高中安全第一課教案
發(fā)表時(shí)間:2020-10-14碳族元素(第一課時(shí))。
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。那么如何寫(xiě)好我們的高中教案呢?經(jīng)過(guò)搜索和整理,小編為大家呈現(xiàn)“碳族元素(第一課時(shí))”,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
教學(xué)重點(diǎn):碳族元素性質(zhì)遞變規(guī)律
教學(xué)過(guò)程:
引入:我們?cè)诔踔幸呀?jīng)介紹了碳及其化合物的一些性質(zhì),請(qǐng)同學(xué)們先回憶一下,互相討論,然后請(qǐng)小組代表說(shuō)明。
提出:我們?cè)诟咧谢瘜W(xué)學(xué)習(xí)了一個(gè)非常重要的理論:元素周期律。它是指導(dǎo)我們學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的工具。“位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)”三者之間有著緊密的聯(lián)系。
展示:碳族元素在周期表中的位置。
閱讀思考:1.碳族元素在原子結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)?2.根據(jù)所學(xué)的元素周期律知識(shí),試推斷碳族元素性質(zhì)變化的一些規(guī)律。
展示圖片:碳、硅、鍺、錫、鉛等元素原子結(jié)構(gòu)特征,要求學(xué)生畫(huà)出它們的原子結(jié)構(gòu)示意圖。
師生歸納:原子結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。
展示:碳族元素單質(zhì)的顏色和狀態(tài)的圖片。
學(xué)生完成碳族元素性質(zhì)遞變的表格,教師講評(píng)訂正。
小結(jié):碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。
思考:1.為什么碳族元素容易形成共價(jià)化合物?2.為什么單質(zhì)熔點(diǎn)的變化是從低→高→低?(其中第二個(gè)問(wèn)題教師可以根據(jù)本班實(shí)際情況決定取舍。)
解釋:事物發(fā)展往往是由量變產(chǎn)生質(zhì)變。其中碳和硅是非金屬,鍺是典型的兩性金屬,而錫和鉛是典型的金屬的事實(shí)充分說(shuō)明了這一點(diǎn)。同時(shí)還告訴我們金屬和非金屬之間沒(méi)有絕對(duì)界限。
提出:根據(jù)元素周期律的知識(shí),Pb的金屬性鉍Sn強(qiáng),而在金屬活動(dòng)順序中,Sn的活動(dòng)性比Pb強(qiáng),這是否矛盾呢?
教師解釋:前者是干態(tài)時(shí)失電子能力。后者是在水溶液里失電子能力,條件不同并不矛盾。
課堂練習(xí):
1.下列關(guān)于碳族元素的敘述中,正確的是()
(A)最外層上有2個(gè)電子(B)主要化合價(jià)均為+2、+4
(C)穩(wěn)定化合價(jià)均為+4(D)不易形成離子化合物
2.下列氣態(tài)氫化物最不穩(wěn)定的是()
(A)PH3(B)H2S(C)HCl(D)SiH4
3.最近科學(xué)家制得一種新的分子,它具有空心的類似足球狀結(jié)構(gòu),化學(xué)式為C60。下列說(shuō)法正確的是()
(A)C60是一種新型的化合物
(B)C60和石墨都是碳的同素異形體
(C)C60中含有離子鍵
(D)C60的式量為720
4.某元素位于元素周期性表的A族,它是良好的半導(dǎo)體材料,其金屬性比非金屬性強(qiáng),所以通常認(rèn)為它是金屬,此元素可能是()
(A)Si(B)Ge(C)Sn(D)Pb
5.下列有關(guān)碳族元素的敘述中,不正確的是()
(A)碳族元素易形成共價(jià)化合物
(B)碳族元素最高價(jià)氧化物均易溶于水
(C)碳族元素中硅和鍺可作半導(dǎo)體材料
(D)碳族元素的非金屬性向金屬性遞變的趨勢(shì)沒(méi)有氮族元素明顯
參考答案:1.D2.D3.B、C4.B5.B、D
知識(shí)小結(jié):小結(jié)全課的重點(diǎn)內(nèi)容
課后作業(yè):練習(xí)題:
按照氧化物的形式可表示為,若將其看做一種鹽可表示為。(1)試根據(jù)化合價(jià)規(guī)則對(duì)用上述兩種形式表示組成,其氧化物形式應(yīng)為_(kāi)_____,其鹽的形式應(yīng)為_(kāi)_____。
(2)已知鉛的+2價(jià)化合物是穩(wěn)定的,則鉛的+4價(jià)化合物應(yīng)具有較強(qiáng)的氧化性。與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成。試寫(xiě)出與濃鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。(zFW152.COM 趣祝福)
分析:這是一道信息遷移題。題中鉛元素的化合價(jià)與鐵元素不同,呈+2價(jià)和+4價(jià),所以氧化物形式寫(xiě)成,鹽的形式寫(xiě)成。,與鹽酸的反應(yīng)可理解為
和。
答案:(1);
(2)
遷移點(diǎn)撥:有一種錳和氧的化合物可以稱為高錳酸錳,其中錳元素呈+2價(jià)和+7價(jià)兩種價(jià)態(tài),則這種化合物的化學(xué)式為_(kāi)_____。
答案:或。
板書(shū)設(shè)計(jì):
一、原子結(jié)構(gòu)
相同點(diǎn):最外層電子數(shù)均為4個(gè)
不同點(diǎn):從C到Pb電子層數(shù)、原子半徑依次增大
二、元素性質(zhì)
