2019-2020年高中化學《元素周期表的應用》教案10 魯科版必修2.doc

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2019-2020年高中化學《元素周期表的應用》教案10 魯科版必修2 一． 教材分析 （一）知識脈絡 在學過原子結構、元素周期律和元素周期表之后，結合《化學1（必修）》中學習的大量元素化合物知識，通過對第3周期元素原子得失電子能力強弱的探究，整合ⅧA族元素及其化合物的性質，以及對金屬鉀性質的預測等一系列活動，歸納得出同周期、同主族元素的性質遞變規(guī)律，體會元素在周期表中的位置、元素的原子結構、元素性質（以下簡稱“位、構、性”）三者間的關系，學會運用元素周期律和元素周期表指導化學學習、科學研究和生產實踐。 （二）知識框架 通過探究第三周期元素原子得失電子能力強弱 通過尋找新材料、探礦等實例 通過整合ⅦA族元素及其化合物性質、預測鉀的性質 元素周期 表的應用 認識同周期元素性質的遞變 認識同主族元素性質的相似性和遞變性 了解元素周期表在哲學、指導生產實際和科學研究等方面的意義 （三）新教材的主要特點： 舊教材是根據第3周期元素性質的遞變通過歸納得出元素周期律和元素周期表，而新教材則是在學過元素周期律和元素周期表之后，讓學生根據原子結構理論預測第3周期元素原子得失電子能力的遞變規(guī)律和金屬鉀性質，再通過自己設計實驗去驗證。教材這樣處理旨在培養(yǎng)學生的探究能力，引導學生學會運用元素周期律和元素周期表來指導化學學習和科學研究。 二．教學目標 （一）知識與技能目標 1、以第3周期元素和ⅦA、ⅠA族元素為例，使學生掌握同周期、同主族元素性質遞變規(guī)律，并能用原子結構理論初步加以解釋； 2、了解元素“位、構、性”三者間的關系，初步學會運用元素周期表； 3、通過“實驗探究”、“觀察思考”，培養(yǎng)學生實驗能力以及對實驗結果的分析、處理和總結能力； 4、了解元素周期表在指導生產實踐等方面的作用。 （二）過程與方法目標 1、通過“活動探究”，學會運用具體事物來研究抽象概念的思想方法； 2、通過“閱讀探究”、“交流研討”、“觀察思考”等活動，培養(yǎng)學生獲取并整合信息的能力； 3、通過對本節(jié)內容的整體學習，學會運用元素周期律和元素周期表指導探究化學知識的學習方法。 （三）情感態(tài)度與價值觀目的 1、通過對門捷列夫的預言和一些化學元素的發(fā)現等化學史的學習，讓學生體驗科學研究的艱辛與喜悅； 2、通過對元素“位、構、性”間關系的學習，幫助學生初步樹立“事物的普遍聯(lián)系”和“量變引起質變”等辨證唯物主義觀點； 3、通過對元素周期表在指導生產實踐中的作用等知識的學習，讓學生體會化學對人類生活、科學研究和社會發(fā)展的貢獻，培養(yǎng)學生將化學知識應用于生產生活實踐的意識。 三、教學重點、難點 （一）知識上重點、難點 1、同周期、同主族元素性質遞變規(guī)律； 2、元素“位、構、性”三者間的關系。 （二）方法上重點、難點 學會在元素周期律和元素周期表指導下探究和學習元素化合物知識的學習方法。 四、教學準備 1、 第1課時前，布置學生預習并準備實驗探究方案； 2、 第2 課時前，教師繪制“ⅦA族元素原子結構和性質比較”表格，并布置學生完成。 3、 第3 課時前，布置學生上網查閱“元素周期表的意義” 五、教學方法 實驗探究法、討論歸納法 六、課時安排 3課時 七、教學過程 第1課時 【導入】前面我們學習了元素周期律和元素周期表，它對我們化學有什么作用呢？