高一化學(xué)教案：第三單元從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三單元從微觀結(jié)構(gòu)看物質(zhì)的多樣性單元規(guī)劃實驗探究和交流活動，可讓學(xué)生了解進(jìn)行科學(xué)探究的一般步驟,即從“提出假想、明白探究原理、設(shè)計探究方案、制定詳細(xì)探究步驟、列出探究所用儀器和試劑、記錄探究現(xiàn)象、處理探究數(shù)據(jù)、得出探究結(jié)論、進(jìn)行誤差分析、提出改進(jìn)方案”等一系列的步驟,為以后進(jìn)行其他的探究活動奠定基礎(chǔ)。所以,凡是依靠學(xué)生自己的努力能夠做成的事情就放手讓學(xué)生去做，學(xué)生能夠依靠自己的思維活動推導(dǎo)出的結(jié)論就不要拱手直接送給學(xué)生.在本單元中，就有許多的內(nèi)容,可以由教師設(shè)計成探究任務(wù),交給學(xué)生去探究和活動:在“同素異形現(xiàn)象”課時中，在學(xué)習(xí)紅磷和白磷知識時，可以采用活動與探究方式，讓學(xué)生帶著問題去設(shè)計實驗“以紅磷和白磷為例,設(shè)計實驗，證明同素異形體的化學(xué)性質(zhì)相同，而物理性質(zhì)不同。"在“同分異構(gòu)現(xiàn)象"課時中，在學(xué)習(xí)分子式為C4H10的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)時，可以采用活動與探究方式，讓學(xué)生用小球和短棍去嘗試,去搭配出各種可能的結(jié)構(gòu)，因為在前一單元中學(xué)習(xí)過了“有機(jī)物中碳原子的成鍵特點”，知道了“碳、碳之間可以形成“碳碳單鍵、碳碳雙鍵、碳碳三鍵”，還了解了“碳原子之間不僅可以通過共價鍵彼此結(jié)合形成碳鏈,也可以連接形成碳環(huán)。”當(dāng)然，在搭配過程中，學(xué)生一定會出現(xiàn)這樣那樣的問題,比如，每個碳原子周圍形成的共價鍵數(shù)不足4個、每個氧原子周圍形成的共價鍵數(shù)只有1個、碳原子之間連接成了碳碳雙鍵等等，不過，不用著急，發(fā)現(xiàn)了這些問題后，正好可以當(dāng)場解決，加深學(xué)生的印象，鞏固他們對“烷烴中只含有碳碳單鍵”“每個碳原子周圍均可形成4個共價鍵"“每個氧原子周圍可以形成2個共價鍵”的認(rèn)識，而且，只有在搭配的過程中，學(xué)生才會真正明白,不同原子的“連接線”個數(shù)可能不同,連接的方向也可能不同,更深地體會到直鏈和支鏈等原子間不同的連接方式，同時認(rèn)識到空間伸展方向、鍵角等問題，加深對碳原子成鍵特點、微觀結(jié)構(gòu)不同的理解。在“不同類型的晶體"課時中，在學(xué)習(xí)同屬碳族元素的碳和硅的氧化物……干冰和二氧化硅晶體時，可以交給學(xué)生一個活動與探究任務(wù)，讓他們?nèi)ゲ殚嗁Y料，去了解干冰和二氧化硅晶體的晶體類型、構(gòu)成微粒、空間結(jié)構(gòu)以及物理性質(zhì)，而后進(jìn)行推廣,找到不同晶體類型的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點。課時安排：同素異形現(xiàn)象1課時同分異構(gòu)現(xiàn)象1課時不同類型的晶體1課時同素異形現(xiàn)象從容說課本節(jié)課的主要內(nèi)容是“同素異形現(xiàn)象"。具體講述的是碳元素、氧元素和磷元素的幾種同素異形體。