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人教版 高中化学必修二全册教案


目录(人教版)
第一章 物质结构 元素周期律 .............................................................. 2 第一节 元素周期表 ............................................................................ 2 第二节 元素周期律

.......................................................................... 20 第三节 化学键 .................................................................................. 33 第二章 化学反应与能量 ........................................................................ 39 第一节 化学能与热能 ...................................................................... 39 第二节 化学能与电能 ...................................................................... 46 第三节 化学反应速率与限度 .......................................................... 55 第三章 有机化合物 ................................................................................ 62 第一节 最简单的有机物——甲烷 .................................................. 62 第二节 来自石油和煤的两种基本化工原料 .................................. 75 第三节 生活中常见的两种有机物 .................................................. 88 第四节 基本营养物质 ...................................................................... 93 第四章 化学与自然自然的开发利用 .................................................... 89 第一节 开发和利用金属资源与海水资源 ...................................... 89 第二节 环境保护与资源综合利用 .................................................. 98

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课题:第一章 物质结构
知识 与 技能 过程与 方法 情感态度 价值观 重 点 难 点


授课班级 课
A ZX

元素周期律

第一节 元素周期表(一) ——原子结构
教 学 目 的



1、引导学生认识原子核的结构,懂得质量数和 和含义,掌握构成原子的微粒间的关系; 2、知道元素、核素、同伴素的涵义; 3、掌握核电荷数、质子数、中子数和质量数之间的相互关系 通过对构成原子的微粒间的关系和氢元素核素等问题的探讨,培养学生分析、处理数据的能力,尝 试运用比较、归纳等方法对信息进行加工 1、通过构成物质的基本微粒的质量、电性的认识,了解微观世界的物质性,从而进一步认识物质 世界的微观本质;通过原子中存在电性不同的两种微粒的关系,认识原子是矛盾的对立统一体 2、通过人类探索原子结构的历史的介绍,使学生了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的 历程,培养他们的科学态度和科学精神,体验科学研究的艰辛与喜悦 构成原子的微粒间的关系 培养分析、处理数据的能力,尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。 第一节 元素周期表(一) ------ 原子结构 一.原子结构 1. 原子核的构成 核电荷数(Z) == 核内质子数 == 核外电子数 == 原子序数 2、质量数 将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来,所得的数值,叫质量数。

知 识 结 构 与 板 书 设 计

质量数(A)= 质子数(Z)+ 中子数(N)==近似原子量 质子 原子核 中子 (A-Z) 个 核外电子 Z个 3、阳离子 aWm+ :核电荷数=质子数>核外电子数,核外电子数=a-m 阴离子 bYn-:核电荷数=质子数<核外电子数,核外电子数=b+n 二.核素、同位素 1、定义: 核素:人们把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。 同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素(原子)互为同位素。 2、同位素的特点 ① 化学性质几乎完全相同 ②天然存在的某种元素, 不论是游离态还是化合态, 其各种同位素所占的原子个数百分比 (即丰度) 一般是不变的。 A 原子 Z X Z个

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教学过程 教学步骤、内容
【提问】化学变化中的最小微粒是什么? 【回答】原子是化学变化中的最小微粒。 【引出课题】这一节就从探讨原子的结构开始我们的学习。 【讲解】原子结构模型的演变史 1、公元前5世纪,希腊哲学家德谟克利特等人认为 :万物是由大量的不可分割的微粒构成的,即 原子。 2、1803年,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心球体。 3、汤姆生原子模型(1904年):原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许多电子,中和了 正电荷,从而形成中性原子。 4、卢瑟福原子模型(1911年) :在原子的中心有一个带正电的核,它的质量几乎等于原子的全部质 量,电子在它周围沿着不同的轨道运转,就像行星环绕太阳一样运转。 (空心球) 5、波尔原子模型(1913年):电子在固定的轨道上分层运动。 6.电子云模型:现代物质结构学说 【投影】原子结构模型的演变 1.道尔顿原子结构模型: 2.汤姆逊原子结构模型:

教学方法

3.卢瑟福原子有核模型

4. 玻尔原子结构模型:

【提问】两千多年以来,科学家一直在思考一个问题:如果把一个物体一直分割下去,将会怎样? 能不能找到一种组成物质的最基本粒子? 【板书】第一节 元素周期表(一) ------ 原子结构 【复习回顾】什么是原子、分子、元素? 【回答】 1、原子是化学变化中的最小粒子; 2、分子是保持物质的化学性质中的最小粒子 3、元素是具有相同核电荷数即核内质子数的一类原子的总称 【提问】我们已经知道原子由原子核和核外电子构成。那么,原子核的内部结构又是怎样的?电子 在核外空间的运动状态又是怎样的呢? 【板书】一、原子结构 1、 原子核的构成 【投影】原子结构示意图

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【讲解】原子是由原子中心的原子核和核外电子组成,而核外电子是由质子和中子组成。 【提问】质子、中子、电子的电性和电量怎样? 【回答】1 个电子带一个单位负电荷;中子不带电;1 个质子带一个单位正电荷 【板书】核电荷数(Z) == 核内质子数 == 核外电子数 == 原子序数 【讲解】原子核半径小于原子半径的万分之一,体积占原子体积的几千万亿分之一。 (如同大型体 育场与蚂蚊) 。但原子核虽小,但是由质子和中子两种粒子构成,几乎集中了原子的所有质量,且 密度很大。 【讲解】下面我们根据上表来分析一下原子的质量,从表中可以看出,质子和中子的相对质量均近 似等于 1,而电子的质量只有质子质量的 1/1836,若忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子 的相对质量取近似值加起来,所得数值便近似等于该原子的相对原子质量,我们将其称为质量数, 用符号 A 表示,中子数用符号 N 表示,则得出如下关系: 【板书】2、质量数 将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来,所得的数值,叫质量数。 质量数(A)= 质子数(Z)+ 中子数(N)==近似原子量 【讲解】在化学上,我们用符号 AZX 来表示一个质量数为 A、质子数为 Z 的具体的 X 原子,如 126C 表示质量数为 12,原子核内有 6 个质子的碳原子 【投影】
表示原子组成的一种方法

质量数 —— A 核电荷数 —— Z (核内质子数) 请看下列表示
a b +d

X

——元素符号

X

c+ e

a——代表质量数; b——代表质子数既核 电荷数; c——代表离子的所带电 荷数; d——代表化合价 e——代表原子个数

【思考与交流】思考: 8O 各数字所表示的含义? 【随堂练习】 粒子符号 O Al Ar Cl 18 质子数Z 8 14 22
35 17

16

2-

中子数N

质量数A 18 27

用 ZX表示为

A

Cl

4

H

1 1

H

【讲解】由以上的练习我们可以得出,组成原子的各粒子间的关系可表示如下 【板书】 原子核 中子 (A-Z) 个 A 原子 ZX 核外电子 Z个 质子 Z个

【思考与交流】 1、假如原子在化学反应中得到或失去电子,它还显电中性吗?此时,它还可以称为原子吗? 2、离子所带电荷数与原子在化学反应中所得到或失去的电子数之间有什么联系? 【讲解】当质子数(核电荷数)>核外电子数,该离子是阳离子,带正电荷。 当质子数(核电荷数)<核外电子数,该离子是阴离子,带负电荷 【随堂练习】 粒子符号 质子数 电子数 2S 16 18 A n+ X x x-n A mX Y-m y NH4+ 11 10 OH9 10 m+ 【板书】3、阳离子 aW :核电荷数=质子数>核外电子数,核外电子数=a-m 阴离子 bYn-:核电荷数=质子数<核外电子数,核外电子数=b+n 【迁移与应用】 37 1.在科学研究中,人们常用17Cl符号表示某种原子,请你谈谈图中符号和数字的含义。 2.某二价阳离子含有10个电子,12个中子,求质量数。 3.元素R的一个原子,质量数为 a ,其阴离子Rn-有b个电子,求中子数。 【过渡】元素的种类是由原子核内的质子数决定的。元素是具有相同质子数(核电荷数)的同一类原 子的总称。那么同种元素原子的质子数相同,那么,中子数是否也相同呢? 【投影】三种不同的氢原子

【比较】三种氢原子结构的异同。 【讲解】科学研究证明,同种元素原子的原子核中,中子数不一定相同,如 H 的原子有以下三种 【投影】 氢元素原子核 原子名称 元素符号 (AZX) 质子数(Z) 中子数(N) 1 1 0 氕 1H 2 1 1 氘 1H 3 1 2 氚 1H 【提问】三种原子结构有什么异同呢? 【回答】核内质子数相同,中子数不同

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【提问】那它们是否为同一种元素呢? 【回答】是,因为他们质子数相同 【讲解】对,都属于氢元素,我们又把它互称为同位素 【提问】是否是同一种原子 【回答】不是,因为中子数目不一样 【板书】二.核素、同位素 1、定义 核素:人们把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。 同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。 【讲解】 “同位”指几种同位素的质子数相同,在周期表中占据同一个位置。许多元素具有多种同 位素,同一元素的各种同位素虽然核内中子数不同(质量数不同),但它们的化学性质基本相同 【板书】2、同位素的特点 ① 化学性质几乎完全相同 ②天然存在的某种元素, 不论是游离态还是化合态, 其各种同位素所占的原子个数百分比 (即丰度) 一般是不变的。 【讲解】在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,各种同位素所占的原子个数百分比 一般是不变的,我们平常所说的某种元素的相对原子质量,是按各种天然同位素原子所占的百分比 标出来的平均值。 【交流与研讨】生物体在生命存续期间保留的一种碳原子----碳-14 (14C)会在其死亡后衰变,测 6 量考古遗址中发现的遗物里碳-14 的数量,可以推断出它的存在年代。根据课本内容与网上资料: 阐述14C 在考古上的应用;列举核素、同位素在生产和生活中的应用。 6 【简介】1.放射性同位素用于疾病的诊断 2.放射性同位素用于疾病的治疗 3.未来的能添一一一核聚变能 【随堂练习】 1.法国里昂的科学家最近发现一种只由四个中子构成的粒子,这种粒子称为―四中子‖,也有人称之 为―零号元素‖。下列有关―四中子‖粒子的说法不正确的是 ( ) A.该粒子不显电性 B.该粒子质量数为4 C.与氢元素的质子数相同 D.该粒子质量比氢原子大 - - + + + 2.已知A2 、B 、C 、D2 、E3 五种简单离子的核外电子数相等,与它们对应的原子的核电荷数由 大到小的顺序是___________ 。 - + 3.现有 bXn 和 aYm 两种离子,它们的电子数相同,则 a 与下列式子有相等关系的是( ) (A)b-m-n (B) b+m+n (C)b-m+n (D) b+m-n + 4.某元素的阳离子 Rn , 核外共用 x 个电子, 原子的质量数为 A, 则该元素原子里的中子数为 ( ) (A)A-x-n (B)A-x+n (C)A+x-n (D)A+x+n

教学回顾:
本节课的重点是原子结构的处理以及用原子结构找元素在元素周期表中的位置,核素和同位素的等一些概念会混淆。 多用练习强化。了解元素的相对原子质量的计算方法。

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课题:第一章 物质结构 元素周期律 第一节 元素周期表(二) ------ 元素周期表的结构
教 学 目 的 知识与技能 过程与方法 情感态度价值观 重 点


授课班级 课 时

1、 会写 1-20 号元素的符号并会写出其原子结构示意图 2、 理解元素周期表的“行”和“列”的编排原则 3、 了解元素周期表的结构 理解元素周期表的“形”与原子结构的’义“的相互关系和探究过程 感受元素周期表的结构美,从周期表的发展过程中体会到科学的本质在于不断的探究 元素周期表的结构 元素周期表的结构。 第一节 元素周期表 一、元素周期表的结构? 1.周期:周期序数=电子层数 七个周期(1、2、3 短周期;4、5、6 长周期;7 不完全周期) 2.族: 主族元素的族序数=元素原子的最外层电子数 (或:主族序数=最外层电子数) 18 个纵行(7 个主族;7 个副族;一个零族;一个Ⅷ族(8、9、10 三个纵行)

难 点 知识 结构 与 板书 设计

教学过程 教学步骤、内容
【提问】有那位同学知道到目前位置人类已发现了多少种元素? 【回答】112 种, 【投影】元素周期表。 【讲解】丰富多彩的物质世界有 100 多种元素组成,这些元素性质不同,有的性质活泼,易与其他 元素形成化合物,有的性质不活泼,不易与其他元素形成化合物,等等。为什么他们性质不同呢? 他们之间存在着什么联系?为解决以上问题,我们今天学习元素周期表。 【板书】 第一节 元素周期表 【讲解】宇宙万物是由什么组成的?古希腊人以为是水、土、火、气四种元素,古代中国则相信金、 木、水、火、土五种元素之说。到了近代,人们才渐渐明白:元素多种多样,决不止于四五种。18 世纪,科学家已探知的元素有 30 多种,如金、银、铁、氧、磷、硫等,到 19 世纪,已发现的元素 已达 54 种。人们自然会问,没有发现的元素还有多少种?元素之间是孤零零地存在,还是彼此间 有着某种联系呢? 【投影】门捷列夫图象 【课外阅读】 《门捷列夫与元素周期表》 【讲述】门捷列夫发现元素不是一群乌合之众,而是像一支训练有素的军队,按照严格的命令井然 有序地排列着,怎么排列的呢?1869 年,俄国化学家门捷列夫把当时已发现的 60 多种元素按其相 对原子质量由大到小依次排列,将化学性质相似的元素放在一个纵行,通过分类归纳,制出第一张 元素周期表,开创了化学历史新纪元。 【引入课题】元素周期表包含了丰富的用用信息,今天我们就来“深入”认识元素周期表 【学生活动】默写出 1-20 号元素的符号并画出其原子结构示意图。

教学方法

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【引导启发】大家观察一下元素周期表的位置,它们所在的“行”和“列”与其原子结构的有哪些 关系? 【观察、归纳】元素周期表的编排原则 ①按照原子序数递增的顺序从左到右排列 ②将电子层数相同的元素排成一个横行 ③把最外层电子数相同的元素(个别除外)按电子层数递增的顺序从上到到下排成列 【投影】元素周期表。 【讲解】把电子层数目相同的各种元素,按原子序数递增的顺序从左到右排成横行;再把不同横行 中最外层的电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行。这样,就可以得到一个 表,这个表就叫元素周期表。元素周期表是元素周期律的具体表现形式,它反映了元素之间相互联 系的规律,是我们学习化学的重要工具。下面我们就来学习元素周期表的有关知识。? 【板书】一、元素周期表的结构? 【提问】数一数元素周期表有多少个横行?多少个纵行?? 【回答】有 7 个横行,18 个纵行。? 【讲解】对。我们把元素周期表中的每一个横行称作一个周期,每一个纵行称作一族。下面,我们 先来认识元素周期表中的横行——周期。? 【板书】1、周期? 【讲解】元素周期表中共有 7 个周期,请大家阅读课本 P5 的有关内容。? 【提问】把不同的元素排在同一个横行即同一个周期的依据是什么?? 【回答】依据为具有相同电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列在一个横行里。 【提问】周期序数与什么有关?? 【回答】周期序数等于该周期元素具有的电子层数。? 【讲解】如此,我们可以得出如下结论:? 【板书】周期序数=电子层数? 【提问】已知碳元素、镁元素和溴元素的原子结构示意图:?它们分别位于第几周期?为什么??

