碳族元素

教學目標

                   知識技能：掌握碳族元素原子結構特點；能推斷出碳族元素單質及化合物性質的變化規(guī)律；加深對典型碳族元素單質及其化合物的化學性質的理解。

                   能力培養(yǎng)：比較碳族元素與鹵素、氧族元素、氮族元素性質的相似性和遞變性以及對碳及其化合物化學性質討論，培養(yǎng)學生抽象概括形成規(guī)律性認識的能力。通過實驗培養(yǎng)學生觀察能力、思維能力。使學生掌握非金屬元素單質及其化合物性質的學習方法。

                   科學思想：通過對弱酸的酸式鹽化學性質的討論，對學生進行辯證唯物主義教育。

                   科學品質：組織討論，激發(fā)學生求知欲，體驗學習樂趣。

                   科學方法：觀察、實驗和科學抽象。

重點難點

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

                   難點：碳酸的酸式鹽與強酸和強堿的反應。

教學過程

 

 

教    師    活    動

學    生    活    動

提問

有人提出：現代化學是以碳和硅為首的化學，你知道哪些有關碳硅及其化合物的知識？（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．結構特點

畫出C、Si的原子結構示意圖和電子式，比較它們的相似與不同。

對學生的回答給予正確的評價，重復正確答案后板書。

相似點：最外層4e。

不同點：核電荷數、電子層數、原子半徑。

一學生到黑板上板演，其余在草稿紙上寫。

 

 

 

 

比較C、Si原子結構的異同。

板書

 

 

投影

組織討論

2．性質變化規(guī)律

指導學生閱讀課本1~2頁，總結規(guī)律，填寫下表：

（見附2）

從物質結構角度分析金剛石比晶體硅的熔點高的原因？

閱讀課文，總結規(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，碳原子間鍵長比硅的短，鍵能比硅的大，所以熔點高。

講解

 

實驗

板書

下面我們通過實驗比較碳和硅的非金屬性強弱。

Mg₂Si和鹽酸反應

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。

展示

 

 

講解

金剛石、石墨圖片，C₆₀結構圖片，硅、錫、鉛實物樣品。

 

碳族元素從上到下由非金屬遞變?yōu)榻饘俚内厔莘浅Ｃ黠@。碳族元素C、Si、Ge、Sn元素的+4價穩(wěn)定，而+4價的Pb有強氧化性，Pb的+2價穩(wěn)定。

 

 

觀察、記憶：

C、Si：非金屬

Ge：金屬性比非金屬性強

Sn 、Pb：金屬

 

教    師    活    動

學    生    活   動

板書

講解

 

 

 

 

投影小結

二、碳及其化合物的性質

碳族元素的代表物之一——碳及其化合物的知識我們已經學習過一部分下面分別討論和總結：CH₄、C、CO、CO₂的氧化性和還原性——從碳的化合價分析；CO₂、Na₂CO₃的化學性質——從物質類別分析。

（見附3）

分組討論、總結：

一組：CH₄、C

二組：CO、CO₂

三組：Na₂CO₃

（舉他反應實例）

實驗

 

 

練習

將CO₂通入澄清石灰水中，當出現大量沉淀時暫停實驗。

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：

產物為CaCO₃、H₂O____________

產物為Ca(HCO₃)₂____________

產物為CaCO₃ 、Ca(HCO₃)₂、H₂O___________

 

觀察，寫出有關化學方程式：

CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O

觀察，寫出有關化學方程式：

CaCO₃+ CO₂+H₂O=Ca(HCO₃)₂

（一學生黑板板書）

練習、討論。

a∶b=1∶1

a∶b=2∶1

1∶1< a∶b<2∶1

實驗

將上述實驗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。

觀察并根據反應現象寫出有關化學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

（兩位學生黑板板書）

討論后得出結論：

弱酸的酸式鹽既可以和強酸反應又可以和強堿反應。

小結提問

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

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

非金屬元素單質及化合物的化學性質可以從元素化合價和物質所屬類別入手分析。

作業(yè)

課本第2頁1、2題。

 

 

 

隨堂檢測

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．將下列物質按酸性由強到弱的順序排列________________。

      H₂CO₃、H₂SiO₃、HNO₃、H₃PO₄。

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

 

隨堂檢測答案

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

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