碳族元素

碳族元素

教学目标

                   知识技能：掌握碳族元素原子结构特点；能推断出碳族元素单质及化合物性质的变化规律；加深对典型碳族元素单质及其化合物的化学性质的理解。

                   能力培养：比较碳族元素与卤素、氧族元素、氮族元素性质的相似性和递变性以及对碳及其化合物化学性质讨论，培养学生抽象概括形成规律性认识的能力。通过实验培养学生观察能力、思维能力。使学生掌握非金属元素单质及其化合物性质的学习方法。

                   科学思想：通过对弱酸的酸式盐化学性质的讨论，对学生进行辩证唯物主义教育。

                   科学品质：组织讨论，激发学生求知欲，体验学习乐趣。

                   科学方法：观察、实验和科学抽象。

重点难点

                   重点：碳族元素性质的递变规律。碳及其化合物的化学性质。

                   难点：碳酸的酸式盐与强酸和强碱的反应。

教学过程

 

 

教    师    活    动

学    生    活    动

提问

有人提出：现代化学是以碳和硅为首的化学，你知道哪些有关碳硅及其化合物的知识？（见附1）

举例。

板书

 

 

提问

 

 

讲解

 

板书

第一节碳族元素

一、碳族元素

1．结构特点

画出C、Si的原子结构示意图和电子式，比较它们的相似与不同。

对学生的回答给予正确的评价，重复正确答案后板书。

相似点：最外层4e。

不同点：核电荷数、电子层数、原子半径。

一学生到黑板上板演，其余在草稿纸上写。

 

 

 

 

比较C、Si原子结构的异同。

板书

 

 

投影

组织讨论

2．性质变化规律

指导学生阅读课本1~2页，总结规律，填写下表：

（见附2）

从物质结构角度分析金刚石比晶体硅的熔点高的原因？

阅读课文，总结规律，填表。

讨论后回答：

都为原子晶体，但碳原子半径比硅的小，碳原子间键长比硅的短，键能比硅的大，所以熔点高。

讲解

 

实验

板书

下面我们通过实验比较碳和硅的非金属性强弱。

Mg₂Si和盐酸反应

Mg₂Si+4HCl=SiH₄↑+2MgCl₂

SiH₄+2O₂=SiO₂+2H₂O(自燃)

观察、比较硅烷、甲烷的稳定性，确定非金属性碳比硅强。

展示

 

 

讲解

金刚石、石墨图片，C₆₀结构图片，硅、锡、铅实物样品。

 

碳族元素从上到下由非金属递变为金属的趋势非常明显。碳族元素C、Si、Ge、Sn元素的+4价稳定，而+4价的Pb有强氧化性，Pb的+2价稳定。

 

 

观察、记忆：

C、Si：非金属

Ge：金属性比非金属性强

Sn 、Pb：金属

 

教    师    活    动

学    生    活   动

板书

讲解

 

 

 

 

投影小结

二、碳及其化合物的性质

碳族元素的代表物之一——碳及其化合物的知识我们已经学习过一部分下面分别讨论和总结：CH₄、C、CO、CO₂的氧化性和还原性——从碳的化合价分析；CO₂、Na₂CO₃的化学性质——从物质类别分析。

（见附3）

分组讨论、总结：

一组：CH₄、C

二组：CO、CO₂

三组：Na₂CO₃

（举他反应实例）

实验

 

 

练习

将CO₂通入澄清石灰水中，当出现大量沉淀时暂停实验。

继续通入CO₂至沉淀完全溶解。

将a   mol  CO₂通入含b   mol  Ca(OH)₂的澄清石灰水中，讨论a∶b为何值时：

产物为CaCO₃、H₂O____________

产物为Ca(HCO₃)₂____________

产物为CaCO₃ 、Ca(HCO₃)₂、H₂O___________

 

观察，写出有关化学方程式：

CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O

观察，写出有关化学方程式：

CaCO₃+ CO₂+H₂O=Ca(HCO₃)₂

（一学生黑板板书）

练习、讨论。

a∶b=1∶1

a∶b=2∶1

1∶1< a∶b<2∶1

实验

将上述实验得到的清液分成两份：

一份加入浓盐酸。

一份加入澄清石灰水。

观察并根据反应现象写出有关化学方程式和离子方程式。

2HCl+ Ca(HCO₃)₂=CaCl₂+2CO₂↑+2H₂O

Ca(OH)₂+ Ca(HCO₃)₂= 2CaCO₃↓+2H₂O

OH +HCO₃ +Ca = CaCO₃↓+H₂O

（两位学生黑板板书）

讨论后得出结论：

弱酸的酸式盐既可以和强酸反应又可以和强碱反应。

小结提问

碳族元素重要性质规律性变化的原因是什么？可从哪几方面讨论非金属单质和化合物的化学性质？

碳族元素的一些重要物理性质和化学性质发生规律性变化的原因，是它们的电子层和核电荷数的增加而引起的。

非金属元素单质及化合物的化学性质可以从元素化合价和物质所属类别入手分析。

作业

课本第2页1、2题。

 

 

 

随堂检测

1．下列气态氢化物中最不稳定的是_________。

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

2．将下列物质按酸性由强到弱的顺序排列________________。

      H₂CO₃、H₂SiO₃、HNO₃、H₃PO₄。

3．将0.8molCO₂通入含1molNaOH的溶液中，求反应后溶液中CO₃ 和HCO₃ 的物质的量之比。

 

随堂检测答案

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

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