了曾經認為元素是互相孤立的形而上學觀點。通過元素周期律和周期表的學習,可以加深對物質世界對立統一規律的認識。要學生掌握元素周期律就要結合元素周期表,掌握元素變化的周期性和規律性。因此,教師所要的的一部分知識點先由學生自己歸納總結出來,學生接受的效果也好多了。
例如:依據元素周期律及元素周期表知識,下列推斷正確的是
A. 酸性:H2SiO3>H2CO3
B. 熱穩定性:H2Se>H2S>H2O
C. 堿性:CsOH〉Ca(OH)2
D. 若離子半徑:R2―>M+,則原子序數:R〉M
教師應該先把元素周期律中包括:原子半徑、元素化合價、單質的熔點、元素的金屬性與非金屬性、 最高價氧化物和水化物的酸堿性、非金屬氣態氫化物、單質的氧化性、還原性、 推斷元素位置的規律、由原子序數確定元素位置的規律、“三角形”規律 、“對角線”規律、 相似規律 、兩性規律等總結出來再由學生自己解析是因為粒子半徑比較,一般先判斷電子層,電子層多,半徑大;當具有相同電子層的時候,一般核電荷數越大,半徑反而越小。氣態氫化物穩定性上,看元素非金屬性的強弱,非金屬性越強,氣態氫化物越穩定。最高價氧化物所對應的水化物的酸性比較與氫化物比較相同。堿性強弱則看金屬性,金屬性越強,所對應的堿堿性越強。所以教師在教學過程中不僅僅是單純的授課者,而且是教學中的主導者,是學生發現問題解決問題的引導者,對學生在數學的學習中的成長極為關鍵。
教師常常花了很多心思給學生系統的知識點歸納和整理,但學生的接受效果卻很不好,因為這里學生是在被動接受知識,又是習題課,很多學生自認為自己已經掌握又不愿意聽,再加上,更促使整堂課氣氛萎靡,效果自然很差。當給了學生充分的自,讓學生自己講,整堂課上下來,氣氛非常活躍,學生的思維也很活躍,原本枯燥的習題課也變得生動有趣了很多。從這也引發了我的一些思考。
篇6
關鍵詞:教育主體間性理論;化學教學;有效實施
文章編號:1008-0546(2012)04-0017-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.04.007
新課程改革以來,我們比以往任何時候都更注重學生能力的發展和個性化發展,讓學生成為課堂的真正主人,充分發揮學生的主體性。與此同時,新課程標準又強調:為化學教師創造性地進行教學和研究提供更多的機會,在課程改革的實踐中引導教師不斷反思,促進教師的專業發展[1]。然而,如何協調好教師與學生主體之間的關系,在化學課堂教學中給予教師與學生恰當的定位?如何最大程度地發揮教師的創造性和主動性?教材在教學過程中又扮演怎樣的角色?為解決以上問題,我們引入教育主體間性理論,結合人教版化學2模塊中《物質結構 元素周期表》一節教學設計,例析了教育主體間性理論在化學課堂教學中的實現過程。
一、教育主體間性理論及其引入化學教學中的意義
主體性是指個人把自己以外的一切客體化、對象化,通過對客體和對象的認識、征服、掠奪,達到占有的目的,進而確認自己的價值,實現自我的“自由”[2]。主體性在促進社會發展的同時也導致了交往過程中主客體的對立分離,以至于出現個人的自我中心化,缺乏寬容、平等、關愛以及合作的意識。為了解決以上問題,20世紀德國哲學家胡塞爾(Hussel)提出主體間性(intersubjectivity)概念。胡塞爾認為主體間性是主體間的互識與共識,即交往過程中多個主體之間互相理解、互相認識與對同一事物達成相同理解,使主體之間的交往擺脫“自我論”與“為我論”,通過移情與同感實現“自我”與“他我”的溝通。
教育主體間性理論是在主體間性理論的基礎上,將教育理解為交往對話行為,從交往對話的角度重新審視教育中的師生關系。在民主、平等、和諧的氛圍中,教師(主體)與學生(主體)以教育資源(中介化客體)為中介(圖1),相互尊重、相互理解、相互溝通、相互交流對話,為教育過程中師生之間主體關系難以界定提供了解決方法――教育主體間性理論認為,教師與學生均為教學活動的主體,這樣的理解方式有利于維持學生的學習積極性,同時也提高了教師的主動性,為教師在教學過程中創造性的發揮提供了適宜的土壤。
