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2019-2020年《碳族元素教案》word版教案 教材分析： 本節(jié)教材以原子結(jié)構(gòu)與元素周期律知識為指導(dǎo)，介紹碳族元素及其化合物的知識。首先介紹了碳族元素在周期表中的位置和結(jié)構(gòu)特點，討論并介紹了碳族元素及化合物的性質(zhì)及其遞變。還介紹了硅和二氧化硅的存在、性質(zhì)、用途等。 教學(xué)目的與要求： 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)生進一步了解運用元素周期律知識學(xué)習(xí)同族元素性質(zhì)及其遞變規(guī)律的方法，并運用這些知識學(xué)習(xí)碳族元素及其化合物的知識； 3、 培養(yǎng)學(xué)生的思考、判斷能力。 教學(xué)重點：1、碳族元素性質(zhì)遞變規(guī)律 2、硅和二氧化硅的化學(xué)性質(zhì) 教學(xué)難點：硅及二氧化硅的化學(xué)性質(zhì) 教學(xué)方法：講述法、比較發(fā)現(xiàn)法、列舉法 教學(xué)用具：石英晶體 課型：新課 課時：2 教學(xué)內(nèi)容： 第一課時 新課的準備： 舉出一些工業(yè)產(chǎn)品，如玻璃、水泥、日用碗碟，收音機、電視機、計算機等，讓學(xué)生思考它們都與哪些元素有關(guān)？ 在學(xué)生回答出硅元素后，引出今天來研究硅所在的族——碳族元素。 新課進行： 第一節(jié) 碳族元素 讓學(xué)生盡可能多地回憶初中及前面化學(xué)所學(xué)的碳元素的化合物：一氧化碳、二氧化碳、碳酸鈉、碳酸氫鈉、甲烷、乙醇、乙酸等。 設(shè)問：1、碳元素的結(jié)構(gòu)有什么特點呢？ 2、碳元素所在的周期表中的位置如何呢？ 一、 碳族元素 列表比較： 元素符號 6C 14Si 32Ge 50Sn 82Pb 元素名稱 碳 硅 鍺 錫 鉛 電子層結(jié)構(gòu) 2 4 2 8 4 2 8 18 4 2 8 18 18 4 2 8 18 32 18 4 原子半徑 隨著電了層數(shù)的增加，半徑逐漸增大 元素性質(zhì) 主要 化合價 －4、＋2（硅無）、＋4，C、Si、Ge、Sn＋2價化合物是穩(wěn)定的，Pb的＋4價化合物是穩(wěn)定的。 得失電子 得電子能力逐漸增強，失電子能力逐漸減弱。 性質(zhì)遞變 金屬性逐漸增強，遞變速度很快；非金屬性逐漸減弱。 單質(zhì)性質(zhì) 色態(tài) 從典型非金屬快速向金屬過渡：不導(dǎo)電—半導(dǎo)體—導(dǎo)體 密度 逐漸增大 熔沸點 逐漸降低 與氫化合 越來越難，鍺、錫、鉛不與氫氣直接化合 化合物性質(zhì) 氫化物穩(wěn)定性逐漸減小 氫化物還原性逐漸增強 最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性逐漸減弱，堿性逐漸增強。 新課的延伸： 一、關(guān)于C60介紹：安排同學(xué)們閱讀課本資料，強調(diào)： 1、 1985年發(fā)現(xiàn)，1996年三位化學(xué)家因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎； 2、 碳有多種同素異形體：金剛石、石墨、Cn系列分子。 二、 一氧化碳與二氧化碳的比較 三、 硅、磷、硫、氯及其化合物性質(zhì)的比較 教學(xué)小結(jié)： 1、 碳族元素的元素符號及元素名稱、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì) 2、 碳族元素的單質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)遞變 3、 碳族元素的主要化合物性質(zhì)遞變 作業(yè)：預(yù)習(xí)硅及二氧化硅的知識 課后小結(jié)： 第二課時 新課的準備：復(fù)習(xí)提問 1、 碳族元素的元素性質(zhì)、單質(zhì)性質(zhì)、化合物性質(zhì)遞變規(guī)律； 2、 硅元素在地殼中含量、硅的主要化合價及常見的化合物。 新課進行： 二、硅 講述：硅在地殼中分布很廣，含量居第二位，僅次于氧。 