高中化学 4.1 无机非金属材料的主角 硅(第1课时)教案 新人教版必修1

必修一第四章第一节无机非金属材料的主角-硅第一课时知识和技能 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．知道硅及其化合物的用途。

过程与方法1、通过相关联想、对比归纳，学会认识物质性质的方法，培养归纳总结能力。

2、通过“结构——性质——用途” 的元素化合物学习思路，培养学生思维和推理分析能力。

情感态度价值观1、通过大量的直观感性材、为学生构架一座从书本知识到现代科技知识和生活实际的桥梁，激发学习化学的兴趣，提高科技文化素养。

2、通过硅及其化合物在技术领域中的作用，使学生认识到“科学技术是第一生产力”，逐渐形成正确的科学社会观，培养学生社会责任感。

教学过程：【投影板书】第四章非金属及其化合物【思考交流】1、你知道哪些的非金属及其化合物？2、这些物质与人类的生存环境有什么关系？【学生活动】大家讨论交流，畅谈自己的认识【归纳投影】1、地壳中含量最多两种元素：氧和硅，它们构成了地壳的基本骨架；2、空气中含量最多的元素：氮和氧，它们是地球生命的重要基础元素之一；3、人类活动产生的影响大气质量的气态氧化物：SO2、NO2、CO等。

4、食盐中的氯元素等。

【设计意图】培养学生发散思维能力，构架一座从书本知识到生活实际的桥梁，激发学习化学的兴趣，提高科技文化素养。

【实物展示】第一组：岩石、沙子、土壤；第二组：水晶、玛瑙；第三组：陶瓷、玻璃、水泥；石英光导纤维；【投影展示】第四组：U盘、硅太阳能电池、计算机芯片。

【学生活动】兴趣盎然，议论纷纷。

【新课引入】图片中的物质含有一种共同的元素──硅。

我们不难发现，硅及其化合物在建筑、通信、光电技术及航空航天等方面有广泛的应用，在社会发展历程中扮演了重要的角色。

【投影板书】无机非金属材料的主角—硅【教师】讲到硅，我们必须联想到碳。

为什么呢？它们有什么关系？展示元素周期表，找出碳原子和硅原子元素周期表的位置。

写出它们的原子结构式意图。

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）一、本节教材分析《硅》既是第三章常见无机物及其性质等知识的继续，又是非金属及其化合物的开始，通过本节的学习也为学习元素周期律奠定了基础。

“硅”放在本章开篇如此重要的位置，关键就在“主角”这个词上。

在教学参考书上指明了“主角”的含义：硅及其化合物是学生在日常生活中所熟悉的物质，硅及其化合物在非金属材料、信息技术、建筑、光电及航空航天等领域有着十分广泛的应用，前景广阔，地位非常重要。

