化学必修1《第四章元素与材料世界1、硅无机非金属材》51教案教学设计 一等奖比赛优质课
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第四章非金属元素及其化合物第一节无机非金属材料的主角-硅教学目标:1.了解硅元素在自然界中的存在和含量及硅元素的位置与结构,2.从硅的亲氧性知道硅主要存在的两种形式——二氧化硅和硅酸。
3.了解二氧化硅的结构,并能掌握其存在和性质.4.掌握硅酸制取原理、性质和硅胶的用途教学重点:二氧化硅和硅酸的性质及硅酸的制取原理教学难点:硅酸盐的丰富性和多样性、硅酸盐的丰富性和多样性教学过程:Si 最外层电子数是4,碳也是。
思考2:碳、硅原子主要显几价?正四价(+4价①碳、硅都是亲氧元素。
硅的亲氧性强于碳的亲氧性。
②因此硅元素在自然界都是与氧的化合物的形态存在。
思考1:硅原子最外层电子数是多少?我们很熟悉的哪种元素最外层电子数与它相同?思考3:比较碳、硅亲合氧的能力。
一、二氧化硅和硅酸[投影]金刚石、晶体硅、二氧化硅的晶体模型及水晶标本。
硅为亲氧元素,在地球上硅主要是以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在;而碳主要形成石灰岩和碳酸盐矿物,碳的氧化物二氧化碳通过光合作用进入以碳为骨架的有机世界。
1、二氧化硅(SiO 2地球上天然二氧化硅成为硅石,约占地壳质量的20%,存在形态有结晶性和无定性两种。
[投影]二氧化硅晶体模型: 其性质主要与结构有关:正四面体空间网状结构SiO 2的结构正四面体空间网状结构硅氧原子比例:1 : 2没有SiO 2 分子存在,只存在硅氧原子[讲解]将晶体硅结构中的每一个“硅-硅”共价键打开,并在其间夹入一个氧原子,就形成了二氧化硅的晶体。
这样,每个硅原子和四个氧原子以共价键结合,形成以该硅原子为中心的正四面体型结构,这种正四面体型结构向空间伸展,就形成了具有空间网状结构的原子晶体。
由于每个氧原子同时和两个硅原子成键,所以二氧化硅晶体中,硅氧原子数之比为1:2,SiO2只表示一种比例关系,并不表示晶体中存在SiO2的小分子。
[展示]水晶与玛瑙示意图:[讲述]水晶—石英中无色透明的晶体;具有彩色环带状或层状的称为玛瑙。
第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角-----硅第一课时硅和二氧化硅学习目标:1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途、性质;2、通过对二氧化碳与二氧化硅的比较学习,掌握二氧化硅的性质;3、掌握学习元素化合物知识的一般方法:“结构—性质—用途”。
4、学会从物质类别、价态(即氧化性还原性)、特殊性三个角度认识物质的性质。
学习新知:一、硅(阅读教材74页一至三自然段,思考问题1、2、3)1、硅在地壳中的含量为,仅次于。
2、硅是一种亲元素,主要以熔点很高的及的形式存在。
3、碳和硅的原子结构示意图分别为、,硅主要形成价的化合物。
(阅读教材79页——80页硅单质的内容,思考问题4、5)4、硅的物理性质:颜色状态,熔点,硬度,有,导电。
5、硅的用途:6、硅的化学性质:7、硅的工业制法(完成教材81页课后习题9)二、二氧化硅(阅读教材74页倒数第一自然段——75页的内容,思考问题1、2)1、存在SiO2广泛存在于;天然的SiO2也叫,天然存在的SiO2有和两类。
是结晶的SiO2,具有不同的晶形和色彩,、、的主要成分都是SiO2。
2、结构特征SiO2晶体是和按的比例所组成的结构的晶体,基本结构单元是,每个Si周围结合个O,每个O周围与个Si结合,所以SiO2晶体中不存在单个的二氧化硅分子。
3、SiO2的性质(1)SiO2的物理性质:熔点,硬度,溶于水。
(2)SiO2的化学性质:①酸性氧化物的通性②弱氧化性③特性与氢氟酸(HF)反应,化学方程式:结论:【思考】⑴实验室盛装NaOH溶液的试剂瓶为什么要用橡皮塞而不用玻璃塞?(玻璃中含有SiO2)⑵实验室大多数试剂瓶是玻璃的,那么HF能否用玻璃瓶盛装,为什么?⑶有人认为SiO2既能和碱反应又能和酸反应,所以应认为它是一种两性氧化物。