化學教學中引入教育主體間性理論是有著十分重要的指導意義的:對于學生來說,我們強調學生的主體性作用,把課堂交給學生,多給予學生進行自主探究的機會,多給予學生自己解決問題的機會,讓學生自主學習化學反應的原理、合作學習化學實驗的操作技能,在化學學習的過程中培養學生的探究精神和科學思維方法;對于教師來說,如何組織課堂教學以最大程度地提高學生的主動探究興趣,培養學生的主動探究能力,如何迅速成長成為一名專家型教師等問題又對教師的主體性提出要求;此外,在整個教學活動中,教育資源作為一個被“交往主體”認識的對象,它已經己經不是一種純粹的客體,因為它肩負著溝通教學活動中另外兩個基本要素(教師和學生)的重要使命。
二、教育主體間性理論在化學教學過程中的應用――以《物質結構 元素周期律》教學設計為例
在《物質結構 元素周期律》一章教學設計中,教育主體間性主要體現在教材重組、學案導學和實驗探究三個方面。
1.教材重組,體現教育主體間性
在本章教學過程中,化學教師以教材為中介,從學生的學習需要出發,對學生的學習能力和有效接受方式進行考慮,對教材進行了重組。教師和學生通過教材這一中介化客體的作用,進行了有效的對話。
人教版化學必修2《物質結構 元素周期律》一章,教材由淺入深、由易至難,知識的邏輯性順序非常強。但是筆者認為,如果將本章內容進行如下重新的組合,可以更好地增強本節內容的系統性,也更符合學生的認知順序:
化學2專題1元素周期表第一部分闡述了有關原子序數和核外電子、質子數、核電荷數的關系,第三部分闡述了核素的概念,而專題2元素周期表律第一部分又介紹了原子核外電子的排布方面的知識。因為原子序數決定了該元素在元素周期表中的位置,決定了其所在周期,元素的核外電子數(質子數)決定了其在元素周期表中的所在主族。所以筆者認為上述三點可以作為一個專題來學習。而專題1中第二部分有關堿金屬元素、鹵族元素的結構和性質則可以作為實例來加強學生對周期、主族概念的理解。專題1元素周期表第二部分向我們呈現了堿金屬元素、鹵族元素兩個知識點,我們可以得出同主族元素的性質遞變規律;而專題2元素周期律通過比較Na、Mg、Al性質和比較Si、P、S、Cl性質,向我們介紹了同周期元素性質的遞變規律。所以筆者在教學設計中,將上述二者放在一起講解(見圖2)。最后,結合元素周期表師生共同總結出元素周期律,并為后面的專題3化學鍵的學習做好知識準備。
2.學案導學,體現教育主體間性
“學案”是教師在備課準備教案的同時,根據本節課教學內容的特點、教學目的、學生的認知水平和化學認知規律,設計編寫供教學之用的導學材料。[3]在學案導學教學模式中,學案是化學教師的思想和智慧的體現,也是一堂化學課進行的主線。所以從這個層面上來看,教師則起到了主體的作用;而學案的設計的依據是學生的實際學情,同時學案導學法重在學生的自學能力的培養,所以,學生又必定是主體;學案在此處則起到中介化客體的作用,學案將教師、學生二主體緊密地聯系在了一起,體現了教育主體間性理論。
學案案例(部分):
元素周期律學案
一、課前準備――問題引導復習預習
復習化學必修1《第三章 金屬及其化合物》、《第四章 非金屬及其化合物》,預習化學必修2《第二章 第二節 元素周期律》并回答以下問題:
1.鈉、鎂、鋁在元素周期表中的位置?核外電子排布情況如何?
2.鈉、鎂、鋁與氧氣反應各生成什么物質?與水反應各生成什么物質?化學方程式怎樣寫?
3.以上三種金屬與水和氧氣的反應難易程度?與金屬的化合價之間是否有規律可循?
4.三種金屬的氧化物對應的水化物的酸堿性大小如何?有何規律?
5.硅、硫、氯在元素周期表中的位置?核外電子排布情況如何?
6.硅、硫、氯與金屬反應的難易程度?生成物各是什么?(以Fe為例)
7.三種非金屬元素最高價氧化物對應的水化物的酸堿性如何?有何規律?