碳有两个电子层,位于第二周期,镁有三个电子层,位于第三周期;溴有四个电子层,位于 第四周期。? 【讲解】元素周期表中,我们把 1、2、3 周期称为短周期,4、5、6 周期称为长周期,第 7 周期称 为不完全周期,因为一直有未知元素在发现。 【投影】请大家根据自己绘制的元素周期表,完成下表内容:?

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周期表的有关知识 类别 周期序数 1 短周期 2 3 4 长周期 5 6 不完全周期 7 起止元素 H—He Li—Ne Na—Ar K—Kr Rb—Xe Cs—Rn Fr—112 号 包括元素种数 2 8 8 18 18 32 26 核外电子层数 1 2 3 4 5 6 7

【板书】七个周期(1、2、3 短周期;4、5、6 长周期;7 不完全周期) 【讲解】从上面我们所填表的结果可知,在元素周期表的 7 个周期中,除第 1 周期只包括氢和氦, 第 7 周期尚未填满外,每一周期的元素都是从最外层电子数为 1 的碱金属开始,逐步过渡到最外层 电子数为 7 的卤素,最后以最外层电子数为 8 的稀有气体结束。需作说明的是:第 6 周期中,57 号元素镧(La)到 71 号元素镥(Lu),共 15 种元素,它们原子的电子层结构和性质十分相似,总称镧 系元素。第 7 周期中,89 号元素锕(Ac)到 103 号元素铹(Lr),共 15 种元素,它们原子的电子层结 构和性质也十分相似,总称锕系元素。为了使表的结构紧凑,将全体镧系元素和锕系元素分别按周 期各放在同一个格内,并按原子序数递增的顺序,把它们分两行另列在表的下方。在锕系元素中 92 号元素铀(U)以后的各种元素,多数是人工进行核反应制得的元素,这些元素又叫做超铀元素。 元素周期表上列出来的元素共有 112 种,而事实上现在发现的元素还有:114 号、116 号、118 号元素。? 【过渡】学完了元素周期表中的横行——周期,我们再来认识元素周期表中的纵行——族。 【板书】2、族? 【讲解】请大家数一下,周期表中共有多少个纵行??( 18 个。) 【讲解】在每一个纵行的上面,分别有罗马数字Ⅰ、Ⅱ、??及 A、B、0 等字样,它们分别表示 什么意思呢? 【提问】罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等表示什么意思??(族序数)? 【提问】A、B 又分别表示什么呢??(A 表示主族,B 表示副族) 【提问】什么是主族?什么是副族?? 【回答】由短周期元素和长周期元素共同构成的族,叫做主族;完全由长周期元素构成的族,叫做 副族。 【提问】元素周期表中共有多少个主族?多少个副族?? 【回答】7 个主族、7 个副族。? 【提问】元素周期表中还有哪些纵行没提到?(零族和第Ⅷ族。)? 【提问】零族元素都是什么种类的元素?为什么把它们叫零族?? 【回答】零族元素均为稀有气体元素。由于它们的化学性质非常不活泼,在通常状况下难以与其 他物质发生化学反应,把它们的化合价看作为零,因而叫做零族。 【提问】第Ⅷ族有几个纵行??(3 个)? 【提问】 分析元素周期表中从ⅢB 到ⅡB 之间的元素名称, 它们的偏旁部首有什么特点?说明什么?
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【回答】其偏旁均为“金” ,说明它们均为金属。? 【讲解】很正确。元素周期表的中部从ⅢB 族到ⅡB 族 10 个纵行,包括了第Ⅷ族和全部副族元素, 共六十多种元素, 通称为过渡元素。 因为这些元素左边主要是金属元素, 而右边主要是非金属元素。 用过它们完成了从金属元素到非金属元素的过渡, ,所以又把它们叫做过渡金属。 【讲解】此即为元素周期表的主要结构。在中学化学里,我们主要学习主族元素的性质。 【提问】元素的性质主要是由元素原子的最外层电子数决定的。请大家分析讨论主族元素的族序数 与主族元素原子的最外层电子数有什么关系?可参考我们学习过的碱金属、 卤族元素以及 1~20 元 素原子的结构示意图。? 【回答】主族元素的族序数等于其最外层电子数。? 【讲解】很好!由此我们可得出以下结论:? 【板书】主族元素的族序数=元素原子的最外层电子数 (或:主族序数=最外层电子数)? 18 个纵行(7 个主族;7 个副族;一个零族;一个Ⅷ族(8、9、10 三个纵行) 【小结】完成下列表格:

【随堂练习】已知某主族元素的原子结构示意图如下,判断其位于第几周期,第几族??

【回答】X 位于第四周期、第一主族;Y 位于第五周期、第七主族。? 能判断它们分别是什么元素吗?可对照元素周期表。X 为钾元素,Y 为碘元素。 【过渡】以上,我们了解了元素周期表的结构。那么,科学家们在完成这张元素周期表时,经历了 怎样的一个过程呢?请大家阅读课外材料《元素周期表的发现》内容,并思考以下问题。 【投影】阅读思考题:1.周期表的编制是否应完全归功于门捷列夫?? 【回答】不应该。而是许多科学家不断研究、探索的智慧结晶。 【投影】2.通过这些资料,你认为人类认识世界的过程是不是一帆风顺的?所得到的知识是否都 为绝对真理? 【总结】人类认识世界的过程不是一帆风顺的,而是曲折的、螺旋式前进的。人们得到的知识不一 定都是绝对真理,其中多数是处于发展中,并且在发展中不断地被完善。元素周期表的发现就是一 个很好的例子。 【讲解】元素周期表是根据元素的内在联系编排而成,具体形式可多种多样,根据刚才咱们讲述的 元素周期表的编排依据,请同学们分组探究元素周期表的其他编排方式。 【探究过程】教师参加,并适时点拨(长 短 螺旋)各小组交流 【投影】几种不同形式的元素周期表 【随堂练习】 1、推算原子序数为 6、13、34、53、88 的元素在周期表中的位置。
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2、下列各组中的元素用原子序数表示,其中都属于主族的一组元素是( ) (A)14、24、34 (B)26、31、35 (C)5、15、20 (D)11、17、18 3、下列各表为周期表的一部分(表中为原子序数) ,其中正确的是( )

(A)

(B)

(C)

(D)

教学回顾:
通过元素周期表结构的了解, 让学生理解元素周期表与原子核外电子的排布规律, 理解原子核外电子的排布 的周期性,从而为学生学习元素性质的周期律埋下伏笔。

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课题:第一节 元素周期表(三) 元素周期表与碱金属 教 学 目 的
知识 与 技能 过程与 方法 情感态度 价值观


授课班级 课 时

1、会写简单的碱金属与氧气、水反应的化学反应方程式,并进行相关的计算; 2、运用原子结构的理论解释同主族元素性质的递变规律; 3、知道结构决定性质。 1、由原子结构理论分析推导出元素性质的递变规律。 2、让学生亲自动手实验来研究物质化学性质的变化规律。 3、理论联系实际。 1、辩证唯物主义理论联系实践的观点及方法。由实践得出理论,并由理论指导实践。 2、加深学生对物质世界对立统一规律的认识。 3、用辩证唯物主义量变质变的观点,在本节内容中有着最恰当的体现。 元素的性质与原子结构的关系;碱金属原子结构与性质的关系 金属族的性质递变判断;金属活泼性强弱的判断规律 元素性质与原子结构 一、碱金属元素 1、在结构上的异同: 异:核电荷数:由小→大;电子层数:由少→多; 同:最外层电子数均为 1 个。 最外层都有1个电子,化学性质相似;随着核电荷数的增加,原子的电子层数递增,原子核对 最外层电子的引力逐渐减弱,金属性逐渐增强。 2、化学性质 (1) 、碱金属与氧气的反应 4Li + O2 ==== 2Li2O(白色、氧化锂) 2Na + O2 ==== Na2O2(淡黄色、过氧化钠) (2) 、碱金属与水反应 2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑ 2K + 2H2O === 2KOH + H2↑

重 点 难 点

知 识 结 构 与 板 书 设 计

(3)碱金属元素在化学性质上的规律: ①相似性:均能与氧气、与水反应,表现出金属性(还原性) ; ②递变性:与氧气、与水反应的剧烈程度有所不同;在同一族中,自上而下反应的剧烈程度逐渐 增大; 3、物理性质:随核电荷数增加,密度逐渐增大(K 除外) ,熔沸点逐渐降低。 4、元素金属性判断标准 (1) 、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。置换出氢越容易,则金属性越强。 (2) 根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱性强弱。 、 碱性越强, 则原金属元素的金属性越强。 (3) 、可以根据对应阳离子的氧化性强弱判断。金属阳离子氧化性越弱,则元素金属性越强。 结论: 同一主族的金属具有相似的化学性质,随着金属元素核电荷数的增大,单质的金属性(还原性) 逐渐增强。

教学过程 教学步骤、内容
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教学方法

【引入】活泼的金属元素 Na 的性质是我们所熟知的,现象是本质的反应,宏观是微观的体现。现在 让我们从原子结构这一微观角度来研究微观结构与宏观性质的关系。 【板书】元素的性质与原子结构的关系 一、碱金属元素 【科学探究一】请同学们看书本 P5,并完成该表。由此可以得出什么结论?填写情况,总结异同点 元素名称 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数

碱 金 属 元 素

【板书】1、 在结构上的相似性与递变性 相同点:最外层电子数都相同为 1。 不同点:核电荷数从 Li 到 Cs 逐渐增多,电子层数依次增多,从 2 层增大到 6 层。 【讲解】金属性:指气态原子失去电子的能力大小的性质(由电离能的大小确定)。 还原性:指含有易失电子元素的物质的性质。具有还原性的不一定有金属性 【思考与交流】 物质的性质主要取决于原子的最外层电子数, 从碱金属原子的结构可推知其化学性质 如何?是否完全相同? 【结论】最外层都有1个电子,化学性质相似;随着核电荷数的增加,原子的电子层数递增,原子核 对最外层电子的引力逐渐减弱,金属性逐渐增强。 【讲解】因此、碱金属最外层上都只有一个电子,化学反应中易失去一个电子,形成+1 价的阳离子, 并能与氧气等非金属元素及水发生化学反应。 【实验一】取钾、钠各一粒,分别放在石棉网上的左、右两边,同时加热。 观察实验的现象。 【现象】钾首先熔化(熔点低) ,先与氧气发生反应,后钠再熔化与氧气反 应。 【板书】2、化学性质 (1) 、碱金属与氧气的反应 【思考与交流】请写出钠与氧气在加热条件下的化学反应方程式,并尝试的 写出锂、钾与氧气在加热条件下的化学反应方程式。 碱金属 锂 钠 钾 与氧气的化学反应方程式(加热)

4Li ? O2 燃烧2 Li 2 O (白色、氧化锂) Na ? O2 燃烧Na2 O2 (淡黄色、过氧化钠) K ? O2 燃烧KO2 (橙黄色,超氧化钾)

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【提问】从钾、钠与氧气的反应实验中,请总结出碱金属与氧气的反应有什么相似性、递变性? 【回答】相似性:碱金属都能与氧气反应。 递变性:周期表中碱金属从上往下,与氧气的反应越来越剧烈。钾与氧气反应生成比过氧化物更为复 杂的氧化物(超氧化物) 【过渡】我们知道金属钠除了与氧气反应外还能与水发生反应。 【板书】 、碱金属与水反应 (2) 【探究实验二】钾与水反应实验 【投影】视频演示 Li、Rb、Cs 与水反应的实验,请学生观察,与钠与水反应的现象作比较.