你同意这种看法吗?4、根据SiO2的结构与性质列举SiO2的用途①是基本的建筑材料。
②纯净的SiO2是现代光学及光纤维制品的基本原料,可以制作.③实验室中使用的.④和制作饰物和工艺品.【反思】性质差异CO2SiO2与水反应与碱性氧化物(CaO)反应与碱(NaOH溶液)反应。
无机非金属材料的主角——硅(第一课时)教学方案设计课题无机非金属材料的主角——硅(第一课时)二氧化硅和硅酸教材版本章节第四章第一节教学内容在前一章的学习当中,学生已经学习了金属及其化合物的一些性质,在本章中,将开始进入对非金属及其化合物的学习。
在本章第一节第一个课时中,针对学生对硅的化合物比硅单质本身更熟悉这一状况,将首先对硅的两种化合物—二氧化硅和硅酸进行学习,掌握二氧化硅和硅酸的一些主要的物化性质。
重点:二氧化硅的性质和硅酸的制备难点:二氧化硅的化学性质指导思想始终贯彻“以学生为主体”,在教师的引导下,学生通过自主、合作两种学习方式,完成教学目标。
两个核心 1.从材料的角度认识二氧化硅和硅酸在生活中的应用 2.从用途回归到化学性质的角度来了解二氧化硅和硅酸(重点)教学目标知识与技能 1.使学生知道二氧化硅的物理性质,了解二氧化硅与氢氟酸、碱性氧化物和强碱的反应; 2.使学生能列举二氧化硅制品的主要用途;了解硅酸的性质及制备方法。
过程和方法 1.通过图片、视频展示的方法使学生了解二氧化硅和硅酸在自然界中的存在及其外观和用途等。
2.引导学生运用对比学习的方法,通过比较碳的化合物(二氧化碳及碳酸)学习硅的化合物(二氧化硅及硅酸)。
3.通过独立思考、交流讨论和小组实验,提高学生的自主学习能力和合作学习能力。
情感、态度、价值观 1.使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用,感受化学的实用性,提高学生学习化学的兴趣。
2.通过实际的动手操作,体验实验成功的喜悦,增强学生对学习的自信心。
教学方法(策略)讲授法、讨论法、分组实验法、练习法等,在教学过程中,主要以对比学习的方式,提出问题→引导学生讨论问题→分析归纳总结→解决问题。
教学媒体多媒体教学设备(计算机和投影器)多媒体课件(文字、图片、视频)实验仪器(试管、胶头滴管等)实验试剂(硅酸钠溶液、盐酸等)教学流程引入新课由“手机、平板电脑”等生活中常见的电子产品引入材料—硅硅的存在形式观看图片以化合态存在分析原因亲氧元素二氧化硅物理性质结构阅读教材用途以“河中的鹅卵石”为例,归纳物理性质;视频展示“光导纤维”,体现传导光线的物理性质化学性质对比二氧化碳的化性推测二氧化硅的化性(通过回忆二氧化碳的反应从酸性氧化物的角度认识)特性:与氢氟酸的反应硅酸用途图片展示硅胶产品制备讨论制备方法设计实验方案证明碳酸和硅酸的酸性强弱即时突破小结交流加图片展示图片展示玻璃雕刻对比二氧化碳的实验室制法(从强酸制备弱酸的角度)学生小组实验各小组结果展示、现象描述、讨论交流,归纳硅酸性质,推导反应方程式实验室盛放氢氧化钠溶液的玻璃瓶为何不用玻璃塞?如何用石英制备硅酸?教学过程教师活动教学内容学生活动设计意图时间分配【展示PPT封面图片】引入对非金属元素——硅的学习学生听课引导学生进入新课的学习,激发学生对硅这一陌生元素的学习兴趣。
无机非金属材料的主角——硅教学设计一、知识与技能1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途。
2、了解二氧化硅的物理性质,掌握二氧化硅的化学性质。
二、过程与方法1、自主学习,培养学生自学能力。
2、活动探究,通过硅与碳,二氧化硅与二氧化碳的比较,培养学生的归纳能力、比较能力。
三、情感态度与价值观1、培养学生学习元素化合物的正确方法:结构决定性质,性质决定用途。
2、通过学生对二氧化硅及用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。
