第一节 碳族元素

教学设计方案一

课题：碳族元素（第一课时）

教学重点：碳族元素性质递变规律

教学过程：

引入：我们在初中已经介绍了碳及其化合物的一些性质，请同学们先回忆一下，互相讨论，然后请小组代表说明。

提出：我们在高中化学学习了一个非常重要的理论：元素周期律。它是指导我们学习元素化合物知识的工具。“位置、结构、性质”三者之间有着紧密的联系。

展示：碳族元素在周期表中的位置。

阅读思考：1．碳族元素在原子结构上的共同点和不同点？2．根据所学的元素周期律知识，试推断碳族元素性质变化的一些规律。

展示图片：碳、硅、锗、锡、铅等元素原子结构特征，要求学生画出它们的原子结构示意图。

师生归纳：原子结构的相同点和不同点。

展示：碳族元素单质的颜色和状态的图片。

学生完成碳族元素性质递变的表格，教师讲评订正。

小结：碳族元素性质的递变规律。

思考：1．为什么碳族元素容易形成共价化合物？2．为什么单质熔点的变化是从低→高→低？（其中第二个问题教师可以根据本班实际情况决定取舍。）

解释：事物发展往往是由量变产生质变。其中碳和硅是非金属，锗是典型的两性金属，而锡和铅是典型的金属的事实充分说明了这一点。同时还告诉我们金属和非金属之间没有绝对界限。

提出：根据元素周期律的知识，Pb的金属性铋Sn强，而在金属活动顺序中，Sn的活动性比Pb强，这是否矛盾呢？

教师解释：前者是干态时失电子能力。后者是在水溶液里失电子能力，条件不同并不矛盾。

课堂练习：

　　1．下列关于碳族元素的叙述中，正确的是（    ）

　　（A）最外层上有2个电子    （B）主要化合价均为+2、+4

　　（C）稳定化合价均为+4        （D）不易形成离子化合物

　　2．下列气态氢化物最不稳定的是（    ）

　　（A） PH₃  （B）H₂S  （C）HCl  （D）SiH₄

　　3．最近科学家制得一种新的分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式为C₆₀。下列说法正确的是（   ）

　　（A）C₆₀是一种新型的化合物

　　（B）C₆₀和石墨都是碳的同素异形体

　　（C）C₆₀中含有离子键

　　（D）C₆₀的式量为720

　　4．某元素位于元素周期性表的A族，它是良好的半导体材料，其金属性比非金属性强，所以通常认为它是金属，此元素可能是（    ）

　　（A） Si           （B） Ge              （C） Sn               （D） Pb

　　5．下列有关碳族元素的叙述中，不正确的是（   ）

　　（A）碳族元素易形成共价化合物

　　（B）碳族元素最高价氧化物均易溶于水

　　（C）碳族元素中硅和锗可作半导体材料

　　（D）碳族元素的非金属性向金属性递变的趋势没有氮族元素明显

参考答案：1．D 2．D  3．B、C  4．B  5．B、D

知识小结：小结全课的重点内容

课后作业：练习题：

按照氧化物的形式可表示为 ，若将其看做一种盐可表示为 。（1）试根据化合价规则对 用上述两种形式表示组成，其氧化物形式应为         ，其盐的形式应为           。

　　（2）已知铅的＋2价化合物是稳定的，则铅的＋4价化合物应具有较强的氧化性。 与浓盐酸可发生氧化还原反应生成 。试写出 与浓盐酸发生反应的化学方程式。

　　分析：这是一道信息迁移题。题中铅元素的化合价与铁元素不同，呈＋2价和＋4价，所以氧化物形式写成 ，盐的形式写成 。 ，与盐酸的反应可理解为

和 。

答案：（1） ；

　　　（2）

　　迁移点拨：有一种锰和氧的化合物可以称为高锰酸锰，其中锰元素呈＋2价和＋7价两种价态，则这种化合物的化学式为               。

答案： 或 。

板书设计：

一、原子结构

相同点：最外层电子数均为4个

不同点：从C到Pb电子层数、原子半径依次增大

二、元素性质

共性(相似性):

1．主要化合价为+4、+2；

2．最高价氧化物为XO₂型；

3．氢化物为XH₄型

递变规律（从C 到Pb）：金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。

教学设计方案二

课题：碳族元素（第二课时）

教学重点：硅及其二氧化硅的化学性质

教学过程：

引入：本节主要学习硅及二氧化硅的化学性质。

阅读：教材硅在自然界的存在形式一段。

讲述：硅的分布与存在

展示：硅单质的图片

阅读：硅的物理性质一段

讲解：硅的物理性质。

展示：晶体硅的图片。

讨论：根据所学的碳以及元素周期律的知识，归纳出一些硅的化学性质。

小结：硅的化学性质。常温下化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其它物质反应。加热条件下，硅能跟一些非金属反应。

简介：硅的工业制法。用碳在高温下还原二氧化硅的方法制得粗硅。与氯反应生成的SiCl₄液体通过精馏，除去其中的硼、砷等杂质。然后用氢气还原。

归纳：硅的用途。硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件，还可以制成太阳能电池，可制成有良好导磁性、耐酸性的合金。

展示：太阳能电池的图片。

简要介绍：二氧化硅的结构，播放二氧化硅结构的动画。

展示：二氧化硅的图片

小结：二氧化硅的物理性质和用途。

对比：让学生根据二氧化碳的性质推断二氧化硅的主要化学性质。

归纳：二氧化硅是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，但是它不能与水反应。能与氢氟酸、碳酸钙、碳酸钠（制玻璃的主要反应）固体等反应。

介绍：硅酸盐组成的表示方法并练习用氧化物形式表示高岭石和钙长石。硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。表示方法：金属元素氧化物写在前面，再写SiO₂，最后写H₂O；氧化物之间用“·”隔开。

课堂练习：

1．下列有关物质的用途（括号中为用途）错误的是（                ）

　　（A）锗和硅（半导体材料）

　　（B）二氧化硅（制光导纤维）

　　（C）水玻璃（用作粘合剂）

　　（D）原硅酸（用作耐火材料）

2．将过量的二氧化碳分别通入①氯化钙溶液  ②硅酸钠溶液  ③次氯酸钙溶液  ④饱和碳酸钠的溶液，最终溶液中有白色沉淀析出的是（       ）

　　（A）①②③④     （B）②④        （C）①②③         （D）②③④

参考答案：D；B。

（说明：教师可以根据本班具体情况增加硅酸的部分内容。指出其酸性比碳酸还弱。）

板书设计：

三、硅

1．分布与存在：

存在：没有游离态，只有化合态

分布：自然界中分布广泛，在地壳中居第二位，仅次于氧。是构成矿物和岩石的主要成分。

2．物理性质

硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅的结构类似于金刚石，熔点和沸点都很高，硬度大。导电性介于导体和绝缘体之间。

3．化学性质

常温下，化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质（如氧气、氯气、硫酸、硝酸等）起反应。在加热条件下，能跟一些非金属反应。

　　 （不稳定）

　　

　　

　　

4．硅的工业制法

　　 ；

　　 ；

　　 。

5．用途

四、二氧化硅

　　1．物理性质和用途

　　2．化学性质

　　 ；

　　3．硅酸盐组成的表示方法