碳族元素（第二课时）。

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。那么，你知道高中教案要怎么写呢？以下是小编收集整理的“碳族元素（第二课时）”，欢迎大家阅读，希望对大家有所帮助。

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

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氧族元素（第二课时）

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，使教师有一个简单易懂的教学思路。写好一份优质的教案要怎么做呢？考虑到您的需要，小编特地编辑了“氧族元素（第二课时）”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

第二课时
［引言］氧族元素中氧为首领，其单质O2是环绕在地球表面大气对流层中的一种与生物生命息息相关的重要气体，它还能在社会各行各业(工业、农业、科技、国防、医疗等)中，显示其非凡的身手。氧气有何过人之处呢?因为它是一种来自于空气、无公害的强氧化剂。它还有一位功不可没的同根兄弟——“O3”，号称生命的卫士。化学上，将它们称为同素异形体，请看相关内容。
［板书］一、臭氧
［承转］化学上为何将O3、O2称为同素异形体，其含义是什么?在弄清这个问题之前，我们先比一比两兄弟。
［引导］O3与O2，均由氧元素组成，在分子组成上只不过仅是一个O原子之差，但两兄弟的“脾气”和“外貌”却大相径庭。
［板书］1.O3与O2物理性质的对比
［学生阅读］课本“二、臭氧物理性质”并与O2对比。
［投影］O3与O2物理性质的对比