四、教学重点硅、二氧化硅的性质、用途五、教学难点二氧化硅的性质、结构六、教学过程1、【导入】观看课件和图片,引入本节课内容,一起学习本节课的学习目标2、阅读教材P107—P108,完成学案【基础自学】部分3、通过硅的微课自学单质硅的性质及用途,总结硅的性质(一)单质硅及半导体材料1、物理性质:灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体2、化学性质:常温下,硅的化学性质不活泼;加热加热时,可与某些非金属单质反应Si+O2=SiO23、硅的制备:高温SiO2+2C===Si+2CO4、硅的用途:晶体管、集成电路、计算机芯片、太阳能电池【过渡】硅在自然界中是以化合态存在,主要有二氧化硅和硅酸盐等,我们首先来学习一下(二)二氧化硅的性质及用途。
11、自然界中的存在图片展示石英,沙子,玻璃,玛瑙等2、物理性质固体、熔沸点高、硬度大、不溶于水3、化学性质【学生讨论】根据下列问题,预测SiO2的化学性质: (1)二氧化硅属于哪类物质?(2)这类物质都有哪些化学性质?(3)二氧化硅可以和哪些物质反应?学生黑板展示讨论结果,找其他小组同学评价【总结】a、、酸性氧化物:(1)与强碱发生反应。
2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O(2)与碱性氧化物反应:高温SiO2+CaO=CaSiO3(3)与水的反应SiO2不与水反应(沙子不溶于水)b、弱氧化性高温SiO2+2C===Si+2COc、特性:常温与氢氟酸反应,用于刻蚀玻璃4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O(盛HF溶液不能用玻璃瓶)4、二氧化硅的用途阅读课本自学光导纤维【思考】展示玻璃瓶塞NaOH试剂瓶和橡胶塞NaOH试剂瓶,思考为什么瓶子打不开呢?学习Na2SiO3的性质及其用途【小结】对比SiO2与CO2的异同点二氧化碳二氧化硅类别物理性质化学性质与水反应与NaOH反应与CaO反应弱氧化性特性。
普通高中化学新课程鲁科版必修1第四章第一节硅无机非金属材料(第一课时)学校:高台一中授课教师:杨文军授课时间:2018-12-5授课班级:高一3班教学目标(一)知识与技能目标(1)了解硅在自然界的存在、物理性质以及用途。
(2)了解二氧化硅的主要物理性质。
对二氧化硅的立体网状结构有一个初步印象。
(3)认识二氧化硅分别与氧化钙、氢氧化钠溶液、氢氟酸等物质的反应,能书写相关的方程式。
(4)认识硅酸的制备原理以及性质。
(二)过程与方法目标(1)通过二氧化碳和二氧化硅性质的对比,培养学生对知识的迁移和类比能力。
构建“结构——性质——用途”的知识体系;(2)通过深入认识SiO2和H2SiO3的用途,感受化学与生活、社会发展的密切联系,激发学习化学的兴趣。
(三)情感态度与价值观目标(1)通过展示含二氧化硅材料在生活及社会发展中的重要作用,体会化学在材料科学中的巨大作用,激发学习的热情。
(2)培养学生学习元素化合物的正确方法:结构决定性质、性质决定用途。
通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。
教学重点和难点(一)教学重点硅的用途、二氧化硅的性质及硅酸的制备。
(二)教学难点1.二氧化硅的晶体结构和化学性质。
2.硅酸的制备【教学过程】教学环节教师活动学生活动教学意图引入课题二氧化硅的存在二氧化硅的性质①实验研究二氧化硅与氢氟酸的反应②实验研究二氧化硅与氢氧化钠溶展示高台夜景图片和碳、硅燃烧热值,以及地壳元素含量图。
[展示]天然存在的二氧化硅图片:石英,玛瑙,砂子,硅藻土图片有结晶形和无定形两大类,统称硅石。