大家知道，門捷列夫在編制元素周期表時，人類只發(fā)現了六十多種元素，因此他做過很多大膽的預測，如他就預測在硅和錫之間存在一種元素—-“類硅”，15年后該元素被德國化學家文克勒發(fā)現，為了紀念他的祖國，將其命名為“鍺”。 【投影】 相對原子質量 原子 體積 單質 比重 二氧化物 四氯化物 比重 體積 沸點 比重 體積 類硅 72 13 5.5 4.7 22 ＜100℃ 1.9 113 鍺 72.6 13.22 5.47 4.703 22.16 86℃ 1.887 113.35 【設問】你知道門捷列夫是如何做出如此準確的預測的嗎？ 【點評】通過展示門捷列夫預言的準確性和鍺元素名稱來歷的介紹，激發(fā)學生的學習興趣和愛國熱情，引導他們關注元素周期表的重要作用。 【板書】 第三節(jié) 元素周期表的應用 一、同周期元素性質的遞變 【板演】請寫出第3周期元素的名稱和元素符號 【交流與研討】（1）第3周期元素原子的核外電子排布、原子半徑是如何遞變的？ （2）嘗試用元素原子的核外電子排布規(guī)律預測第3周期元素原子失電子或得電子能力的相對強弱。 【媒體展示】第3周期元素名稱、符號、原子結構示意圖。 【歸納慨述】第3周期元素從鈉到氯，隨著核電荷數增加，原子半徑減小，元素原子失去電子能力減弱，得到電子能力增強。 【設問】如何用實驗驗證你的結論？ 【閱讀】教材P20頁“方法導引”。 【點評】“方法導引”不僅為學生完成探究提供了方法支持，還引導學生學會借助具體事物（金屬與水反應難易以及最高價氧化物對應水化物堿性強弱）來研究抽象概念（元素原子失電子能力強弱）的思維方法。 【小組討論】設計實驗方案，論證鈉、鎂、鋁三種元素原子失去電子能力相對強弱。 【實驗探究】取一小段鎂帶，用砂紙磨去表面的氧化膜，放入試管中。向試管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞溶液。觀察現象。過一會兒加熱試管至水沸騰。觀察現象。 【討論】回憶鈉與水反應的現象，并與鎂和水反應的現象相比，你得出什么結論？ 【觀點陳述】每組選派一位代表陳述自己的實驗現象和結論。 【板書】Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2↑ 【結論】鈉元素原子失去電子能力比鎂強. 【實驗探究】取一小段鎂帶和一小片鋁，用砂紙磨去表面的氧化膜，分別放入兩支試管中。向試管中各加入2mL1mol/L鹽酸。觀察現象。 【討論】比較鎂和鋁分別與鹽酸反應的難易程度，你又得出什么結論？ 【觀點陳述】每組選派一位代表陳述自己的實驗現象和結論。 【板書】Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑ 【結論】鎂元素原子失去電子能力比鋁強. 【實驗探究】向盛有AlCl3溶液的試管中加入NaOH溶液，直到產生大量白色絮狀沉淀為止。將所得沉淀分盛在兩支試管中，再分別加入HCl和NaOH溶液，觀察現象。 【觀點陳述】每組選派一位代表陳述自己的實驗現象和結論。 【板書】AlCl3＋3NaOH = Al(OH)3↓＋3NaCl Al(OH)3＋3HCl = AlCl3＋3H2O Al(OH)3＋NaOH = NaAlO2＋2H2O 【講述】Al(OH)3既能和發(fā)生中和反應,又能和發(fā)生中和反應,我們把它稱為兩性氫氧化物。 【討論】從上述實驗中能否比較NaOH、Mg(OH) 2和Al(OH)3的堿性強弱？ 