O3O2
色、味、态通常为一有特殊臭味的淡蓝色气体，液态O3呈深蓝色，固态O3为紫黑色通常为一无色无气味的气体
液态O2呈淡蓝色，固态O2呈雪花状，淡蓝色
溶解度(水中)大小
熔点－251℃－２１８℃
沸点－１１２.４℃－１８３℃
［师］由上表可知，O3与O2的组成元素虽然相同，但物理性质却差别甚大。化学上，我们把由同一种元素形成的不同的单质，称为这种元素的同素异形体。
［板书］同素异形体：由同一种元素形成的性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体。
［师］如我们刚才所学的O2和O3就是氧元素的同素异形体。
［问］我们以前可曾学过由同一种元素形成的不同单质吗？它们是谁？
［生］有！如金刚石和石墨都由碳元素组成；红磷和白磷都由磷元素组成。
［师］很好！这也就是说，金刚石和石墨都是碳元素的同素异形体；红磷和白磷都属磷元素的同素异形体。
［问］钠原子（Na）和钠离子（Na+）都是由同一种元素——钠元素组成，它们是钠的同素异形体吗？为什么？
［生］不是，因为Na和Na+是同一元素的不同粒子，不属单质。
［问］水（H2O）与过氧化氢（H2O2）的组成元素完全相同，它们是同素异形体吗？为什么？
［生］不是，因为它们是由完全相同的两种元素组成的两种不同的化合物。
［问题探究］理解同素异形体的概念时应把握的关键之处是什么？
［生］必须是“同一元素”的“不同种单质”。
［师］那么，H与H是否为同素异形体？它们之间的关系是什么？
［生］不是，它们互为同位素。
［师］同位素是我们在上一章所学的概念，它和同素异形体的区别是什么呢？
（学生讨论后回答）
［生］同位素是指质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子，如Cl和Cl；同素异形体是指由同一种元素形成的几种性质不同的单质，如白磷和红磷，金刚石和石墨，我们刚学过的硫也有多种同素异形体。
［教师补充］同位素强调的是原子间的互称；同素异形体强调的是单质间的互称，同素异形体之间的性质差异主要是由于它们的结构不同所造成的。
［过渡］由刚才的学习我们知道，O3和O2的物理性质差别很大，那么，它们的化学性质是否也有着巨大的差别呢？
［板书］2.臭氧的化学性质
［学生阅读］有关臭氧化学性质的内容并与O2对比。
［提问］O3与O2相比，有无共性?有何差别?
［回答］二者都具氧化性，而且O3比O2有着更强的氧化性；另外O3不稳定，能分解。
［小结并板书］(1)极强氧化性
(2)不稳定性：２O3===３O2
［思考］上述反应是否为氧化还原反应?为什么?
［回答］否，因反应前后元素的化合价未发生变化。
［讲述］O3具有极强的氧化性，如不活泼金属Ag、Hg等在空气或氧气中不易被氧化，而在常温下却能被臭氧氧化，再如酒精、棉絮等易燃物，常温下遇较多的O3会立即着火，从而引起不可想象的火灾，不过天公作美，地面附近大气层中O3含量极微，仅占0.001ppm。
臭氧相对于O2不稳定，常温下能缓慢分解，若加热或高温或有MnO2作催化剂时可迅速分解，而且O3生成O2的反应为一放热反应，这也说明O3比O2更为活泼。
［提问］造成O3与O2化学性质差别的原因是什么?
［回答］源于它们的分子组成、分子结构不同。
［过渡］大家熟知，O2的用途极为广泛，O3又有哪些重要用途呢?
［学生阅读］O3用途的相关内容
［板书］3.臭氧的用途
脱色剂、消毒剂等
［思考］O3用于脱色、消毒，基于其什么性质?
［回答］强氧化性
［讲述］空气中微量O3(1ppm以内)对人体健康有益，因为它能杀菌消毒，刺激中枢神经，加速血液循环，令人产生爽快振奋之感。疗养院常设在空气新鲜宜人的松林里，因其中含微量O3，是由松林这种针叶树的树脂在被O2氧化的过程中产生的。另外，雷雨之后，当漫步街头田野，同样感到空气格外的清新，其原因一是雨水洗净了尘埃，二是打雷闪电时，空中产生了臭氧(３O22O3)。但是，当空气中O3含量超过10－5%(体积分数)时，就会对人体、动植物及其他露置物质造成极大危害，这就是说当O3含量较多时，它就成了一种大气污染物，因此，对于O3应全面辩证地认识其功与过。
［转引］自然界中的O3(90%)主要集中于离地面15km～50km的大气平流层中，称为臭氧层，是地球生命的保护伞。
［设问］那么为什么说O3是地球生命的保护伞?
［讲述］臭氧层中臭氧含量很少，却可以吸收来自太阳的大部分短波紫外辐射，因此，臭氧层恰似过滤器一般，阻挡了紫外线，给地球送来了滤过的益于万物生长的光和热，使地球生命免遭灾难，减少了呼吸道疾病、白内障、皮肤病、肿瘤、癌症等的发病率。所以臭氧层是一个天然保护伞，是名符其实的“生命卫士”。
然而，近年来，南极上空的臭氧层出现了空洞，北极上空O3浓度也有所减少，臭氧层对生物的保护作用正在减弱，有害射线已对地球生物造成严重危害，如皮肤肿瘤患者剧增，仅据美国1979年统计，死于皮肤癌的人数已达13600多名，患皮肤肿瘤者已达30多万。那么，破坏臭氧层的罪魁祸首是谁呢?——氟氯烃、氮氧化物、碳氧化物等气体，这种现象已引起世人普遍关注，所以《保护臭氧层维也纳公约》《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》等国际公约相继出台，决定减少并逐步停止氟氯烃等的生产和使用，大力开发无氟制冷工业，并把9月16日定为“保护臭氧国际日”，所以我们要保护臭氧层，保护环境，热爱地球。