钾与水反应 钠与水反应 【现象】 :钾比钠活泼,轻微爆炸. 【思考交流】钠与钾性质有什么相似性与不同?这与原子结构有什么关系? 【投影】 2 K ? 2 H 2 O ? 2 KOH ? H 2 ? 【思考与交流】 根据实验讨论钠与钾的性质有什么相似性和不同性。 你认为元素的性质与他们的原子 结构有关系吗?其余碱金属的性质又如何? 【回答】 钠与钾都能与氧气、 水发生反应, 但反应的剧烈程度不同不同点: 周期表中碱金属从上往下, 与水的反应越来越剧烈。 【归纳】 与水反应 Na K Rb 现象 在书面上四处游动,发出嘶嘶的声音 剧烈燃烧、轻微爆炸 更猛烈、燃烧、爆炸 方程式

2 Na ? 2 H 2 O ? 2NaOH ? H 2 ?
2 K ? 2 H 2 O ? 2 KOH ? H 2 ?
2Rb ? 2H 2 O ? 2 RbOH ? H 2 ?

【思考】上述反应有何相似性和不同? 【回答】相同点:碱金属与水反应都生成氢氧化物和氢气。不同点:周期表中碱金属从上往下,与水 的反应越来越剧烈。 【提问】碱金属有这样的相似性、递变性的本质原因在哪里? 【回答】因为,原子结构的最外层电子,原子半径的递变,有性质的递变。 【总结】随着荷电荷数的增加,电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的吸引能 力逐渐减小,最外层电子易失去,表现在参加化学反应时越来越剧烈,金属性增强。 【板书】 3、碱金属元素在化学性质上的规律: ○ 相似性:均能与氧气、与水反应,表现出金属性(还原性) 1 ; ○ 递变性:与氧气、与水反应的剧烈程度有所不同;在同一族中,自上而下反应的剧烈程度逐渐增 2 大; 【过渡】以上我们学习的是碱金属的化学性质,下面我们来学习碱金属的物理性质。
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【板书】3、碱金属的物理性质 【科学探究二】根据碱金属的物理性质表格,请总结碱金属的物理性质有什么共性、递变性? 碱金属单质 Li Na K Rb Cs 颜色和状态 银白色,柔软 银白色,柔软 银白色,柔软 银白色,柔软 银白色,柔软 密度 (g/cm-3) 熔点( C) 0.534 0.97 0.86 1.532 1.879 180.5 97.81 63.65 38.89 28.40


沸点( C) 1347 882.9 774 668 678.4



原子半径(nm) 0.152 0.186 0.227 0.278 0.265

【总结】随核电荷数增加,密度逐渐增大(K 除外) ,熔沸点逐渐降低。 元素 符号 Li Na K Rb Cs 色、态 均为 银白 银白 银白 略带金黄 大 低 低 柔 软 小 高 高 硬度 密度 熔点 沸点

【归纳】结论:同一主族的金属具有相似的化学性质,随着金属元素核电荷数的增大,单质的金属性(还 原性)逐渐增强。金属性强弱的比较依据: 【板书】4、金属性强弱额比较方法 1、金属与水或者酸反应生成氢气的剧烈程度来比较; 2、最高价氧化物对应水化物——氢氧化物的碱性强弱来比较。 【小结】碱金属元素作为金属元素代表性的一族,由于其结构的相似性和递变性,导致了碱金属元素 性质的相似性和递变性。在学习时要注意,结合钠的性质,然后与其他的碱金属相比较就会体会到从 一般到特殊的规律性所在。

教学回顾:
金属性强弱的比较方法有 1 让活泼金属与水反应, 看反应剧烈程度 2 中等活泼金属利用置换反应或与酸反应看 产生氢气快慢程度 3 不活泼金属利用置换反应 4 看其最高价氧化物水化物碱性强弱

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课题:第一节 元素周期表(四)
知识与 技能 过程与 方法 情感态度 价值观 重 点 难 点


授课班级 课 时

卤族元素

教 学 目 的

1、以 VIIA 元素为例,掌握非金属元素同族性质递变规律 2、了解元素周期表在指导生产实践等方面的作用 1、通过“活动·探究“,学会运用具体事物来研究抽象概念的思想方法 2、通过“阅读探究”“交流·研讨”“观察思考”等活动,培养学生获取并整合信息的能力 、 、 1、通过对门捷列夫的预言和一些化学元素的发现等化学史的学习,让学生体验科学研究的艰辛 与喜悦 2、通过对元素周期表在指导生产实践中的作用等知识的学习,让学生体会化学对人类生活、科 学研究和社会发展的贡献。培养学生将化学知识应用于生产生活实践的意识 元素性质与原子核间的关系 元素周期表的应用 二、卤族元素 1、在结构上:最外层都有 7 个电子,化学性质相似; 随着核电荷数的增加,原子的电子层数递增,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,得电子的 能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱。 2、卤族元素单质的物理性质的变化规律 (随原子序数的递增) ○.颜色: 1 浅黄绿色~黄绿色~深红棕色~紫黑色 颜色逐渐加深 ○.状态: 2 气态~液态~固态 ○.熔沸点: 3 逐渐升高 ○.密度: 4 逐渐增大 ○.溶解性: 5 逐渐减小 3、卤素的化学性质 (1)卤素单质与氢气反应 1 ○、卤素单质与 H2 反应的剧烈程度:F2>Cl2>Br2>I2 2 ○、生成氢化物的稳定性:逐渐减弱.即氢化物稳定性次序为 HF>HCl>HBr>HI 反应通式:X2 + H2 === 2HX (2) 卤素单质间的置换反应:2NaBr+ Cl2 = 2NaCl + Br2 2NaI + Cl2 = 2NaCl + I2 2NaI + Br2 = 2NaBr + I2 随核电荷数的增加,卤素单质氧化性强弱顺序: F2 Cl2 Br2 I2 氧化性逐渐减弱 非金属性逐渐减弱 4、非金属性强弱判断依据: (1) 、非金属元素单质与 H2 化合的难易程度,化合越容易,非金属性也越强。 (2)、形成气态氢化物的稳定性,气态氢化物越稳定,元素的非金属性也越强。 (3)、最高氧化物对应水化物的酸性强弱,酸性越强,对于非金属元素性也越强。

知 识 结 构 与 板 书 设 计

教学过程
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教学步骤、内容
【过渡】以上我们研究了金属族元素与原子结构关系,下面我们继续研究非金属族元素-卤素 【板书】元素的性质与原子结构的关系 二、卤族元素 【投影】卤素原子结构示意图:

教学方法

【科学探究一】根据碱金属元素结构的相似性、递变性,根据下表总结并推测卤族元素的结构和性质 有什么相似性和递变性。 元素 名称 卤 族 元 素 氟 氯 溴 碘 元素 符号 核电 荷数 原子结 构示意图 最外层 电子数 电子 层数 原子半径 0.71nm 0.99nm 1.14nm 1.33nm

【归纳】 相似性:最外层电子数相同,均为 7; 递变性:卤素随着荷电荷数的增加,电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的吸 引能力逐渐减小,得电子能力越来越差,非金属性减弱。 【板书】1、结构的相似性和递变性 (1)在结构上:最外层都有 7 个电子,化学性质相似; (2)随着核电荷数的增加,原子的电子层数递增,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,得电子的能 力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱。 【科学探究二】根据下表,总结卤素的物理性质有什么相似性、递变性。 【投影】资料卡片 卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2 颜色和状态(常态) 淡黄绿色气体 黄绿色气体 深红棕色液体 紫黑色固体 密 度 1.69g/l(15℃) 3.214g/l(0℃)
3 3. 119g/cm(20℃)

沸点℃ -188.1 -34.6 58.78 184.4

溶点℃ -219.6 -101 -7.2 113.5

溶解度(100g 水中) 反应 226cm3 4.17g 0.029g

4.93g/cm3

【归纳】相似性:都是双原子分子,有颜色,不易溶于水(氟除外) ,易溶于苯、四氯化碳等有机溶 剂(萃取原理) 。 递变性:从氟到碘,单质的颜色逐渐加深,密度依次增大,熔点、沸点依次升高。 【板书】2、物理性质的变化规律 (随原子序数的递增) ①颜色: 浅黄绿色~黄绿色~深红棕色~紫黑色 颜色逐渐加深 ②状态: 气态~液态~固态
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③熔沸点: 逐渐升高 ④密度: 逐渐增大 ⑤溶解性: 逐渐减小 【板书】2、卤族元素的化学性质 (1) 卤素单质与 H2 的反应 名称 F2 Cl2 Br2 I2 反应条件 冷暗处爆炸 光照 高温 高温、持续加热 方程式 H2+F2====2HF 光 H2+Cl2=====2HCl 500℃ H2+Br2======2HBr △ H2+I2 2HBr 生成氢化物的稳定性 HF 很稳定 HCl 稳定 HBr 较不稳定 HI 很不稳定

【归纳】 卤素单质与氢气反应 ①、卤素单质与 H2 反应的剧烈程度:F2>Cl2>Br2>I2 ②、生成氢化物的稳定性:逐渐减弱.即氢化物稳定性次序为: HF>HCl>HBr>HI ③、反应通式:X2 + H2 === 2HX 【结论】卤素与 H2、H2O、碱的反应,从氟到碘越来越不剧烈,条件越来越苛刻,再次证明了从结 构上的递变有结构决定性质。 【科学探究三】完成下列实验,观察现象。写出有关反应的化学方程式。 实验 1. 将少量新制的饱和氯水分别加入盛有 NaBr 溶液和 KI 溶液的试 管中,用力振荡后加入少量四氯化碳,振荡、静置。 2.将少量溴水加入盛有 KI 溶液的试管中,用力振荡后加入少量 四氯化碳,振荡、静置。 【演示实验】卤素单质间的置换反应 【实验步骤】 NaBr 滴 加 溶液由无色变成橙黄色 溶液 氯水 现象 1 2 3 化学方程式

滴 加 CCl4

上层:无色 下层:橙红色

【结论】 :氯可以把溴从其化合物中置换出来 【板书】 (2) 卤素单质间的置换反应:2NaBr+ Cl2 = 2NaCl + Br2 【实验步骤】 KI 滴 加 溶液由无色变成棕黄色 滴 加 上层:无色 CCl4 溶液 氯水 下层:紫红色 【结论】 :氯可以把碘从其化合物中置换出来 【板书】 2NaI + Cl2 = 2NaCl + I2 【实验步骤】 KI 滴 加 溶液由无色变成棕黄色 溶液 溴水 【结论】溴可以把碘从其化合物中置换出来 【板书】 2NaI + Br2 = 2NaBr + I2 滴 加 CCl4 上层:无色 下层:紫红色

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【讲解】请同学们指出上述三个反应的氧化剂和氧化产物,得出氟氯溴碘的氧化性依次减弱的结论。 【板书】 (3)随核电荷数的增加,卤素单质氧化性强弱顺序: F2 Cl2 Br2 I2 氧化性逐渐减弱 非金属性逐渐减弱 【思考与交流】主族元素随原子核外电子层数增加,它们得失电子能力、金属性、非金属性、递变的 趋势。 【板书】(4) 非金属性强弱判断依据: 1、非金属元素单质与 H2 化合的难易程度,化合越容易,非金属性也越强。 2、形成气态氢化物的稳定性,气态氢化物越稳定,元素的非金属性也越强。 3、最高氧化物对应水化物的酸性强弱,酸性越强,对于非金属元素性也越强。 【随堂练习】 1.若用 X 代表 F、Cl、Br、I 四种卤族元素,下列属于它们共性反应的是 A.X2+H2 == 2HX B.X2+H2O == HX+HXO C.2Fe+3X2 == 2FeX3 D.X2+2NaOH == NaX+NaXO+H2O 2.随着卤素原子半径的增大,下列递变规律正确的是 A.单质的熔、沸点逐渐降低 B.卤素离子的还原性逐渐增强 C.单质的氧性逐渐增强 D.气态氢化物的稳定性逐渐增强 3.砹(At)是放射性元素,它的化学性质符合卤素性质的变化规律,下列说法正确的是( A.HAt 很稳定 B.AgAt 易溶于水 C.砹易溶于有机溶剂 D.砹 ( At 2 ) 是白色固 4.下列叙述正确的是( ) - A. 卤素离子(X )只有还原性而无氧化性 B. 某元素由化合态变成游离态,该元素一定被氧化 C. 失电子难的原子获得电子的能力一定强 D. 负一价卤素离子的还原性在同一族中从上至下逐渐增强 6、碱金属钫(Fr)具有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,下列对其性质的预言中,错误的是 ( ) A、在碱金属元素中它具有最大的原子半径 B、它的氢氧化物化学式为 FrOH,是一种极强的碱 C、钫在空气中燃烧时,只生成化学式为 Fr2O 的氧化物 D、它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸 7、砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素,试推测砹和砹的化合物最不可能具备的性质是( A、砹的非金属性在卤素中是最弱的,At 易被氧化 C、砹化银不溶于水或稀 HNO3 B、砹化氢很稳定不易分解 D、砹在常温下是白色固体 )



教学回顾:
采用归纳总结的方法引导学生探索元素的性质(元素原子最外层电子排布、原子半径以及主要化合价、原子得失电 子能力)和原子结构的关系从而归纳出元素周期律,揭示元素周期律的实质;

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课题:第二节 元素周期律(一)
教 学 目 的


授课班级 课 时

知识与技能 过程与方法 情感态度 价值观 重 点 难 点

1、引导学生了解原子核外电子排布规律,使他们能画出 1-18 号元素的原子结构示意图; 2、了解原子的最外层电子排布与元素的原子得、失电子能力和化合价的关系 培养学生对事物认识的方法:从宏观到微观,从特殊到一半 引导学生形成正确的物质观 原子核外电子的排布规律 原子核外电子的排布规律

第二节 元素周期律(一) 知识 结构 与 板书 设计
一、原子核外电子的排布 1、电子层的划分 电子层(n) 1、2、3、4、5、6、7 电子层符号 K、L、M、N、O、P、Q 离核距离 近 远 能量高低 低 高 2、核外电子的排布规律

教学过程 教学步骤、内容
【引言】我们已学习了元素周期表的结构,那么这张表又有何意义呢?我们能否从其中总结出元素的 某些性质规律,以方便我们应用,解决新的问题呢?这就是我们本节课所要研究的内容。 【板书]】第二节 元素周期律 【教师】元素的性质是由组成该元素的原子结构决定的,因此我们讨论性质之前,必须先来熟悉一下 原子的结构。 【展示】电子层模型示意图