共性(相似性):
1.主要化合價(jià)為+4、+2;
2.最高價(jià)氧化物為XO2型;
3.氫化物為XH4型
遞變規(guī)律(從C到Pb):金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。
教案點(diǎn)評(píng):
碳族元素包括碳、硅、鍺、錫、鉛五種元素,其中碳和硅是非金屬元素,在高中化學(xué)中主要研究的是非金屬元素。本節(jié)教學(xué)從原子結(jié)構(gòu)入手,設(shè)置問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生思考,使學(xué)生在元素周期律的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加深對(duì)同主族元素性質(zhì)遞變的理解。
延伸閱讀
碳族元素(第二課時(shí))
教學(xué)重點(diǎn):硅及其二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)
教學(xué)過(guò)程:
引入:本節(jié)主要學(xué)習(xí)硅及二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)。
閱讀:教材硅在自然界的存在形式一段。
講述:硅的分布與存在
展示:硅單質(zhì)的圖片
閱讀:硅的物理性質(zhì)一段
講解:硅的物理性質(zhì)。
展示:晶體硅的圖片。
討論:根據(jù)所學(xué)的碳以及元素周期律的知識(shí),歸納出一些硅的化學(xué)性質(zhì)。
小結(jié):硅的化學(xué)性質(zhì)。常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑,除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外,硅不跟其它物質(zhì)反應(yīng)。加熱條件下,硅能跟一些非金屬反應(yīng)。
簡(jiǎn)介:硅的工業(yè)制法。用碳在高溫下還原二氧化硅的方法制得粗硅。與氯反應(yīng)生成的SiCl4液體通過(guò)精餾,除去其中的硼、砷等雜質(zhì)。然后用氫氣還原。
歸納:硅的用途。硅可用來(lái)制造集成電路、晶體管、硅整流器等半導(dǎo)體器件,還可以制成太陽(yáng)能電池,可制成有良好導(dǎo)磁性、耐酸性的合金。
展示:太陽(yáng)能電池的圖片。
簡(jiǎn)要介紹:二氧化硅的結(jié)構(gòu),播放二氧化硅結(jié)構(gòu)的動(dòng)畫(huà)。
展示:二氧化硅的圖片
小結(jié):二氧化硅的物理性質(zhì)和用途。
對(duì)比:讓學(xué)生根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)推斷二氧化硅的主要化學(xué)性質(zhì)。
歸納:二氧化硅是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,但是它不能與水反應(yīng)。能與氫氟酸、碳酸鈣、碳酸鈉(制玻璃的主要反應(yīng))固體等反應(yīng)。
介紹:硅酸鹽組成的表示方法并練習(xí)用氧化物形式表示高嶺石和鈣長(zhǎng)石。硅酸鹽的種類很多,結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜,通??捎枚趸韬徒饘傺趸锏男问絹?lái)表示其組成。表示方法:金屬元素氧化物寫(xiě)在前面,再寫(xiě)SiO2,最后寫(xiě)H2O;氧化物之間用“·”隔開(kāi)。
課堂練習(xí):
1.下列有關(guān)物質(zhì)的用途(括號(hào)中為用途)錯(cuò)誤的是()
(A)鍺和硅(半導(dǎo)體材料)
(B)二氧化硅(制光導(dǎo)纖維)
(C)水玻璃(用作粘合劑)
(D)原硅酸(用作耐火材料)
2.將過(guò)量的二氧化碳分別通入①氯化鈣溶液②硅酸鈉溶液③次氯酸鈣溶液④飽和碳酸鈉的溶液,最終溶液中有白色沉淀析出的是()
(A)①②③④(B)②④(C)①②③(D)②③④
參考答案:D;B。
(說(shuō)明:教師可以根據(jù)本班具體情況增加硅酸的部分內(nèi)容。指出其酸性比碳酸還弱。)
板書(shū)設(shè)計(jì):
三、硅
1.分布與存在:
存在:沒(méi)有游離態(tài),只有化合態(tài)
分布:自然界中分布廣泛,在地殼中居第二位,僅次于氧。是構(gòu)成礦物和巖石的主要成分。
2.物理性質(zhì)
硅有晶體硅和無(wú)定形硅兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體。硅的結(jié)構(gòu)類似于金剛石,熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都很高,硬度大。導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。
3.化學(xué)性質(zhì)
常溫下,化學(xué)性質(zhì)不活潑,除氟氣、氫氟酸和強(qiáng)堿外,硅不跟其他物質(zhì)(如氧氣、氯氣、
硫酸、硝酸等)起反應(yīng)。在加熱條件下,能跟一些非金屬反應(yīng)。
(不穩(wěn)定)
4.硅的工業(yè)制法
;;。
5.用途
四、二氧化硅
1.物理性質(zhì)和用途
2.化學(xué)性質(zhì);
3.硅酸鹽組成的表示方法
碳族元素
教案課件是老師工作中的一部分,大家在著手準(zhǔn)備教案課件了。將教案課件的工作計(jì)劃制定好,這樣我們接下來(lái)的工作才會(huì)更加好!你們知道適合教案課件的范文有哪些呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的碳族元素,歡迎閱讀,希望您能夠喜歡并分享!