由于具有极高的应用价值，故教材承认了它在非金属家族中的“老大”地位。

通过硅及其化合物知识的学习，学生对生活中常见的物质将有进一步的了解与认识，既开阔眼界，又更加密切了化学与生活，化学与社会的联系。

硅是地壳中基本骨干元素，自然界岩石、土壤、沙子都主要以二氧化硅或硅酸盐形式存在，玻璃、水泥、水晶等硅的化合物又是学生在日常生活中所熟悉的物质。

硅及其化合物放在第一节，也体现了硅元素存在的普遍性和广泛性。

本节内容编排也颇具特点，在顺序上打破常规，先由大家熟悉的SiO2学起，认识了对应的硅酸，再学习对应的硅酸盐，最后才介绍单质硅。

先学习比较熟悉的硅的化合物，再学习单质硅的顺序符合认知规律，有利于学生学习。

本节课通过对物质的“存在和用途”的详细介绍，从而让学生理解了物质的性质。

编排上新颖、实用，让学生从感性认识升华到理性认识。

“非金属及其化合物”这一章与第三章“金属及其化合物”的知识体系明显不同，第三章都是按照单质、氧化物、氢氧化物和盐来分类，横向地介绍重要的金属及其化合物。

而这里则是按照“物质的性质与用途间的关系”这样一条主线，以元素为线索，突出了“结构决定性质，性质决定用途”。

二、教学设计教学目标：☆知识与技能：1．知道硅是一种亲氧元素，知道硅在自然界总是以与氧结合的形式存在。

2．知道二氧化硅晶体的物理性质，了解二氧化硅晶体的结构对其物理性质的影响。

3．知道二氧化硅能与氢氟酸、碱性氧化物、强碱反应，并能用化学方程式描述。

课题：第四章第一节无机非金属材料的主角------硅(一) 主备课人课时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)一、二氧化硅和硅酸1、二氧化硅(SiO2 )<silicon dioxide>(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↑+2H2O2、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］我们生活的地球，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。

［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。

第一节无机非金属材料的主角——硅教材分析：硅是带来人类文明的重要元素之一，硅及其化合物是元素化合物知识的重要基础知识。

本节内容不仅为形成化学基本观念提供感性基础，也为了解化学与生活，化学与社会发展，化学与技术进步之间的密切关系提供了丰富的素材。

本节的主要内容有硅在自然界中的存在形式、二氧化硅的性质、硅酸盐的性质、硅及化合物的用途。

在教学中可采用碳和硅（同一主族相邻的两种元素）进行对比，突出它们的相似性与不同性。

另外多运用日常生活中的事例进行教学，联系生产生活的实际，充分利用实物、模型、彩图、实物照片等形式，增强教学的直观行，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。

教学目标：知识与技能1、了解硅的重要化合物的主要性质，认识硅及其化合物的主要用途。

2、联系生产生活实际，培养学生对知识的迁移能力。

过程与方法1、采用对比的方法，联系碳、二氧化碳大等学生已有的知识、经验来介绍硅、二氧化硅等新知识。

2、运用日常生活中事例进行教学，增强教学的直观性。

情感态度与价值观1、认识硅及其化合物的广泛哟鸥鸟国土，体会化学的创造性与实用性，并关注化学有关的实际问题。

2、利用实物、模型及学生自己手机的有关实物或照片，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感。

3、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度。

教学重点：二氧化硅的性质教学难点：硅酸盐的丰富性和多样性。

教学方法：对比法、讨论法、讲授法教学安排：（二课时）第一课时：二氧化硅、硅酸第二课时：硅酸盐、单质硅教学过程：（第一课时）[导入]美国的硅谷——位于美国西海岸加利福尼亚州北部旧金山南郊，圣克拉拉县和圣胡安两城之间的一条长４８公里，宽１６公里的长条形地带上。

由于它集中了全世界９0％以上的著名半导体公司（思科、英特尔、惠普、朗讯、苹果），而半导体的基本元件是硅片，所以该地区被称为“硅谷”。

该地区客观上成为美国高新技术的摇篮，现在硅谷已成为世界各国半导体工业聚集区的代名词。

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【教学目标】一、知识与技能1.了解硅的存在形态、结构特点、物理性质及重要用途。

2.了解二氧化硅的结构特点，掌握二氧化硅晶体的物理性质、化学性质及重要用途。

3.了解并学会制备硅酸。

二、过程与方法1.在碳和硅、二氧化碳和二氧化硅的性质比较活动中，体会分类、对比等学习方法。

2.在二氧化硅物理性质的学习中深化结构决定性质的学科思维。

3.在硅、二氧化硅的用途学习中，深入体会由用途分析性质的学科思想。

4.在硅酸的制备中，掌握强酸制备弱酸的原理及实验探究的方法。

三、情感态度与价值观：通过了解硅材料用途，体会硅在无机非金属材料中的主角地位，感悟科学技术的社会价值。

【教学重点】SiO的性质、硅酸的制备、硅材料的重要用途2和NaOH的反应，硅酸的制备【教学难点】SiO2【教学流程】情景引入：【展示图片：沙子和芯片】这是普通的沙子，这是计算机芯片，它们之间有什么联系呢？请欣赏英特尔公司制作的视频：从沙子到芯片。