教学方法

【讲解】原子是由原子核和核外电子构成的,原子核相对于原子很小,即在原子内部,原子核外,有 一个偌大的空间供电子运动。如果核外只有一个电子,运动情况比较简单。对于多电子原子来讲,电 子运动时是否会在原子内打架呢?它们有没有一定的组织性和纪律性呢?下面我们就来学习有关知 识。
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【板书】一、原子核外电子的排布 【讲解】科学研究证明,电子的能量是不相同的,它们分别在能量不同区域内运动。我们把不同的区 域简化为不连续的壳层,也称作电子层,分别用 n=1、2、3、4、5、6、7 来表示从内到外的电子层, 并分别用符号 K、L、M、N、O、P、Q 来表示。通常,能量高的电子在离核较远的区域运动,能量低 的电子在离核较近的区域运动。这就相当于物理学中的万有引力,离引力中心越近,能量越低;越远, 能量越高。 【板书】1、电子层的划分 电子层(n) 1、 2、3、4、 5、6、7 电子层符号 离核距离 能量高低 K、L、M、N、O、P、Q 近 低 远 高

【设疑】由于原子中的电子是处于原子核的引力场中,电子总是尽可能的从内层排起当一层充满后在 填充下一层。那么,每个电子层最多可以排布多少个电子呢?核外电子的分层排布,有没有可以遵循 的规律呢? 【思考】下面请大家分析课本 12 页表 1-2,根据原子光谱和理论分析得出的核电荷数为 1-20 的元素原 子核外电子层排布,看能不能总结出某些规律。 。 核电荷数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 元素名称 氢 氦 锂 铍 硼 碳 氮 氧 氟 氖 钠 镁 铝 硅 磷 硫 氯 氩 元素符号 K H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 各层电子数 L M

1 2 3 4 5 6 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 1 2 3 4 5 6 7 8

【讲解并板书】2、核外电子的排布规律 (1)各电子层最多容纳的电子数是 2n2 个(n 表示电子层)? (2)最外层电子数不超过 8 个(K 层是最外层时,最多不超过 2 个);次外层电子数目不超过 18 个,倒数 第三层不超过 32 个。? (3)核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层,然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子
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层排布(即排满 K 层再排 L 层,排满 L 层才排 M 层)。 【教师】以上规律是相互联系的,不能孤立地机械套用。知道了原子的核电荷数和电子层的排布规律 以后,我们就可以画出原子结构示意图。?如钠原子的结构示意图可表示为 说出各部分所表示的含义。 电子层 ,请大家

原子核 电子层上的电子数 核电荷数 【学生】圆圈表示原子核,+11 表示核电荷数,弧线表示电子层,弧线上的数字表示该层电子数。 【练习】1、判断下列示意图是否正确?为什么?

【答案】(A、B、C、D 均错)A、B 违反了最外层电子数为 8 的排布规律,C 的第一电子层上应为 2 个 电子,D 项不符合次外层电子数不超过 18 的排布规律。 2.根据核外电子排布规律,画出下列元素原子的结构示意图。 (1)3Li 11Na 19K 37Rb 55Cs (2)9F 17Cl 35Br 53I (3)2He 10Ne 18Ar 36Kr 54Xe 【提问】请大家分析稀有气体元素原子电子层排布。稀有气体的最外层电子数有什么特点?? 【学生】除氦为 2 个外,其余均为 8 个。? 【提问】元素的化学性质主要决定于哪层电子?稀有气体原名为惰性气体,为什么?? 【学生】主要决定于最外层电子数。因为它们的化学性质懒惰,不活泼,一般不易和其他物质发学生 化学反应。? 【教师】我们把以上分析归纳起来,会得出什么结论呢?? 【学生】原子最外层电子数为 8 的结构的原子,不易起化学反应。? 【教师】通常,我们把最外层 8 个电子(只有 K 层时为 2 个电子)的结构,称为相对稳定结构。一般不 与其他物质发学生化学反应。当元素原子的最外层电子数小于 8(K 层小于 2)时,是不稳定结构。在化 学反应中,具有不稳定结构的原子,总是―想方设法‖通过各种方式使自己的结构趋向于稳定结构。 【教师】原子的核外电子排布,特别是最外层电子数决定着元素的主要化学性质。从初中所学知识, 我们知道,金属元素的原子最外层电子数一般少于 4 个,在化学反应中比较容易失去电子达到相对稳 定结构;而非金属元素的最外层一般多于 4 个电子,在化学反应中易得到电子而达到 8 个电子的相对 稳定结构。原子得到或失去电子后的阴阳离子也可用结构示意图来表示。? 【小结】本节课我们重点学习了原子核外电子的排布规律,知道了多电子 中的电子排布并不是杂乱 无章的,而是遵循一定规律排布的。 【迁移与应用】 1. 下列微粒结构示意图表示的各是什么微粒?

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2. 下列微粒结构示意图是否正确?如有错误,指出错误的原因。

【点评】通过上述应用,使学生加深对核外电子排布的规律的认识,对容易出现的错误,让学生自我 发现,以加深印象。 【探究与应用】核电荷数为 1~18 的元素原子核外电子层结构的特殊性: (1)原子中无中子的原子: (2)最外层电子数等于次外层电子数一半的元素: (3)最外层电子数等于次外层电子数的元素: (4)最外层电子数等于次外层电子数 2 倍的元素: (5)最外层电子数等于次外层电子数 3 倍的元素: (6)最外层电子数等于次外层电子数 4 倍的元素: (7)最外层有 1 个电子的元素: (8)最外层有 2 个电子的元素: (9)电子层数与最外层电子数相等的元素: (10)电子总数为最外层电子数 2 倍的元素: (11)内层电子总数是最外层电子数 2 倍的元素:

教学回顾:

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课题:第二节 元素周期律(二)


授课班级 课 时

教 学 目 的 重点 难点 知识 结构 与 板书 设计

知识与 技能 过程与方法 情感态度 价值观

1、了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化,认识元素周期律 2、了解元素―位、构、性‖三者间的关系,初步学会运用元素周期表 通过对元素周期律的探究,培养学生利用各种图表(直方图、折线图)分析、处理数据的能力 学习元素周期律,能使学生初步树立―由量变到质变‖、―客观事物都是相互联系和具有内 部结构规律‖、―内因是事物变化的依据‖等辩证唯物主义的观点 同一周期金属性、非金属性变化的规律 元素周期律的实质

第二节 元素周期律(一) 1、随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。 2、随着原子序数的递增,元素原子半径呈现周期性变化 3、随着原子序数的递增,元素化合价呈现周期性变化 4、随着原子序数的递增,元素金属性与非金属性呈现周期性变化 元素的性质随元素原子序数的递增呈现周期性变化,这个规律叫元素周期律。 元素周期律的实质: 元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。

教学过程 教学步骤、内容
【复习】1、回忆有关元素原子核外电子的排布规律; 2、填写 1——18 号元素符号以及它们的原子结构示意图。 【投影】1~18 号元素原子结构示意图。

教学方法

【提问】请大家总结一下,随着原子序数的递增,原子核外电子层排布有何规律性变化。 【板书】第二节 元素周期律(一)

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【投影】随着原子序数的递增,原子核外电子层排布变化的规律性 原子序数 1~2 3~10 11~18 电子层数 1 2 3 最外层电子数 1~2 1~8 1~8

【讲解】从上表可以看出,随着原子序数的递增,每隔一定数目的元素,会重复出现原子最外层电 子从 1 个递增到 8 个的情况,这种周而复始的现象,我们称之为周期性。因此,原子核外电子层排 布的这种规律性变化,我们便称之为周期性变化。 【板书】1、随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。? 【过渡】元素的性质是与构成元素的原子结构密切相关的,元素原子半径的大小,直接影响其在化 学反应中得失电子的难易程度,那么随原子序数的递增。元素的原子半径会不会像元素的最外层电 子排布一样呈现周期性变化呢?下面,根据我们刚刚画出 1-18 号元素的原子结构示意图来进行讨 论。 【投影】
元素符号 原子半径 nm 元素符号 原子半径 nm 元素符号 原子半径 nm H 0.037 Li 0.152 Na 0.186 Be 0.089 Mg 0.160 B 0.082 Al 0.143 C 0.077 Si 0.117 N 0.075 P 0.110 O 0.074 S 0.102 F 0.071 Cl 0.099

He Ne Ar

【投影小结】 原子序数 3-9 11-17 原子半径的变化 大→小 大→小

【讲解】从上面的分析我们知道,3-9、11-17 号元素重复了相同的变化趋势,由此,我们可以得出 如下结论:

【板书】2、随着原子序数的递增,元素原子半径呈现周期性变化 【讲解】稀有气体元素的原子半径并未列出。这是由于其原子半径的测定与相邻非金属元素的依据 不同,数字不同有可比性,故不列出 【提问】怎样根据粒子结构示意图来判断原子半径和简单离子半径的大小呢? 【回答】原子半径和离子半径的大小主要是由核电荷数、电子层数和核外电子数决定的。

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电子层数 (影响半径最关键的因 素

核电荷数 (影响半径 次重要的因素) 核外电子数

【投影小结】粒子半径大小比较规律: (1)电子层数:一般而言,电子层数越多,半径越大 (2)核电荷数:电子层数相同的不同粒子,核电荷数越大,半径越小。 (3)核外电子数:电子数增多,增加了相互排斥,使原子半径有增大的趋势 【例题】1、比较 Na 原子与 Mg 原子的原子半径大小 2、比较 Na 原子与 Li 原子的原子半径大小 3、比较 Na 与 Na+的半径大小 ― 4、比较 Cl 与 Cl 的半径大小 5、比较 Fe、Fe2+与 Fe3+的半径大小 6、比较 Na+与 Mg2+半径大小 ― ― 7、比较 O2 与 F 半径大小 【总结】 ⑴同一周期 ,随着核电荷数的递增,原子半径逐渐______ ⑵同一主族,随着核电荷数的递增, 原子半径逐渐_______ ⑶对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,则离子半径________ ⑷ 对于同种元素,电子数越多,半径越大:______ ①阴离子半径 > 原子半径 > 阳离子半径________ ②阳离子所带正电荷数越多,则离子半径________ ③阴离子所带负电荷数越多,则离子半径_________ ― + + 【随堂练习】写出下列微粒的半径由大到小的顺序:F- 、O2 、Na 、Mg2 【过渡】从以上的学习我们可以知道,随着元素原子序数的递增,元素的原子结构呈现周期性的变 化。那么,元素的性质是否也会有周期性的变化呢?我们从元素的化合价(一种元素的原子在和其 他元素一定数目的原子化合时所表现出来的性质)和金属性和非金属性两个方面来进行探讨。 【投影】 原子序数 3 4 5 6 7 8 9 10

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元素符号 元素主要化合价 原子序数 元素符号 元素主要化合价

Li +1 11 Na +1

Be +2 12 Mg +2

B +3 13 Al +3

C +4,-4 14 Si +4,-4

N =5,-3 15 P +5,-3

O -2 16 S +6,-2

F +7,-1 17 CL +7,-1

Ne 0 18 Ar 0

【结论】随着原子序数的递增,元素化合价也呈现周期性变化。 【提问】请大家参考 1-18 号元素的原子结构示意图,结合上表同内容,能够发现哪些有关元素化 合价知识的规律? 【投影小结】 (1) 最高正价与最外层电子数相等 (2) 最外层电子数≧4 时出现负价 (3) 最高正化合价与负化合价绝对值和为 8 (4) 金属元素无负价 (5) 氟无正价 【讲解】大家总结很详细,要熟记这些知识,对于稀有气体元素,由于他们的化学性质不活泼,在 通常状况下难与其他物质发生化学反应。因此,把它们的化合价看作是 0。 【投影小结】元素主要化合价变化规律性 原子序数 主要化合价的变化 1-2 3-10 11-18 +1→0 +1→+5 -4→-1→0 +1→+7 -4→-1→0

【板书】3、随着原子序数的递增,元素化合价呈现周期性变化 【过渡】元素的化学性质是由元素的原子结构决定的,原子结构决定了原子在参加化学反应时得失 电子的难易程度。请大家根据己学知识分析 3-9、11-17 号元素,随原子序数的递增得失电子的难易 程度 【讲解】3-9、11-17 号元素随原子序数的递增,原子半径逐渐变小,得电子能力逐渐增强,失电子 能力逐渐减弱, 【讲解】我们知道,原子得失电子能力的强弱决定了元素金属性与非金属性强弱。 【板书】3、随着原子序数的递增,元素金属性与非金属性呈现周期性变化 【讲解】纵观以上结论,我们可归纳出这样一条规律: 【板书】4、元素的性质随元素原子序数的递增呈现周期性变化,这个规律叫元素周期律。 元素周期律的实质: 元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。 【总结】由于元素的性质是由组成该元素的原子结构决定的,元素的核外电子排布的周期性变化, 决定了元素性质的周期性变化,这也是元素周期律的实质。

【自我评价】
1、下列元素的原子半径依次减小的是( AB ) A. Na、Mg、Al B. N、O、F C. P、Si、Al D. C、Si、P 2.下列化合物中,阳离子与阴离子半径比最小的是( ) A NaF B LiI C CsF D LiF 3.下列各组元素中,按最高正价递增顺序排列的是 ( ) A.C.N、O、F B.K、Mg、C.S
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C.F、Cl、Br、I D.Li、Na.K、Rb 4、下列半径最大的微粒是 ( ) A. F B. Mg 2+ C. Cl D. Ca 2+