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)技能:掌握碳族元素原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn);能推斷出碳族元素單質(zhì)及化合物性質(zhì)的變化規(guī)律;加深對(duì)典型碳族元素單質(zhì)及其化合物的化學(xué)性質(zhì)的理解。
能力培養(yǎng):比較碳族元素與鹵素、氧族元素、氮族元素性質(zhì)的相似性和遞變性以及對(duì)碳及其化合物化學(xué)性質(zhì)討論,培養(yǎng)學(xué)生抽象概括形成規(guī)律性認(rèn)識(shí)的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力。使學(xué)生掌握非金屬元素單質(zhì)及其化合物性質(zhì)的學(xué)習(xí)方法。
科學(xué)思想:通過(guò)對(duì)弱酸的酸式鹽化學(xué)性質(zhì)的討論,對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育。
科學(xué)品質(zhì):組織討論,激發(fā)學(xué)生求知欲,體驗(yàn)學(xué)習(xí)樂(lè)趣。
科學(xué)方法:觀察、實(shí)驗(yàn)和科學(xué)抽象。
重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。碳及其化合物的化學(xué)性質(zhì)。
難點(diǎn):碳酸的酸式鹽與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的反應(yīng)。
教學(xué)過(guò)程
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
提問(wèn)
有人提出:現(xiàn)代化學(xué)是以碳和硅為首的化學(xué),你知道哪些有關(guān)碳硅及其化合物的知識(shí)?(見(jiàn)附1)
舉例。
板書(shū)
提問(wèn)
講解
板書(shū)
第一節(jié)碳族元素
一、碳族元素
1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
畫(huà)出C、Si的原子結(jié)構(gòu)示意圖和電子式,比較它們的相似與不同。
對(duì)學(xué)生的回答給予正確的評(píng)價(jià),重復(fù)正確答案后板書(shū)。
相似點(diǎn):最外層4e。
不同點(diǎn):核電荷數(shù)、電子層數(shù)、原子半徑。
一學(xué)生到黑板上板演,其余在草稿紙上寫(xiě)。
比較C、Si原子結(jié)構(gòu)的異同。
板書(shū)
投影
組織討論
2.性質(zhì)變化規(guī)律
指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本1~2頁(yè),總結(jié)規(guī)律,填寫(xiě)下表:
(見(jiàn)附2)
從物質(zhì)結(jié)構(gòu)角度分析金剛石比晶體硅的熔點(diǎn)高的原因?
閱讀課文,總結(jié)規(guī)律,填表。
討論后回答:
都為原子晶體,但碳原子半徑比硅的小,碳原子間鍵長(zhǎng)比硅的短,鍵能比硅的大,所以熔點(diǎn)高。
講解
實(shí)驗(yàn)
板書(shū)
下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較碳和硅的非金屬性強(qiáng)弱。
Mg2Si和鹽酸反應(yīng)
Mg2Si+4HCl=SiH4↑+2MgCl2
SiH4+2O2=SiO2+2H2O(自燃)
觀察、比較硅烷、甲烷的穩(wěn)定性,確定非金屬性碳比硅強(qiáng)。
展示
講解
金剛石、石墨圖片,C60結(jié)構(gòu)圖片,硅、錫、鉛實(shí)物樣品。
碳族元素從上到下由非金屬遞變?yōu)榻饘俚内厔?shì)非常明顯。碳族元素C、Si、Ge、Sn元素的+4價(jià)穩(wěn)定,而+4價(jià)的Pb有強(qiáng)氧化性,Pb的+2價(jià)穩(wěn)定。
觀察、記憶:
C、Si:非金屬
Ge:金屬性比非金屬性強(qiáng)
Sn、Pb:金屬
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
板書(shū)
講解
投影小結(jié)
二、碳及其化合物的性質(zhì)
碳族元素的代表物之一——碳及其化合物的知識(shí)我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)一部分下面分別討論和總結(jié):CH4、C、CO、CO2的氧化性和還原性——從碳的化合價(jià)分析;CO2、Na2CO3的化學(xué)性質(zhì)——從物質(zhì)類別分析。