在本課時“同素異形現(xiàn)象”中，教材具體講述了碳元素的幾種單質(zhì)金剛石、石墨、無定形碳、足球烯、納米碳管等，講述了氧元素的兩種單質(zhì)氧氣和臭氧，還講述了磷元素的兩種單質(zhì)紅磷和白磷,如果說，這3組同素異形體都采用直接講述的方法來教學(xué)的話,那么，若第1組同素異形體的學(xué)習(xí)學(xué)生還有新鮮的興趣,到了第2組、第3組同素異形體，學(xué)生就無精打采了，此時,就要采用不同的教學(xué)方式：在學(xué)習(xí)氧氣和臭氧時，著重介紹臭氧的強(qiáng)氧化性，消毒劑、脫色劑的用途，臭氧作為“生命的衛(wèi)士”以及“臭氧層空洞”的知識；在學(xué)習(xí)紅磷和白磷知識時，可以采用活動與探究方式，讓學(xué)生帶著問題去設(shè)計實驗“以紅磷和白磷為例，設(shè)計實驗，證明同素異形體的化學(xué)性質(zhì)相同，而物理性質(zhì)不同。這樣的方式，學(xué)習(xí)的目標(biāo)內(nèi)容雖然沒有改變，但是，學(xué)習(xí)的效率卻提高了，真正達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。學(xué)習(xí)本節(jié)課，還應(yīng)該經(jīng)常使用實驗對比、列表對比的方式?？梢詫Ρ冉饎偸⑹?、無定形碳、足球烯、納米碳管的不同結(jié)構(gòu)；可以對比氧氣和臭氧的不同性質(zhì)；還可以對比紅磷和白磷的不同的物理性質(zhì)。對比教學(xué),可以使學(xué)生看得更清楚，學(xué)得更扎實.學(xué)習(xí)本節(jié)課,還應(yīng)該經(jīng)常運用三維空間結(jié)構(gòu)模型，將微觀的結(jié)構(gòu)放大,使學(xué)生清晰地認(rèn)識到同素異形體的結(jié)構(gòu)的不同.學(xué)習(xí)本節(jié)課，還應(yīng)對學(xué)生進(jìn)行實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，由學(xué)生來設(shè)計實驗，這本身就是回顧提煉舊知識、提升實驗?zāi)芰Φ囊粋€很好的途徑.教學(xué)重點以金剛石、石墨等碳的同素異形體為例，認(rèn)識由于微觀結(jié)構(gòu)不同而導(dǎo)致的同素異形現(xiàn)象。教學(xué)難點金剛石、石墨和納米碳管的結(jié)構(gòu)。教具準(zhǔn)備電腦圖片若干（“足球烯")、三維空間結(jié)構(gòu)模型（金剛石、石墨、納米碳管）實物若干:金剛石、石墨、無定形碳化學(xué)儀器：酒精燈、火柴、長銅片、鐵架臺、鐵夾化學(xué)試劑：白磷、紅磷、二硫化碳三維目標(biāo)知識與技能1。從同素異形現(xiàn)象認(rèn)識物質(zhì)的多樣性與微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)系。2.以金剛石、石墨等碳的同素異形體為例，認(rèn)識由于微觀結(jié)構(gòu)不同而導(dǎo)致的同素異形現(xiàn)象。過程與方法1。運用金剛石、石墨、無定形碳等實物，讓學(xué)生感受同種元素可以形成不同的單質(zhì)。2.運用電腦圖片，向?qū)W生展示“足球烯”“納米碳管”等碳的不同單質(zhì).3。運用三維空間結(jié)構(gòu)模型，學(xué)習(xí)金剛石、石墨的結(jié)構(gòu)知識。情感、態(tài)度與價值觀認(rèn)識“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)"這一觀點.