單質(zhì)（自然界無游離態(tài)）：晶體、無定形 1、硅元素 二氧化硅、硅酸鹽：構(gòu)成礦物及巖石 2、晶體硅的物理性質(zhì) 灰黑色、金屬光澤、更而脆，結(jié)構(gòu)與金剛石相似，有較高的熔沸點及硬度； 導(dǎo)電性介于導(dǎo)體與半導(dǎo)體之間，與鍺相似。 3、硅的化學(xué)性質(zhì) 與碳元素比較，化學(xué)性質(zhì)相似。安排【討論】 ① 常溫下，可與氟氣、氫氟酸、強堿反應(yīng)，不與氧氣、氯氣、硫酸、硝酸反應(yīng) ② 加熱條件下，在氧氣中燃燒：Si＋O2=SiO2＋Q 4、硅的用途 集成電路、晶體管、硅整流器、太陽能電池； 硅合金：4%合金——變壓器鐵芯 15%合金——耐酸設(shè)備 5、硅的制備 工業(yè)上用二氧化硅為原料提?。篠iO2＋2CSi＋2CO↑ 粗硅提純：粗硅SiCl4純硅 三、二氧化硅 1、 存在與物理性質(zhì)：廣泛存在于自然界中，也叫硅石，艱硬難熔的固體，代表物為石英晶體——水晶 2、 化學(xué)性質(zhì)：酸性氧化物，不與水、除氫氟酸以外的酸反應(yīng) SiO2 ＋ CaO = CaSiO3 SiO2 ＋2NaOH = Na2SiO3+ H2O（提示：硅酸鈉溶液為粘稠狀液體，常用著礦物膠） 討論：①實驗室中盛放堿液的試劑瓶為什么不用玻璃塞？ ②實驗室盛放氫氟酸的試劑瓶為什么不用玻璃瓶？ 3、用途：光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器、化學(xué)儀器、鐘表等 四、 硅酸及硅酸鹽 SiO2——H2SiO3、H2SiO4等多種形式，不溶于水，弱酸，可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)來制備； 硅酸鹽——硅酸鈉、高嶺石，構(gòu)成地殼巖石的主要成份 硅酸、硅酸鹽都可以用元素的氧化物形式來表示其組成： 硅酸：SiO2H2O、SiO22H2O 硅酸鈉：Na2SiO3——NaOSiO2 高嶺石：Al2（Si2O5）（OH）4——Al2O32 SiO22H2O 簡介粘土的功用。 新課的延伸： 1、 簡介硅酸、原硅酸及其縮合酸的形式，用結(jié)構(gòu)式加以說明； 2、 安排學(xué)生閱讀：二氧化硅粉塵的危害。 教學(xué)小結(jié)： 1、 硅的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、存在、用途； 2、 二氧化硅的存在、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)； 3、 硅酸、硅酸鹽的性質(zhì)等。 習(xí)題：P151一、二、課堂完成；三、作業(yè) 課后小結(jié)： 第七章 硅和硅酸鹽工業(yè) 第二節(jié) 硅酸鹽工業(yè)簡介 教材分析： 本節(jié)在教學(xué)大綱中為了解層次，只要求學(xué)生對所介紹的知識有大致的印象。本節(jié)對生產(chǎn)及生活實際聯(lián)系比較緊密，學(xué)生在生活中見到的許多硅酸鹽材料，都可以通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)有所認識。通過學(xué)習(xí)達到兩個目的：①增強學(xué)習(xí)化學(xué)必要性及重要性認識；②了解硅酸鹽工業(yè)的產(chǎn)品及生產(chǎn)過程。 教學(xué)目的與要求： 1、 使學(xué)生對硅酸鹽工業(yè)及一些產(chǎn)品有大致的印象； 2、 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，使學(xué)生對化學(xué)與生產(chǎn)、生活實際的聯(lián)系有進一步的認識。 教學(xué)重點：水泥及玻璃的成份及燒制過程、反應(yīng)原理 教學(xué)難點：水泥及玻璃的成份及燒制過程、反應(yīng)原理 教學(xué)方法：講述法、列舉法 教學(xué)用具：玻璃及水泥樣品 課型：新課 課時：1 教學(xué)內(nèi)容： 新課的準備： 列舉一些常用硅酸鹽產(chǎn)品：磚瓦、碗碟、陶瓷、玻璃、水泥等，都是通過窯或爐在高溫下燒制而成的，已經(jīng)成為一種工業(yè)。 新課進行： 第二節(jié) 硅酸鹽工業(yè) 分析上述硅酸鹽工業(yè)的特點：均以含硅物質(zhì)為原料，經(jīng)過高溫燒制，成為硅酸鹽產(chǎn)品。 