二、教學過程――探究引導知識學習
1.參閱元素周期表,完成課本有關堿金屬元素結構的表格(P5),根據自己所得出的結構,猜測該族元素性質的遞變規律。并且設計探究實驗驗證你的猜測(以鉀、鈉為例)。同時,閱讀堿金屬元素的主要物理性質(P7),初步得出堿金屬元素的性質遞變規律。
2.根據鹵族元素原子結構,猜測氟、氯、溴、碘化學性質的相似性、遞變性,如何設計實驗進行驗證?寫出自己所得到的結論。初步得出鹵素元素的性質遞變規律。
3.同周期元素之間的性質又有怎樣的相似性和遞變性?以第三周期元素鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯元素為例,試設計實驗或者找到化學方程式證明你的觀點。
4.觀看多媒體投影,看看自己所得到的堿金屬元素、鹵族元素的性質規律,以及第三周期元素的性質規律與正確答案是否一致。如果不一致,請解釋為什么。
5.根據以上結論,歸納出元素周期律。
三、實驗探究,體現教育主體間性
在探究實驗中,教師和學生各扮演什么樣的角色?曾經,化學教師在實驗教學中起到主要作用――教師為學生設計好實驗方案,為學生準備好實驗藥品,甚至在實驗過程中遇到和“標準答案”不一致的的結論時,教師也只是搪塞過去,或者引導學生向著自己期望的方向做下去。很明顯,學生在此時所起到的作用只是將課本上的實驗簡單的驗證一遍,而沒有經過自己真正的思考,所以很大的抑制了學生能力的發展。但是如果在實驗過程中,只承認學生是主體,這樣學生在實驗過程中又避免不了盲目性,危險性。所以我們只有引入教育的主體間性理論才能給予教師和學生準確的定位,給予教師與學生之間的關系合理的解釋:教師與學生均是探究實驗過程中的主體,一方面教師要發揮自己的主體性,適時適度地組織、引導學生進行探究活動,另一方面又要避免越俎代庖,將實驗的主動權、操作權交予學生,為他們留有足夠的空間,讓其發揮想象力和創造力。所以說,通過實驗探究,也很好地體現了教育主體間性理論。
探究實驗:比較鈉、鎂、鋁的性質,嘗試得出同周期元素元素周期律
問題提出:如何設計實驗比較鈉、鎂、鋁的性質?
問題提出后,學生經過思考,提出以下幾種方案:
方案甲:通過鈉、鎂、鋁與水的反應來驗證,比較反應劇烈程度;
方案乙:通過鈉、鎂、鋁與鹽酸反應來驗證,比較反應劇烈程度;
方案丙:通過鈉、鎂、鋁與氧氣反應來驗證,比較何者更容易發生;
方案丁:通過單質之間的置換反應來判斷鈉、鎂、鋁的性質;
……
教師組織同學將各組實驗方案進行討論,并且分析其可行性,如果可行,則可以在下次的課上去實驗室進行驗證。在實驗過程中要提醒學生應該注意的地方,比如方案乙,鈉與酸反應的現象十分劇烈,所以建議學生不要去做該實驗,如果一定要做,要注意酸的濃度應該要小,投入的鈉塊要小等問題。
對于方案丁,某組學生設計的實驗方案如下:
將綠豆大小的鈉塊分別投入到MgCl2溶液,AlCl3溶液中,觀察是否有沉淀生成。如果有沉淀生成,則證明了鈉單質的還原性比鎂單質、鋁單質要強。
對于以上實驗方案,教師沒有當時就提出實驗設計中的錯誤,而是讓學生自己走進實驗室進行驗證,結果學生在實驗后得到了白色沉淀,將白色沉淀洗滌后,取出一部分加入鹽酸,沉淀溶解卻沒有氣泡產生!學生驚訝之余,努力尋找實驗錯誤的地方。最后,某學生突然恍然大悟,認為鈉先與水反應,然后生成了NaOH,NaOH再與MgCl2、AlCl3反應,所以生成了Mg(OH)2,Al(OH)3白色沉淀。如何改進實驗呢?學生又提出很多設想,結果認為鎂和鋁的性質通過置換反應就可以比較強弱,但是鈉卻不可以。所以適宜與前面幾種方案結合進行元素周期律的驗證。
以上為三種凸顯教育主體間性理論的案例,而在我們教師實際中還有很多,筆者設計以上案例,希望能起到拋磚引玉的作用。
三、教育主體間性理論應用于中學化學教學的思考
在新課程理論背景下,教育主體間性理論應該得到應有的重視。它不僅有利于促進學生自學能力提高、教師專業化水平發展,同時也有利于平等民主和諧的教學情境創設,體現新課改精神。所以說,教育主體間性理論的引入,對新課程背景下化學教學的有效開展提供了理論支持。
參考文獻
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[2] 馮建軍.主體間性與教育交往[J]. 高等教育研究,2001,(6):27~31
篇7
一、與日常生活知識類比,化解思維障礙
案例1:化學平衡與水池
在平時教學中,我們感覺“化學平衡”抽象難懂,為突破難點,筆者將“化學平衡”與生活中的“水池”作了如下類比:(1)化學平衡:當一個可逆反應中同一種物質消耗的速率和生成的速率相等時,體系中各物質的濃度和百分含量保持不變,但正逆反應仍在進行(即達到平衡狀態),如果正逆反應速率不等,各物質的百分含量將發生改變(平衡被破壞).(2)水池:假設一個水池有進水和出水兩個管道,當進水和出水的流量相等時,水位保持不變,但水池中的水是流動的(即達到平衡狀態),如果進水和出水的流量不等,水位將發生改變(平衡被破壞).