教学回顾:
本节课主要采用的是讨论法教学,在整个教学活动中始终注意学生学习的主动性,突出自主与合作的学习方式,充分 调动了学生学习的积极性。

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课题:第二节 元素周期律(三)


授课班级 课 时

教 学 目 的

1、通过―实验探究‖,―观察思考‖,培养学生实验能力以及对实验结果的分析、处理和总结能 力 知识与技能 2、认识元素的周期性变化是元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果,从而理解元素 周期律的实质 1、学会运用元素周期律和元素周期表指导探究化学知识的学习方法。 过程与方法 2、通过本节课的学习,使学生对以前学过的知识进行概括、综合,实现由感性认识上升到理 性认识;同时,也会以理论来指导后续学习 情感态度价值观 通过自学、思考、对比、实验等方法培养观察、分析、推理、归纳等探究式学习能力 重 点 元素周期律的涵义 元素周期律的实质 难 点

第二节 元素周期律(二) 知 识 结 构 与 板 书 设 计
一、同周期元素原子的结构与性质 1、金属性:Na>Mg>Al 2、碱性强弱:NaOH>M g ( O H ) 2 >A l ( O H ) 3 3、非金属性:Si<P<S<Cl 4、氢化物的稳定性:SiH4<PH3<H2S<HCl 5、酸性强弱:H4SiO4 <H3PO4<H2SO4 <HClO4 Na Mg AL Si P

金属性逐渐减弱, 非金属性逐渐增强 二、元素周期律:元素的性质随着元素原子序数的递增而呈现周期性的变化 元素周期律的实质:元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结 果。

教学过程 教学步骤、内容
Li Na K Rb Cs

教学方法

金 属 性 增 强

F 增

强 Cl Br I

非 金 属 性

【引入】从上一节我们分析通过上一节课的我们对最典型的金属元素(碱金属) 、最典型的非金属元素 (卤族元素)的学习,3-9、11-17 号元素的得失电子能力强弱可知:同一主族元素,随着元素原子序 数的递增,原子核对外层电子的吸引力逐渐减弱,那么元素的金属性逐渐增强,而非金属性逐渐减弱, 那么同一周期元素的金属性,非金属性变化呈现周期性变化呢? 假如我们要用实验来验证自己的假 设,又应从哪些方面着手呢?这就是我们本节课所要学习的内容。 【板书】第二节 元素周期律(二) 【猜测】大家猜测一下第三周期元素的金属性与非金属性是如何变化的

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【回答】

Na Mg Al Si

P

金属性逐渐减弱, 非金属性逐渐增强 【提问】我们从结构的观点怎样解释上述变化规律呢? 【回答】同周期元素从左到右→电子层数相同、核电荷数增加→原子半径减小→原子核的吸引能力增 强→原子失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强 【讲解】请大家结合课前预习知识回答,以及上一节课的学习,如何通过实验判断元素金属性和非金 属性的依据。 【投影小结】判断元素金属性强弱的依据 1、单质跟 H2O 或 H+ 置换出 H 的难易程度(反应的剧烈程度)反应越易,金属性就越强 2、最高价氧化物对应的水化物碱性越强,金属性就越强 3、金属间的置换反应,单质的还原性越强,金属性就越强 4、按金属活动性顺序表,金属性逐渐减弱 5、金属阳离子的氧化性越强,对应金属的金属性就越弱 【投影小结】判断元素非金属性强弱的依据 1、单质跟 H2 化合的难易程度,条件及生成氢化物的稳定性。越易跟 H2 化合,生成氢化物越稳定, 说明非金属性就越强 2、最高价氧化物对应的水化物酸性越强,说明非金属性越强 3、非金属单质间的置换反应。单质氧化性越强,非金属性越强 4、对应阴离子的还原性越强,元素的非金属性就越弱 【过渡】下面,我们就按照这个标准以 11-18 号元素为例,来研究同一周期元素的金属性和非金属性 的变化情况。 【过渡】从金属性和非金属性强弱的判断依据里,我们来设计实验探究第三周期元素的金属性和非金 属性强弱,请先填写下表。 【投影】填写下列各元素的气态氢化物、最高价氧化物及最高价氧化物对应的水化物的化学式: 原子序数 元素符号 气态氢化物 最高价氧化物 对应的水化物 11 Na -Na2O NaOH

12 Mg -MgO Mg(OH)2

13 Al -Al2O3 Al(OH)3

14 Si
SiH4 SiO2 H4SiO4

15 P
PH3 P2O5 H3PO4

16 S
H2S SO3 H2SO4

17 Cl
HCl Cl2O7 HClO4

18 Ar ------

【讲解】一般,对于金属我们主要研究其金属性,对于非金属元素我们主要研究其非金属性,下面我 们通过一系列探究性实验来探究本节的研究主题 【板书】一、第三周期元素性质变化规律 【投影】实验一 钠、镁、铝与水反应的实验 【实验一】Mg、Al 和水的反应:分别取一小段镁带、铝条,用砂纸去掉表面的氧化膜,放入两支小 试 中,加入 2~3 ml 水,并滴入两滴酚酞溶液。观察现象。 过一会儿,分别用酒精灯给两试管加热至沸腾,并移开酒精灯,再观察现象。 Na 与冷水 反应 与沸水 现象 化学方程式 现象
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ Mg 带表面有气泡;Mg 带表面变红 30

Mg

Al

反应 结论

化学方程式 NaOH 强碱

Mg + 2H2O==Mg(OH)2 ↓ + H2↑

Na 与冷水剧烈反应,Mg 只能与沸水反应,Al 与水不反应 Mg(OH)2 中强碱 Al(OH)3 两性

最高价氧化物对应的水 化物碱性强弱

(1) Na 与水反应的现象:常温下,与 H2O 剧烈反应,浮于水面并四处游动,同时产生大量无色气体, 溶液变红。 【方程式】2Na+2H2O==2NaOH+H2 ↑ (2) 放少许镁带于试管中,加 2mL 水,滴入 2 滴酚酞试液,观察现象;过一会加热至沸,再观察现象。 【现象】镁与冷水反应缓慢,产生少量气泡,滴入酚酞试液后不变色。 加热后镁与沸水反应较剧烈,产生较多气泡,溶液变为红色。 【方程式】Mg+2H2O


M g ( O H ) 2 +H2↑

【结论】镁元素的金属性比钠弱 (3) 铝与水反应现象:在常温下或加热条件下,遇水无明显现象,很难与水发生反应。 【过渡】现在我们再来认识一下,Na、Mg、Al 的氧化物及其最高价氧化物的水化物的性质。 【提问】Na2O、MgO、Al2O3 分别属于哪类氧化物?为什么? 【知识回顾】 1、 碱性氧化物均为金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱性氧化物。 2、 判断碱性氧化物的标准是看该氧化物能否和酸反应生成盐和水。 3、 判断酸性氧化物的标准是看该氧化物能否和碱反应生成盐和水。 4、 若某氧化物既能和酸反应生成盐和水,又能和碱反应生成盐和水,称其为两性氧化物。 【讲解】Na2O、MgO 只与酸反应生成盐和水,属碱性氧化物。Al2O3 既能与酸反应生成盐和水,又能 与碱反应生成盐和水,属两性氧化物。 【过渡】Na、Mg、Al 对应的最高价氧化物的水化物是 NaOH、M g ( O H ) 2 、A l ( O H ) 3 。其中 NaOH 是强碱,M g ( O H ) 2 是难溶于 H2O 的中强碱,A l ( O H ) 3 是两性氢氧化物。 【讲解】由以上我们可以知道, 【板书】碱性强弱:NaOH>M g ( O H ) 2 >A l ( O H ) 3 【提问】上述现象说明了 Na、Mg、Al 的金属性强弱顺序怎样? 【板书】金属性:Na>Mg>Al 【讲解】请大家预测一下,Mg、Al 分别与稀盐酸反应时,现象是否会相同呢?若不同,应有什么样的 区别? 【回答】Mg 与盐酸反应要比 Al 剧烈 【讲解】实践是检验真理的唯一标准,下面,我们通过实验来进行验证。 【投影】实验二、取铝片和镁带,擦去氧化膜,分别和 2mL 1mol/L 盐酸反应。 【实验二】Mg、Al 与稀盐酸反应比较 Mg 现象 反应方程式 结论 Mg、Al 都很容易与稀盐酸反应,放出 H2,但 Mg 比 Al 更剧烈 【讲解】从刚才的实验现象我们可知,Mg 与稀盐酸的反应,比 Al 与稀盐酸的反应要剧烈得多,同时 放出大量的热。说明大家预测的是正确的。根据 Na、Mg、Al 三者金属性可推出,Na 与盐酸反应将会 更剧烈,甚至发生爆炸,请大家写出反应方程式。 【投影】Mg+2HCl==MgCl2+H2 ↑ 2Al+6HCl==2 AlCl3+3H2 ↑
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Al 反应迅速,放出大量的 H2

2Na+2H ==2Na +H2 ↑ Mg+2H ==Mg2 +H2 ↑ 2 Al+6H ==2 Al3 +3H2 ↑ 【现象】镁与铝均能与盐酸反应产生气泡。但镁反应更剧烈 【总结】Na、Mg、Al 与水反应越来不越剧烈,对应氧化物水化物的碱性越来越弱,金属性逐渐减弱。 【过渡】我们再研究第三周期的非金属 Si、P、S、Cl 的非金属性的强弱。 【资料】总结 【讲解】请大家根据原子结构的知识,判断下列元素的非金属性强弱。 【板书】非金属性:Si<P<S<Cl 【讲解】请大家根据我们刚学过的判断元素非金属性强弱的依据,分别从几个方面进行分析,首先我 们从氢化物的角度分析 Si 单质与氢气反应的条件 最高价氧化物对应的水 化物(含氧酸)酸性强 弱 结论 高温 H2SiO3 弱酸 P 磷蒸气与氢气能反应 H3PO4 中强酸 S 加热 H2SO4 强酸 Cl 光照或点燃时发生爆炸而化合 HClO4 强酸(比 H2SO4 酸性强)













第三周期的非金属 Si、P、S、Cl 的非金属性逐渐增强

【板书】氢化物的稳定性:SiH4<PH3<H2S<HCl 【讲解】从最高价氧化物的水化物方面分析 【板书】酸性强弱:H4SiO4 <H3PO4<H2SO4 <HClO4 【讲解】因 18 号元素 Ar 是一种稀有气体元素,一般情况下难与其他物质发生化学反应,因此,不研 究它的性质 【讲解】综上所述,可以从 11-18 号元素性质的变化中得出如下结论 第三周期元素 Na Mg Al Si P S Cl,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。 【讲解】如果我们对其他元素进行同样的研究,也会得出类似的结论:随着原子序数的递增,元素原 子的核外电子排布呈现周期性变化;元素原子半径呈现周期性变化;元素化合价呈现周期性变化;元 素的化学性质呈现周期性变化。 【讲解】综上所述,我们可以得到结论: 【板书】同周期元素性质递变规律:从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强 【板书】3、元素周期律 (1)定义:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化,这条规律叫做元素周期律。 (2)实质:原子核外电子排布的规律性变化。 【投影小结】元素金属性和非金属性的递变 元素金属性和非金属性的递变
族 周期

ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 非金属性逐渐增强 F

0

1 2 3 4 5 6 7

金 属 性 逐 渐 增 强
Fr

B Al Si Ge As Sb Te Po At
金属性逐渐增强

非 金 属 性 逐 渐 增 强

【讲解】根据同周期、同主族元素性质的递变规律可推知:金属性最强的元素是铯(Cs),位于第 6 周 期第ⅠA 族(左下角) ,非金属性最强的元素是氟(F),位于第 2 周期第ⅦA 族(右上角) 。位于分界线 附近的元素既有一定的金属性,又有一定的非金属性,如 Al、Si、Ge 等 【小结】元素周期律具有重要的应用和意义。首先,元素周期表是元素周期律的具体表现形式,是学 习化学的一种重要工具。其次,可预测或推测元素的原子结构和性质。再次,在科学研究和生产上也
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有广泛的应用。而且,在哲学方面,元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发生周期 性变化的事实,有力地论证了事物变化的量变引起质变的规律性。 【投影小结】位、构、性三者之间的关系 位





【讲解】原子结构周期性变化(核外电子排布、原子半径)决定元素性质周期性变化(元素的化合价、 元素的金属性、元素的非金属性)可归纳出元素周期律 【过渡】通过前面的学习,我们已经感觉到元素周期律、元素周期表的重要性,那么,它在实际应用 中有哪些用途呢?(看书自学) 【板书】4、元素周期律、元素周期表的应用 (一)元素的金属性、非金属性与元素在周期表中位置的关系 认真观察下表,填空并画出金属与非金属的交界线,标出其附近的元素符号。 IA 1 2 3 4 5 6 7 金属性逐渐 IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0 非金属性逐渐

