人教版高一化學教學設計碳族元素1

1、碳族元素 教案二教學目標 1使學生了解碳族元素的性質(zhì)及其遞變規(guī)律。 2使學生進步了解運用元素周期律知識學習同主族元素性質(zhì)及其遞變規(guī)律的方法。 3培養(yǎng)學生的總結(jié)、思考、判斷能力。教學重點 碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律教學難點 以碳族元素知識為載體，培養(yǎng)學生的總結(jié)、思考、判斷能力課時安排 一課時 教學方法 引導、探究、自學、練習 教學用具 投影儀 炭塊、鑷子 教學過程 引言第1a堿金屬元素易失去電子，表現(xiàn)活潑的金屬性；第a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a族元素性質(zhì)如何呢?它們及其化合物有怎樣的用途?本章我們就來學習該族元素及其化合物的知識，用時了解幾種新型無機非金屬材料。 板書第

2、七章 碳族元素 無機非金屬材料 師(用鑷子取一塊炭展示給學生)它和硅是兄弟關系，它就是我們初中學過的炭! 請大家寫出碳和硅的原子結(jié)構示意圖，并說明它們結(jié)構上的異同點。 學生活動后回答 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 師從碳、硅的原子結(jié)構示意圖可以看出，碳、硅均為元素周期表中的第a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?請大家根據(jù)各周期元素的種類數(shù)進行推斷，并寫出它們的原子結(jié)構示意圖。 學生活動，請一位同學上黑板寫出鍺、錫、鉛的原子結(jié)構示意圖 學生板書 師能否寫出上述三種元素的符號和名稱呢?請大家用最快

3、的速度識記并默寫。 學生或老師板書 鍺 ge 錫 sn 鉛 pb )由以上硅、鍺、錫、鉛的原子結(jié)構示意圖可以看出，它們的最外層都與碳一樣有4個電子，且同屬第lva族，我們把它們統(tǒng)稱為碳族元素。 板書第一節(jié) 碳族元素 以上我們所學的，就是碳族元素的名稱、符號及原子結(jié)構。 板書一、碳族元素的名稱、符號及結(jié)構 過渡下面，我們根據(jù)碳族元素的原子結(jié)構特點，來分析碳族元素在性質(zhì)上的相似性和遞變性。 板書二、碳族元素性質(zhì)的相似性和遞變性 師請大家根據(jù)碳族元素的原子結(jié)構特點，并結(jié)合元素周期律的知識，填寫下表： 投影展示 碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 上表可由學生回答，教師填寫完成，也可由學生獨立完成) 師注意，碳族

4、元素的氫化物的寫法是碳族元素在前，氫元素在后。 答案：師請大家根據(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，學生歸納、總結(jié)出以下結(jié)論：1 板書1相似性 (1)最外電子層上均有4個電子，易形成共價鍵。 (2)最高正價均為+4價，最高價氧化物通式為r02，對應水化物通式為：h2r03或h4r04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，元素由非金屬性向金屬性遞變的趨勢明顯。 問題探究根據(jù)元素周期律知識，pb的金屬性比sn強，而在金屬活動順序表中，sn的活動性比pb強，這是否矛

5、盾? 生不矛盾?？创挛锏慕嵌炔煌Y(jié)果也不同。 師確實不矛盾。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)時的得失電子能力；而金屬活動性順序表，是依據(jù)金屬原子在水溶液中的失電子能力強弱所排列的，二者排列的依據(jù)不同，結(jié)果也不同。第a族元素中，碳是典型的非金屬；硅雖外貌像金屬，但在化學反應中多顯示非金屬性，通常被認為是非金屬；鍺的金屬性比非金屬性強；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，所以常用來做半導體材料。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，一般容易形成共價化合物。另外，碳族元素

6、的化合價除了4價外，還有+2價。其中，碳、硅、鍺、錫的4價化合物是穩(wěn)定的，而鉛的+2價化合物是穩(wěn)定的。因此，1-4價的鉛(女1 pbo：)在參加化學反應時，往往會得電子而被還原成十2價的化合物，它本身是強氧化劑。 板書3主要化合價十4、+2 pb的 2價穩(wěn)定 問題探究碳的+4價化合物穩(wěn)定，co就應具有較強的還原性，那么，在什么條件下co表現(xiàn)強還原性呢? 生co在高溫下表現(xiàn)強還原性。 師對，所以常溫下?？梢杂脻鈎2so4干燥co。 投影例題1如果發(fā)現(xiàn)114號新元素(位于第七周期a族)，下列有關x可能具有的性質(zhì)合理的是 ( ) ax是非金屬元素 bx的+2價化合物比牛4價化合物穩(wěn)定 cx02具有強

7、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號元素的金屬性比鉛還強，一定是金屬元素。它的穩(wěn)定價態(tài)應與鉛相同，即為3-2價，所以xo比x02穩(wěn)定。+4價的x易得電子變成十2價，所以x02具有強氧化性。x是金屬元素，不可能存在穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物。答案：bc2課本上說“碳、硅、鍺、錫的+4價化合物是穩(wěn)定的，而鉛的+2價化合物是穩(wěn)定的”。(1，)根據(jù)上句話判斷：錫的十2價化合物(如sncl2)應具有較強的 性，鉛的十4價化合物應具有較強的 性。(2)fe304可以寫成feo·fe203的形式，根據(jù)化合價規(guī)律和這種書寫方法，若將pb304用上述形式表示，其化學式可寫為