中學生的思維方式以形象思維為主,抽象思維相對滯后.通過與學生生活中看得見,摸得著的事例作類比,既能激發學生學習興趣,又能消除知識障礙.
二、與其它學科知識類比,借鑒思維方法
案例2:元素周期律與哲學
按照元素周期律的現代解釋,元素的性質隨元素核電荷數的遞增呈現周期性的變化.同周期從左到右,元素從活潑金屬開始,逐漸演變為活潑的非金屬,最后惰性元素結束,循環反復.同主族從上到下,元素的金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱,元素結構和性質既發生周期性變化,同時又波浪式、螺旋式向前發展.為理解元素周期律的本質,筆者引導學生運用哲學中“量質互變規律”去類比、理解,即物質的量變積累到一定限度,就會引起質變,沒有量變就沒有質變.物質在新質的基礎上又開始新的量變,如此循環往復,不斷向前,所以,化學被人們稱為是研究物質由于量的構成變化而發生質變的科學.從哲學高度去理解“元素周期律”,學生理解將更加深刻.
在平時教學中,如果善于利用其它學科知識進行類比,既能借鑒其它學科的思維方法,又能拓寬學生思維的深度和廣度,鍛煉學生優秀的思維品質.
三、與學生已有知識類比,開發思維最近發展區
案例3:二氧化硫與二氧化碳
學生在初中已學過CO2,對其性質比較熟悉,SO2與CO2同為酸性氧化物,所以能和堿發生相似的化學反應.
CO2+2NaOHNa2CO3+H2O;
SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O;
SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2O
CO2+2NH3?H2O(NH4)2CO3+H2O;
SO2+2NH3?H2O(NH4)2SO3+H2O
新舊知識往往具有某種內在的聯系,如果學生能辨認各種知識的相似性,分析、概括出它們的共同本質,學生就能根據已有知識,自主探究未知領域,掌握探究世界的方法.
四、與科學原理類比,建立思維模型
案例4:物質的量與“曹沖稱象”
化學上為什么要引入物質的量這個物理量,如何理解1摩爾微粒的計量標準.筆者借鑒了“曹沖稱象”的原理與思想.“曹沖稱象”的的方法是:先把大象牽上船,在船幫上劃一道記號,再把大象換成石塊,稱出石塊的重量,加起來總和就是大象的重量.大象太重,在當時無法稱量,所以曹沖采用了化整為零的原理,運用了轉化與等量代換的思想(把大象的重量轉化為石頭的重量).
而微觀粒子質量太小、數量太大,以個數計量研究起來很不方便,所以化學家引入物質的量這個物理量,把可稱量的宏觀物體與一定數目的微觀粒子聯系起來,把0.012 kg C-12中所含的原子數稱作1摩爾,采用了積少成多、聚沙成塔的原理(與化整為零相反).
