人教版高一化學教學設(shè)計碳族元素11

1、精品資源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 .使學生進一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(dǎo)、探究、自學、練習教學用具投影儀炭塊、鐐子教學過程引言第1a堿金屬元素易失去電子，表現(xiàn)活潑的金屬性；第口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v1 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

2、第七章碳族元素無機非金屬材料師(用鐐子取一塊炭展示給學生)它和硅是兄弟關(guān)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(gòu)示意圖，并說明它們結(jié)構(gòu)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r c (7)! i 辭 臼 之r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(gòu)示意圖。學生活動，請一位同學上黑板寫出錯、錫、鉛的原子結(jié)構(gòu)示意圖學生板書師能否寫出上述三種元素的符號和

3、名稱呢叫大家用最快的速度識記并默寫。學生或老師板書錯 ge 錫 sn 鉛 pb)由以上硅、錯、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個電子，且同屬第1va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(gòu)。板書一、碳族元素的名稱、符號及結(jié)構(gòu)過渡下面，我們根據(jù)碳族元素的原子結(jié)構(gòu)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(gòu)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，碳族元素的

4、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(dǎo)，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(yīng)水化物通式為：h2r03或h4r04 或 r(0h)4)。(3)氣態(tài)氫化物可表本為 rh 42。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，這是否矛盾？生不矛

5、盾。看待事物的角度不同，結(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iv 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(yīng)中多顯示非金屬 性，通常被認為是非金屬；錯的金屬性比非金屬性強；錫和鉛都是金屬。由于硅和鑄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(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，一般容易形成共價化合物。另外，碳族

6、元素的化合價除了+ 4價外，還有+2價。其中，碳、硅、錯、錫的+ 4價化 合物是穩(wěn)定的，而鉛的+2價化合物是穩(wěn)定白因此，一 1-4價的鉛(女1 pbo:)在參加化學 反應(yīng)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(yīng)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。可以用濃h2so4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iv a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價化合物比牛4

7、價化合物穩(wěn)定c. x02具有強氧化性 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(yīng)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、錯、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)上一一句話判斷：錫的十 2價化合物(如sncl2)應(yīng)具有較強的_ 性，鉛的十4價化合物應(yīng)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

8、，若將pb304用上述形式表示，其化學式可寫為 。(3)pbo2與濃鹽酸可發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成clz,該反應(yīng)的化學方程式為解析：(1)關(guān)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 為+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(yīng)，已知濃鹽酸的氧化產(chǎn)

9、物是c12 則pbo2的還原產(chǎn)物必然是+ 2價的化合物，這里應(yīng)是pbc%,另有 d0生成。(注：此處也可將mn02與濃鹽酸的反應(yīng)遷移， 即可寫出pbo2與濃鹽酸反應(yīng)的化學方程式 )答案：還原氧化(2)2pbo - pb02(3)pb02+4hci apbcl2+c12t +2h20過渡以上我們學習了碳族元素的原子結(jié)構(gòu)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)豢 件 號瞳于 小生 nut1土中碑的忡抵附色裁若海相鄢克部森x.r域c必哂/ruiix也眠作門時：黑h色用味3沏儺k3的: 1 串 j*胃111+2 +

10、4m琳ki黛也徜點工霹2u1.110情甘。，儂12.44w累色附件出湖1化nj .c. 175十九十世白屯湖體i*0陽l.1j點白色網(wǎng)律1 l341st. j1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(yù)測的是一一致的。 碳族元素單質(zhì)的密度是從碳到鉛逐漸增大，熔、沸點逐漸降低，錫 的熔、沸點較特殊，這與其成鍵情況及空間結(jié)構(gòu)有關(guān)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(guān)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(dǎo)電；主要用于制造鉆具、 裝飾品。石墨熔點很

11、高，質(zhì)軟有滑膩感，是電的良導(dǎo)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(yīng)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、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一一個

12、球體分子。它的結(jié)構(gòu)是由英國科學家克羅托教授最先設(shè)想出來的。在他為了這個大大的“碳分子”的結(jié)構(gòu)而冥思苦想、食不知味、睡不入眠的時候。是著名建筑學 家布克曼斯特富勒設(shè)計的一個球形模型給了他靈感。所以，他又把自己設(shè)計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。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（）a. ch4 b. nh2 c.sih4 d. h2s答案：c2.根據(jù)碳族元素的相似性和遞變

13、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.co 2為弱氧化劑，pbo2為強氧化劑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.錯單質(zhì)的熔點在 si和pb之間，是半導(dǎo)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(gòu)，化學式為c60,下列說法正確的是（）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c02d. c60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(gòu)特點及隨著原子序數(shù)的遞增，其性質(zhì)遞變的規(guī)律

14、，同時還認識f碳元素的另一種同素異形體一一c60oe. 置作業(yè)1 .復(fù)習初中所學碳及其化合物的知識。f. 預(yù)習硅及其化合物的知識。板書設(shè)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(gòu).、 z s j j2 m tu 1 j j j j6) 2 jit8 h 1 m d產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)) 2 京 ie 戰(zhàn) 1 .1 /，/ j碳 c硅 si錯 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(yīng)水化物通式為：h2r03或h4ro4 或 r(oh)4。(3)氣態(tài)氫化物可表本為 rh 42 .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)