【概括】 元 素 鈉 鎂 鋁 單質與水反應 與冷水劇烈反應 與冷水反應緩慢，與熱水反應迅速 單質與鹽酸反應 劇烈反應 劇烈反應，但較鎂慢 最高價氧化物對應水化物 化學式 NaOH Mg(OH) 2 Al(OH)3 堿 性 強堿 中強堿 兩性氫氧化物 結 論 鈉、鎂、鋁三種元素原子失去電子能力逐漸減弱 【板書】鈉、鎂、鋁三種元素原子失去電子能力逐漸減弱。 【過渡】我們又如何判斷硅、磷、硫、氯四種非金屬元素原子得電子能力的相對強弱呢？ 【閱讀】教材P21頁“方法導引”和P20頁“閱讀探究”。 【概括】 請完成表格： 元 素 硅 磷 硫 氯 單質與氫氣反應難易 氣態(tài)氫化物 化學式 穩(wěn)定性 最高價氧化物對應水化物 化學式 酸 性 結 論 【點評】通過“閱讀探究”和“概括”，旨在培養(yǎng)學生自學能力以及獲取并整合信息的能力。 【板書】硅、磷、硫、氯四種非金屬元素原子得電子能力逐漸增強。 【講述】請看元素周期表，我們不難發(fā)現，除第1周期外，周期表中每一周期都是從活潑的金屬逐漸過渡到不太活潑的金屬元素，再到非金屬元素，最后到性質極其穩(wěn)定的稀有氣體元素結束。 【板書】同一周期從左到右，元素原子失去電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強。 【達標檢測】1、下述事實能夠說明硫原子得電子能力比氯弱的是（ ） （A）硫酸比鹽酸穩(wěn)定 （B）氯化氫比硫化氫穩(wěn)定 （C）鹽酸酸性比氫硫酸強 （D）硫酸酸性比高氯酸弱 2、電子層數相同的三種元素X、Y、Z，它們最高價氧化物對應水化物的酸性由強到弱順序為：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，下列判斷錯誤的是（ ） （A）原子半徑 X＞Y＞Z （B）氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性X＞Y＞Z （C）元素原子得電子能力X＞Y＞Z （D）單質與氫氣反應難易X＞Y＞Z 3、按C、N、O、F的順序，下列遞變規(guī)律錯誤的是（ ） （A）原子半徑逐漸增大 （B）元素原子得電子能力逐漸增強 （C）最高正化合價逐漸增大 （D）氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增大 【課后作業(yè)】教材P28頁第5題 【點評】從介紹門捷列夫的預言引入新課，緊緊抓住學生的注意力，激發(fā)學生興趣，在方法上引導學生學會用原子結構理論分析第3周期元素原子失電子或得電子能力的相對強弱，然后設計驗證結論，最后通過閱讀自學，獲取整合信息，找出硅、磷、硫、氯四種元素原子得電子能力逐漸增強的依據，整節(jié)課以學生探究為主線，突出學生的主體地位，注重培養(yǎng)學生科學的學習方法。 第2課時 【復習提問】同周期元素的性質是如何遞變的？ 【新課導入】那么同主族元素的性質有無規(guī)律呢？ 【板書】二、同主族元素性質的預測 【交流與研討】在元素周期表中，同主族元素原子的核外電子排布有什么特點？它對元素的性質有何影響？ 【點評】以一連串問題引入新課，可激發(fā)學生的學習興趣和吸引學生的注意力，另外在上一課時已經學過運用原子結構理論分析同周期元素性質遞變規(guī)律，現在提出這一問題，就是引導學生學會運用原子結構理論去指導探究元素化合物知識的學習方法。 