五、防止類比機械化
案例5:根據類比得出的錯誤反應
Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO(正確);
Ca(ClO)2+SO2+H2OCaSO3+2HClO(錯誤)
Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O(正確);
Fe(OH)3+3HIFeI3+3H2O(錯誤)
Fe(OH)2+2HClFeCl2+2H2O(正確);
Fe(OH)2+3HNO3Fe(NO3)2+2H2O(錯誤)
篇8
一、選擇題
1、1869年,俄國化學家門捷列夫制作出了第一張元素周期表,揭示了化學元素間的內在聯系,成為化學發展的重要里程碑之一。下列有關我們常用的元素周期表的說法正確的是( )
A.元素周期表有七個橫行,也是七個周期
B.元素周期表有18個縱行,即有18個族
C.短周期是指第一、二、三、四周期
D.ⅠA族的元素全部是金屬元素
2、NA代表阿伏加德羅常數,下列說法正確的是( )
A.0.5 mol Al與足量鹽酸反應轉移電子數為1NA
B.標準狀況下,11.2 L SO3所含的分子數為0.5NA
C. 0.1 mol CH4所含的電子數為1NA
D.46 g NO2和N2O4的混合物含有的分子數為1NA
3、發展“綠色食品”是提高人類生存質量、維護健康水平的重要措施,綠色食品指的是( )
A.富含葉綠素的食品 B.綠色的新鮮蔬菜
C.安全、無污染、無公害的營養食品 D.經濟附加值高的營養食品
4、下列反應的離子方程式書寫正確的是( )
A.氯化鋁溶液中加入過量氨水:Al3++4NH3•H2O+4+2H2O
B.澄清石灰水與少量蘇打溶液混合:Ca2++OH-+CaCO3 +H2O
C.碳酸鈣溶于醋酸:CaCO3+2H+Ca2++CO2+H2O
D.氯化亞鐵溶液中通入氯氣:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
6、元素周期表和元素周期律是學習化學的重要工具,可以幫助我們推測元素及其化合物的結構和性質。某元素的原子序數為7,下列有關該元素的推斷不正確的是( )
A.它處于元素周期表中第二周期ⅤA族
B.它的正價為+5,負價為-3
C.它的價氧化物對應水化物是一種強酸
D.它的非金屬性比磷弱
7、某一反應物的濃度是1.0 mol•L-1,經過10 s后,它的濃度變成了0.2 mol•L-1,在這10 s內,它的反應速率為( )
A.0.08 B.0.08 mol•(L•s)-1 C.0.04 D.0.04 mol•(L•s)-1
12、下列實驗方案不能達到預期目的的是( )
A.用鈉、鎂分別與水反應,可證明鈉、鎂的金屬性強弱
B.用氯化鎂、氯化鋁分別與過量濃氨水反應,可證明鎂、鋁的金屬性強弱
C.用鐵、石墨與硫酸銅溶液組成原電池,可證明鐵、銅的金屬性強弱
D.把氯氣通入到硫化鈉的水溶液中,看到淡黃色沉淀,可證明氯氣、硫的非金屬性強弱
13、下列物質中,屬于含有共價鍵的離子化合物的是( )
A.MgCl2 B.Br2 C.KOH D.H2S
14、在海水的綜合利用中,海水提溴工業是一個重要組成部分,其中一種提溴的工藝是在預先濃縮并酸化的海水中,通入足量氯氣,然后使生成的溴與吸收劑SO2反應轉化為氫溴酸以達到富集溴元素的目的。在有關上述工藝流程的以下化學用語中,錯誤的是( )
A.用電子式表示氫溴酸的形成過程為:
B.海水中Br-的電子式為:
C.海水中通入氯氣時發生反應的離子方程式為:2Br-+Cl2Br2+2Cl-
16、海水中含有的氯化鎂是鎂的重要來源之一。從海水中制取鎂有多種生產方法,可按如下步驟進行:
①把貝殼制成石灰乳 ②在引入的海水中加石灰乳,沉降、過濾、洗滌沉淀物 ③將沉淀物與鹽酸反應,結晶、過濾、干燥產物 ④將得到的產物熔融后電解
關于從海水中提取鎂的下列說法不正確的是( )
A.此法的優點之一是原料來源豐富
B.進行①②③步驟的目的是從海水中提取氯化鎂
C.第④步電解制鎂是由于鎂是很活潑的金屬
D.以上制取鎂的過程中涉及的反應有分解反應、化合反應和置換反應
二、填空題