[展示]生活中有关含SiO2主要成分的图片[交流讨论]SiO2有哪些物理性质和化学性质?[明确]将得出的性质进行分类,有序表达【引导】SiO2的这些性质是由什么决定的?我们经常说,结构决定性质,那SiO2的结构是什么样呢?【视频呈现】SiO2的3D结构模型【设问】:玻璃中主要成分之一是二氧化硅,(展示量筒)量筒上的刻度是如何刻出来的?【视频呈现】SiO2的特性,与氢氟酸反应[追问]为什么不能用玻璃瓶保存氢氟酸?常用什么瓶保存?【实物展示】展示盛有稀盐酸溶液、氢氧化钠溶液的试剂瓶【对比·思考]装液体逇试剂瓶为什么有的使用玻璃塞,有的使用橡胶塞?[看谁做得好]根据酸性氧化物的通性,预测SiO2还能与哪些物质反应?并方程式写到学案表格中。
第4章第1节硅无机非金属材料【本讲教育信息】一. 教学内容:第4章第1节硅无机非金属材料二. 教学目的1、掌握硅及二氧化硅的重要性质,了解其应用。
2、体会物质的性质与材料性能的密切关系。
3、认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响。
三. 教学重点、难点硅及二氧化硅的性质四. 知识分析(一)导体材料与单质硅1、半导体材料半导体材料特指导电能力介于导体和绝缘体之间的一类材料。
最早使用的半导体材料是锗,但因其含量低,提炼工艺复杂,价格昂贵,而不适合广泛使用。
目前广泛使用的半导体材料是硅元素,在地壳中含量居第二位,该元素全部以化合态存在于自然界中,储量丰富。
常见的有晶体硅和无定形硅等形式存在。
2、单质硅(1)物理性质:单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅呈灰黑色,有金属光泽,硬而脆,熔点很高(1410℃),是良好的半导体材料。
(2)化学性质: 常温下不活泼,只与F2及HF 和强碱反应。
在加热时纯硅与某些非金属单质发生反应。
Si + 2F2=SiF4Si + 4HF = SiF4↑+ 2H2↑Si+ 2NaOH + H2O = Na2SiO3 +2 H2 ↑Si+ O2 ∆SiO2 Si + 2Cl2∆SiCl4(3)硅的制备由于自然界中没有单质硅的存在,因此我们使用的硅,都是从它的化合物中提取的。
在工业上,用碳在高温下还原二氧化硅的方法可制得含有少量杂质的粗硅,将粗硅提纯后,可以得到半导体材料的高纯硅。
制粗硅: SiO2 + 2C 高温Si + 2CO ↑制高纯硅: Si + 2Cl2∆SiCl4 SiCl4 + 2H2∆Si + 4HCl(4)硅的用途:硅可用来制造集成电路,太阳能电池,硅整流器等。
硅合金可用来制造变压器铁芯,耐酸设备等。
思考:判断下列说法是否正确:①非金属单质不能与碱液反应放出氢气②非氧化性酸不能与非金属单质反应③自然界中含大量的硅单质,其含量仅次于氧(解答:①×②×③×)(二)二氧化硅与光导纤维1、二氧化硅的存在二氧化硅广泛存在与自然界中,常见的有沙子石英和水晶,另外二氧化硅也是构成岩石的重要成分。
从沙土中崛起——硅
教学目标:
1.通过学生自主学习,了解硅的存在形态和二氧化硅的结构;
2.
掌握SiO2的性质;
3.体会硅材料的崛起和广泛用途。
教学重难点:硅的结构和性质
教学方法:讲授法、小组讨论法、实验法、多媒体展示
教学过程:
教师活动
学生活动
【展示沙子】这是普通的沙子,但它却和硅谷、IT产业有紧密联系,这是为何呢?
【展示芯片】这是计算机芯片,是计算机的心脏,它是怎么制造出来的呢?
请观看因特尔公司的计算机芯片生产动画,一起解开这个谜团吧。
学生观看视频
带着问题快速阅读教材74页第1-3段,并思考:硅元素在地壳中含量是多少?以什么形态存在?
观察SiO2结构模型,基本结构单元是什么?
学生看书、观察模型
根据感知实物和ppt展示,了解硅的材料在自然界和生活中的应用,以及通过性质决定用途,了解用途来反推出物质的相关性质
学生小组讨论总结
二氧化硅的结构决定了它具有优良的物理性质和化学稳定性,不能与水反应得到对应的含氧酸——硅酸,这种从未谋面的酸具有什么性质?怎样制备呢?
找到教材76页最后一段,勾画这样一段文字“硅酸是一种很弱的酸(比碳酸还弱),溶解性很小,是通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得的”。
里面包含哪些信息?