教學(xué)過程導(dǎo)入新課師同學(xué)們知道，鉆石的成分是什么嗎？生應(yīng)該是用金剛石打磨、切削成多面體，這樣反射光線的能力增強(qiáng)，在陽光或是燈光底下就會熠熠閃亮、發(fā)出奪目的光芒了。師（展示一條鉆石項鏈)正是如此！鉆石在大家的心目中,是高貴、永恒的象征，不是有這樣的描述嘛“鉆石恒久遠(yuǎn)、一顆永流傳”！如果我把“鉆石"和“鉛筆芯"比喻成是同根同源的孿生兄弟，你們可能會覺得很滑稽，是風(fēng)馬牛不相及的事，其實，身份高貴的鉆石與毫不起眼的灰黑色的鉛筆芯即石墨是屬于同種元素形成的不同結(jié)構(gòu)的單質(zhì)，是“同素異形體”。推進(jìn)新課板書：一、同素異形現(xiàn)象1.同素異形體：同一種元素形成的不同的單質(zhì)。師金剛石、石墨、無定形碳、足球烯、納米碳管等都是碳元素的單質(zhì)，都是碳元素的同素異形體.板書：(1）同種元素（2)單質(zhì)實例（1)：碳元素的不同單質(zhì)——金剛石、石墨、無定形碳、足球烯、納米碳管等。（展示）實物金剛石、石墨、無定形碳(展示）金剛石、石墨、納米碳管的三維空間結(jié)構(gòu)模型生觀察并描述：構(gòu)成金剛石的微粒是碳原子，碳原子間以共價鍵相連，結(jié)合成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，金剛石的基本結(jié)構(gòu)單元為正四面體，每個碳原子與其余的4個碳原子以共價鍵相結(jié)合，在金剛石中，還有碳原子形成的碳原子環(huán)，最小環(huán)上有6個碳原子。石墨晶體呈層狀結(jié)構(gòu).構(gòu)成石墨的微粒是碳原子，碳原子間以共價鍵相連。在石墨的每一層內(nèi)，每個碳原子與其余的3個碳原子以共價鍵相結(jié)合,碳原子排列成平面六邊形，無數(shù)的平面六邊形形成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。石墨的不同層之間，存在著分子間作用力。投影：表格物理性質(zhì)金剛石石墨硬度很大較軟熔沸點很高很高導(dǎo)電性不導(dǎo)電能導(dǎo)電師為何金剛石、石墨在硬度和導(dǎo)電性方面有很大差異？生金剛石中碳原子最外層的4個電子都參與形成了共價鍵，無自由電子，所以不能導(dǎo)電.而石墨中碳原子最外層只有3個電子參與形成了共價鍵，每個碳原子核外有1個自由電子，所以能導(dǎo)電。在石墨的不同層之間，存在的是分子間作用力，相對于共價鍵來說，分子間作用力要弱得多，容易被破壞，所以,石墨的層與層之間，在外力的作用下,容易發(fā)生相對滑動，使層與層之間斷裂。比如,用鉛筆寫字時，在紙上輕輕一劃，就會留下痕跡,那痕跡就是石墨層與層之間斷裂后留下的細(xì)小顆粒。（播放）電腦圖片:足球烯插入圖片Y25師足球烯的結(jié)構(gòu)與金剛石、石墨、納米碳管又不相同。足球烯C60是60個碳原子形成的封閉的籠狀分子,形似足球，所以,人們稱它為“足球烯”.根據(jù)以上結(jié)構(gòu)的觀察和有關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以知道,同素異形體的結(jié)構(gòu)是不同的.板書：（3)結(jié)構(gòu)不同師鈉原子（Na)和鈉離子(Na+)都是由同一種元素——鈉元素形成的，它們是同素異形體嗎?為什么？生不是，因為Na原子和Na+是同一元素的不同粒子，不屬單質(zhì)。師Fe2O3和Fe3O4的組成元素完全相同，它們是同素異形體嗎?