金 属 性 逐 渐

非 金 属 性 逐 渐

1、Ra(镭)是原子序数最大的第ⅡA 族元素,下列说法不正确的是( ) A、原子半径是第ⅡA 族中最大的 B、遇冷水能剧烈反应 C、位于第七周期 D、Ra(OH)2 是两性氢氧化物 2、下列事实能说明金属性 Na>Mg 的是: A、Na 最外层有一个电子,Mg 最外层有 2 个电子; B、Na 能与冷水反应,而 Mg 不能; C、碱性 NaOH >M g ( O H ) 2 D、 Na 能从 MgCl2 的溶液中把 Mg 置换出来; 3.下列事实能说明非金属性 Cl >S 的是: A、Cl2 比 S 易与 H2 化合 B、HCl 比 H2S 稳定 C、酸性 HCl >H2S D、Cl 的最高正价为+7,S 的最高正价为+6 4、下列递变规律不正确的是 ( ) A.Na .Mg、Al 还原性依次减弱 B.I2 、Br2 、Cl2 氧化性依次增强 C.C、N、O 原子半径依次增大 D.P、S、Cl 最高正价依次升高 5、.碱性强弱介于 KOH 和 M g ( O H ) 2 之间的氢氧化物是 A.NaOH B.A l ( O H ) 3 C.C a ( O H ) 2 D.RbOH 6、下列叙述中,肯定 a 金属比 b 金属活泼性强的是( ) A.a 原子的最外层电子数比 B 原子的最外层电子数少 B.a 原子电子层数比 b 原子的电子层数多 C.1mol a 从酸中置换 H+生成的 H2 比 1 mol b 从酸中置换 H+生成的 H2 多 D.常温时,A 能从水中置换出氢,而 B 不能 7、已知 X、Y、Z 元素的原子具有相同的电子层数,且原子序数依次增大,其最高价氧化物对应的水
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化物酸性依次增强,则下列判断正确的是( ) A、原子半径按 X、Y、Z 依次增大 B、阴离子的还原性按 X、Y、Z 顺序增强 C、单质的氧化性按 X、Y、Z 顺序增强 D、氢化物的稳定性按 X、Y、Z 顺序增强 8、A 和 B 是前三周期的元素,它们的离子 A2+和 B3+具有相同的核外电子层结构,下列说法正确的 是 ( ) A. 原子半径:A>B B. 原子序数:A>B C. 离子半径:A2+>B3+ D. 质量数:A>B 教学回顾: 采用归纳总结的方法引导学生探索元素的性质(元素原子最外层电子排布、原子半径以及主要化合价、原子得 失电子能力)和原子结构的关系从而归纳出元素周期律,揭示元素周期律的实质;

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课题:第三节 化学键(一) 离子键
教 学 目 的 知识与技能 过程与方法 情感态度 价值观 重 点 难 点


授课班级 课 时

1、掌握离子键的概念 2、掌握离子键的形成过程和形成条件,并能熟练地用电子式表示离子化合物的形成过程 通过对离子键形成过程中的教学,培养学生抽象思维和综合概括能力 1、培养学生用对立统一规律认识问题;由个别到一般的研究问题的方法; 2、结合教学培养学生认真仔细、一丝不苟的学习精神 离子键的概念和形成过程 用电子式表示离子化合物的形成过程 第三节 化学键 一、离子键 1.定义:阴阳离子结合形成化合物时的这种静电的作用,叫作离子键。 (1)、成键粒子:阴阳离子 (2)、成键性质:静电作用(静电引力和斥力) 2、形成条件: 活泼金属 M -neMn+ 吸引、排斥 离子键 达到平衡 +me活泼非金属 X Xm3.离子键的实质:阴阳离子间的静电吸引和静电排斥。 二.电子式 1.表示原子: 2.表示简单离子: 3.表示离子化合物 : 4.表示离子化合物的形成过程

知 识 结 构 与 板 书 设 计

化合

教学过程 教学步骤、内容
【引言】从元素周期表我们可以看出,到目前为止,已经发现了一百多元素,元素原子可以相互 碰撞形成分子,那是不是所有的原子都可以相互碰撞形成新的物质呢? 学生举例说明 【讲解】以上例子可知,原子和原子相遇时,有的能够反应有的不能反应。在能够组合的原子之 间一定存在某种力的作用,比如说,苹果能掉在地上因为有万有引力的存在。对于微观世界里的 物质来说也是一样,也存在力的作用。元素的原子通过什么作用形成物质的呢?这就是化学键, 也是我们这节要学习的内容。 【板书】 第三节 化学键 【讲解】根据原子和原子相互作用的实质不同,我们可以将化学键分为离子键、共价键、金属键 等不同种类。首先我们来学习离子键。 【板书】一、离子键
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教学方法活动

【展示】氯化钠样品和氯化钠晶体结构示意图 【思考与交流】氯原子和钠原子为什么能自动结合形成稳定的氯化钠呢? 【讲解】下面我们带着这个问题来看氯化钠的形成。 【视频实验】钠在氯气中燃烧 取一块绿豆大小的金属钠(切去氧化层) ,再用滤纸吸干上面煤油,放在石棉网上,用酒精 灯微热,待钠熔化成球状时,将盛有氯气的集气瓶倒扣在钠的上方。 【学生】学生观察实验现象 【投影】 现象:钠燃烧、集气瓶内大量白色烟 方程式: 2Na+Cl2 呢? 【讲解】在加热的情况下氯气分子先被破坏成氯原子,氯原子在和钠原子组合生成新的物质。 【讲解】那么氯原子和钠原子又是以怎样方式结合在一起的?他们之间存在什么样的作用力? 【投影】视频演示 NaCl 的微观形成过程 e+1 1 2 8 1 7 8 2 +1 7

2NaCl

【讲解】从宏观上讲钠在氯气中燃烧,生成新的物质氯化钠,若从微观角度考虑,又该如何解释

由宏观展示, 引入 学生微观思考

+1 1

2 8

8 8 2

+1 7

Na+

Cl-

【讲解】钠与氯气反应时,由于钠的金属性很强,在反应中容易失去一个电子而形 8 电子稳定结 构;而氯的非金属性很强,在反应中容易得到一个电子而形成 8 电子稳定结构。当钠原子和氯原 子相遇时,钠原子最外层的一个电子转移到氯原子的最外层上,使钠原子和氯原子分别形成了带 正电荷的钠离子和带负电荷的氯离子。因此离子通过静电作用,形成了离子化合物。我们把阴阳 离子结合形成化合物时的这种静电的作用,叫作离子键。 ..... 【板书】1.定义:阴阳离子结合形成化合物时的这种静电的作用,叫作离子键。 【讲解】从定义上分析离子键形成的条件和构成粒子 【板书】 (1)、成键粒子:阴阳离子 (2)、成键性质:静电作用(静电引力和斥力) 【思考与交流】在氯化钠晶体中,Na+和 Cl- 间存在哪些力? 【回答】Na+离子和 Cl-离子原子核和核外电子之间的静电相互吸引作用 【讲解】阴阳离子间电子与电子、原子核与原子核间的相互排斥作用,当阴阳离子接近到某一定 距离时,吸引和排斥作用达到平衡,阴阳离子间形成稳定的化学键。 【板书】2、形成条件: 活泼金属 化合 +me活泼非金属 X Xm离子键 M M
n+

由旧知识引入新 知识, 抓住学生的 知识生长点

从原子结构入手, 激发学生求知欲, 从宏观到微观训 练学生抽象思维 能力。
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【讲解】原子形成离子键以后离子间吸引和排斥作用达到平衡,成键后体系能量降低。 【板书】3.离子键的实质:阴阳离子间的静电吸引和静电排斥。 【讲解】由离子键构成的化合物叫做离子化合物,所以一般离子化合物都很稳定。 【提问】要想形成离子键、就必须有能提供阴、阳离子的物质,那么哪些物质能提供阴、阳离子 呢? 【投影小结】 (1) 活泼的金属元素(IA,IIA)和活泼的非金属元素(VIA,VIIA)之间的化合 物。 (2) 活泼的金属元素和酸根离子形成的盐 (3) 铵盐子和酸根离子(或活泼非金属元素)形成的盐。 【讲解】不是只有活泼的金属元素和活泼的非金属元素之间的化合才能形成离子键,如铵离子与 氯离子也能形成离子键、钠离子与硫酸根离子也能形成离子键。 【讲解】含有离子键的化合物就是我们初中所学过的离子化合物。大多数的盐、碱、低价金属氧 化物都属于离子化合物,所以它们都含有离子键。 【提问】 (1)所有金属和非金属化合都能形成离子键吗?举例说明。 【回答】AlCl3 、AlBr3、AlI3 化合物中,铝与氯之间所形成的并非离子键,均不是离子化合物 【提问】 (2)所有非金属化合都不能形成离子键吗?举例说明。 + 【回答】NH4Cl 、NH4Br 等化合物。NH4 、CO32―、SO42―、OH―等原子团也能与活泼的非金 属或金属元素形成离子键。强碱与大多数盐都存在离子键。 ― + 【思考与交流】Cl 和 Na 通过离子键形成离子化合物 NaCl,那么 NaCl 晶体到底是不是由 NaCl 分子构成的呢? 【回答】在 NaCl 晶体中不存在 NaCl 分子,只有在蒸气状态时才有 NaCl 分子 【讲解】在 NaCl 晶体中,每个 Na+ 同时吸引着 6 个 Cl-,每个 Cl- 也同时吸引着 6 个 Na+,Na+ 和 Cl- 以离子键相结合,构成晶体的粒子是离子,不存在单个的 NaCl 分子,晶体里阴阳离子个 数比是 1:1,所以 NaCl 表示离子晶体中离子个数比的化学式,而不是表示分子组成的分子式 【讲解】由于在化学反应中,一般是原子的最外层电子发学生变化,为了分析化学反应的实质的 方便,我们引进只表示元素原子最外层电子的一个式子——电子式。 【板书】二、电子式 【讲解】在元素符号的周围用小黑点(或×)来表示原子最外层电子的式子叫电子式。如 Na、 Mg、Cl、O 的电子式我们可分别表示为: 【板书】1、表示原子 ‥ ‥ Na× ×Mg× ?Cl∶ ?O? ‥ ‥ 【练习】 Al Si P S H 【讲解】习惯上,写的时候要求对称。 【讲解】电子式同样可以用来表示阴阳离子,例如 【板书】2、表示简单离子: 阳离子:Na+ Mg2+ Al3+ 阴离子: [∶S∶]

从原子结构入手 进行分析离子键 形成过程及本质, 同时培养学生抽 象思维能力

加深对静电作用 的理解, 突破难点 的同时培养学生 用“对立统一规 律”来认识问题

加强对离子键概 念的理解

深入掌握离子键 的形成条件

‥ 》 ‥

2-

[∶Cl∶]

‥ ‥

-

[∶O∶]

‥ ‥

2-

【练习】 Ca2+ BrK+ F– 【讲解】①.电子式最外层电子数用? 或×)表示; ( ②.阴离子的电子式不但要画出最外层电子数,还应用[ ]括起来,并在右上角标出“n-”电荷字 样; ③.阳离子不要画出最外层电子数,只需标出所带的电荷数。 【板书】3、表示离子化合物 NaF MgO KCl Na+[∶F∶]【练习】 KBr

‥ ‥

Mg2+[∶O∶]2- Mg2+ NaCl



K+[∶Cl∶]-



‥ ‥

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【提问]对于象 MgCl2、Na2O 之类的化合物应该如何用电子式来表示呢? 【思考】学生自己动手写,教教师在此基础上小结,说出其中的注意点

【讲解】书写离子化合物的电子式时,相同离子不能合并,且一般对称排列. 【讲解】对于以上我们所学习的电子式的表示是为了表示离子化合物的形成过程。 【板书】4、.表示离子化合物的形成过程

【讲解】①反应物要用原子的电子式表示,而不是用分子式或分子的电子式表示; 学生成物中“同类项” ,只能分写,不能合并。 ②箭头表示电子转移情况,可不采用 ③离子化合物形成符合质量守恒定律,连接反应物和学生成物一般用“→”不用“====” 。 【练习】 用电子式表示 MgO 和 K2S 的形成过程 【小结】本节课我们主要学习了化学键中的离子键及电子式的有关知识。知道离子键是阴、阳离 子之间的静电作用,电子式不仅可以用来表示原子、离子,还可以用来表示物质分子及化合物的 形成过程。

教学回顾:
本节课的重点是一些化学符号的电子式的书写 学生对于掌握电子式以及形成过程感觉较吃力,需多花时间加大 练习进行巩固。

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课题:第三节 化学键(二) 共价键
教 学 目 的 知识与技能 过程与方法 情感态度价值观 重 点 难 点


授课班级 课 时

知 识 结 构 与 板 书 设 计

1、理解共价键的概念,初步掌握共价键的形成 2、通过学生对离子键和共价键的认识与理解,培养学生的抽象思维能力; 3、通过电子式的书写,培养学生的归纳比较能力 培养学生从宏观到微观,从现象到本质的认识事物的科学方法 通过共价键形成过程的分析,培养学生怀疑、求实、创新的精神 共价键的形成及特征 用电子式表示共价分子的形成过程 二.共价键 1、定义:原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 (1) 成键粒子:原子 (2) 成键性质:共用电子对间的相互作用 2.形成条件: 同种或不同种非金属元素原子结合; 部分金属元素元素原子与非金属元素原子,如 AlCl3 ,FeCl3; 3.存在: (1 ) 非金属单质 (2) 原子团 (3) 气态氢化物,酸分子,非金属氧化物,大多数有机物 4、电子式表示: 5、非极性键:电子对处在成键原子中间; 极性键:电子对偏向于成键原子其中一方。

教学过程 教学步骤、内容
【复习】复习离子键,原子、离子、分子的电子式以及离子化合物的形成过程的书写。 【引言】 我们知道钠在氯气中燃烧学生成氯化钠分子, 它是由钠离子和氯离子间的静电作用形成的。 那我们在初中学习过的共价化合物 HCl 的形成和 NaCl 一样吗?H2 和 Cl2 在点燃或光照的情况下, H2 和 Cl2 分子被破坏成原子,当氢原子和氯原子相遇时是通过什么样的方式结合在一起的呢,是通 过阴阳离子间静电作用结合在一起的吗? 【回答】不能,因非金属元素的原子均有获得电子的倾向。 【讲解】氢原子最外层有一个电子要达到稳定结构就需要得到一个电子,氯原子最外有 7 个电子要 达到 8 电子稳定结构需要得到一个电子,两原子各提供一个电子形成共用电子对,两原子都可以达 到稳定结构象氯化氢分子这样,原子间通过共用电子对所形成的相互作用就叫做共价键。 【板书】二、共价键 【板书】1、定义:原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 【讲解】让我们进一步深入的对概念进行一下剖析 【板书】2、成键粒子:原子 【板书】3、成键作用:共用电子对间的相互作用
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教学方法