【結論】同主族元素從上到下，隨著原子核外電子層數增多，原子半徑增大，原子核對最外層電子的引力減小，元素原子得電子能力減弱，失電子能力增強。 【設問】如何用我們學過的知識來證明上述結論？ 【閱讀自學】教材P21頁最后一自然段至P22頁第2自然段。 【歸納】完成表格： 元素 氟（F） 氯（Cl） 溴（Br） 碘（I） 最外層電子數 原子半徑 最高化合價 最低化合價 氣態(tài)氫化物 最高價含氧酸 【分組討論】從上表中你能得出什么結論？ 【板書】1、同主族元素原子的最外層電子數相同，因而化學性質具有相似性。 【質疑】同主族元素的性質有何不同嗎？ 【思考】根據F2、Cl2、Br2、I2分別與H2反應條件、程度以及生成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等方面分析同主族元素性質的遞變規(guī)律。 【概括】ⅦA族元素單質與H2反應情況 F2 Cl2 Br2 I2 反應條件 暗處 光照或點燃 加熱 不斷加熱 反應程度 爆炸 劇烈 緩慢 緩慢 氫化物的穩(wěn)定性 很穩(wěn)定 穩(wěn)定 較穩(wěn)定 不穩(wěn)定 【點評】Cl2、Br2、I2的性質在《化學1（必修）》中已分散學過，在此進行整合，不僅對知識起到復習作用，還可以引導學生學會歸納、比較的學習方法。 【板書】2、同主族元素性質具有遞變性---從上到下，原子半徑增大，元素原子失電子能力增強，得電子能力減弱 【過渡】同主族元素性質既有相似性，也有遞變性，門捷列夫正是根據這個規(guī)律對某些元素的性質進行大膽預測的。 【討論】請你根據鉀在周期表中的位置，預測金屬鉀的性質。 【演示】分別向兩只培養(yǎng)皿中加水至其體積的1/2，然后分別加入綠豆大小的金屬鉀和鈉，觀察反應的劇烈程度，記錄現象（為了便于觀察，將培養(yǎng)皿放在投影儀上，通過投影來觀察實驗現象） 【板演】鉀、鈉分別與水反應的化學方程式。 【結論】鉀和鈉的化學性質相似，鉀比鈉更活潑。 【思考】根據鉀和鈉的性質，預測ⅠA族其它金屬的性質。 【閱讀自學】教材P22頁最后一自然段至P23頁第1自然段。 ⅠA族元素原子結構 相同點：最外層1個電子 不同點：電子層數增多，原子半徑增大 【板書】 ⅠA族元素的性質 相似性：都是活潑金屬，+1價，單質都能與氧氣、水等物質反應，氧化物對應的水化物都有較強堿性。 遞變性：從鋰到銫，原子失電子能力增強，表現在與氧氣和水的反應程度上。 【小結】元素周期表中每一周期、每一主族的元素，其性質總是呈現規(guī)律性的變化，所以元素周期表是我們學習化學的重要工具 【課后作業(yè)】教材P26頁第1、3題，P27頁第3題（3） 【點評】本節(jié)課在學法指導上做的比較到位，在整合Cl2、Br2、I2的性質時，引導學生學會采用圖表法進行比較、歸納，從開始對ⅦA族元素性質探究，到最后對ⅠA族元素性質的歸納，始終注重引導學生用原子結構認識物質性質這一重要的學習方法。 第3課時 【練習】已知磷元素位于第3周期ⅤA族，（1）畫出磷的原子結構示意圖；（2）磷元素的最高化學價為 ，其氫化物的化學式為 。 【導入】由上例可見，元素的原子結構和元素在周期表中的位置、元素性質三者之間存在著密切的關系，這是我們本節(jié)課要討論的重點。 【點評】通過練習導入新課，讓學生對元素的“位、構、性”之間的關系有更直觀的認識，還可以調動學生興趣，吸引學生注意力。 