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2019-2020年高中化學(xué) 第4章 元素與材料世界 第1節(jié) 硅 無(wú)機(jī)非金屬材料教案 魯科版必修1 課前準(zhǔn)備 將學(xué)生按照學(xué)習(xí)能力分成六組，每組學(xué)生確定一名組長(zhǎng)，由組長(zhǎng)安排每名成員的分工與合作。 教學(xué)過程 （上課，師生問好） 教師：請(qǐng)同學(xué)們想一下我們使用的課桌椅和教室的門有什么共同之處？ 學(xué)生：材料相同，都是用木頭做成的。 教師：很好，那么請(qǐng)同學(xué)再想一下我們現(xiàn)在用的計(jì)算機(jī)主要部位——芯片與建筑使用的沙子有什么共同之處？ 學(xué)生：有的顯露出迷茫的神情，有的回答含有硅元素。 教師：有些同學(xué)通過自學(xué)已經(jīng)了解了沙子的成分中有二氧化硅，而計(jì)算機(jī)的芯片是硅，因此它們都含有硅元素。 板書：沙子――二氧化硅——硅元素――芯片――計(jì)算機(jī) 過渡： 這一節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)硅與二氧化硅的有關(guān)性質(zhì)與用途 板書：第一節(jié) 硅 無(wú)機(jī)非金屬材料 教師：首先請(qǐng)同學(xué)們齊讀本節(jié)課需要掌握的知識(shí)技能目標(biāo) 展示多媒體課件：三維目標(biāo)： 知識(shí)技能目標(biāo) 掌握硅、二氧化硅的性質(zhì)，粗硅的制法。認(rèn)識(shí)硅、二氧化硅作為無(wú)機(jī)非金屬材料的特性及其用途。 方法與過程目標(biāo) 能根據(jù)同一類別不同物質(zhì)的性質(zhì)歸納出該類物質(zhì)的通性，并能運(yùn)用通性簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)其他物質(zhì)的性質(zhì)。 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) 通過對(duì)作為計(jì)算機(jī)、光通信等高科技關(guān)鍵材料的硅、二氧化硅的學(xué)習(xí)，利用學(xué)生對(duì)高科技的濃烈興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。培養(yǎng)學(xué)生為國(guó)爭(zhēng)光的精神。 學(xué)生：齊聲朗讀 教師：本節(jié)課有三個(gè)知識(shí)在掌握層次：兩個(gè)知識(shí)在認(rèn)識(shí)層次，請(qǐng)同學(xué)們看一下其他的三維目標(biāo)。 學(xué)生：看大屏幕，小聲閱讀方法技能目標(biāo)和情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) 教師：這一節(jié)課我們主要學(xué)會(huì)這樣的學(xué)習(xí)方法：能根據(jù)同一類別不同物質(zhì)的性質(zhì)歸納出該類物質(zhì)的通性，并能運(yùn)用通性簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)其他物質(zhì)的性質(zhì)。 教師：請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文107頁(yè)，完成學(xué)案中第一部分的自主學(xué)習(xí)內(nèi)容。 板書：一、單質(zhì)硅和半導(dǎo)體材料 1、半導(dǎo)體材料 2、硅的物理性質(zhì) 學(xué)生：認(rèn)真閱讀課本，填寫學(xué)案 教師：巡回指導(dǎo)、檢查學(xué)生學(xué)習(xí)情況 教師：大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)讀完課文知識(shí)并填完學(xué)案，哪個(gè)小組展示一下自己填寫的學(xué)案知識(shí)？ 學(xué)生：兩個(gè)小組主動(dòng)要求展示答案。 教師：進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。 教師：提出問題，為什么最早使用的半導(dǎo)體材料是鍺，而現(xiàn)在廣泛使用的半導(dǎo)體材料卻是硅？哪位同學(xué)能夠回答？ 學(xué)生：因?yàn)殒N在地殼中的含量很低，提煉工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，不適于廣泛使用。 教師：很好，非常正確，請(qǐng)同學(xué)們回憶排在地殼中含量前五位的元素？ 學(xué)生：氧、硅、鋁、鐵、鈣。 教師：展示課件，硅在地殼中的含量約占26.5%，可以說含量非常豐富，而鍺在地殼中的含量非常低，因此鍺雖然是最早使用的半導(dǎo)體材料，但是硅卻是現(xiàn)在廣泛使用的半導(dǎo)體材料。 過渡：下面我們就來了解硅的性質(zhì) 教師：請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本108頁(yè)，完成學(xué)案中第二部分的自主學(xué)習(xí)內(nèi)容。 