设问：沙子主要成分是SiO，芯片主要成分是晶体Si；硅和二氧化硅可以说连接了整个世界，2为什么这么说呢？它们具有什么样的性质和用途呢？我们一起来学习。

活动一：自主学习课前预习，阅读课本。

1.P79 了解晶体硅的结构和物理性质? P74 认识地壳中硅的存在形态和含量？2.P75 认识二氧化硅在自然界中的存在形态、基本结构单元和构成微粒？小结：一、单质硅和半导体材料1.晶体硅的结构类似金刚石，是正四面体空间网状结构。

2.硅的物理性质：晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体, 熔点高, 硬度大。

其导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。

过渡：利用半导体材料的性质，可制成硅芯片、硅太阳能电池，给人类生产生活带来极大的便利。

3.硅的用途：硅芯片、硅太阳能电池……4.硅在自然界中的存在：主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在。

二、二氧化硅1.组成结构特点：SiO晶体由硅原子和氧原子组成的四面体网状结构的晶体。

第一节无机非金属材料的主角——硅教学目标1、知识与技能⑴了解硅元素在自然界中的存在形式。

⑵知道二氧化硅的性质和用途。

2、过程与方法使学生学会运用对比方法来认识物质的共性和特性，培养学生对知识的迁移和类比能力。

3、情感态度与价值观通过增强教学的直观性，展示二氧化硅的丰富性和多样性，促进学生之间的交流，激发学生学习的兴趣，培养学生热爱科学的情感。

学情分析本节教材内容“无机非金属材料的主角——硅”作为第四章“非金属及其化合物的开篇，是因为硅及其化合物在社会发展历程中、国民经济中、信息化社会中的重要性和广泛性。

学生通过初中的学习，已经知道地壳中含有大量的硅元素，而且，硅及其化合物在学生较有兴趣的计算机、通信、信息技术等方面有着广泛的用途，玻璃、水泥、陶瓷等硅的化合物又是学生在日常生活中所熟悉的物质，学习起来令人感到贴近生活，学生易于接受。

因此，把硅元素的有关内容编写在最前面有利于提高学生学习的积极性。

教材是按“二氧化硅和硅酸→硅酸盐→硅单质”顺序编排的，体现了新课改的精神。

从用途入手学习重要的性质，体现了用途反应性质的化学思想，使学生在主动参与中学习知识，在主动探究中学习知识。

本节抓住重点化学性质而不是面面俱到，这样，节省了时间，有利于学生掌握更多的知识，有利于扩大知识面，最终达到提高科学素养的目的。

重点难点教学重点：二氧化硅的性质教学难点：二氧化硅的化学性质教学过程【导入】联系导入【引入】上一章我们已经学过金属及其化合物的知识，了解了金属在人类社会发展中的重要作用。

而非金属与金属一样，与人类关系也十分密切，这节课开始我们进入非金属的殿堂。

【板书】第四章非金属及其化合物【过渡】请大家观察元素周期表。

非金属元素种类不多，但在生产生活中的应用广泛，与人类发展关系密切，尤其是无机非金属材料的主角——硅。

【板书】第一节无机非金属材料的主角——硅【讲授】对比学习【设问】地壳中含量做多的元素是什么？其次又是什么？【讲述】硅在地壳中含量仅次于氧，处于第二位。

《无机非金属材料的主角一硅》教学设计设计人：石家庄市鹿泉区鹿泉一中赵均娜.教材分析《无机非金属材料的主角一硅》是人教版高中化学必修一第四章第一节的内容，本节教材即是无机非金属及其化合物的开始，又是常见无机物及其性质的继续。