［板书］4.保护臭氧层
［投影］氟氯烃破坏臭氧层的原理：
例：1995年，诺贝尔化学奖授于致力于研究臭氧层破坏问题的三位环境化学家，大气中的臭氧层可滤除大量的紫外线，保护地球上的生物。氟利昂(氟氯烃的商品名称)上升到大气平流层中，可在紫外光作用下分解产生氯原子，氯原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。有关反应如下：
请判断，在上述臭氧变成氧气的反应过程中，氯原子是
A.反应物B.生成物C.中间产物D.催化剂
解析：由题中信息可以看出：Cl原子在反应过程中发生下列变化：ClClOCl，但反应前后Cl原子的数量和化学性质都没有变化，因此是催化剂。
答案：D
［讲解］导致臭氧层被破坏的主要物质除氯氟烃外，还有溴氟烃，如CBr2F2、CBrF3等，溴氟烃破坏臭氧层的能力比氯氟烃还要强。研究发现，含Cl或Br的上述物质的1个分子可破坏约十万个臭氧分子。
保护臭氧层最有效的方法就是尽快停止生产和使用氟利昂和哈龙类人工物质。目前国内市场上出售的“无氟冰箱”就是指不用氟氯烃（CFC）作致冷剂的冰箱，而代之以HFC（含氢氟烃），用的发泡剂是HCFC（含氢含氯氟烃），是第二代氟利昂。但HCFC对地球的温室效应却是CO2的1000~12000倍，所以其并不理想。《蒙特利尔议定书》规定，发达国家将在2020年原则上禁止使用HCFC。总之，许多国家在开发新产品和新技术方面已在行动，这对臭氧层的自动“愈合”具有很大的推动作用。
根据世界气象组织的数据，尽管世界上许多国家作出了努力，但目前大气中氯的浓度降低到臭氧洞出现前的水平，大约需要半个世纪的时间，臭氧层保护任重而道远。
愿我们通过自己的行动，让世界拥有一个“健康”的天空。
［过渡］下面，我们来学习另一种重要的化合物——过氧化氢
［板书］二、过氧化氢（H2O2）
［师］请大家阅读课本P124过氧化氢部分，总结出过氧化氢的性质。［学生活动］
［师］过氧化氢的物理性质有哪些？
［生］无色粘稠液体，水溶液俗称双氧水，市售双氧水中H2O2的质量分数一般约为30%。
［板书］1.物理性质：无色粘稠液体，水溶液俗称双氧水
［问题探究］根据H2O2中氧元素的化合价，来推测H2O2的化学性质。
［生］在H2O2中，氧显－1价。在化学反应中，H2O2既能被氧化成O2（氧元素化合价为零价），也能被还原成H2O（氧元素化合价为－2价），故H2O2既有氧化性又有还原性。
［师］十分正确。事实上H2O2主要以氧化性为主。
［问］通过阅读课本，H2O2还具有哪些化学性质呢？
［生］弱酸性，不稳定性。
［板书］2.化学性质：弱酸性、氧化性、还原性、不稳定性
2H2O22H2O+O2↑
［问］怎样证明H2O2分解有O2产生？
［生］用带火星的木条检验，看是否复燃。
［补充演示］Ｈ2O2的分解（在盛有双氧水的试管中加少量MnO2，并用带火星的木条检验）
现象：迅速产生大量气泡，用带火星的木条检验确为O2。
［讨论］用如图装置及上述原理制取O2与用加热ＫClO3和ＭｎO2混合物制O2的方法相比有何优点?（投影装置图）
［结论］便于操作，便于控制。
［投影练习］在下列四种溶液中，分别加入少量固体ＭｎO2，能产生气体的是
A.3%Ｈ2O2溶液
B.1molＬ－1NaOH溶液
C.1molＬ－1ＫClO3溶液
D.1molＬ－1盐酸
(NaOH溶液与ＭｎO2在任何条件下都不反应，C选项从表面看很似实验室制O2的方法，但实验室制O2是用固体ＫClO3和ＭｎO2固体在加热条件下制得，ＭｎO2与浓盐酸在加热条件下反应生成Cl2，D项中1molＬ－1HCl为稀盐酸，且缺少加热条件，故不可能有Cl2产生，答案为A。此题应提醒学生注意反应条件)
思考：如何保存过氧化氢？为什么？
［应置于棕色瓶内避光阴凉处保存，因为其不稳定，易分解］
［师］联系过氧化氢的性质，总结、归纳其用途。
［学生回答、教师板书］
3.用途：氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂、火箭燃料、实验室制O2。
思考：过氧化氢的元素组成与我们所熟悉的水一模一样，它们的结构、性质及用途是否也一样？若不一样，有哪些差别？
请大家讨论、分析。
［学生讨论后各抒己见，教师可展示下列投影，供学生参考］
［投影］Ｈ2O2与Ｈ2O的比较：
［投影练习］
1.下列各组中互为同位素的是，互为同素异形体的是
A.O2和O3B.Ｈ和Ｈ
C.Ｈ2O和Ｈ2O2D.O2－和O
答案：BA
2.只由一种元素形成的单质一定是纯净物吗?为什么?
答案：像C、O、P、S等元素可形成同素异形体，即同一种元素的不同单质。因此该题说法错误，应为“不一定”。如说只由一种元素形成的纯净物一定是单质，则是正确的。
3.试举例说明有单质参加或单质生成的反应不一定是氧化还原反应。