1、物質結構和元素周期律是化學的重要理論知識,通過學習這部分知識,可以對所學元素化合物等知識從理論角度進一步加深理解。有A、B、C、D四種短周期元素,它們的原子序數由A到D依次增大,已知A和B原子有相同的電子層數,且A的L層電子數是K層電子數的兩倍, C燃燒時呈現黃色火焰, C的單質在高溫下與B的單質充分反應,可以得到與D單質顏色相同的淡黃色固態化合物,試根據以上敘述完成下列問題:
(1)元素名稱:A_________,B__________,C__________,D___________。
(2)寫出B元素在周期表中的位置,第_______________周期,第_______________族。
(3)AB2的電子式為_______________;C單質在高溫下與B單質充分反應所得化合物的電子式為_______________。
(4)用電子式表示化合物C2D的形成過程__________________________________________。
(5)一般情況下,B元素與氫元素形成的化合物是以_______________鍵(填極性或非極性)結合的_______________化合物。
參考答案:
1周期表中有18個縱行,但只有16個族,故B項錯。短周期是指第一、二、三周期,故C項錯。ⅠA族元素中的氫元素是非金屬,故D項錯。
答案:A
主要考察知識點:元素周期律與元素周期表—同周期、同主族元素的性質遞變規律
2.1 mol的Al與鹽酸完全反應轉移3 mol的電子,0.5 mol轉移的電子數應為1.5 mol,A選項不正確;標準狀況下SO3為固體,B項不正確;由于存在2NO2N2O4,故46 g混合物的分子數小于1 mol。
答案:C
主要考察知識點:物質的量
3綠色食品指的是安全、無污染、無公害的營養食品。
答案:C
主要考察知識點:化學與社會發展—化學史、與生活的聯系等
4 Al(OH)3不溶于氨水,故A選項不正確;B項中Ca2+與OH-不符合分子式中的離子個數比,C項中CH3COOH是弱酸,應用分子式表示。故B、C項不正確。
答案:D
主要考察知識點:離子反應
6原子序數為7的元素,是氮元素,其原子電子層數為2,最外層有5個電子。故A、B、C項正確。氮和磷在同一主族,隨原子序數遞增,非金屬性逐漸減弱,故D項說法是不正確的。
答案:D
主要考察知識點:元素周期律與元素周期表—同周期、同主族元素的性質遞變規律
7反應速率通常用單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示。據此首先排除A、C選項。然后進行計算,得知答案為B項。
答案:B
主要考察知識點:化學反應速率—概念、影響和計算
12比較金屬性的強弱,可以通過金屬與水或酸反應,可以通過金屬間的置換反應,也可以通過發生原電池反應等途徑來進行;比較非金屬性強弱可以通過非金屬間的置換反應來進行。B選項的操作不能達到預期目的,二者都能生成白色沉淀而不溶于過量氨水。
答案:B
主要考察知識點:化學實驗方案的設計及要求—性質、制備和檢驗
13 A項MgCl2是離子化合物,但其中不含共價鍵。B項中Br2只含共價鍵,且是單質。D項中H2S只含共價鍵,是共價化合物。C項中KOH是離子化合物,其中O原子與H原子之間以共價鍵結合,符合題意。
答案:C
主要考察知識點:化學鍵
14 :氫溴酸HBr是共價化合物,H原子與Br原子成鍵時形成共價鍵,無電子得失,不形成陰陽離子,故A項錯。其余均正確。
答案:A
主要考察知識點:化學用語
16把貝殼制成石灰乳涉及兩步反應,首先貝殼高溫分解制成氧化鈣,然后氧化鈣與水結合制成石灰乳;在引入的海水中加石灰乳后,石灰乳的主要成分氫氧化鈣與海水中的鎂離子結合生成氫氧化鎂沉淀;氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂;電解熔融的氯化鎂得到金屬鎂。分析上述轉化過程,可知反應中沒有涉及置換反應。
答案:D
主要考察知識點:鎂和鋁
二.1根據物質的特征性質和元素的原子結構進行判斷。由于A的L層電子數是K層電子數的兩倍,故A為碳元素;C焰色反應為黃色,故為Na;B與A電子層數相同,且與A反應生成淡黃色固態化合物,故B為O,D為S。
篇9
關鍵詞:高考理綜 元素周期表 無機推斷 細節 適當猜測
近年來,元素周期律與無機推斷的難度又呈大幅上升趨勢,這讓不少師生都重新重視這一部分。但是得分率卻并不高,其中的原因,很值得我們探究。