(見(jiàn)附3)
分組討論、總結(jié):
一組:CH4、C
二組:CO、CO2
三組:Na2CO3
(舉他反應(yīng)實(shí)例)
實(shí)驗(yàn)
練習(xí)
將CO2通入澄清石灰水中,當(dāng)出現(xiàn)大量沉淀時(shí)暫停實(shí)驗(yàn)。
繼續(xù)通入CO2至沉淀完全溶解。
將amolCO2通入含bmolCa(OH)2的澄清石灰水中,討論a∶b為何值時(shí):
產(chǎn)物為CaCO3、H2O____________
產(chǎn)物為Ca(HCO3)2____________
產(chǎn)物為CaCO3、Ca(HCO3)2、H2O___________
觀察,寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)方程式:
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
觀察,寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)方程式:
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
(一學(xué)生黑板板書(shū))
練習(xí)、討論。
a∶b=1∶1
a∶b=2∶1
1∶1a∶b2∶1
實(shí)驗(yàn)
將上述實(shí)驗(yàn)得到的清液分成兩份:
一份加入濃鹽酸。
一份加入澄清石灰水。
觀察并根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)方程式和離子方程式。
2HCl+Ca(HCO3)2=CaCl2+2CO2↑+2H2O
Ca(OH)2+Ca(HCO3)2=2CaCO3↓+2H2O
OH+HCO3+Ca=CaCO3↓+H2O
(兩位學(xué)生黑板板書(shū))
討論后得出結(jié)論:
弱酸的酸式鹽既可以和強(qiáng)酸反應(yīng)又可以和強(qiáng)堿反應(yīng)。
小結(jié)提問(wèn)
碳族元素重要性質(zhì)規(guī)律性變化的原因是什么?可從哪幾方面討論非金屬單質(zhì)和化合物的化學(xué)性質(zhì)?
碳族元素的一些重要物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生規(guī)律性變化的原因,是它們的電子層和核電荷數(shù)的增加而引起的。
非金屬元素單質(zhì)及化合物的化學(xué)性質(zhì)可以從元素化合價(jià)和物質(zhì)所屬類別入手分析。
作業(yè)
課本第2頁(yè)1、2題。
隨堂檢測(cè)
1.下列氣態(tài)氫化物中最不穩(wěn)定的是_________。
A.CH4B.SiH4C.H2OD.HCl
2.將下列物質(zhì)按酸性由強(qiáng)到弱的順序排列________________。
H2CO3、H2SiO3、HNO3、H3PO4。
3.將0.8molCO2通入含1molNaOH的溶液中,求反應(yīng)后溶液中CO3和HCO3的物質(zhì)的量之比。
隨堂檢測(cè)答案
1.SiH42.HNO3H3PO4H2CO3H2SiO33.1∶3
碳族元素教案
第七章碳族元素?zé)o機(jī)非金屬材料
第一節(jié)碳族元素
●教學(xué)目標(biāo)
1.使學(xué)生了解碳族元素的性質(zhì)及其遞變規(guī)律。
2.使學(xué)生進(jìn)一步了解運(yùn)用元素周期律知識(shí)學(xué)習(xí)同主族元素性質(zhì)及其遞變規(guī)律的方法。
3.培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)、思考、判斷能力。
●教學(xué)重點(diǎn)
碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
●教學(xué)難點(diǎn)
以碳族元素知識(shí)為載體,培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)、思考、判斷能力
●課時(shí)安排
一課時(shí)
●教學(xué)方法
引導(dǎo)、探究、自學(xué)、練習(xí)
●教學(xué)用具
投影儀
炭塊、鑷子
●教學(xué)過(guò)程
[引言]第ⅠA堿金屬元素易失去電子,表現(xiàn)活潑的金屬性;第ⅦA族鹵素易得到電子,表現(xiàn)活潑的非金屬性;居于它們中間的第ⅥA族元素性質(zhì)如何呢?它們及其化合物有怎樣的用途?本章我們就來(lái)學(xué)習(xí)該族元素及其化合物的知識(shí),用時(shí)了解幾種新型無(wú)機(jī)非金屬材料。
[板書(shū)]第七章碳族元素?zé)o機(jī)非金屬材料
[師](用鑷子取一塊炭展示給學(xué)生)它和硅是兄弟關(guān)系,它就是我們初中學(xué)過(guò)的炭!