概念：以含硅物質(zhì)為原料，經(jīng)過高溫燒結(jié)制成硅酸鹽產(chǎn)品的工業(yè)，叫硅酸鹽工業(yè)。 講述：硅酸鹽工業(yè)的主要工業(yè)為：水泥及玻璃工業(yè) 一、 水泥 安排學(xué)生閱讀P152課文，要求學(xué)生從以下三個方面在閱讀中找答案：水泥的性質(zhì)、主要原料、主要成份、主要用途。 原料：粘土、石灰石、石膏等 設(shè)備：回轉(zhuǎn)窯 普通水泥的成份：硅酸三鈣（3CaOSiO2）、硅酸二鈣（2CaOSiO2）和（3CaOAl2O3）。 性質(zhì)：水硬性 用途：水泥砂漿、混凝土。 二、 玻璃 指導(dǎo)學(xué)生閱讀P153課文，要求學(xué)生從以下幾個方面在閱讀中找答案：普通玻璃的原料、設(shè)備、反應(yīng)原理、種類、用途等。 原料：純堿、石灰石、石英 設(shè)備：玻璃窯 原理：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ 種類：普通玻璃、有色玻璃（如，藍玻、紅玻）、石英玻璃、光學(xué)玻璃、鋼化玻璃。 三、 陶瓷 指導(dǎo)學(xué)生閱讀P154課文，要求學(xué)生從以下幾個方面在閱讀中找答案：陶瓷的歷史、陶瓷的故鄉(xiāng)、種類、陶瓷的性能。 歷史：追朔于新石器時代，“唐三彩”、“宋鈞瓷”，瓷都—景德鎮(zhèn)、陶都—宜興。 過程：混合、成型、干燥、燒結(jié)、冷卻、出陶。 種類：土器、陶器、瓷器、炻器。 性能：抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫、絕緣、易成型。 用途：餐具、建筑材料、化學(xué)實驗室 新課的延伸： 指導(dǎo)學(xué)生閱讀P155“資料”、“搪瓷”。 教學(xué)小結(jié)： 重述水泥、玻璃、陶瓷的原料、原理、用途、過程、種類等。 作業(yè)：P156一、二 課后小結(jié)： 第七章 硅和硅酸鹽工業(yè) 第三節(jié) 新型無機非金屬材料 教材分析： “新型無機非金屬材料”是高中化學(xué)新增的教學(xué)內(nèi)容，這是出于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活改善的需要。本節(jié)教材對人們常說的新材料中的一部分——新型無機非金屬材料作了簡單介紹。教材介紹了材料與人類的關(guān)系，介紹了新型無機非金屬材料的特性和用途。教材重點介紹了高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和光導(dǎo)纖維。 教學(xué)目的與要求： 1、 使學(xué)生對新型無機非金屬材料有大致印象； 2、 使學(xué)生認識到化學(xué)在現(xiàn)代社會、現(xiàn)代科技中的重要作用。 教學(xué)重點：新型無機非金屬材料的特性 教學(xué)難點：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷及光導(dǎo)纖維的性能 教學(xué)方法：講述法及錄像介紹法 教學(xué)用具：錄像機、非金屬材料 課型：新課 課時：1 教學(xué)內(nèi)容： 新課的準備： 引出“材料”的話題：陶——材料家族，在材料家族中一類非常重要的材料——無機非金屬材料。引入課題。 新課進行： 第三節(jié) 新型無機非金屬材料 講述： 傳統(tǒng)無機非金屬材料：硅酸鹽材料 無機非金屬材料 新型無機非金屬材料：半導(dǎo)體、發(fā)光材料等 指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材P156——P158。同時思考以下問題： 1、 新型無機非金屬材料的主要特性有哪些？ 2、 傳統(tǒng)無機非金屬材料的優(yōu)點有哪些？ 3、 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷功能、優(yōu)點及種類有哪些？ 4、 光導(dǎo)纖維的功能、優(yōu)點及用途？ 通過學(xué)生近半個小時的思考后，由教師帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)出以下知識點。 板書提綱： 傳統(tǒng)無機非金屬材料的優(yōu)缺點： 抗腐蝕、耐高溫，質(zhì)脆、經(jīng)不起沖擊。 