一、無機推斷的細節
高考在某種意義上來講,是一種注重細節的考試。有人說:“細節決定成敗,態度決定高度。”在推斷題中,首先,我認為無機推斷中最重要的就是細節,下面以一道例題說明。
例題:有A、B、C、D、E、F六種元素,原子序數依次增大。A的原子只有一個核外電子;B和A形成的化合物可以形成原子個數比為1U1、2U1的兩種;C與B同周期,且不是零族元素;D是廚房調料中最常見的一種金屬元素;E是D同周期原子半徑最小的一種元素;F是一種常見的Ⅷ族金屬元素,試求:
1.寫出六種元素的名稱A________B______ C_______D________E________F________。
2.寫出A與B形成的一種既含有極性共價鍵又含有非極性共價鍵的化合物________。
3.A與B元素2U1形成的化合物熔沸點高于同周期其他元素與A元素形成的化合物的原因是_________________________。
4.C的單質具有很強的__________性,所以很易________________電子;C與B單質反應,_______(填元素名稱)顯負價。
5.D的單質以_______________鍵結合存在,顏色_____________,具有___________光澤;電解D與E形成的化合物的水溶液時,陰陽兩極產生的氣體體積比為__________,加入酚酞,____________極區顯紅色。
6.E與A和一種非金屬元素G形成的既有非極性共價鍵又有離子鍵的化合物H的名稱是__________,尿素中G的含量是______________,所以,H與尿素________肥力好。
7.F在工業生活中應用廣泛,制作Zn與F的原電池時,______作負極(填元素符號),而保護F的制品是,可行的方法是___________(多選)。
A.用Cu與F相連,保護F
B.把F放在接上直流電的負極形成電解池
C.把F泡入水中,并通入新鮮空氣
D.在F表面鍍Zn
分析:本題是一道十分普通的無機推斷題,可以說對于久經沙場的同學們來說沒有任何難度。但是,對于中等學生,尤其是不細心的學生來說仍有很多易失分的地方。比如,第一問,問元素名稱。這一類題在近幾年出現頻率很高,很多考生因為推出結果,往往是長舒一口氣,寫上元素符號不檢查,導致大量失分;第二問考查學生對化學鍵的理解。近年來,元素周期律與無機推斷往往和化學鍵、晶體結構、方程式計算、環境保護、工業等方面聯合設題,是這類題型的一大趨勢;第三問很多考生會按照日常做作業的方式填寫“氫鍵”,結果一定是不得分的。氫鍵在考試中一定要填寫清楚是分子間氫鍵還是分子內氫鍵,因為這種結果往往是不同的;第四問考查氧化還原反應的基本常識,最后一空考查二氟化氧,是考生的積累,因為考生很容易因為順口寫成“二氧化氟”;第五問考查金屬晶體,考生往往因為重要性而記住分子晶體、原子晶體,而金屬的結合方式容易被遺忘,對電解的考查,考生往往會把氯化鈉溶液與熔融混淆,這是一個非常易錯的點,考生需要加強記憶,老師也需要多強調。而氫氧根的移動方向也是高考中經久不衰的考點;第四問中,考查了簡單的化學計算,如果考生記得尿素的N含量為47.7%大于氯化銨,就不必寫出尿素的化學式,而考生如果不記得含量也不會寫尿素,自然會失分;最后一問考查了原電池和電解池的知識,該項知識往往會有題目來考查,所以出現在無機推斷中的往往很簡單,考生只需要細心,寫清陽極與正極、陰極與負極,牢記規律、放電順序,即可得分。
這一道綜合性的簡單題,發現很多失分點。所以,一定要抓住細節問題,確保會做的題不失分。
二、適當運用猜測法
許多老師并不提倡學生“猜答案”,因為這不是學習的目的和意義。但是許多時候,我們合理運用猜測法可以減少許多不必要的精力耗費。就比如數學里面的“分析法”,都說“由因導果順藤摸瓜,執果索因逆序破案”是一種得心應手的方法。而猜測法就如“逆序破案”的分析法。筆者在多年的教學實踐中,多次指導學生合理運用猜測法,收到了意想不到的好效果,下面仍然以一道例題來說明。
例題:有A、B、C、D、E、F六種元素,原子序數依次增大。A是ⅠA族元素;B和A形成的化合物是正四面體分子,常用作萃取劑;C與B同周期,是航天工程與生物工程中應用廣泛的一種元素,最高價氧化物對應的水化物是一種酸;D是半導體工業的重要元素,是無機非金屬材料的先驅,其氧化物是現代通信的重要工具,我國著名河流黃河中該物質含量豐富;E是D同周期的一種元素,其組成的一種化合物被稱為“細胞能量的通貨”;F是一種鐵合金中常見的金屬元素,常在自行車架中使用,試求:
1.寫出六種元素的元素符號A________ B______ C_______D________E________F________。
2.寫出A與B形成五原子分子的結構式_______________。
3.C與A形成的一種六原子分子的結構式為______________,該物質的燃燒熱為QKJ/mol,寫出熱化學方程式_____________。
4.D的單質以_______________鍵結合存在,氧化物為_________晶體,1mol氧化物中含有的共價鍵數為____________________。
5.E與A和一種非金屬元素G形成的化合物是__________,該物質__________(有/沒有)刺激性氣味。
5.生活中應用廣泛,制作Zn與F的干池時,負極反應式為_________________,F原子電子排布為____________。
分析:本題與上一道例題差不多,但是題目信息量明顯增大。A有很多可能性,但是一般來說原子序數逐漸增大的,A大概是氫。仔細分析,只能是氫,但是考試中往往沒有大量時間,所以,我們可以猜測是氫;B由此可以猜出或許是碳,也不是很確定,但大概也八九不離十;C可以猜出是O或者N,但讀完最后一句可以明確是N,此時也印證了前面的猜測是正確的;D憑著經驗可以猜出是Si,但考生如果不熟練,就要從大量的信息中挑選出自己熟悉的判斷依據來判定;E涉及學科綜合,考生如果不知道,可以先猜測,但在第四小題中可以感覺出自己的猜測是否正確;F元素也不很明確,但是與其挨個猜測合金的成分,不如從題目中來看,考查電子排布,那一定是Mn了,當然,如果知道自行車為錳鋼就更好了。
綜合以上分析,我們可以發現這兩種策略對于高考的優勢。所以,我們倡導學生注意細節、合理猜測,在理科的學習中能夠更靈活、更有效地解題。這樣,才能應對千變萬化的考試,才能培養一種自我解決的創造性的學習思路,才符合培養學生創造力和解決問題能力的宗旨。
參考文獻:
[1]曹金明.中學數學公式集錦.2008.
[2]高考調研.天利出版社,2013.
[3]徐暢.無機推斷與元素周期律的綜合應用.2013.
[4]化學.人民教育出版社,2004.
[5]生物.人民教育出版社,2004.
篇10
一、近朱者赤,近墨者黑
如教學高一元素周期表知識,在學習到有關鋁元素性質時,先分析一下鋁元素在周期表中位置,從橫向看,鋁在鎂(金屬)右面,在硅(非金屬)左面;從縱向看,在硼(非金屬)的下面,在鎵(金屬)的上面。因為元素周期表是元素周期律具體表現形式,而元素周期律的兩大特點就是遞變性、相似性。所以在此時提出“近朱者赤,近墨者黑”,一定會與學生的思想撞擊出火花。鋁在元素周期表中的特殊位置可謂“人在江湖,身不由己”,所以鋁既表現出一定金屬性,又表現出一定的非金屬性。從而活躍課堂氣氛,提高學生學習興趣。此時可告誡學生要向好人學習,不要與壞人接近,否則將有“近墨者黑”的結果。這樣既可加深學生對鋁元素性質的理解,又可對學生怎樣參與社會實踐作出指導。可謂兩全其美。
二、真理與謬誤
列寧說過:真理如果向前發展一步,哪怕是一小步,都將變成謬誤。在元素周期表中除第一周期與第二周期轉變外,其他相相鄰周期轉變時,都是由活潑的非金屬,一下子轉變為相對穩定稀有氣體元素,而稀有氣體只向前“走了一步”就轉變為活潑的金屬元素,從性質上說,從易得電子不易得也不易失電子易失電子,可謂真理如果向前發展一步,哪怕只是一小步,就有可能變成謬誤。由此可使學生了解生活中細心的重要性,同時進一步強調元素性質的周期性變化。
三、一雙筷子與十雙筷子
關于此知識點,教學時要特別指出結構與性質的關系,講到結構,應指明微粒作用力和強度,因為分子晶體中分子之間是微弱的范德華力,就像俗話說的“一雙筷子輕輕被折斷”,所以表現出較低的熔沸點,較低硬度,而離子晶體,原子晶體中微粒間作用力較強,就像俗語說的“十雙筷子牢牢抱成團”,所以表現出較高的熔沸點。順其自然提出,我們這個集體要想抗擊大風大浪,要想取得好成績,應該像分子晶體那樣,還是像離子晶體、原子晶體那樣呢?這樣既在活躍的氣氛中完成了教學任務,又加深了學生對集體主義思想的理解。
四、了解大趨勢,跟上新潮流