【板書】 三、元素“位、構、性”之間的關系 【媒體展示】 反映 位 置 周期序數 = 電子層數 主族序數 = 最外層電子數 決定 原子 結構 反映 決定 性 質 主要化合價 得失電子能力 【訓練】1、由A、B兩種元素組成的化合物，如果A、B兩種元素的原子最外層電子數分別是1和6，則化合物的化學式可能是（ ）。 A、AB2 B．A2B C、AB D、A2B2 2、砹是原子序數最大的鹵族元素，推測砹和砹的化合物不可能具有的性質是（ ）。 A.砹是有色固體 B.砹易溶于有機溶劑 C.砹化氫很穩(wěn)定 D.砹化銀不溶于水 3、有X、Y、Z三種元素，其中X、Y屬于同一主族，加熱時，其單質都能與氫氣形成氣態(tài)氫化物H2X，H2Y。常溫下，X單質為氣態(tài)，X與Y可形成兩種化合物YX2和YX3，Y、Z均在X的下一周期，而Z可與X生成化合物Z2X和Z2X2。試寫出： （1）元素名稱X——、Y——、Z——； （2）化合物Z2X2與H2X反應的化學方程式 ； （3）兩個由X、Y、Z三種元素所組成物質的化學式——。 【分組討論】完成教材P25頁“概括整合1”。 【觀點陳述】每組派一名代表陳述本組觀點。 【教師點評】略 【媒體展示】 主族元素原子得、失電子能力強弱與元素在周期表中的位置關系 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 1 元素原子得電子能力逐漸增強 元素原子得電子能力逐漸增強 元素原子失電子能力逐漸增強 稀 有氣體元素 2 B 3 Al Si 4 Ge As 5 Sb Te 6 Po At 7 【過渡】元素周期表除了對我們學好化學有著重要意義外，還有其它的作用嗎？ 【閱讀自學】教材P23頁“資料在線”至P27頁。 【板書】四、元素周期表的重要意義 【思考】元素周期律和元素周期表的誕生是19世紀化學科學的重大成就之一，具有重要的哲學意義、自然科學意義和實際應用價值，請你根據教材所給資料和你在網上查閱結果，分別舉例說明。 【學生發(fā)言】略（讓學生充分發(fā)表觀點，鼓勵學生大膽想象、質疑） 【點評】通過學生自學和查閱資料，具體感受元素周期表在指導生產實踐和科學研究等方面的作用，讓學生深切體會化學對人類生活、科學研究和社會發(fā)展的貢獻，培養(yǎng)學生將化學知識應用于生產、生活實踐的意識，調動學生學好化學的積極性。 【板書】1、學習和研究化學的重要工具； 2、指導科學研究，如發(fā)現新元素； 3、指導生產實踐，如尋找新材料、催化劑、制冷劑、探礦等； 4、論證了“量變質變規(guī)律”； 【達標檢測】元素周期表在指導科學研究和生產實踐方面具有十分重要的意義，請將下表中A、B兩欄描述的內容對應起來。 A B A B ①制半導體的元素 （a）ⅢB至ⅥB的過渡元素 ① ②制催化劑的元素 （b）F、Cl、Br、N、S“三角地帶” ② ③制耐高溫材料的元素 （c）金屬與非金屬元素分界線附近 ③ ④制冷劑的元素 （d）相對原子質量較小的元素 ④ ⑤地殼中含量較多的元素 （e）過渡元素 ⑤ 【結束語】如果同學們對本章所學的知識有興趣，歡迎再選修《物質結構與性質》模塊。 【課后作業(yè)】教材P26頁第2題，P28頁第4題 【課外活動】教材P26頁第4題 【點評】教師從題目入手，使學生對元素的“位、構、性”之間的關系有直觀的認識，體會元素周期表在化學學習上的指導作用，而元素周期表在生產實踐和科學研究等方面的重要作用，是學生感興趣的內容，通過指導學生自己閱讀、查找資料，不僅可以開拓學生視野，還讓學生對科學研究、化學對人類生活和社會發(fā)展的貢獻有深切的情感體驗。 