从知识体系来看，它由硅单质、二氧化硅、硅酸以及硅酸盐四部分完成。

从内容安排来看，四部分知识都强调先让学生根据身边的例子和书本大量的彩图感性认识身边物质的相关性质，作出猜测，然后通过实验或例子得出性质，符合学生的认知规律。

本节教材可用两个课时完成，本节课为第一课时。

.学生情况分析本节课的教学对象为高一学生，从知识储备来说，初中学习过二氧化碳的性质，高中学习了物质的分类、氧化还原反应等理论知识。

从技能储备来说，学生在第三章体验过元素化合物知识的学习方法一一实验探究，具备了一定的收集处理信息能力，同时又都乐于展示自我。

但由于高一学生接触元素化合物的学习时间较短，又没有原子结构和元素周期律的理论为依据，因此还没有形成完整的元素化合物学习的化学思想，不太会运用对比的思想学习硅及其化合物的性质和制备等。

因此本节课以生活中常见的硅及其化合物的用途为主线，创设问题情景，激发学生的学习兴趣和求知欲；通过介绍量筒的制作方法，学习二氧化硅和氢氟酸的反应，采用与二氧化碳比较的方法学习二氧化硅的作为酸性氧化物的化学性质，通过探究实验，体验硅酸凝胶的制取，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性质介绍中，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，深刻理解硅成为无机分金属材料的主角的原因，全面体现化学课程的科学教育功能。

.教学目标1.知识与技能目标（1）能列举二氧化硅的物理性质和化学性质（2）能说出硅酸的制备原理，并能列举硅酸的性质（3）能举例说明含硅材料在多领域的应用2.过程与方法目标（1）在二氧化硅性质学习学习过程中，初步形成用分类、比较的方法解决问题的意识。

第一节无机非金属材料的主角—硅第1课时教学目标1、了解硅及其化合物的知识。

2、了解硅及其化合物在国民经济中的重要作用。

3、调查研究：完成并小组交流“硅及其化合物对人类文明的贡献”小论文。

4、使学生进一步了解运用元素周期律知识学习同族元素性质及其递变规律的方法，并运用这些知识学习碳族元素及其化合物的知识。

重点难点硅和二氧化硅的性质。

硅酸盐的用途。

教学过程*将Si单质的内容移到开头教学。

采用对比的方法，联系碳、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠、甲烷等学生已有的知识和生活经验来引人硅、二氧化硅等新知识。

碳和硅是同一主族相邻的两种元素，它们的性质既有相似之处，又有不同之处。

在教学时要突出硅的亲氧性强于，从而引导学生理解硅的两种存在形式──二氧化硅和硅酸盐。

[科学视野]：SiO2的晶体结构分析。

启发学生根据SiO2和CO2都是酸性氧化物这一特点，把它们的性质一一列出。

引导学生从硅的亲氧性大，得出常温下SiO2的化学性质稳定；在加热的条件下，SiO2才能与碱性氧化物起反应，写出有关反应的化学方程式，等等。

[思考交流]：①实验室中盛放碱液的试剂瓶为什么不用玻璃塞？②实验室盛放氢氟酸的仪器为什么不用玻璃瓶？[演示实验]：【实验4-1】在饱和Na2SiO3溶液中，滴加酚酞溶液呈红色。

逐滴加入稀盐酸，待溶液红色变浅并接近消失时，有透明的硅酸凝胶产生。

写出有关反应的化学方程式。

[补充实验]：将CO2通入Na2SiO3溶液中，引导学生观察白色胶状沉淀的生成，写出反应的化学方程式和离子方程式，从而加深对H2SiO3的酸性弱于碳酸的认识。

[例题讨论]：教材P69习题4。

[教学小结]：（学生填表）⑴表1 二氧化硅和二氧化碳结构性质比较二氧化硅与二氧化碳性质的异同点：相同点：都是酸性氧化物，都与碱或碱性氧化物反应。

不同点：①CO2与水反应生成H2CO3;SiO2不与水反应；②SiO2溶于氢氟酸，CO2不与氢氟酸反应；③SiO2须在高温下与碱性氧化物反应，而CO2可在常温加压下进行。