請(qǐng)大家寫(xiě)出碳和硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖,并說(shuō)明它們結(jié)構(gòu)上的異同點(diǎn)。
[學(xué)生活動(dòng)后回答]
碳和硅的原子序數(shù)不同、電子層數(shù)不同,但最外層電子數(shù)相同。
[板書(shū)]
[師]從碳、硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖可以看出,碳、硅均為元素周期表中的第ⅣA族元素,且分屬于周期表中的二、三周期。
那么,與碳、硅同主族的四、五、六周期的元素的原子序數(shù)分別是多少呢?請(qǐng)大家根據(jù)各周期元素的種類數(shù)進(jìn)行推斷,并寫(xiě)出它們的原子結(jié)構(gòu)示意圖。
[學(xué)生活動(dòng),請(qǐng)一位同學(xué)上黑板寫(xiě)出鍺、錫、鉛的原子結(jié)構(gòu)示意圖]
[學(xué)生板書(shū)]
[師]能否寫(xiě)出上述三種元素的符號(hào)和名稱呢?請(qǐng)大家用最快的速度識(shí)記并默寫(xiě)。
[學(xué)生或老師板書(shū)]
鍺Ge錫Sn鉛Pb
[師]由以上硅、鍺、錫、鉛的原子結(jié)構(gòu)示意圖可以看出,它們的最外層都與碳一樣有4個(gè)電子,且同屬第ⅣA族,我們把它們統(tǒng)稱為碳族元素。
[板書(shū)]第一節(jié)碳族元素
[師]以上我們所學(xué)的,就是碳族元素的名稱、符號(hào)及原子結(jié)構(gòu)。
[板書(shū)]一、碳族元素的名稱、符號(hào)及結(jié)構(gòu)
[過(guò)渡]下面,我們根據(jù)碳族元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),來(lái)分析碳族元素在性質(zhì)上的相似性和遞變性。
[板書(shū)]二、碳族元素性質(zhì)的相似性和遞變性
[師]請(qǐng)大家根據(jù)碳族元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并結(jié)合元素周期律的知識(shí),填寫(xiě)下表:
[投影展示]
碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
[上表可由學(xué)生回答,教師填寫(xiě)完成,也可由學(xué)生獨(dú)立完成]
[師]注意,碳族元素的氫化物的寫(xiě)法是碳族元素在前,氫元素在后。
答案:
[師]請(qǐng)大家根據(jù)上表歸納并總結(jié)出碳族元素性質(zhì)的相似性和遞變性。
[教師引導(dǎo),學(xué)生歸納、總結(jié)出以下結(jié)論]
[板書(shū)]1.相似性
(1)最外電子層上均有4個(gè)電子,易形成共價(jià)鍵。
(2)最高正價(jià)均為+4價(jià),最高價(jià)氧化物通式為RO2,對(duì)應(yīng)水化物通式為:H2RO3〔或H4RO4或R(OH)4〕。
(3)氣態(tài)氫化物可表示為RH4。
2.遞變性
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱,失電子能力逐漸增強(qiáng),元素由非金屬性向金屬性遞變的趨勢(shì)明顯。
[問(wèn)題探究]根據(jù)元素周期律知識(shí),Pb的金屬性比Sn強(qiáng),而在金屬活動(dòng)順序表中,Sn的活動(dòng)性比Pb強(qiáng),這是否矛盾?
[生]不矛盾??创挛锏慕嵌炔煌Y(jié)果也不同。
[師]確實(shí)不矛盾。元素周期律所謂的金屬性和非金屬性,指的是元素原子在干態(tài)時(shí)的得失電子能力;而金屬活動(dòng)性順序表,是依據(jù)金屬原子在水溶液中的失電子能力強(qiáng)弱所排列的,二者排列的依據(jù)不同,結(jié)果也不同。
[師]第ⅣA族元素中,碳是典型的非金屬;硅雖外貌像金屬,但在化學(xué)反應(yīng)中多顯示非金屬性,通常被認(rèn)為是非金屬;鍺的金屬性比非金屬性強(qiáng);錫和鉛都是金屬。由于硅和鍺在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線附近,所以常用來(lái)做半導(dǎo)體材料。
由于碳族元素在周期表中處于容易失去電子的堿金屬與容易得到電子的鹵素的中間位置,這使得它們得失電子的能力都較弱,一般容易形成共價(jià)化合物。
另外,碳族元素的化合價(jià)除了+4價(jià)外,還有+2價(jià)。其中,碳、硅、鍺、錫的+4價(jià)化合物是穩(wěn)定的,而鉛的+2價(jià)化合物是穩(wěn)定的。因此,+4價(jià)的鉛(如PbO2)在參加化學(xué)反應(yīng)時(shí),往往會(huì)得電子而被還原成+2價(jià)的化合物,它本身是強(qiáng)氧化劑。
[板書(shū)]3.主要化合價(jià)
+4、+2Pb的+2價(jià)穩(wěn)定
[問(wèn)題探究]碳的+4價(jià)化合物穩(wěn)定,CO就應(yīng)具有較強(qiáng)的還原性,那么,在什么條件下CO表現(xiàn)強(qiáng)還原性呢?