答案：同素异形体之间的转化不是氧化还原反应，如：２O3３O2。

［小结］本节课我们重点学习了O3与H2O2的有关知识，并知道了同素异形体的概念。
［布置作业］1.课本习题二、四。
2.收集查找资料，写一篇关于臭氧的小论文。
●板书设计
第一节氧族元素(第二课时)
一、臭氧
1.O3与O2物理性质的对比
同素异形体：由同一种元素形成的几种性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体。
2.臭氧的化学性质
(1)极强氧化性
(2)不稳定性２O3===３O2
3.臭氧的用途
脱色剂、消毒剂等
4.保护臭氧层
二、过氧化氢
1.物理性质：无色粘稠液体，水溶液俗称双氧水
2.化学性质：弱酸性、氧化性、还原性、不稳定性
2H2O22H2O+O2↑
3.用途：氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂、火箭燃料、实验室制O2
●教学说明
关于臭氧和过氧化氢的内容，教学大纲只要求作常识性介绍，但笔者认为在学科知识向综合性、应用性和实践性转化的今天，联系生活实际，关注地球环境，关心人类健康是非常必要的，因此，本节课的设计注重以下几点：
1.基本指导思想
挖掘臭氧知识，对学生进行全面认识事物的辩证唯物主义思想教育，渗透环保意识，结合实际中臭氧空洞的现象，使学生深刻认识保护臭氧层的意义，通过氟氯烃破坏臭氧层原理的介绍，使学生感受到科学知识与生活、社会的密切关系。
2.教学目标
在知识方面，紧抓同素异形体概念，并与同位素概念相比较，使学生真正从本质上区别它们。在能力方面，结合Ｈ2O2分解产生O2的反应，让学生比较其与KClO3分解制O2的不同，从而培养其分析、思维、解决问题的能力。
3.教学策略
本文知识点很少，要求不高，主要是通过对臭氧知识的学习，对学生进行一些思想教育，因此，教学策略着重于调动学生关注社会、关心环境、树立主人翁意识。主要采取了结合一些数据、实例、现象分析臭氧的功与过，并要求学生进一步收集查寻资料以便更多地了解臭氧；在培养能力方面，主要采用了启发、引导、讨论、比较、评价等方法。

碳族元素（第一课时）

经验告诉我们，成功是留给有准备的人。准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。那么如何写好我们的高中教案呢？经过搜索和整理，小编为大家呈现“碳族元素（第一课时）”，欢迎您阅读和收藏，并分享给身边的朋友！

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．D2．D3．B、C4．B5．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。

教案点评：

碳族元素包括碳、硅、锗、锡、铅五种元素，其中碳和硅是非金属元素，在高中化学中主要研究的是非金属元素。本节教学从原子结构入手，设置问题，引导学生思考，使学生在元素周期律的基础上进一步加深对同主族元素性质递变的理解。

碳族元素

教案课件是老师工作中的一部分，大家在着手准备教案课件了。将教案课件的工作计划制定好，这样我们接下来的工作才会更加好！你们知道适合教案课件的范文有哪些呢？下面的内容是小编为大家整理的碳族元素，欢迎阅读，希望您能够喜欢并分享！