学生阅读
学生实验
课本实验
展示学生实验结果
学生做实验
通过总结再次复习学习过的性质和知识点
学生小组合作总结。
教学设计第1节硅无机非金属材料本节分析本节教材是安排在第二章《元素与物质世界》和第三章《自然界中的元素》之后,学生可以利用物质的分类、氧化剂还原剂等知识指导Si、SiO2化学性质的学习;而第三章《碳的多样性》的学习和初中科学关于碳的元素化合物知识为本节课提供了一个对比和归纳的空间,有利于必修2中对《原子结构与元素周期律》等内容的学习。
同时,本节课也为学生学习选修模块2“化学与技术”中的主题2“化学与材料的制造、应用”奠定了知识基础。
本节的重点着眼于硅单质及其化合物二氧化硅的主要性质,并把硅及其化合物在信息技术、材料化学等领域的应用和发展融合在对其物理、化学性质的介绍中,从而让生活在信息技术时代的学生体会到常见硅及其化合物知识的价值,激发学生对芯片、硅太阳能电池、集成电路、新型陶瓷等高科技产品的生产和应用原理产生兴趣和求知欲望,全面地体现化学课程的科学教育功能。
一个国家新型材料的品种、质量和产量,是衡量一个国家科技和经济发展水平的重要标志之一。
材料的发展对提高人们的物质生活水平有着十分重要的作用。
通过本节的学习,让学生真正体会到化学在生产生活中的应用以及对“性质决定用途”这一基本化学思想的认识。
本节教材内容框架课时分配:共1课时硅无机非金属材料整体构思教学目标1.课标要求(1)体会新型无机非金属材料对人类生产和生活的影响,学会关注与化学有关的社会热点问题。
(2)了解硅和二氧化硅的主要物理、化学性质及这些性质在新型材料中的应用,能书写有关反应的化学方程式。
(3)懂得硅及硅合金在现代半导体工业以及二氧化硅与光导纤维,传统的硅酸盐无机非金属材料和新型无机非金属材料在生活、生产中的应用。
2.三维目标(1)知识与技能目标体会新型无机非金属材料对人类生产和生活的影响,学会关注与化学有关的社会热点问题。
了解硅和二氧化硅的主要物理、化学性质及这些性质在新型材料中的应用,能书写有关反应的化学方程式。
懂得硅及硅合金在现代半导体工业以及二氧化硅与光导纤维,传统的硅酸盐无机非金属材料和新型无机非金属材料在生活、生产中的应用。
鲁科版高中化学必修第一册《1、硅无机非金属材》优质课公开课课件、教案第4章元素与材料世界第1节硅无机非金属材料一、【教学目标】(一)、知识与技能1、了解硅和二氧化硅在自然界中的物理性质和存在,用途。
2、掌握硅和二氧化硅的化学性质。
(二)、过程与方法1、自主学习,培养学生自学能力。
2、活动探究,通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较,培养学生的归纳能力、比较能力。
(三)、情感、态度与价值观1、培养学生学习元素化合物的正确方法:结构决定性质、性质决定用途。
2、通过对硅及其用途的学习使学生热爱自然、热爱化学。
3、联系生产生活及新科技,学以致用,培养学生对化学学习的兴趣。
二、【教学重点】1、硅和二氧化硅的物理、化学性质2、硅和二氧化硅的特殊性质三、【教学难点】硅和二氧化硅的性质、结构四、【教学准备】1.查阅相关资料,常见半导体材料有哪些?硅有哪些主要用途?2.光导纤维的主要成分是什么?光通信比普通电缆通信有哪些优点?光纤除用于通信外,还可用于哪些领域?3.查阅有关资料,说明消防员穿的棉布衣服为什么比普通棉布衣服不易着火燃烧?五、【学法指导】学习从不同的角度出发对常见材料进行分类的方法,能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性,并能运用通性简单预测其他物质的性质。
六、【教学过程】第1课时硅和二氧化硅一、半导体材料和单质硅导入新课: 计算机的芯片,传导电话、电视的光缆,化学实验室里的玻璃仪器,你能想像的出它们都是以硅或硅的化合物为材料制成的吗?质疑:除了以硅酸盐为主要成分的传统无机非金属材料外,你还知道其他无机非金属材料吗?自然界中的岩石、沙子、土壤是由什么构成?1. 存在半导体材料硅。
硅在元素周期表中的位置硅元素位于周期表的第3周期第ⅣA族,其原子结构示意图为位于金属和非金属的交界线上。
2、硅的物理性质:单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
晶体硅呈灰黑色,有金属光泽,硬而脆,熔点很高,是良好的半导体材料。
第一节硅无机非金属材料课前准备将学生按照学习能力分成六组,每组学生确定一名组长,由组长安排每名成员的分工与合作。
教学过程(上课,师生问好)教师:请同学们想一下我们使用的课桌椅和教室的门有什么共同之处?学生:材料相同,都是用木头做成的。