[生]CO在高溫下表現(xiàn)強(qiáng)還原性。
[師]對(duì),所以常溫下,可以用濃H2SO4干燥CO。
[投影例題]1.如果發(fā)現(xiàn)114號(hào)新元素(位于第七周期ⅣA族),下列有關(guān)X可能具有的性質(zhì)合理的是
A.X是非金屬元素
B.X的+2價(jià)化合物比+4價(jià)化合物穩(wěn)定
C.XO2具有強(qiáng)氧化性
D.X有穩(wěn)定的氫化物
解析:根據(jù)碳族元素性質(zhì)遞變規(guī)律,可推知114號(hào)元素的金屬性比鉛還強(qiáng),一定是金屬元素。它的穩(wěn)定價(jià)態(tài)應(yīng)與鉛相同,即為+2價(jià),所以XO比XO2穩(wěn)定。+4價(jià)的X易得電子變成+2價(jià),所以XO2具有強(qiáng)氧化性。X是金屬元素,不可能存在穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物。
答案:BC
2.課本上說(shuō)“……碳、硅、鍺、錫的+4價(jià)化合物是穩(wěn)定的,而鉛的+2價(jià)化合物是穩(wěn)定的”。
(1)根據(jù)上一句話判斷:錫的+2價(jià)化合物(如SnCl2)應(yīng)具有較強(qiáng)的___________性,鉛的+4價(jià)化合物應(yīng)具有較強(qiáng)的_____________性。
(2)Fe3O4可以寫(xiě)成FeOFe2O3的形式,根據(jù)化合價(jià)規(guī)律和這種書(shū)寫(xiě)方法,若將Pb3O4用上述形式表示,其化學(xué)式可寫(xiě)為_(kāi)_____________。
(3)PbO2與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。
解析:(1)關(guān)鍵要理解錫的+4價(jià)化合物是穩(wěn)定的,因而+2價(jià)化合物不穩(wěn)定,容易轉(zhuǎn)變?yōu)?4價(jià)化合物,而顯示較強(qiáng)的還原性;同理,鉛的+4價(jià)化合物具有較強(qiáng)的氧化性。
(2)鉛的兩種常見(jiàn)化合價(jià)中,+2價(jià)穩(wěn)定,+4價(jià)不穩(wěn)定,易得電子被還原。題中信息表明,F(xiàn)e3O4中有+2、+3兩種價(jià)態(tài)的鐵元素。思維遷移到Pb3O4中鉛的化合價(jià)+2價(jià)和+4價(jià)。仿照上述形式的寫(xiě)法,將Pb3O4寫(xiě)成2PbOPbO2,此化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零。
(3)PbO2與濃鹽酸反應(yīng),已知濃鹽酸的氧化產(chǎn)物是Cl2,則PbO2的還原產(chǎn)物必然是+2價(jià)的化合物,這里應(yīng)是PbCl2,另有H2O生成。(注:此處也可將MnO2與濃鹽酸的反應(yīng)遷移,即可寫(xiě)出PbO2與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式)
答案:(1)還原氧化
(2)2PbOPbO2
(3)PbO2+4HClPbCl2+Cl2↑+2H2O
[過(guò)渡]以上我們學(xué)習(xí)了碳族元素的原子結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì),下面,我們通過(guò)下表來(lái)認(rèn)識(shí)一下碳族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)。
[板書(shū)]4.單質(zhì)的物理性質(zhì)
[投影展示]
碳族元素及其單質(zhì)的一些重要性質(zhì)
[師]從上表可看出,實(shí)驗(yàn)測(cè)出的碳族元素原子半徑的遞變規(guī)律與我們根據(jù)原子核外電子排布預(yù)測(cè)的是一致的。碳族元素單質(zhì)的密度是從碳到鉛逐漸增大,熔、沸點(diǎn)逐漸降低,錫的熔、沸點(diǎn)較特殊,這與其成鍵情況及空間結(jié)構(gòu)有關(guān)系。
[問(wèn)]碳元素形成的單質(zhì),在表上列出了金剛石和石墨兩種,它們與碳元素的關(guān)系是什么?
[生]它們都是碳元素的同素異形體。
[問(wèn)]二者性質(zhì)、用途有何不同?
[生]金剛石的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高,硬度大,難溶于溶劑,不能導(dǎo)電;主要用于制造鉆具、裝飾品。
石墨熔點(diǎn)很高,質(zhì)軟有滑膩感,是電的良導(dǎo)體。主要用于制造潤(rùn)滑劑、電極、耐火材料。
[問(wèn)]碳元素只有金剛石和石墨兩種同素異形體嗎?