8、 。(3)pbo2與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反應生成clz，該反應的化學方程式為 。解析：(1)關鍵要理解錫的4價化合物是穩(wěn)定的，因而+2價化合物不穩(wěn)定，容易轉(zhuǎn)變?yōu)?4價化合物，而顯示較強的還原性；同理，鉛的+4價化合物具有較強的氧化性。(2)鉛的兩種常見化合價中，+2價穩(wěn)定，+4價不穩(wěn)定，易得電子被還原。題中信息表明，fc304中有+2、+3兩種價態(tài)的鐵元素。思維遷移到pb304中鉛的化合價+2價和+4價。仿照上述形式的寫法，將pb3o4寫成2pbo·pb02，此化合物中正負化合價的代數(shù)和為零。(3)pbo2與濃鹽酸反應，已知濃鹽酸的氧化產(chǎn)物是c12·則pbo2的還原產(chǎn)物必然

9、是2價的化合物，這里應是pbcl2，另有h2o生成。(注：此處也可將mn02與濃鹽酸的反應遷移，即可寫出pbo2與濃鹽酸反應的化學方程式)答案：(1)還原 氧化 (2)2pbo·pb02 (3)pb02+4hci pbcl2+c12+2h20 過渡以上我們學習了碳族元素的原子結(jié)構及化學性質(zhì)，下面，我們通過下表來認識一下碳族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)。板書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，實驗測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測的是致的。碳族元素單質(zhì)的密度是從碳到鉛逐漸增大，熔、沸點逐漸降低，錫的熔、沸點較特殊，這與其成鍵情況及

10、空間結(jié)構有關系。問碳元素形成的單質(zhì)，在表上列出了金剛石和石墨兩種，它們與碳元素的關系是什么? 生它們都是碳元素的同素異形體。問二者性質(zhì)、用途有何不同? 生金剛石的熔點和沸點較高，硬度大，難溶于溶劑，不能導電；主要用于制造鉆具、裝 飾品。石墨熔點很高，質(zhì)軟有滑膩感，是電的良導體。主要用于制造潤滑劑、電極、耐火材料。 生不止金剛石和石墨，還有c60、c70等。 師對，c60是一種較重要的碳單質(zhì)。下面請同學們閱讀課本p144“c60及其應用前景”。 學生閱讀 板書5.c60簡介 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、c8

11、4中c60是最穩(wěn)定的。c60可以形成各種化合物?？捎米鞲邷貪櫥瑒⒛蜔岷头阑鸩牧系?。目前，將c60應用于超導體、材料科學等領域的探索正在不斷地深入。c60分子的結(jié)構是足球狀的，是由20個正六邊形和12個正五邊形呈一定弧度一個接一個地排列成的個球體分子。它的結(jié)構是由英國科學家克羅托教授最先設想出來的。在他為了這個大大的“碳分子”的結(jié)構而冥思苦想、食不知味、睡不入眠的時候。是著名建筑學家布克曼斯特·富勒設計的一個球形模型給了他靈感。所以，他又把自己設計的這種新的碳分子的結(jié)構，稱為“富勒籠球”。c60及一系列碳族分子的發(fā)現(xiàn)，是化學發(fā)展史上一件具有劃時代意義的大事。為了表彰這一重大科學成就。

12、1996年的諾貝爾化學獎授給了克羅托和另外兩位對c60的發(fā)現(xiàn)做出貢獻的科學家一美國賴斯大學的化學教授柯爾和斯莫利。 投影練習 l下列氣態(tài)氫化物中最不穩(wěn)定的是 ( ) ach4 bnh2 c.sih4 dh2s 答案：c2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，判斷下列說法中正確的是 ( )a.co2為弱氧化劑，pbo2為強氧化劑bco2、pbo2都是弱氧化劑，co和pbo都是還原劑c.sn(oh)2可與hcl反應，但不與naoh反應d鍺單質(zhì)的熔點在si和pb之間，是半導體答案：ad3。近年來，科學家發(fā)現(xiàn)一種新分子，它具有空心的類似足球狀結(jié)構，化學式為c60，下列說法正確的

13、是 ( )ac60是一種新型化合物bc60和石墨都是碳的同素異形體cc60在純氧中充分燃燒只生成唯一產(chǎn)物c02dc60的摩爾質(zhì)量為720答案：bc小結(jié)本節(jié)課我們學習了碳族元素的結(jié)構特點及隨著原子序數(shù)的遞增，其性質(zhì)遞變的規(guī)律，同時還認識f碳元素的另一種同素異形體一c60。布置作業(yè)1復習初中所學碳及其化合物的知識。2預習硅及其化合物的知識。板書設計第七章 碳族元素 無機非金屬材料第一節(jié) 碳族元素一、碳族元素的名稱、符號及結(jié)構 碳 c 硅 si 鍺 ge 錫 sn 鉛 pl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個電子，易形成共價鍵。 (2)最高正價均為十4價，最高價氧化物通式為r02，對應水化物通式為：h2r03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，元素由非金屬性向金屬性遞變的趨勢明顯。 3，主要化合價 十4、2 pb的2價穩(wěn)定 4單質(zhì)的