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amolCO2通入含bmolCa(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∶1a∶b2∶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．CH4B．SiH4C．H2OD．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．SiH42．HNO3H3PO4H2CO3H2SiO33．1∶3

碳族元素教案

第七章碳族元素无机非金属材料
第一节碳族元素
●教学目标
1.使学生了解碳族元素的性质及其递变规律。
2.使学生进一步了解运用元素周期律知识学习同主族元素性质及其递变规律的方法。
3.培养学生的总结、思考、判断能力。
●教学重点
碳族元素性质的递变规律
●教学难点
以碳族元素知识为载体，培养学生的总结、思考、判断能力
●课时安排
一课时
●教学方法
引导、探究、自学、练习
●教学用具
投影仪
炭块、镊子
●教学过程
［引言］第ⅠA碱金属元素易失去电子，表现活泼的金属性；第ⅦA族卤素易得到电子，表现活泼的非金属性；居于它们中间的第ⅥA族元素性质如何呢？它们及其化合物有怎样的用途？本章我们就来学习该族元素及其化合物的知识，用时了解几种新型无机非金属材料。
［板书］第七章碳族元素无机非金属材料
［师］（用镊子取一块炭展示给学生）它和硅是兄弟关系，它就是我们初中学过的炭！
请大家写出碳和硅的原子结构示意图，并说明它们结构上的异同点。
［学生活动后回答］
碳和硅的原子序数不同、电子层数不同，但最外层电子数相同。
［板书］
［师］从碳、硅的原子结构示意图可以看出，碳、硅均为元素周期表中的第ⅣA族元素，且分属于周期表中的二、三周期。
那么，与碳、硅同主族的四、五、六周期的元素的原子序数分别是多少呢？请大家根据各周期元素的种类数进行推断，并写出它们的原子结构示意图。
［学生活动，请一位同学上黑板写出锗、锡、铅的原子结构示意图］
［学生板书］
［师］能否写出上述三种元素的符号和名称呢？请大家用最快的速度识记并默写。
［学生或老师板书］
锗Ge锡Sn铅Pb
［师］由以上硅、锗、锡、铅的原子结构示意图可以看出，它们的最外层都与碳一样有4个电子，且同属第ⅣA族，我们把它们统称为碳族元素。
［板书］第一节碳族元素
［师］以上我们所学的，就是碳族元素的名称、符号及原子结构。
［板书］一、碳族元素的名称、符号及结构
［过渡］下面，我们根据碳族元素的原子结构特点，来分析碳族元素在性质上的相似性和递变性。
［板书］二、碳族元素性质的相似性和递变性
［师］请大家根据碳族元素的原子结构特点，并结合元素周期律的知识，填写下表：
［投影展示］
碳族元素性质的递变规律
［上表可由学生回答，教师填写完成，也可由学生独立完成］
［师］注意，碳族元素的氢化物的写法是碳族元素在前，氢元素在后。
答案：
［师］请大家根据上表归纳并总结出碳族元素性质的相似性和递变性。
［教师引导，学生归纳、总结出以下结论］
［板书］1.相似性
（1）最外电子层上均有4个电子，易形成共价键。
（2）最高正价均为+4价，最高价氧化物通式为RO2，对应水化物通式为：H2RO3〔或H4RO4或R（OH）4〕。
（3）气态氢化物可表示为RH4。
2.递变性
随着原子序数的递增，元素的原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，元素由非金属性向金属性递变的趋势明显。
［问题探究］根据元素周期律知识，Pb的金属性比Sn强，而在金属活动顺序表中，Sn的活动性比Pb强，这是否矛盾？
［生］不矛盾。看待事物的角度不同，结果也不同。