新型無機非金屬材料的特性： 1、 強度高，耐高溫； 2、 具有電學(xué)特性：絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體等； 3、 具有光學(xué)特性：發(fā)光、透光（可見光、紅外光、射線）； 4、 具有生物功能。 一、 高溫結(jié)構(gòu)陶瓷 結(jié)構(gòu)材料與金屬材料 氧化鋁陶瓷（人造剛玉）：熔點高、硬度大、透明——耐火材料、研磨材料、燈管。 氮化硅陶瓷：重要的結(jié)構(gòu)材料，超硬、具有潤滑性、耐磨損、抗腐蝕、抗氧化、抗驟冷驟熱、不傳熱——機械構(gòu)件。 二、 光導(dǎo)纖維 光纖、光纜 光導(dǎo)纖維導(dǎo)電能力強，抗干擾性能好，質(zhì)量小不怕腐蝕——良好通訊材料。 還用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、照明等 新課的延伸： 安排學(xué)生“閱讀”P159 教學(xué)小結(jié)： 簡述傳統(tǒng)非金屬材料與新型非金屬材料的優(yōu)缺點，簡單介紹高溫結(jié)構(gòu)陶瓷及光導(dǎo)纖維的性能及用途。 習(xí)題：P159 思考 課后小結(jié)： 第七章 硅和硅酸鹽工業(yè) 復(fù)習(xí)課 教學(xué)目的與要求： 通過復(fù)習(xí)： 1、 進一步了解碳族元素、硅和二氧化硅的有關(guān)知識，鞏固學(xué)習(xí)效果； 2、 對硅酸及硅酸鹽、硅酸鹽工業(yè)、新型無機非金屬材料有一個大致的印象。 教學(xué)重點：碳族元素的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)遞變；硅及二氧化硅的性質(zhì)。 教學(xué)難點：碳族元素的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)遞變 教學(xué)方法：講述法 課型：復(fù)習(xí)課 課時：1 教學(xué)內(nèi)容 新課進行： 一、 碳族元素 碳 硅 鍺 錫 鉛 1、 非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強 2、 原子半徑逐漸增大 3、 單質(zhì)的密度逐漸增大，熔沸點逐漸降低 4、 與氫氣化合越來越難 5、 最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性漸強，酸性漸弱 其它：1、最外層四個電子，位于第14列，第ⅥA族 2、主要化合價：＋2、＋4、－4，C、Si、Ge、Sn＋4價化合物穩(wěn)定，Pb＋2價化合物穩(wěn)定。 二、 硅和二氧化硅 物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 用途 硅 略 1、 穩(wěn)定性 2、 與氧氣的反應(yīng) 半導(dǎo)體及合金 二氧化硅 略 1、堿或堿性氧化物反應(yīng) 2、與氫氟酸反應(yīng) 玻璃、電子部件、光學(xué)儀器、建筑材料 說明：1、關(guān)于氫氟酸、強堿溶液的保存； 2、關(guān)于硅酸及硅酸鹽的性質(zhì)及組成的表示形式 三、 無機非金屬材料 硅酸鹽材料：水泥、玻璃、陶瓷等 無機非金屬材料 新型無機非金屬材料：高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導(dǎo)纖維等 新課的延伸： 1、 硅酸之間的脫水問題，如H2Si2O7的分子結(jié)構(gòu)及硅氧鍵數(shù)； 2、 復(fù)習(xí)一氧化碳及二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)； 3、 硅酸及原硅酸的結(jié)構(gòu)等； 4、 例題： 工業(yè)上制凈水劑的方法如下：取鋁釩土（主要成份為Al2O3）與NaOH固體在高溫下熔融，將熔塊用水浸潤，取浸出液加入鹽酸到所生成的沉淀剛好溶解，蒸干溶液所得物質(zhì)即為凈水劑。試寫出有關(guān)過程的化學(xué)反應(yīng)方程式。 復(fù)習(xí)題：P160一、四. 1、2思考 二、三、五、作業(yè)（提示：硅酸鈉與強酸反應(yīng)有沉淀產(chǎn)生） 課后小結(jié)：