為什么?生不是,因為它們是由相同的兩種元素組成的化合物，不是單質(zhì)。師與互為什么關(guān)系？生互為同位素。師同素異形體和同位素有何區(qū)別?投影：同素異形體和同位素的區(qū)別同素異形體同位素定義同一種元素的不同單質(zhì)互稱同素異形體同一元素的不同核素（或不同原子)互稱同位素研究對象單質(zhì)核素或原子舉例O2和O3，石墨和金剛石師除了碳元素能形成不同的單質(zhì)金剛石、石墨、足球烯、納米碳管、無定形碳等等以外，同素異形體還有許多，比如，氧元素形成的單質(zhì)氧氣和臭氧.板書:實例（2）：氧元素形成的單質(zhì)—-氧氣和臭氧。師大家有沒有想過，你們家廚房中的消毒柜，它的消毒原理是怎樣的？生（議論紛紛）大概是高溫消毒吧，也可能是紫外線消毒。師也可以用臭氧消毒。對于一些塑料的餐具，高溫消毒顯然是不可行的。師臭氧--“O3”，是氧氣的同根兄弟，號稱生命的衛(wèi)士。O3與O2，均由氧元素組成，在分子組成上只不過僅是一個O原子之差，但兩兄弟的“脾氣”和“外貌”卻大相徑庭.投影：O3與O2物理性質(zhì)的對比O3O2色、嗅、態(tài)通常為一有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體,液態(tài)O3呈深藍(lán)色，固態(tài)O3為紫黑色通常為一無色無氣味的氣體液態(tài)O2呈淡藍(lán)色，固態(tài)O2呈雪花狀，淡藍(lán)色溶解度（水中)大小熔點－251℃－218℃沸點－112.4℃－183℃師O3、O2物理性質(zhì)差別很大,那么，它們的化學(xué)性質(zhì)如何呢?生二者都具氧化性，而且O3比O2有著更強(qiáng)的氧化性;另O3不穩(wěn)定，能分解。板書:臭氧的性質(zhì)a。極強(qiáng)氧化性b.不穩(wěn)定性：2O3====3O2師上述反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)？為什么？生否，因無元素化合價的變化。師O3具有極強(qiáng)的氧化性，如不活潑金屬Ag、Hg等在空氣或氧氣中不易被氧化，而在常溫下卻能被臭氧氧化,再如酒精、棉絮等易燃物,常溫下遇較多的O3會立即著火,從而引起不可想象的火災(zāi)，不過天公作美,地面附近大氣層中O3含量極微,僅占0。001ppm。臭氧相對于O2不穩(wěn)定，常溫下能緩慢分解，若加熱或高溫或有催化劑時可迅速分解，而且O3生成O2的反應(yīng)為一放熱反應(yīng)，這也說明O3比O2更為活潑.造成O3與O2化學(xué)性質(zhì)差別的原因是什么？生源于它們的分子組成、分子結(jié)構(gòu)不同。師大家熟知，O2的用途極為廣泛,O3同樣功不可沒，其重要用途有哪些？板書：c。脫色劑、消毒劑師O3用于脫色、消毒，是基于其什么性質(zhì)?生強(qiáng)氧化性師臭氧與氧氣雖然組成元素相同，但由于它們的分子組成及原子結(jié)合方式不同，造成分子結(jié)構(gòu)的不同，引起兩者性質(zhì)上的很大差別。O3和O2互為同素異形體關(guān)系，O3具有更強(qiáng)的氧化性，且不穩(wěn)定，空氣中的少量O3對人體有益，過之則有害，而大氣平流層中的臭氧層則是人類的保護(hù)傘.師根據(jù)以上碳元素和氧元素的同素異形體的學(xué)習(xí)，請歸納小結(jié)：同素異形體之間，什么性質(zhì)相同?什么性質(zhì)不同？為什么?生歸納小結(jié)然后交流:師同素異形體還有許多，比如，磷元素形成的單質(zhì)紅磷和白磷。板書：實例(3)：磷元素形成的單質(zhì)——紅磷和白磷.