第2課時 【復習提問】同周期元素的性質是如何遞變的？ 【新課導入】那么同主族元素的性質有無規(guī)律呢？ 【板書】二、同主族元素性質的預測 【交流與研討】在元素周期表中，同主族元素原子的核外電子排布有什么特點？它對元素的性質有何影響？ 【點評】以一連串問題引入新課，可激發(fā)學生的學習興趣和吸引學生的注意力，另外在上一課時已經學過運用原子結構理論分析同周期元素性質遞變規(guī)律，現在提出這一問題，就是引導學生學會運用原子結構理論去指導探究元素化合物知識的學習方法。 【結論】同主族元素從上到下，隨著原子核外電子層數增多，原子半徑增大，原子核對最外層電子的引力減小，元素原子得電子能力減弱，失電子能力增強。 【設問】如何用我們學過的知識來證明上述結論？ 【閱讀自學】教材P21頁最后一自然段至P22頁第2自然段。 【歸納】完成表格： 元素 氟（F） 氯（Cl） 溴（Br） 碘（I） 最外層電子數 原子半徑 最高化合價 最低化合價 氣態(tài)氫化物 最高價含氧酸 【分組討論】從上表中你能得出什么結論？ 【板書】1、同主族元素原子的最外層電子數相同，因而化學性質具有相似性。 【質疑】同主族元素的性質有何不同嗎？ 【思考】根據F2、Cl2、Br2、I2分別與H2反應條件、程度以及生成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等方面分析同主族元素性質的遞變規(guī)律。 【概括】ⅦA族元素單質與H2反應情況 F2 Cl2 Br2 I2 反應條件 暗處 光照或點燃 加熱 不斷加熱 反應程度 爆炸 劇烈 緩慢 緩慢 氫化物的穩(wěn)定性 很穩(wěn)定 穩(wěn)定 較穩(wěn)定 不穩(wěn)定 【點評】Cl2、Br2、I2的性質在《化學1（必修）》中已分散學過，在此進行整合，不僅對知識起到復習作用，還可以引導學生學會歸納、比較的學習方法。 【板書】2、同主族元素性質具有遞變性---從上到下，原子半徑增大，元素原子失電子能力增強，得電子能力減弱 【過渡】同主族元素性質既有相似性，也有遞變性，門捷列夫正是根據這個規(guī)律對某些元素的性質進行大膽預測的。 【討論】請你根據鉀在周期表中的位置，預測金屬鉀的性質。 【演示】分別向兩只培養(yǎng)皿中加水至其體積的1/2，然后分別加入綠豆大小的金屬鉀和鈉，觀察反應的劇烈程度，記錄現象（為了便于觀察，將培養(yǎng)皿放在投影儀上，通過投影來觀察實驗現象） 【板演】鉀、鈉分別與水反應的化學方程式。 【結論】鉀和鈉的化學性質相似，鉀比鈉更活潑。 【思考】根據鉀和鈉的性質，預測ⅠA族其它金屬的性質。 【閱讀自學】教材P22頁最后一自然段至P23頁第1自然段。 ⅠA族元素原子結構 相同點：最外層1個電子 不同點：電子層數增多，原子半徑增大 【板書】 ⅠA族元素的性質 相似性：都是活潑金屬，+1價，單質都能與氧氣、水等物質反應，氧化物對應的水化物都有較強堿性。 遞變性：從鋰到銫，原子失電子能力增強，表現在與氧氣和水的反應程度上。 【小結】元素周期表中每一周期、每一主族的元素，其性質總是呈現規(guī)律性的變化，所以元素周期表是我們學習化學的重要工具 【課后作業(yè)】教材P26頁第1、3題，P27頁第3題（3） 【點評】本節(jié)課在學法指導上做的比較到位，在整合Cl2、Br2、I2的性質時，引導學生學會采用圖表法進行比較、歸納，從開始對ⅦA族元素性質探究，到最后對ⅠA族元素性質的歸納，始終注重引導學生用原子結構認識物質性質這一重要的學習方法。