教师:很好,那么请同学再想一下我们现在用的计算机主要部位——芯片与建筑使用的沙子有什么共同之处?学生:有的显露出迷茫的神情,有的回答含有硅元素。
教师:有些同学通过自学已经了解了沙子的成分中有二氧化硅,而计算机的芯片是硅,因此它们都含有硅元素。
板书:沙子――二氧化硅——硅元素――芯片――计算机过渡:这一节课我们就来学习硅与二氧化硅的有关性质与用途板书:第一节硅无机非金属材料教师:首先请同学们齐读本节课需要掌握的知识技能目标展示多媒体课件:三维目标:知识技能目标掌握硅、二氧化硅的性质,粗硅的制法。
认识硅、二氧化硅作为无机非金属材料的特性及其用途。
方法与过程目标能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性,并能运用通性简单预测其他物质的性质。
情感态度与价值观目标通过对作为计算机、光通信等高科技关键材料的硅、二氧化硅的学习,利用学生对高科技的浓烈兴趣,激发学生的学习欲望。
培养学生为国争光的精神。
学生:齐声朗读教师:本节课有三个知识在掌握层次:两个知识在认识层次,请同学们看一下其他的三维目标。
学生:看大屏幕,小声阅读方法技能目标和情感态度与价值观目标教师:这一节课我们主要学会这样的学习方法:能根据同一类别不同物质的性质归纳出该类物质的通性,并能运用通性简单预测其他物质的性质。
教师:请同学们阅读课文107页,完成学案中第一部分的自主学习内容。
板书:一、单质硅和半导体材料1、半导体材料2、硅的物理性质学生:认真阅读课本,填写学案教师:巡回指导、检查学生学习情况教师:大多数学生已经读完课文知识并填完学案,哪个小组展示一下自己填写的学案知识?学生:两个小组主动要求展示答案。
教师:进行点评。
无机非金属材料的主角——硅一、教材分析本节内容选自人教版高中《化学必修1》第四章非金属及其化合物第一节无机非金属材料的主角——硅。
本节重点介绍了硅、二氧化硅、硅酸和硅酸盐,教材在安排这些内容时,重点探讨了它们的用途,尤其是二氧化硅和硅的用途,此外,还应了解它们的物理性质,掌握二氧化硅的化学性质和硅酸的制备。
本节内容的学习既是对元素及其化合物知识学习思路的巩固,也深化了学生对结构决定性质的理解,具有重要的地位。
二、学情分析学生在初中时就已经学习了碳及其化合物的有关知识,知道二氧化碳属于酸性氧化物,并能书写有关二氧化碳的化学反应方程式。
学生也已经学习了第三章“金属及其化合物”的内容,具备了一定的元素化合物知识。
三、教学目标知识与技能:1.了解硅元素在自然界中的存在形式;2.知道二氧化硅的性质;3.了解硅酸的性质及制法,了解硅酸钠的性质;4.知道硅、二氧化硅在信息技术、材料科学等领域的应用。
过程与方法:1.学习运用对比的方法来认识物质的共性和个性。
2.建构“结构——性质——用途”的思维模式。
情感态度与价值观:感受化学给现代人类文明进程所带来的重大影响,发展学习化学的兴趣,提高社会责任感。
四、教学重难点二氧化硅的性质与硅酸的制备五、教学方法:教法:启发引导法、讲授法学法:实验探究法、自主学习法、合作学习法六、教学过程[导入]同学们,从今天开始,我们将开启新的一章,进入对无机非金属的学习。
【图片展示】华山、沙滩、土壤。
硅在地壳中含量丰富,仅次于氧,排在第二位。
硅的氧化物及其硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。
硅在无机非金属材料中扮演着主要的角色。
今天就让我们一起学习硅及其化合物。
[讲]在学习金属及其化合物的时候,我们的一般思路都是金属单质-氧化物-氢氧化物-典型的盐,其实,在学习非金属的时候我们也遵循这样一条主线即非金属单质-氧化物-对应的酸-典型的盐,不同的是有时候我们还要学习它的氢化物。
在硅的学习中,Si-SiO2-H2SiO3Na2SiO3,其实硅也有它的氢化物,SiH4,写到这大家有没有发现它和我们之前学过的一个元素挺像的?对,就是碳。
教学设计
引入:元素周期表中共发现了118中元素,但是这118种元素的原子却组成了几千万种物质,原子之间靠什么结合成如此多的物质呢?为什么在形成物质时,要按照比例呢?想要解开这个谜团,就一起进入今天的课程—离子键。
新课:由氯化钠的形成视频,引出问题,氯化钠微观过程是怎样形成的呢?引导学生关注钠原子和氯原子的结构示意图,提出问题,钠离子和氯离子靠什么结合成氯化钠?引出离子键的定义。
重难点突破:由离子键定义归纳出离子键的成键微粒,作用力,以及哪些元素间能形成离子键,由离子键引出离子化合物的定义。
对于离子化合物的表示,要让学生突破电子式的书写,多让学生练习,展示,发现问题,解决问题。