師白磷與紅磷的分子結(jié)構(gòu)：白磷分子是正四面體結(jié)構(gòu)，4個磷原子排列在正四面體的4個頂點上，四面體的重心上沒有原子，所以，白磷分子中磷與磷的共價鍵的鍵角為60°，不同于金剛石正四面體中碳與碳的共價鍵的鍵角（109°28′）。紅磷的分子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,是由很多個小正四面體連接在一起而形成的結(jié)構(gòu)。板書:2。同素異形體的化學(xué)性質(zhì)基本相同，因為它們都是由同種元素組成的單質(zhì)。同素異形體的物理性質(zhì)不同,因為它們的空間結(jié)構(gòu)不同。請以紅磷和白磷為例，設(shè)計實驗，證明同素異形體的化學(xué)性質(zhì)相同，而物理性質(zhì)不同。生思考、分析、討論然后達(dá)成共識：選取紅磷和白磷來做實驗1。觀察它們的顏色、狀態(tài)的不同。2。觀察它們的保存方法的不同。3。利用二硫化碳作溶劑，進(jìn)行它們的溶解性實驗。4.查閱資料,了解它們的毒性的不同。5。進(jìn)行實驗，比較兩者的著火點高低。6.進(jìn)行兩者的燃燒實驗，觀察產(chǎn)物是否相同。（具體的裝置及操作方法如下）投影：磷的系列實驗1。實驗?zāi)康?（1）認(rèn)識紅磷轉(zhuǎn)變成白磷的條件。（2）驗證燃燒反應(yīng)的條件，比較白磷和紅磷的著火點,觀察磷的燃燒反應(yīng)現(xiàn)象。（3）驗證五氧化二磷的吸濕性及與水的反應(yīng)。（4）驗證五氧化二磷與堿的反應(yīng).2.實驗裝置：插入圖片Y263。操作步驟及實驗效果（1)取一直徑1cm，長為30cm的硬質(zhì)玻璃管，中間用石棉隔開(可通過空氣)，管口配以帶直導(dǎo)管的膠塞，按裝置圖連接，檢查氣密性。（2）將玻璃管與打氣球、集氣瓶斷開，在A、B兩端各放入約0.3g干燥的紅磷，加熱B端紅磷部位，紅磷受熱不斷變成蒸氣，在玻璃管內(nèi)壁凝結(jié)成一薄層淡黃色物質(zhì)即白磷.待B處的紅磷全部轉(zhuǎn)變成白磷后,停止加熱,讓玻璃管適當(dāng)降低溫度。（3）迅速連接橡皮氣唧和集氣瓶，不加熱鼓入空氣，B端生成的白磷即燃燒生成大量白煙，而此時A端的紅磷不反應(yīng)。說明白磷的著火點比紅磷低.停止鼓氣,白磷即停止燃燒，說明一般意義上的燃燒需滿足兩個條件，一是溫度要達(dá)到著火點,二是要有氧氣存在。（4）接著用大火加熱A端紅磷部位,同時鼓入空氣，紅磷也燃燒起來,和白磷一樣生成大量白煙-—五氧化二磷。指出磷的一種用途：制煙幕彈。（5)生成的五氧化二磷依次通過甲、乙（石蕊）、丙(澄清石灰水）、丁（濃NaOH溶液）。甲瓶用于收集五氧化二磷,兼有安全瓶作用.實驗完畢后，敞置甲瓶，瓶壁迅速潮濕,說明五氧化二磷有強(qiáng)烈的吸濕性。乙瓶溶液變紅，說明五氧化二磷與水反應(yīng)生成了酸性物質(zhì)，它是一種酸性氧化物。丙瓶中澄清的石灰水變渾濁，說明五氧化二磷能與堿反應(yīng)生成不溶于水的鹽。丁中是濃氫氧化鈉溶液，可將未反應(yīng)的五氧化二磷吸收。4。實驗特點（1）裝置簡單，但綜合性強(qiáng).整個實驗涉及磷、磷的氧化物、磷酸、磷酸鹽等多種物質(zhì)的性質(zhì)。通過實驗可達(dá)到多項目的.（2）對環(huán)境不造成污染，有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識，同時也有利于師生健康。投影：白磷與紅磷性質(zhì)的比較：名稱白磷紅磷狀態(tài)蠟狀固體粉末狀固體顏色