《无机非金属材料的主角硅》第一课时教学设计一、探讨目标（一）知识技术1. 了解硅、二氧化硅的主要性质。

2. 熟悉硅、二氧化硅在生产、信息技术、材料科学等领域的应用。

（二）进程与方式1. 结构决定性质、性质决定用途。

2. 了解材料进展的历史与前景。

（三）情感价值观熟悉化学在材料科学中的重腹地位，了解中华民族的传统文化，激发学习化学的兴趣。

二、探讨重点二氧化硅的结构、性质和用途；硅单质的用途。

三、探讨难点二氧化硅的结构和化学性质。

四、探讨进程阅读与试探板书第四章非金属及其化合物请阅读讲义第四章引言，对照元素周期表回顾你所明白的非金属及其化合物。

地壳中含量最多的前两种元素：氧和硅，它们组成了地壳的大体骨架；空气中的含量最多的元素：氮和氧，它们是地球生命的重要基础元素之一；人类活动产生的影响大气质量的气态氧化物主如果非金属氧化物如：SO二、NO二、CO等。

食盐中的氯元素等。

试探与交流1. 同窗们想象一下，所展示的图片，它们之间有什么联系呢？2. 运算机的芯片，传导电话的光缆，化学实验室的玻璃仪器，你能想象得出它们都是以硅或硅的化合物为材料制成的吗？那末，自然界有无游离的硅？自然界有无硅的化合物呢？没有的如何制取？有的如何利用？请同窗阅读讲义板书无机非金属材料的主角—硅一、二氧化硅（silicon dioxide）1. 物理性质：请同窗阅读讲义内容，将你阅读的内容整理成知识小卡片。

整理归纳二氧化硅的物理性质：结构与金刚石相似，熔点高；硬度大，不溶于水，是沙子、石英等的主要成份，可用来装饰、制造电子部件和光学仪器。

试探与交流按照SiO2的存在和应用，请你分析以下问题：SiO2具有哪些物理性质？化学稳固性如何？你的按照是什么？SiO2的这些性质是由什么决定的？练习1①实验室中盛放碱液的试剂瓶为何不用玻璃塞？②实验室盛放氢氟酸的试剂瓶为何不用玻璃瓶？①因为玻璃中含有二氧化硅，易与碱液反映生成对应的硅酸盐，将瓶塞与瓶口粘合。

第四章非金属及其化合物课程标准：通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。

第一节无机非金属材料的主角——硅（第一课时）教学目标：1．使学生了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质；2．引导学生对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸），培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法；3．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，增强学习化学的兴趣。

教学重点、难点重点：二氧化硅的性质难点：硅酸的性质习CO2 + CaO ―思考交流提示：二氧化硅也是一种酸性氧化物由CO2的性质推测SiO2可能具有哪些重要的性质？归纳整理检查小结SiO2是一种酸性氧化物，可能与水反应生成相应酸；与碱反应生成盐和水；与碱性氧化物反应生成盐。

自学讨论指导学生阅读教材有关内容，并给出问题阅读教材P63及P64有关内容，思考并讨论：SiO2实际具有的性质与上述推导一致吗？有没有不同的表现？请举例说明归纳整理检查小结与上述推断不完全相同。

不同表现是：SiO2是一种难熔固体，不溶于水。

正是因为SiO2不溶于水，所以不能直接与水反应生成硅酸，但常温下除能与氢氧化钠溶液反应外，还能与氢氟酸反应生成SiF4气体和水。

完成下列反应的化学方程式,并指明反应的类型：SiO2 + NaOH —SiO2 + CaO —SiO2 + HF —自学讨论指导学生阅读教材有关内容，使其了解二氧化硅的结构和用途。

（1）阅读教材P63：科学视野内容，认识SiO2的结构（2）观察教材P63～P64上的图4—3、图4—4和图4—5，了解SiO2用途，并了解用途与性质间的关系。

归纳整理（1）SiO2晶体是由Si和O按1：2的比例所组成的立体网状结构，基本单元是[SiO4]的正四面体结构。

（2）SiO2性质主要表现在：它是一坚硬、难熔的固体，不溶于水，化学性质非常稳定。