教師：巡回指導(dǎo)、檢查學(xué)生學(xué)習(xí)情況 板書：3、硅的化學(xué)性質(zhì) 教師：大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)讀完課文知識(shí)并填完學(xué)案，由于答案都在課本上，就不再讓同學(xué)們展示了。請(qǐng)同學(xué)們思考下面三個(gè)問題： 1、寫出硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖，與所學(xué)的哪種元素的原子結(jié)構(gòu)有相似之處？(從外層電子數(shù)上考慮） 2、請(qǐng)同學(xué)們寫出與C單質(zhì)有關(guān)的化學(xué)方程式 3、預(yù)測(cè)硅可能具有怎樣的化學(xué)性質(zhì)？ （同時(shí)多媒體展示） 教師指導(dǎo)：先自己思考 學(xué)生：認(rèn)真思考，并在學(xué)案上書寫與C單質(zhì)有關(guān)的化學(xué)方程式 教師：巡回指導(dǎo)、檢查學(xué)生學(xué)習(xí)情況 二分鐘后 教師：小組合作，解決上面三個(gè)問題并歸納碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 學(xué)生：每位成員展示自己思考的成果，共享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)；小組進(jìn)行歸納整理。 教師：請(qǐng)每個(gè)小組派出一名代表，到黑板前進(jìn)行展示 學(xué)生：踴躍上黑板進(jìn)行展示 教師：其他同學(xué)一是關(guān)注自己的組員是否書寫正確，二是關(guān)注其他小組成員的書寫是否正確，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，請(qǐng)及時(shí)到黑板上進(jìn)行改正，并注上自己的小組號(hào) 學(xué)生：搶著上黑板改正同學(xué)的錯(cuò)誤 教師：進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出同學(xué)們的錯(cuò)誤并進(jìn)行歸納碳的化學(xué)性質(zhì) 1、能與非金屬單質(zhì)如氧氣發(fā)生反應(yīng) 2、能與氧化物反應(yīng) 3、能與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng) 教師：硅的原子序數(shù)是多少？核外電子排布是怎樣的？ 學(xué)生：硅的原子序數(shù)是14，每層的核外電子排布分別是2、8、4 教師：展示硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖，從最外層電子數(shù)上考慮與所學(xué)的哪種元素的原子結(jié)構(gòu)有相似之處？ 學(xué)生：碳 教師：最外層都是幾個(gè)電子？ 學(xué)生：四個(gè) 教師：碳的化學(xué)性質(zhì)活潑還是穩(wěn)定？ 學(xué)生：穩(wěn)定；不活潑 教師：硅的化學(xué)性質(zhì)與碳的化學(xué)性質(zhì)相似，在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，但在加熱條件下 可以與氧氣等非金屬發(fā)生反應(yīng)。 教師：展示課件，比較碳與硅的化學(xué)性質(zhì) 教師：同學(xué)們通過自學(xué)，知道了硅有很多用途，那么工業(yè)上是如何制取硅的？ 學(xué)生：用焦炭在電爐里還原二氧化硅 板書：4、工業(yè)制粗硅、硅的用途 教師：展示課件，硅的工業(yè)制法化學(xué)方程式 提問：在這個(gè)反應(yīng)中：氧化劑和還原劑各是什么？它們?cè)诜磻?yīng)中發(fā)生了什么反應(yīng)？ 學(xué)生：思考，回答， 教師：所含元素化合價(jià)升高的反應(yīng)物是還原劑還是氧化劑？ 學(xué)生：還原劑 教師：還原劑發(fā)生什么反應(yīng)？被氧化還是被還原？ 學(xué)生：被氧化 教師：因此還原劑是C，發(fā)生氧化反應(yīng)；氧化劑是二氧化硅，發(fā)生還原反應(yīng) 工業(yè)上通過此反應(yīng)得到的是粗硅，而實(shí)際使用的是高純度的硅，粗硅必須進(jìn)行提純。 教師：請(qǐng)同學(xué)們做課后習(xí)題第2題第2問 學(xué)生：認(rèn)真思考、寫化學(xué)方程式 教師：巡回指導(dǎo)、檢查學(xué)生做題情況 教師：（半分鐘后）請(qǐng)做出來的同學(xué)上黑板進(jìn)行展示。 學(xué)生：三位學(xué)生分別代表自己的小組到黑板進(jìn)行展示 教師：請(qǐng)同學(xué)們分組總結(jié)正確答案，然后找這三位同學(xué)的錯(cuò)誤 學(xué)生：分組進(jìn)行討論 教師：請(qǐng)同學(xué)們看這三位同學(xué)書寫的是否正確？ 