[生]不止金剛石和石墨,還有C60、C70等。
[師]對(duì),C60是一種較重要的碳單質(zhì)。下面請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本P144“C60及其應(yīng)用前景”。
[學(xué)生閱讀]
[板書(shū)]5.C60簡(jiǎn)介
[師]從閱讀材料里我們可以看出,碳元素除了金剛石和石墨外,還有多種同素異形體,在已發(fā)現(xiàn)的碳族成員如C50、C60、C70、C84……中C60是最穩(wěn)定的。C60可以形成各種化合物,可用作高溫潤(rùn)滑劑、耐熱和防火材料等。目前,將C60應(yīng)用于超導(dǎo)體、材料科學(xué)等領(lǐng)域的探索正在不斷地深入。
C60分子的結(jié)構(gòu)是足球狀的,是由20個(gè)正六邊形和12個(gè)正五邊形呈一定弧度一個(gè)接一個(gè)地排列成的一個(gè)球體分子。它的結(jié)構(gòu)是由英國(guó)科學(xué)家克羅托教授最先設(shè)想出來(lái)的。在他為了這個(gè)大大的“碳分子”的結(jié)構(gòu)而冥思苦想、食不知味、睡不入眠的時(shí)候,是著名建筑學(xué)家布克曼斯特富勒設(shè)計(jì)的一個(gè)球形模型給了他靈感。所以,他又把自己設(shè)計(jì)的這種新的碳分子的結(jié)構(gòu),稱為“富勒籠球”。
C60及一系列碳族分子的發(fā)現(xiàn),是化學(xué)發(fā)展史上一件具有劃時(shí)代意義的大事。為了表彰這一重大科學(xué)成就,1996年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授給了克羅托和另外兩位對(duì)C60的發(fā)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家——美國(guó)賴斯大學(xué)的化學(xué)教授柯?tīng)柡退鼓?br> [投影練習(xí)]
1.下列氣態(tài)氫化物中最不穩(wěn)定的是
A.CH4B.NH3
C.SiH4D.H2S
答案:C
2.根據(jù)碳族元素的相似性和遞變規(guī)律,并結(jié)合其一般性和特殊性的知識(shí),判斷下列說(shuō)法中正確的是
A.CO2為弱氧化劑,PbO2為強(qiáng)氧化劑
B.CO2、PbO2都是弱氧化劑,CO和PbO都是還原劑
C.Sn(OH)2可與HCl反應(yīng),但不與NaOH反應(yīng)
D.鍺單質(zhì)的熔點(diǎn)在Si和Pb之間,是半導(dǎo)體
答案:AD
3.近年來(lái),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種新分子,它具有空心的類似足球狀結(jié)構(gòu),化學(xué)式為C60,下列說(shuō)法正確的是
A.C60是一種新型化合物
B.C60和石墨都是碳的同素異形體
C.C60在純氧中充分燃燒只生成唯一產(chǎn)物CO2
D.C60的摩爾質(zhì)量為720
答案:BC
[小結(jié)]本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了碳族元素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及隨著原子序數(shù)的遞增,其性質(zhì)遞變的規(guī)律,同時(shí)還認(rèn)識(shí)了碳元素的另一種同素異形體——C60。
[布置作業(yè)]1.復(fù)習(xí)初中所學(xué)碳及其化合物的知識(shí)。
2.預(yù)習(xí)硅及其化合物的知識(shí)。
●板書(shū)設(shè)計(jì)
第七章碳族元素?zé)o機(jī)非金屬材料
第一節(jié)碳族元素
一、碳族元素的名稱、符號(hào)及結(jié)構(gòu)
二、碳族元素性質(zhì)的相似性和遞變性
1.相似性
(1)最外電子層上均有4個(gè)電子,易形成共價(jià)鍵。
(2)最高正價(jià)均為+4價(jià),最高價(jià)氧化物通式為RO2,對(duì)應(yīng)水化物通式為:H2RO3〔或H4RO4或R(OH)4〕。
(3)氣態(tài)氫化物可表示為RH4。
2.遞變性
隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱、失電子能力逐漸增強(qiáng),元素由非金屬性向金屬性遞變的趨勢(shì)明顯。
3.主要化合價(jià)
+4、+2Pb的+2價(jià)穩(wěn)定
4.單質(zhì)的物理性質(zhì)
5.C60簡(jiǎn)介
●教學(xué)說(shuō)明
本節(jié)課是學(xué)生學(xué)完元素周期表后,繼氧族之后的又一族元素,其重點(diǎn)是要在深刻理解和熟練運(yùn)用元素周期表的基礎(chǔ)上去學(xué)習(xí)碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,也即強(qiáng)調(diào)了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的活學(xué)活用。因此,怎樣調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,讓學(xué)生積極主動(dòng)地參予到教學(xué)過(guò)程中來(lái),是本節(jié)課教法上要解決的問(wèn)題。在這里,我用了實(shí)物展示,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)、歸納、復(fù)習(xí)、練習(xí)等方法來(lái)達(dá)到這一目的,并向?qū)W生介紹C60的結(jié)構(gòu)及有關(guān)情況,以擴(kuò)展學(xué)生的視野。
堿金屬元素(第一課時(shí))
教學(xué)目標(biāo)概覽
(一)知識(shí)目標(biāo)
使學(xué)生掌握堿金屬的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì),并能運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)來(lái)解釋它們的性質(zhì)上的異同及其遞變規(guī)律,為學(xué)習(xí)元素周期律打好基礎(chǔ)。
(二)能力目標(biāo)
1、充分利用物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系,掌握學(xué)習(xí)金屬元素及其化合物的方法。
2、培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。
(三)情感目標(biāo)
通過(guò)物理與化學(xué)性質(zhì)遞變規(guī)律的學(xué)習(xí),對(duì)學(xué)生進(jìn)行“量變到質(zhì)變”、“對(duì)立統(tǒng)一”規(guī)律等辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。
教學(xué)重點(diǎn):堿金屬元素的性質(zhì)以及跟其原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系
教學(xué)方法:討論、講解、實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
教學(xué)過(guò)程:
[復(fù)習(xí)提問(wèn)]展示一瓶金屬鈉,設(shè)問(wèn):金屬鈉為什么要保存在煤油中?