总结:
练习:。
化学必修1(山东科技出版社)第四章元素与材料世界第四章元素与材料世界第一节硅无机非金属材料一、教材分析《硅无机非金属材料》是鲁科版高中必修一第四章《元素与材料世界》第一节的教学内容,主要学习硅及其化合物的一些基本性质,了解它们在日常生活中的应用。
硅是地壳中的基本骨干元素,含量仅次于氧,普遍存在于自然界中,为学生所熟悉。
再则,硅及其化合物在非金属材料和信息技术等领域,在建筑、通信、光电技术及航空航天等方面有广泛应用,地位十分重要,故教材把硅作为非金属的开篇本节内容是无机非金属的延续,通过学习,学生掌握硅以及化合物的的一些基本性质,为后续对无机非金属的学习建立良好的基础。
二、学情分析【学生起点能力分析】学生在第三章已经学过碳原子的基本结构以及一些基本性质,而硅和碳类似,运用两者的比较可以使学生更快地进入硅的而学习中。
另外,初中学习过地壳中含量元素排列,作为含量仅次于氧的硅元素到底有什么样的性质,是以什么样的形式存在于我们周围等等一系列问题都会极大的吸引学生学习的兴趣,提高学生的学习积极性。
【学生“生活概念分析”】学生在日常生活中接触到含有硅及其化合物的材料较多,如笔记本硅板、玛瑙、瓷器、水泥建筑等等,这些都为学生所熟悉,为学生学习这门课奠定了一定的基础。
【学生“认知方式”分析】学生在学习硅及其化合物在日常生活的应用,硅酸盐的丰富性和多样性会比较容易弄混,在应用中体现的基本原理性质的理解也会有一定的障碍。
作为第四章第一节的内容,本节课会以大量图片的形式教授学生,学生学习难度相对降低,符合学生的认知规律。
三、教学目标【知识与技能】 1、掌握硅、二氧化硅、硅酸和硅酸钠的重要性质; 2、了解硅、二氧化硅、硅酸、传统的硅酸盐工业制品和一些新型无机非金属材料在生产生活中的重要应用; 3、掌握硅酸制取,并能应用强酸制弱酸的化学原理进行实验设计的思维方式;化学必修1(山东科技出版社)第四章元素与材料世界 4、利用碳和硅的比较,分析硅及其化合物与碳及其化合物的异同点。
《无机非金属材料的主角——硅》第一课时参考教案
教
学
目
的
知识
与
技能
1、了解硅在自然界中的含量、存在、用途
2、了解二氧化硅的物理性质,掌握二氧化硅的化学性质
过程
与
方法
1、自主学习,培养学生自学的能力。
2、活动探究,通过硅与碳、二氧化硅与二氧化碳的比较,
培养学生的归纳能力、比较能力。
情感
态度
价值观
通过了解材料发展的历史与前景,使学生认识化学在材料科
学中的重要地位,体会化学的创造性和实用性,激发对化学
科学的兴趣。
重
点
二氧化硅的性质(尤其是作为酸性氧化物的性质)
难
点
二氧化硅的存在等STS关注的拓展性学习内容
知
识
结
构
与
板
书
设
计
第四章
第一节
无机非金属材料的主角------硅
一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅(SiO2
)
(1)
存在
(2)
用途
(3)
物理性质:熔点高,硬度大的固体、不溶于水,纯净的SiO2
晶体无色透明
(4)
结构:空间网状结构
(5)
化学性质:稳定,不活泼
①具有酸性氧化物的性质:(不溶于水且不和水反应)
与强碱反应
:SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
与碱性氧化物反应:SiO2+CaO
高温
CaSiO3
②与HF的反应:SiO2+4HF==SiF4
↑+2H2O
2、硅酸(H2SiO3)
硅酸是一种弱酸,它不溶于水,不能使指示剂变色,是一种
白色粉末状的固体。
Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3
↓
Na2SiO3+H2SO4==Na2SO4+H2SiO3
↓
Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3
↓
H2SiO3
△
H2O
+SiO2
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
[引入]我们生成的地球,它坚硬的地壳是由什么构成的?
岩石,构成岩石的主要成分是硅酸盐及硅的氧化物。
[问]一提到硅,同学们又能想到什么呢?
硅谷:美国新兴的高技术产业开发区,电子技术研究中心,计
算机生产的重要基地,位于加利福尼亚州圣弗朗西斯科南
端.
半导体:单晶硅是半导体器材的核心材料,硅半导体是集成
电路的主要材料,估计在21世纪,硅仍然会占半导体材料的
95%以上.
沙子、石英、水晶:主要成分是硅的氧化物
光导纤维:从石英玻璃熔融体中,拉出直径为100微米的细丝.