學(xué)生：指出錯(cuò)誤：有一位同學(xué)沒有寫反應(yīng)條件 教師：展示課件中正確答案，同學(xué)進(jìn)行對(duì)照 教師：硅的性質(zhì)我們已經(jīng)了解，下面我們一起來認(rèn)識(shí)二氧化硅，首先請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本108頁(yè)最后一段，完成學(xué)案中第三部分的自主學(xué)習(xí)內(nèi)容 板書：二、二氧化硅和光導(dǎo)纖維 1、二氧化硅的物理性質(zhì) 2、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì) 學(xué)生：認(rèn)真閱讀課本，填寫學(xué)案 教師：巡回指導(dǎo)、檢查學(xué)生學(xué)習(xí)情況 教師：（一分鐘后）做完的同學(xué)請(qǐng)思考下列問題： 1、從物質(zhì)分類的角度來看，二氧化碳和二氧化硅屬于哪類物質(zhì)？ 2、請(qǐng)同學(xué)們思考二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)并寫出相關(guān)的化學(xué)方程式？并預(yù)測(cè)二氧化硅可能具有哪些化學(xué)性質(zhì)？ 學(xué)生：認(rèn)真思考，并書寫有關(guān)二氧化碳的化學(xué)方程式 教師：從物質(zhì)分類的角度來看，二氧化碳和二氧化硅屬于哪類物質(zhì)？ 學(xué)生：氧化物；酸性氧化物 教師：小組合作討論，總結(jié)二氧化碳的化學(xué)性質(zhì) 學(xué)生：每位成員展示自己思考的成果，共享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)；小組進(jìn)行歸納整理。 教師：請(qǐng)每個(gè)小組派出一名代表，到黑板前進(jìn)行展示 學(xué)生：踴躍上黑板進(jìn)行展示 教師：其他同學(xué)一是關(guān)注自己的組員是否書寫正確，二是關(guān)注其他小組成員的書寫是否正確，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，請(qǐng)及時(shí)到黑板上進(jìn)行改正，并注上自己的小組號(hào) 學(xué)生：搶著上黑板改正同學(xué)的錯(cuò)誤 教師：進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出同學(xué)們的錯(cuò)誤并進(jìn)行歸納二氧化碳的化學(xué)性質(zhì) 1、與堿性氧化物進(jìn)行反應(yīng) 2、與堿性溶液進(jìn)行反應(yīng) 3、與水在高溫下反應(yīng) 4、與單質(zhì)碳或者金屬鎂反應(yīng) 5、與鹽溶液反應(yīng) 教師：展示課件，二氧化碳與二氧化硅的比較，二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)與二氧化碳相似，但是也有不同。例如二氧化硅也能與堿性氧化物、堿溶液、單質(zhì)碳、鹽反應(yīng)，但是注意條件不一樣，在屏幕上展示化學(xué)方程式。不同點(diǎn)是二氧化碳能溶于水并與水反應(yīng)生成碳酸，而二氧化硅不溶于水也不與水反應(yīng)。另外二氧化碳不與酸反應(yīng)，而二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)。此反應(yīng)可以用來刻蝕玻璃。根據(jù)二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)我們可知：堿性溶液不能保存在玻璃塞的試劑瓶中，而氫氟酸不能用玻璃試劑瓶存放，應(yīng)該用塑料瓶保存。 教師：請(qǐng)同學(xué)閱讀課本109頁(yè)，了解二氧化硅的用途 板書：3、二氧化硅的用途 學(xué)生：閱讀課文，在相應(yīng)位置做出標(biāo)記 教師：本節(jié)課我們通過學(xué)習(xí)，主要掌握了硅和二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)以及粗硅的制取。請(qǐng)同學(xué)們做當(dāng)堂檢測(cè) 學(xué)生：認(rèn)真思考、做當(dāng)堂檢測(cè) 教師：在屏幕上展示答案，小組內(nèi)組員進(jìn)行互批，請(qǐng)全部做對(duì)的同學(xué)舉手 學(xué)生：有85%的學(xué)生舉手 教師：看來這一節(jié)課大部分同學(xué)掌握得很好，小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)給做錯(cuò)的同學(xué)進(jìn)行講解。 教師：本節(jié)課小組得分是：1組11分，2組2分，3組8分，4組2分，5組2分，6組8分，最高分由1組獲得，另外3組和6組也不錯(cuò)，希望其他組要向一組學(xué)習(xí)，在下節(jié)課爭(zhēng)取好的成績(jī)。課后作業(yè)：課后習(xí)題第二題 （下課，師生再見） ［板書］三、硅酸鹽與無(wú)機(jī)非金屬材料 ［閱讀總結(jié)］閱讀教材第三部分，回答下列問題： 1． 黏土、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石屬于哪類礦物？ 2． 生產(chǎn)玻璃、水泥的主要原料分別是什么？ 3． 水玻璃、玻璃、水泥的主要成分分別什么？生產(chǎn)玻璃的主要反應(yīng)是什么？為什么玻璃沒有固定的熔點(diǎn)？ 4． 混凝土是什么與水混合凝固而成的？ 5． 新型無(wú)機(jī)非金屬材料高溫陶瓷、生物陶瓷、壓電陶瓷各有什么特性？什么用途？ ［學(xué)生回答、教師總結(jié)］（略） ［作業(yè)］