［师］确实不矛盾。元素周期律所谓的金属性和非金属性，指的是元素原子在干态时的得失电子能力；而金属活动性顺序表，是依据金属原子在水溶液中的失电子能力强弱所排列的，二者排列的依据不同，结果也不同。
［师］第ⅣA族元素中，碳是典型的非金属；硅虽外貌像金属，但在化学反应中多显示非金属性，通常被认为是非金属；锗的金属性比非金属性强；锡和铅都是金属。由于硅和锗在元素周期表中位于金属和非金属分界线附近，所以常用来做半导体材料。
由于碳族元素在周期表中处于容易失去电子的碱金属与容易得到电子的卤素的中间位置，这使得它们得失电子的能力都较弱，一般容易形成共价化合物。
另外，碳族元素的化合价除了+4价外，还有+2价。其中，碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的+2价化合物是稳定的。因此，+4价的铅（如PbO2）在参加化学反应时，往往会得电子而被还原成+2价的化合物，它本身是强氧化剂。
［板书］3.主要化合价
+4、+2Pb的+2价稳定
［问题探究］碳的+4价化合物稳定，CO就应具有较强的还原性，那么，在什么条件下CO表现强还原性呢？
［生］CO在高温下表现强还原性。
［师］对，所以常温下，可以用浓H2SO4干燥CO。
［投影例题］1.如果发现114号新元素（位于第七周期ⅣA族），下列有关X可能具有的性质合理的是
A.X是非金属元素
B.X的+2价化合物比+4价化合物稳定
C.XO2具有强氧化性
D.X有稳定的氢化物
解析：根据碳族元素性质递变规律，可推知114号元素的金属性比铅还强，一定是金属元素。它的稳定价态应与铅相同，即为+2价，所以XO比XO2稳定。+4价的X易得电子变成+2价，所以XO2具有强氧化性。X是金属元素，不可能存在稳定的气态氢化物。
答案：BC
2.课本上说“……碳、硅、锗、锡的+4价化合物是稳定的，而铅的+2价化合物是稳定的”。
（1）根据上一句话判断：锡的+2价化合物（如SnCl2）应具有较强的___________性，铅的+4价化合物应具有较强的_____________性。
（2）Fe3O4可以写成FeOFe2O3的形式，根据化合价规律和这种书写方法，若将Pb3O4用上述形式表示，其化学式可写为______________。
（3）PbO2与浓盐酸可发生氧化还原反应生成Cl2，该反应的化学方程式为____________________________。
解析：（1）关键要理解锡的+4价化合物是稳定的，因而+2价化合物不稳定，容易转变为+4价化合物，而显示较强的还原性；同理，铅的+4价化合物具有较强的氧化性。
（2）铅的两种常见化合价中，+2价稳定，+4价不稳定，易得电子被还原。题中信息表明，Fe3O4中有+2、+3两种价态的铁元素。思维迁移到Pb3O4中铅的化合价+2价和+4价。仿照上述形式的写法，将Pb3O4写成2PbOPbO2，此化合物中正负化合价的代数和为零。
（3）PbO2与浓盐酸反应，已知浓盐酸的氧化产物是Cl2，则PbO2的还原产物必然是+2价的化合物，这里应是PbCl2，另有H2O生成。（注：此处也可将MnO2与浓盐酸的反应迁移，即可写出PbO2与浓盐酸反应的化学方程式）
答案：（1）还原氧化
（2）2PbOPbO2
（3）PbO2+4HClPbCl2+Cl2↑+2H2O
［过渡］以上我们学习了碳族元素的原子结构及化学性质，下面，我们通过下表来认识一下碳族元素单质的物理性质。
［板书］4.单质的物理性质
［投影展示］
碳族元素及其单质的一些重要性质
［师］从上表可看出，实验测出的碳族元素原子半径的递变规律与我们根据原子核外电子排布预测的是一致的。碳族元素单质的密度是从碳到铅逐渐增大，熔、沸点逐渐降低，锡的熔、沸点较特殊，这与其成键情况及空间结构有关系。
［问］碳元素形成的单质，在表上列出了金刚石和石墨两种，它们与碳元素的关系是什么？
