碳族元素

教學(xué)目標(biāo)

                   知識(shí)技能：掌握碳族元素原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；能推斷出碳族元素單質(zhì)及化合物性質(zhì)的變化規(guī)律；加深對(duì)典型碳族元素單質(zhì)及其化合物的化學(xué)性質(zhì)的理解。

                   能力培養(yǎng)：比較碳族元素與鹵素、氧族元素、氮族元素性質(zhì)的相似性和遞變性以及對(duì)碳及其化合物化學(xué)性質(zhì)討論，培養(yǎng)學(xué)生抽象概括形成規(guī)律性認(rèn)識(shí)的能力。通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力。使學(xué)生掌握非金屬元素單質(zhì)及其化合物性質(zhì)的學(xué)習(xí)方法。

                   科學(xué)思想：通過對(duì)弱酸的酸式鹽化學(xué)性質(zhì)的討論，對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育。

                   科學(xué)品質(zhì)：組織討論，激發(fā)學(xué)生求知欲，體驗(yàn)學(xué)習(xí)樂趣。

                   科學(xué)方法：觀察、實(shí)驗(yàn)和科學(xué)抽象。

重點(diǎn)難點(diǎn)

                   重點(diǎn)：碳族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。碳及其化合物的化學(xué)性質(zhì)。

                   難點(diǎn)：碳酸的酸式鹽與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的反應(yīng)。

教學(xué)過程

 

 

教    師    活    動(dòng)

學(xué)    生    活    動(dòng)

提問

有人提出：現(xiàn)代化學(xué)是以碳和硅為首的化學(xué)，你知道哪些有關(guān)碳硅及其化合物的知識(shí)？（見附1）

舉例。

板書

 

 

提問

 

 

講解

 

板書

第一節(jié)碳族元素

一、碳族元素

1．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

畫出C、Si的原子結(jié)構(gòu)示意圖和電子式，比較它們的相似與不同。

對(duì)學(xué)生的回答給予正確的評(píng)價(jià)，重復(fù)正確答案后板書。

相似點(diǎn)：最外層4e。

不同點(diǎn)：核電荷數(shù)、電子層數(shù)、原子半徑。

一學(xué)生到黑板上板演，其余在草稿紙上寫。

 

 

 

 

比較C、Si原子結(jié)構(gòu)的異同。

板書

 

 

投影

組織討論

2．性質(zhì)變化規(guī)律

指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本1~2頁(yè)，總結(jié)規(guī)律，填寫下表：

（見附2）

從物質(zhì)結(jié)構(gòu)角度分析金剛石比晶體硅的熔點(diǎn)高的原因？

閱讀課文，總結(jié)規(guī)律，填表。

討論后回答：

都為原子晶體，但碳原子半徑比硅的小，碳原子間鍵長(zhǎng)比硅的短，鍵能比硅的大，所以熔點(diǎn)高。

講解

 

實(shí)驗(yàn)

板書

下面我們通過實(shí)驗(yàn)比較碳和硅的非金屬性強(qiáng)弱。

Mg₂Si和鹽酸反應(yīng)

Mg₂Si+4HCl=SiH₄↑+2MgCl₂

SiH₄+2O₂=SiO₂+2H₂O(自燃)

觀察、比較硅烷、甲烷的穩(wěn)定性，確定非金屬性碳比硅強(qiáng)。

展示

 

 

講解

金剛石、石墨圖片，C₆₀結(jié)構(gòu)圖片，硅、錫、鉛實(shí)物樣品。

 

碳族元素從上到下由非金屬遞變?yōu)榻饘俚内厔?shì)非常明顯。碳族元素C、Si、Ge、Sn元素的+4價(jià)穩(wěn)定，而+4價(jià)的Pb有強(qiáng)氧化性，Pb的+2價(jià)穩(wěn)定。

 

 

觀察、記憶：

C、Si：非金屬

Ge：金屬性比非金屬性強(qiáng)

Sn 、Pb：金屬

 

教    師    活    動(dòng)

學(xué)    生    活   動(dòng)

板書

講解

 

 

 

 

投影小結(jié)

二、碳及其化合物的性質(zhì)

碳族元素的代表物之一——碳及其化合物的知識(shí)我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過一部分下面分別討論和總結(jié)：CH₄、C、CO、CO₂的氧化性和還原性——從碳的化合價(jià)分析；CO₂、Na₂CO₃的化學(xué)性質(zhì)——從物質(zhì)類別分析。

（見附3）

分組討論、總結(jié)：

一組：CH₄、C

二組：CO、CO₂

三組：Na₂CO₃

（舉他反應(yīng)實(shí)例）

實(shí)驗(yàn)

 

 

練習(xí)

將CO₂通入澄清石灰水中，當(dāng)出現(xiàn)大量沉淀時(shí)暫停實(shí)驗(yàn)。

繼續(xù)通入CO₂至沉淀完全溶解。

將a   mol  CO₂通入含b   mol  Ca(OH)₂的澄清石灰水中，討論a∶b為何值時(shí)：

產(chǎn)物為CaCO₃、H₂O____________

產(chǎn)物為Ca(HCO₃)₂____________

產(chǎn)物為CaCO₃ 、Ca(HCO₃)₂、H₂O___________

 

觀察，寫出有關(guān)化學(xué)方程式：

CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O

觀察，寫出有關(guān)化學(xué)方程式：

CaCO₃+ CO₂+H₂O=Ca(HCO₃)₂

（一學(xué)生黑板板書）

練習(xí)、討論。

a∶b=1∶1

a∶b=2∶1

1∶1< a∶b<2∶1

實(shí)驗(yàn)

將上述實(shí)驗(yàn)得到的清液分成兩份：

一份加入濃鹽酸。

一份加入澄清石灰水。

觀察并根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象寫出有關(guān)化學(xué)方程式和離子方程式。

2HCl+ Ca(HCO₃)₂=CaCl₂+2CO₂↑+2H₂O

Ca(OH)₂+ Ca(HCO₃)₂= 2CaCO₃↓+2H₂O

OH +HCO₃ +Ca = CaCO₃↓+H₂O

（兩位學(xué)生黑板板書）

討論后得出結(jié)論：

弱酸的酸式鹽既可以和強(qiáng)酸反應(yīng)又可以和強(qiáng)堿反應(yīng)。

小結(jié)提問

碳族元素重要性質(zhì)規(guī)律性變化的原因是什么？可從哪幾方面討論非金屬單質(zhì)和化合物的化學(xué)性質(zhì)？

碳族元素的一些重要物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生規(guī)律性變化的原因，是它們的電子層和核電荷數(shù)的增加而引起的。

非金屬元素單質(zhì)及化合物的化學(xué)性質(zhì)可以從元素化合價(jià)和物質(zhì)所屬類別入手分析。

作業(yè)

課本第2頁(yè)1、2題。

 

 

 

隨堂檢測(cè)

1．下列氣態(tài)氫化物中最不穩(wěn)定的是_________。

       A．CH₄                   B．SiH₄                    C．H₂O              D．HCl

2．將下列物質(zhì)按酸性由強(qiáng)到弱的順序排列________________。

      H₂CO₃、H₂SiO₃、HNO₃、H₃PO₄。

3．將0.8molCO₂通入含1molNaOH的溶液中，求反應(yīng)后溶液中CO₃ 和HCO₃ 的物質(zhì)的量之比。

 

隨堂檢測(cè)答案

1．SiH₄                             2．HNO₃         H₃PO₄         H₂CO₃         H₂SiO₃                             3． 1∶3

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