再把千百根光导纤维组合并增强处理,就制成成光缆,其优
点:质轻,体积小,输送距离长,保密性好,成本低。
[导入]从古至今,在无机非金属材料中,硅一直都在扮演
着主要的角色。今天,就让我们一同来研究一下硅的氧化物
------二氧化硅及硅酸和硅酸盐的性质
。
[板书]第四章
第一节
无机非金属材料的主角------硅(一)
[讲]硅在地壳中含量丰富,仅次于氧,排在第二位,约占
26.3%。
[投影]元素周期表
[讲]位于周期表中的第四长列上的是碳族,这一族可谓是
豪门望族。其中具有代表性的是其中的两位兄长。碳,形成
了无数种构成人类和其它地球生物等的有机物,“统治了有
机界”。其构成的煤、石油等有机化产品和材料是现代化的
基石。而它配以多媒体图片
从感性上让学生接触要学习的内容,激起学生学习的兴趣。
的弟弟------硅,地壳质量的约90%,构成了地壳大部分岩
石、沙子和土壤,
“统治了地壳”,而当今硅酸盐工业的陶瓷、玻璃、水泥等
使人类生活日新月异。
[思考与交流]画出C、Si的原子结构简图,并由此分析:
硅的化学性质活不活泼,为什么?硅的化合价主要是多少?
[讲]Si原子最外层有四个电子,既不易失电子,也不易得电
子,所以,硅的化学性质不活泼。主要形成四价的化合物。硅
是一种亲氧元素,在自然界它总是与氧相互化合。所以在氧
化气氛包围的地球上,硅主要以熔点很高的
氧化物及硅酸盐的形式存在。
[思考]常温下,单质碳、硅的化学性质都不活泼,为什么
碳在自然界中有稳定的单质(金刚石)存在,而硅却没有,
说明了什么?
单质硅的化学性质虽然稳定,但硅是一种亲氧元素,硅原子
和氧原子的结合非常牢固,形成的二氧化硅或硅酸盐中的硅
氧化学键非常牢固,硅氧键一旦形成就很难被破坏,所以,
自然界中硅都是以二氧化硅或硅酸盐的形式存在,没有游离
态的硅。
[过]下面我们首先来研究一下二氧化硅的性质和用途。
[板书]一、二氧化硅和硅酸
1、二氧化硅(SiO2
)
(1)
存在
[讲]SiO2
是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质
量的12%,其存在形态有结晶形和无定形两大类,通称硅石。
联系生活,激发求知欲。
图片呈现,直观、深刻,加深认识。
[投影]并展示水晶、玛瑙、石英坩埚、一段光缆
[讲]水晶是自然界中六方柱状的透明晶体,玛瑙的成分也
是SiO2,它们除了一些常见的可作饰物等用途外,SiO2
在工业上用途也非学广泛,例如,以石英为材料而制成的纤
维在电信行业的应用等。
[板书](2)
用途
[投影小结]
①、制光导纤维
②、石英玻璃制化学仪器
③、石英表、石英钟
④、水晶制光学仪器和工艺品
⑤、玛瑙制精密轴承和装饰品
[讲]结合已有的关于水晶、沙子主要成分也是SiO2
的知识,思考一下,SiO2的物理性质有哪些,注意与CO2进
行比较研究
[板书](3)
物理性质:熔点高,硬度大的固体、不溶于水,纯净的SiO2
晶体无色透明
[思考]为什么SiO2与CO2的性质上有着这么大的差别呢?
[讲]主要取决于结构的不同。CO2是C与O通过化学键所
连接的分子结构,而SiO2
是Si—O四面体结构
[投影]硅氧四面体结构
抽象思维,初步建立SiO2空间立体结构。通过视频呈现,
使学生对SiO2的结构的理解更深刻。
硅石
结晶形:玛瑙、石英、水晶
无定形:硅藻土
[SiO]
[讲][SiO4]四面体:每1个Si原子周围结合4个O原子,
Si在中心,O在四个顶角.
同时每1个O原子周围结合2个Si原子相结合。二氧化硅
中氧原子与硅原子个数比为2:1,通常用SiO2
来表示二氧化硅的组成.
[板书](4)
结构:空间网状结构
[讲]我们说,结构决定性质,SiO2
的网状结构不仅决定了其物理性质的特殊性,还决定了其化
学性质的稳定性。
[板书](5)
化学性质:稳定,不活泼
①具有酸性氧化物的性质:(不溶于水且不和水反应)
与强碱反应
:SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
与碱性氧化物反应:SiO2+CaO
高温
CaSiO3
[讲]SiO2除了具有酸性氧化物的通用性之外,还具有特性。
比如酸性氧化物一般不与酸反应,而SiO2却能与HF反应,
这也是工业上雕刻玻璃的反应原理
[板书]②与HF的反应:SiO2+4HF==SiF4
↑+2H2O
[讲]除此之外,SiO2在制水泥、玻璃、纯硅时,还有一些
特殊反应
[投影小结]
③
弱氧化性:SiO2+2C
高温
Si
+2CO↑
(工业上制粗硅)
④
与某些盐反应:Na2CO3+SiO2
高温
Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2
高温
CaSiO3+CO2
↑
(工业上制玻璃的主要反应)
[思考与交流]1、实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?
提高学生信息处理能力,