［生］它们都是碳元素的同素异形体。
［问］二者性质、用途有何不同？
［生］金刚石的熔点和沸点较高，硬度大，难溶于溶剂，不能导电；主要用于制造钻具、装饰品。
石墨熔点很高，质软有滑腻感，是电的良导体。主要用于制造润滑剂、电极、耐火材料。
［问］碳元素只有金刚石和石墨两种同素异形体吗？
［生］不止金刚石和石墨，还有C60、C70等。
［师］对，C60是一种较重要的碳单质。下面请同学们阅读课本P144“C60及其应用前景”。
［学生阅读］
［板书］5.C60简介
［师］从阅读材料里我们可以看出，碳元素除了金刚石和石墨外，还有多种同素异形体，在已发现的碳族成员如C50、C60、C70、C84……中C60是最稳定的。C60可以形成各种化合物，可用作高温润滑剂、耐热和防火材料等。目前，将C60应用于超导体、材料科学等领域的探索正在不断地深入。
C60分子的结构是足球状的，是由20个正六边形和12个正五边形呈一定弧度一个接一个地排列成的一个球体分子。它的结构是由英国科学家克罗托教授最先设想出来的。在他为了这个大大的“碳分子”的结构而冥思苦想、食不知味、睡不入眠的时候，是著名建筑学家布克曼斯特富勒设计的一个球形模型给了他灵感。所以，他又把自己设计的这种新的碳分子的结构，称为“富勒笼球”。
C60及一系列碳族分子的发现，是化学发展史上一件具有划时代意义的大事。为了表彰这一重大科学成就，1996年的诺贝尔化学奖授给了克罗托和另外两位对C60的发现做出贡献的科学家——美国赖斯大学的化学教授柯尔和斯莫利。
［投影练习］
1.下列气态氢化物中最不稳定的是
A.CH4B.NH3
C.SiH4D.H2S
答案：C
2.根据碳族元素的相似性和递变规律，并结合其一般性和特殊性的知识，判断下列说法中正确的是
A.CO2为弱氧化剂，PbO2为强氧化剂
B.CO2、PbO2都是弱氧化剂，CO和PbO都是还原剂
C.Sn（OH）2可与HCl反应，但不与NaOH反应
D.锗单质的熔点在Si和Pb之间，是半导体
答案：AD
3.近年来，科学家发现一种新分子，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是一种新型化合物
B.C60和石墨都是碳的同素异形体
C.C60在纯氧中充分燃烧只生成唯一产物CO2
D.C60的摩尔质量为720
答案：BC
［小结］本节课我们学习了碳族元素的结构特点及随着原子序数的递增，其性质递变的规律，同时还认识了碳元素的另一种同素异形体——C60。
［布置作业］1.复习初中所学碳及其化合物的知识。
2.预习硅及其化合物的知识。
●板书设计
第七章碳族元素无机非金属材料
第一节碳族元素
一、碳族元素的名称、符号及结构
二、碳族元素性质的相似性和递变性
1.相似性
（1）最外电子层上均有4个电子，易形成共价键。
（2）最高正价均为+4价，最高价氧化物通式为RO2，对应水化物通式为：H2RO3〔或H4RO4或R（OH）4〕。
（3）气态氢化物可表示为RH4。
2.递变性
随着原子序数的递增，元素的原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱、失电子能力逐渐增强，元素由非金属性向金属性递变的趋势明显。
3.主要化合价
+4、+2Pb的+2价稳定
4.单质的物理性质
5.C60简介
●教学说明
本节课是学生学完元素周期表后，继氧族之后的又一族元素，其重点是要在深刻理解和熟练运用元素周期表的基础上去学习碳族元素性质的递变规律，也即强调了学生在学习过程中的活学活用。因此，怎样调动学生学习的积极性，让学生积极主动地参予到教学过程中来，是本节课教法上要解决的问题。在这里，我用了实物展示，引导学生总结、归纳、复习、练习等方法来达到这一目的，并向学生介绍C60的结构及有关情况，以扩展学生的视野。