展示一瓶金屬鉀,設(shè)問(wèn):金屬鉀保存在什么物質(zhì)中?為什么?
[引入]這說(shuō)明鉀和鈉以及鋰、銣、銫元素之間存在著某種內(nèi)在聯(lián)系,這種內(nèi)在聯(lián)系是什么呢?下面我們將從它們的結(jié)構(gòu)特征和性質(zhì)等方面來(lái)進(jìn)行探討。由于鈁是放射性元素,暫不討論。
[板書(shū)]第三節(jié)堿金屬元素
[板書(shū)]一、物理性質(zhì)
指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P36表2-1,堿金屬的主要物理性質(zhì)并加以總結(jié)。
1、相似性;銀白色固體、硬度小、密度?。ㄝp金屬)、熔點(diǎn)低、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、有展性。
2、遞變性(從鋰到銫):
①密度逐漸增大(K反常)(鋰能否放在煤油中?)
②熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸降低
[提問(wèn)]推測(cè)鈁的密度和熔點(diǎn)沸點(diǎn)比銫高還是底?
[板書(shū)]二、原子結(jié)構(gòu)
請(qǐng)學(xué)生看P36表2-2,堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu),由學(xué)生小結(jié)。
[板書(shū)]1、相同點(diǎn):最外電子層上都只有1個(gè)電子。
2、遞變規(guī)律:從鋰到銫核電荷數(shù)增大,電子層數(shù)增多,原子半徑增大。
[講述]:堿金屬元素有原子結(jié)構(gòu)上有一定的相似性和遞變性,而結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),因此我們推測(cè)它們?cè)谛再|(zhì)上存在相似性和遞變性。
元素化學(xué)性質(zhì)主要由原子結(jié)構(gòu)決定,請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的相似點(diǎn)和遞變性推出堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)。
[學(xué)生小結(jié)]堿金屬元素原子的最外層上都只有1個(gè)電子,因此,可以推測(cè)它們具有相似的化學(xué)性質(zhì),它們都與鈉相似,都能與氧氣等非金屬以及水等起反應(yīng)。但由于從鋰到銫核電荷數(shù)增大,電子層數(shù)增多,所以它們?cè)诨瘜W(xué)性質(zhì)上也有一定的差異,也存在遞變規(guī)律。
[板書(shū)]三、堿金屬的化學(xué)性質(zhì)
[講述]同學(xué)們的推測(cè)是否正確,還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)和事實(shí)進(jìn)行論證。
[板書(shū)]1.堿金屬與非金屬反應(yīng)
[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]用鑷子取一小塊鉀,擦干表面煤油后,放在石棉網(wǎng)上稍加熱,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
[提問(wèn)]觀察到哪些現(xiàn)象?比較與鈉在空氣中燃燒的現(xiàn)象有什么差異?
(鉀熔化成小球,劇烈燃燒,鉀比鈉在空氣中燃燒更劇烈。)
[提問(wèn)]從上述現(xiàn)象比較鈉與鉀失電子能力強(qiáng)弱和金屬性。
點(diǎn)燃
(鉀比鈉更易失去電子,金屬性更強(qiáng)。)點(diǎn)燃
[板書(shū)]4Li+O22Li2O2Na+O2Na2O2
[講述]鉀燃燒后生成的是比過(guò)氧化鉀更復(fù)雜的氧化物,由于大綱和教材不要求,我們就不討論了,有興趣的同學(xué)可以在課后查閱有關(guān)資料進(jìn)行學(xué)習(xí)。下面我們觀察鉀與水是如何進(jìn)行反應(yīng)的。
[板書(shū)]2.堿金屬與水的反應(yīng)
[演示實(shí)驗(yàn)]教材[實(shí)驗(yàn)2-10]。
[討論](1)在上述實(shí)驗(yàn)中觀察到什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?
(2)鉀、鈉分別與水反應(yīng),何者更劇烈?
(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可得出什么結(jié)論?
教師引導(dǎo)學(xué)生小結(jié):
2R+2H2O=2ROH+H2↑
(1)鋰到鉀與水反應(yīng)越來(lái)越劇烈,生成的堿的堿性越來(lái)越強(qiáng)。
(2)鋰到鉀金屬性逐漸增強(qiáng)。
[敘述]從上面的實(shí)驗(yàn)及大量事實(shí)證明,同學(xué)們前面根據(jù)原子結(jié)構(gòu)所作的推論是合理的,也是正確的,今后我們?cè)趯W(xué)習(xí)中要學(xué)會(huì)這種方法。由于堿金屬的化學(xué)性質(zhì)都非?;顫姡虼耍鼈?cè)谧匀唤缰卸家曰蠎B(tài)存在,堿金屬的單質(zhì)都由人工制得。實(shí)驗(yàn)室保存堿金屬時(shí),都要密封保存,如把K、Na保存在煤油中。
作業(yè):P40:三、四、五