【提问】那么什么样的元素原子之间能够形成共用电子对呢?(对照离子键形成的条件) 【讲解】得失电子能力较强的形成离子键,得失电子能力较差的一般形成共用电子对,这也就说明 了形成共价键的条件。 【板书】4、成键条件:同种或不同种非金属元素原子结合;以及部分金属元素元素原子与非金属 元素原子,如 AlCl3 、FeCl3; 【讲解】象 HCl 这样以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。 【提问】还有哪些是共价化合物呢?举例说明。 【讲解】刚才我们所举例的化合物都符合我们所说的共价化合物的形成条件,那是不是所有的由非 金属元素原子组成的化合物都是共价化合物呢? 【讲解】象 NH4Cl, (NH4)2SO4 由非金属组成,但是是离子化合物。NH4+我们把它当作金属离子。 【提问】那么共价间存在在哪里呢? 【板书】5、存在: (1)非金属单质 (2)原子团 (3)气态氢化物,酸分子,非金属氧化物,大多数有机物 【讲解】共价键是在分子、原子、原子团中,相邻两个或多个原子通过共用电子对(电子云重叠)所 形成的相互作用,参与成键的原子各自提供未成对的价电子形成共用电子对,这一对电子同时围绕 成键的两原子核运动,并在原子核间出现的几率最大,通过这样的共用电子对与原子核间的相互作 用,形成了稳定的共价键。 【讲解】在 HCl 分子中,由于 Cl 对电子对的吸引力比 H 稍强,所以,电子对偏向氯一方,即氯略 显负电性,H 略显正电性,但作为整体仍显电中性,以上过程用电子式表示如下: 【板书】6、共价键的表示方法:

【讲解】在 HCl 分子中,共用电子对仅发生偏移,没有发生电子转移,并未形成阴阳离子。因而, 书写共价化合物的电子式时不能标电荷,在用电子式表示共价化合物时,首先需要分析所涉及的原 子最外层有几个电子,需共用几对电子,才能形成稳定的结构,再根据分析结果进行书写。 【练习】1、用电子式表示下列物质:O2、N2、OH―、H2O 2、用电子式表示下列共价化合物的形成过程 CO2、CH4、NH3 【讲解】在 HF 分子中,F 原子吸引电子的能力强于 H 原子,电子对偏向于 F 原子方向,即 F 原子 带部分负电荷,H 原子带部分正电荷,整个分子显中性,在 HF 的形成过程中并没有电子的得失, 也未形成阴阳离子,所以书写共价化合物的电子式不能标电荷。 【投影小结】在书写电子式时要注意: 1.电子对共用不归属于成键其中任何一个原子,不能像离子化合物一样用[ ] 2.不能用―→‖表示电子的转移。 【思考与交流】根据 H2、 Cl2 、 O2 的电子式思考为什么 H2 、Cl2 、O2 是双原子分子,而稀有 气体为单原子分子?(从电子式的角度考虑) 【回答】因为 H、Cl、O、N 两两结合才能形成稳定结构,而构成稀有气体的原子本身就具有稳定 结构 【过渡】在化学上,我们常用一根短线来表示一对共用电子,这样得到的式子又叫结构式。

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【练习】用结构式表示:N2、CH4、NH3、CO2、HCl、HClO 【板书】7、共价键的种类: 【板书】 (1) 非极性键:电子对处在成键原子中间; (2)极性键:电子对偏向于成键原子其中一方。 【练习】判断 Cl2 、N2 、HCl、NH3 、NaOH、H2O2 分子中共价键的极性。 【小结】这节课我们主要介绍了共价键饿相关知识,共价化合物的电子式、形成过程,共价键的分 类,我们要能够判断出极性键、非极性键。

教学回顾
本节的电子式的书写仍然对学生较困难,在讲解共价键时用多媒体进行动画演示使学生产生一个直观印象。有 利于书写电子式以及形成过程。在讲解分子间作用力时要强调是结构相似。

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课题:第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能(一)
知识与技能 教 学 目 的 情感态度 价值观 重 点 难 点 过程与方法


授课班级 课 时

知 识 结 构 与 板 书 设 计

1、 获得化学能与热能化学实验的基础知识和基本技能,学习实验研究的方法,能设计并完成 吸热反应和放热反应的化学实验。 2、形成吸热反应和放热反应的概念 1、 具有较强的问题意识,能够发现和提出化学能与热能的探究性问题,敢于质疑,勤于思考, 逐步形成独立思考的能力。 2、在教师的指导下与同学合作完成科学探究实验 1、 发展学习化学的兴趣,乐于探究物质变化的奥秘,体验科学探究的艰辛和喜悦,感受化学 世界的奇妙与和谐。 2、 有参与化学科技活动的热情,有将化学能与热能的化学知识应用于生产、生活实践的意识, 能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的判断。 树立正确的能源观热爱家乡, 热爱祖国, 树立为中华民族复兴、为人类文明和社会进步而努力学习化学的责任感和使命感。 化学键与能量变化的关系 从本质上(微观结构角度)理解化学反应中能量的变化,从而建立起科学的能量变化观 第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能 一、化学能(chemical energy)与热能(heat energy)的相互转化 1、铝与盐酸反应中的能量变化 结论:铝与盐酸反应放热 2、B a ( O H ) 2 · 2O 与 NH4Cl 反应中的能量变化 8H 结论:该反应是吸热反应 3、酸碱中和反应中的能量变化 结论:该反应是放热反应 酸与碱发生中和反应生成 1molH2O 时所释放的热量称为中和热。 二、常见的吸热反应和放热反应 1、放热反应:物质与氧气的反应 ;燃料的燃烧;中和反应;金属与酸;活泼金属与水的反应 ; 生石灰和水反应;大部分化合反应 2、吸热反应:C+CO2 ;C+H2O;H2 +CuO;B a ( O H ) 2 · 2O +NH4Cl; Fe+H2O (g);大部 8H 分分解反应 三、化学能的利用 教学过程 教学步骤、内容

教学方法

【板书】第二章 化学反应与能量 【学生阅读】前言内容 【讲解】通过阅读本章前言,我们知道本章我们要解决的核心问题:在现代广泛使用的各种能源中, 那些与化学密切相关?面对能源枯竭的危机, 提高能源利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主 要方向,在这方面化学能做出什么贡献? 【提问】]煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品的燃烧所产生的热能从何而来?与化学物质及 化学反应有什么关系?石灰石经高温煅烧生成生石灰,高温提供的热能在分解反应中起什么作用? 【回答】这里所列举的两类反应说明了化学反应与热能之间的辩证关系以及它们之间的相互转化。
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煤、石油、天然气的燃烧产生

化学反应

CaCO3 经过高温煅烧分解成 CaO

热能

一方面,用煤、石油、天然气的燃烧放热来说明化学能向热能的转化,人们利用这些化学反应获 取能量;另一方面,人们利用热能来完成常温下很难发生的化学反应,用 CaCO3 经过高温煅烧分解 生成 CaO 来阐述热能对化学反应的支持作用, 【引入】演示实验:往一片棉花里加入两药匙的过氧化钠,然后滴加几滴水,观察现象。 【提问】问什么棉花可以燃烧,燃烧的条件是什么? 【分析】燃烧的条件:可燃物、氧气、可燃物的温度达到着火点 2Na2O2+2H2O==4NaOH+2O2↑ 【讲解】可燃物是棉花、反应产生了氧气,那么可燃物达到着火点的温度是怎么产生的? 【回答】该反应放出热量使得棉花 温度升高从而达到棉花的着火点 【设问】热能是能量的一种表现形式。那么,除刚才的这个反应,其它的化学反应过程中是不是也会 有能量变化呢?其表现形式又是怎样的?根据你已有的知识经验举例说明。 【回答】学生回答并举例 【归纳小结】 物质在发生化学反应的同时都还伴随着能量的变化, 这些能量变化通常又表现为热量的 变化。 (除此之外还有的反应表现为还有光能、电能的变化) 【板书】一、化学能与热能的相互转化 【设疑】那么,化学变化中热量变化的具体形式又有哪些呢?这将是我们本节课研究的主要内容。下 面我们通过实验来进行研究、探讨,从中我们还可以了解到科学研究的一般过程和方法。 【演示实验一】镁条与盐酸的反应能量的变化 【板书】1、镁条与盐酸的反应能量的变化 【投影】实验步骤:在试管里加入 2-3 mL 6 mol/L 的盐酸,再插入镁条,立即用手触摸试管外壁, 感受其温度,并用温度计测量溶液的温度,做好记录,当反应进行到大量气泡冒出时,再用手触摸试 管外壁感受其温度,并用温度计测量溶液的温度,做好记录。 【讲解】注意事项:镁与稀酸和弱酸反应现象不明显,常常需要加热,所以要选择强酸且浓度不要太 低。尽量使用纯度好的镁条,反应前要用砂纸打磨光亮,这样进行实验时,用手触摸才能明显感觉到 反应放热,用温度计测量效果会更好。 【投影小结】 实验现象:试管外壁和溶液的温度,反应后比反应前高,有大量气泡逸出。 实验结论:铝与盐酸反应产生 H2 ,并放出热量。该反应是放热反应 方程式:Mg+2HCl == MgCl2+H2 【板书】结论:铝与盐酸反应放热 【实验二】B a ( O H ) 2 · 2O 与 NH4Cl 反应中的能量变化 8H 【板书】2、B a ( O H ) 2 · 2O 与 NH4Cl 反应中的能量变化 8H 【投影实验】
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实验步骤 速搅拌混合物 2、用手触摸烧杯下部 3、用手拿起烧杯 4、将粘有玻璃片的烧杯放在盛有 热水的烧杯上一会儿再拿起 5、反应完后移走烧杯上的多孔塑 料片,观察反应物

实验现象 能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝 感觉烧杯变凉 小木板)粘到了烧杯底部 玻璃片脱离上面烧杯底部 混合物成糊状

得出结论 有 NH3 气生成 反应吸热 温度降低, 使水结成冰 冰融化 有水生成

1、将晶体混合后立即用玻璃棒快 有刺激性气味的气体产生,该气体

烧杯下面的带有几滴水的玻璃片(或 反应吸收热量使体系

【讲解】注意事项:这个实验成功的关键是在短时间内反应充分进行,使体系温度快速降低,将玻璃 片上的水凝固。实验中要注意两点: (1)将 Ba(OH)2· 2O 晶体研磨成粉末,以便与 8H NH4Cl 晶体充分接触; (2)由于该反应属于固相反应,一定要在晶体 混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物,以使它们 很快起反应; (3)反应放出有刺激性气味的氨气,会造成学 习环境的污染,所以要注意对氨气的吸收。 【投影小结】1、方程式:Ba(OH)2· 2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O 8H 2、玻璃棒的作用:搅拌,使混合物充分接触 3、反应物成糊状的原因:结冰粘结 【板书】结论:该反应是吸热反应 【实验三】酸碱中和反应中的能量变化 【板书】3、酸碱中和反应中的能量变化 【投影实验】 实验步骤: 50 mL 烧杯中加入 20 mL 2 mol/L 的盐酸, 在 测其温度。 另用量筒量取 20 mL 2mol/L NaOH 溶液,测其温度,并缓慢地倾入烧杯中,边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度 的变化过程,并作好记录。 盐酸温度/℃ 室温 NaOH 溶液温度/℃ 室温 中和反应后溶液温度/℃ 温度升高

【提问】是不是所有强碱与强酸的反应都放热呢?下面让我们做一组对比实验。 【设疑】对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量? 【讲解】由此可见,强酸与强碱的反应的化学方程式虽然不同,反应物也不同,但是它们的反应本质 相同,都是 H+与 OH-离子反应生成水的反应,属于中和反应,其离子方程式都是:H+ + OH- = H2O。 所以,可提出推测,即中和反应都放热。 【板书】结论:该反应是放热反应 3、酸与碱发生中和反应生成 1molH2O 时所释放的热量称为中和热。 【讲解】最后,让我们一起来总结一下常见的吸放热反应 【板书】二、常见的吸热反应和放热反应
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1、放热反应: (1)、燃料的燃烧 C + O2 = CO2 (2)、中和反应 HCl + NaOH = NaCl + H2O (3)、活泼金属与水或酸的反应 (4)、大部分化合反应 (5)、食物的缓慢氧化 【板书】2、吸热反应 (1)、大多数分解反应:CaCO3 = CaO + CO2↑ (2)、Ba(OH)2· 2O 晶体与 NH4Cl 晶体的反应: 8H Ba(OH)2· 2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O 8H (3)、碳与 CO2 气体的反应: C + CO2 =2CO (4)、碳与水蒸气的反应:C + H2O=CO + H2 (5)、氢气还原氧化铜:H2+CuO = H2O+Cu 【讲解】人类不但利用化学能转化为热能的原理来获取所需的能量进行生活、生产和科研,如化石燃 料的燃烧、炸药开山、发射火箭等。化学家们也常常利用热能使很多化学反应得以发生。从而探索物 质的组成、性质或制备所需的物质,如高温冶炼金属、分解化合物等。 化学反应伴随着能量变化是化学反应的一大特征。化学物质的化学能通过化学反应转化为热能, 是人类社会发展的动力之源; 而热能转化为化学能又是人们进行化学科研创造新物质不可缺少的条件 和途径。 【学生阅读】科学视野:生物体中的能量转化 【讲解】 能量转化在生物体内也是普遍存在的。 例如植物通过光合作用使光能转化为化学能储存在所 形成的淀粉等糖类中。人通过食物将淀粉等糖类摄入体内,通过一系列化学反应(生化反应)释放出 能量,维持人的生理活动。…生物氧化是在…。在分子水平上,化学和生物学正在出现交叉和融合。 化学必将对生物与生命科学的发展做出更大的贡献。 【板书】三、化学能的利用 【投影】1、社会发展与能源利用(图 2-3 不同社会发展水平时期的人均耗能量) 【投影】2、人类利用能源的三个阶段 (1) 柴草时期: (图 2-4 中国古代制陶图) 【讲解】柴草时期(火的发现至 18 世纪产业革命)以树枝杂草为主要能源。其主要贡献是:(1) 推动了 人类文明的进步 (2) 钻木取火使人类告别了―茹毛饮血‖的生活,熟食促进了人的进化 (3) 陶瓷、炼 铜、冶铁等化学工艺在烈火中诞生,促进物质文明。 【投影】(2) 化石能源时期: (图 2-5 汽车发动机汽缸中燃料燃烧) 【讲解】化石能源时期(18 世纪中期至现代) 以煤、石油、天然气为主要能源。主要贡献:(1) 促进 了冶金工业的发展和蒸汽机的推广,推动了近代产业革命。 (2) 推动了汽车、飞机等工业的发展, 加速了现代工业化的过程。 【投影】(3) 多能源结构时期:

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【讲解】多能源结构时期,可再生能源和清洁能源(绿色能源)将成为新能源的主力军。太阳能、氢能、 核能、生物能、地悫地表能将成为能源家庭族的主要成员。主要贡献:(1) 满足人们生产、生活所需 的能源。(2) 提高了能源的利用率 (3) 最大限度地减少对环境的污染 【小结】 化学反应伴随着能量变化是化学反应的基本特征之一。化学物质中的化学能通过化学反应 转化为热能, 提供了人类生存和发展需要的能量和动力, 而热能转化为化学能又是人们进行化工生产、 研制新物质不可或缺的条件和途径。 【自我评价】 1. 下列说法正确的是 ( ) B. 大多数分解反应是吸收能量的反应 D. 吸收能量的反应都需要加热 A. 大多数的化合反应是释放能量的反应 C. 释放能量的反应都不需要加热 A.铝片与稀盐酸的反应 C.灼热的炭与 CO2 的反应 3、下列说法正确的是(

2. 下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是 B. B a ( O H ) 2 · 2O 和 NH4Cl 的反应 8H D.甲烷在氧气中的燃烧反应 ) B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应

A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D.吸热反应在一定条件下也能发生反应 4、有关下列能量转化的认识不正确的是( )

C.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应结果是放热还是吸热

A.植物的光合作用使得太阳能转化为了化学能 B.人类使用照明设备是将电能转化为了光能 C.生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效 D.燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能 5、绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源,如一级能源中的水能、地热、天然气 等;二级能源中电能、氢能等。下列能源属于绿色能源的是( ① 太阳能 ② 风能 ③ 石油 ④ 煤 ⑤ 潮汐能 ⑥ 木材 A.①②③ B.③④⑤ C.④⑤⑥ B.制造水煤气 D.①②⑤ ) C.酸碱中和反应 D.镁条燃烧 6、下列反应中,属于吸热反应的是( A.活泼金属跟酸反应 教学回顾: 本节教学内容比较简单,主要是在复习初中化学实验的基础上进行的。学生学习起来比较容易,易于掌握。课堂 教学效果较好。 )

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课题:第一节 化学能与热能(二)


授课班级 课 时

教 学 目 的

知识与技能 过程与方法 情感态度 价值观 重 点 难 点 知 识 结 构 与 板 书 设 计

1、了解化学能与化学反应中能量变化之间的关系 2、 在化学实验的基础上,通过吸热反应和放热反应的概念,理解化学反应中能量变化的主 要原因 具有较强的问题意识,能够发现和提出有探究价值的化学问题,敢于质疑,勤于思考,逐步形 成独立思考能力,善于与人合作,具有团队精神 1、通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感 2、培养学生严谨求实、勇于探索的科学精神。 3、有参与化学科技活动的热情,有将化学能与热能的化学知识应用于生产,生活实践的意识, 能够对化学能有的社会和生活问题做出合理的判断 实验探究和通过实验探究化学反应与能量的关系,掌握吸热反应和放热反应的概念 设计探究实验 一、化学键与化学反应中能量变化的关系 1、引起化学反应中的能量变化: 1、宏观:在化学反应中,反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差 。∑E(反应物)>∑E(生成物)——放出能量 ∑E(反应物)<∑E(生成物)——吸收能量 2、 微观:化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因 (1) 、键能:拆开 1 mol 某键所需的能量叫键能。单位:kJ/mol。 破坏化学键时要吸收能量,形成化学键时放出能量 (2) 、物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的,只要有化学反应就一定有能量变化。 二、化学能与热能的相互转化 放热反应:放出热的化学反应 化学反应 吸热反应:吸收热的化学反应

教学过程 教学步骤、内容
【引入】我们在初中学习过―质量守恒定律‖,知道自然界中物质可以相互转化,但是总质量保 持不变;同样一种能量可以转化成另一种能量,能量也是守恒的,这就是―能量守恒定律‖这是 两条基本的自然定律,各种物质中都含有化学键,因而我们可以理解为各种物质中都储存有化 学能。化学能是能量的一种形式,它也可以转化为其他形式的能量。不同物质由于组成、结构 不同,因而所包含的化学能也不同。在化学反应中,随着物质的变化,物质的化学反应与体系 的能量变化是同时发生的,只要有化学反应就一定有能量变化,如 H2 与 Cl2、O2 的反应。那 么,一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢? 【板书】一、宏观上化学反应能量变化的原因 【板书】1、宏观:在化学反应中,反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差 【投影】图 2-1 水能、化学能对比示意图 【投影一】水由高处向地处的流动 【提问】水往高处流的过程中,能量发生了什么变化? 【回答】重力势能转化为动能 【提问】化学反应中,由总能量高的反应物生成总能量低的生成物时,能量发生了什么变化?
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教学方法

【回答】反应释放出能量(即化学能转化为其它能量) 【讲解】水由高处向上流要释放能量,势能转换为动能,同理,反应物的总能量>生成物的总 能量,化学反应放出能量。 【板书】1、∑E(反应物)>∑E(生成物)——放出能量 【投影二】水由低处送向高处 【讲解】反之将水由低处送向高处需提供能量(电能转换为机械能,再转换为重力势能),同理, 在化学反应中反应物的总能量<生成物的总能量,化学反应吸收能量。 【板书】2、∑ E(反应物)<∑E(生成物)—— 吸收能量 【思考与交流】吸热反应和放热反应中,反应物本身所具有的能量和生成物本身所具有的能量 之间的大小关系分别如何?(提示:可从能量守恒角度分析) 【板书】二、化学能与热能的相互转化 【讲解】化学反应的过程中伴随着能量变化,通常表现为热量的变化 放热反应:放出热的化学反应 【板书】 化学反应 吸热反应:吸收热的化学反应 【投影】吸放热与能量关系

【复习】化学键:使离子相结合或原子相结合的作用。 *键能:拆开 1 mol 某键所需的能量叫键能。单位:kJ/mol。 【讲解】化学键的形成蕴涵着能量变化,在进行反应时化学键要断裂,吸收能量,反应后形成 新化学键要放出能量, 【分析】2H→H2 中能量变化? 【讲解】1mol H2 中含有 1molH-H,在 250C 101kPa 条件下,由 H 原子形成 1molH-H 要放出 436kJ 的能量,而断开 1molH-H 重新变为 H 原子要吸收 436kJ 的能量。 【板书】1、键能:拆开 1 mol 某键所需的能量叫键能。单位:kJ/mol。 破坏化学键时要吸收 能量,形成化学键时放出能量 【讲解】不同物质形成的化学键能量不同,而化学键存在于不同的物质间,物质发生化学变化 时,反应物和生成物的能量不同,这样的过程就出现了能量变化。 【类比分析】CH4→4C+4H(吸收 4mol× 415kJ/mol=1660kJ) 【板书】2、物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的,只要有化学反应就一定有能量 变化。 【提问】 氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生爆炸, 放出大量的热。 反应中的热量由何而来? 氢气和氯气反应的本质是什么?从微观上(从化学键角度)加以分析。 【讲解】化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内 部微粒之间强烈的相互作用,断开反应物中的化学键需要吸收能量,形成生成物中的化学键要 放出能量。 氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下, 氢气分子和氯气分子中的 H-H 键和 Cl-Cl 键断开, 氢原子和氯原子通过形成 H-Cl 键而结合成 HCl 分子。 1molH2 中含有 1molH-H 键, 1mol Cl2 中含有 1mol Cl-Cl 键,在 25℃和 101kPa 的条件下,断开 1molH-H 键要吸收 436kJ 的能量,
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断开 1mol Cl-Cl 键要吸收 242 kJ 的能量,而形成 1molHCl 分子中的 H-Cl 键会放出 431 kJ 的能 量。 【投影分析】在 25℃和 101kPa 的条件下,1mol H2 与 1mol Cl2 反应: H2 Cl2 +) 2H + 2Cl 2H 消耗能量约 436 kJ 2Cl 消耗能量约 242 kJ 2HCl 释放能量约 862 kJ

H2 + Cl2 2HCl 共放热约 184 kJ 【讲解】这样,由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量,根据―能量守恒定律‖,多 余的能量就会以热量的形式释放出来。 【板书】3、引起化学反应中的能量变化: 微观:化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因。 【思考与交流】为什么有的化学反应会放出热量,而有的化学反应却需要吸收热量呢? 【投影小结】 1.化学反应的特点是有新物质生成,新物质和反应物总能量不同。 2.反应中要遵循能量守恒。 3.反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。如果二者能量比较接近,则 放热和吸热不明显。 【小结】通过本节课的学习,我们了解到,化学键的断裂和形成是化学反应中发生能量变化的 主要原因,反应是放热还是吸热,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的比较。 【自我评价】 1.在反应 H2 + Cl2 =2HCl 中,已知 H-H 键能为 436kJ,Cl-Cl 键能为 243kJ,H-Cl 键能为 431kJ,判断该反应是 A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 吸收 183 kJ 热量 D.放出 183 kJ 热量 2、已知反应 A+B=C+D 为放热反应,对该反 应的下列说法中正确的是( ) A. A 的能量一定高于 C B. B 的能量一定高于 D C. A 和 B 的总能量一定高于 C 和 D 的总能量 D. 该反应为放热反应,故不必加热就一定能发生 3、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰,在反应中,破坏 1molH-H 键消耗的能量为 Q1kJ,破坏 1molO = O 键消耗的能量为 Q2kJ,形成 1molH-O 键释放的能量为 Q3kJ。下列关系式中正确 的是( ) A.2Q1 + Q2 > 4Q3 B、2Q1 + Q2 < 4Q3 C、Q1 + Q2 < Q3 D、Q1 + Q2 = Q3

教学回顾:
本节课我们结合已有的知识经验,以实验为主要的研究手段,初步探讨了化学反应中的能量变化及其主要形式。 通过实验引导学生学习易于掌握。课堂教学效果较好。

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课题:第二章 第二节 化学能与电能(一)
知识与技能 过程与方法 情感态度价值观 重 点 难 点


授课班级 课 时

教 学 目 的

1、 了解原电池原理,能写出电极反应和电池反应方程式,初步了解原电池的装置 1、通过对化学能转化为电能的学习,体验科学探究的过程,理解科学探究的意义,基本过 程和方法,初步养成科学探究的能力。 2、自己探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控,提高自主学 习化学的能力。 关注化学科学对个人生活和社会发展的贡献,关注能源问题,逐步形成正确的能源观。 认识原电池的工作原理;形成原电池的概念; 用已经学过的有关知识探究化学能转化为电能的条件和装置

第二章 第二节 化学能与电能(一) 板书设计: 知 识 结 构 与 板 书 设 计
一、原电池概念: 将化学能转化为电能的装置。 二、原电池工作原理 负 电子 (化学能转化为电能) 正 极:2H++2e- =H2↑ (还原反应) 三、形成原电池条件: (1) 有两种活性性不同的两极(金属或非金属单质) (2) 电解质溶液, (3) 形成闭合电路 (4) 自发的氧化还原反应 极:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) 电流 1、反应现象 2、电子的流出极 3、失电子极 4、发生氧化反应的极

教学过程 教学步骤、内容
【视频】播放水果电池充电 【提问 1】这个视频你看到了什么? 【过渡】 :我们知道化学反应一般都伴随着能量的产生有的转化为热能,有的转化为光能 【提问 2】这个过程是能量石如何进行转换的呢? 【板书】 :一、原电池的定义:将化学能转化为电能的装置. 【讲述】 :像这样讲化学能转化为电能的装置称为原电池,为什么称之为原电池?因为它是最初最 原始的电池.。 【过渡】原电池究竟是如何将化学能转化为电能的呢?今天让我们走上科学的探索之路,首先我们 来看一组实验

教学方法

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Zn

Cu

Zn

Cu
Zn Cu

稀硫酸

稀硫酸

稀硫酸

【实验 1、2】 :把锌片和铜片片分别放入硫酸溶液中,同学们注意并观察实验现象现象并将记录在 你的学案上。 【提问】你观察到了什么现象? 【回答】铜片上没有明显现象,锌片上有气泡冒出。 【提问】为什么锌片表面有气泡产生而铜片的表面却没有气泡产生呢? 【回答】因为铜不活泼,在金属活动性顺序表中氢在铜之前,因此不能置换出硫酸中的氢。 【讲述】下面我们将锌片、铜片同时平行插入硫酸溶液中大家仔细观察锌片和铜片表面的变化并做 好相应的记录。 【提问】第三组实验你观察到了什么现象? 【回答】答:锌片表面有气泡、铜片表面无气泡 【提问】这与刚才实验一、实验二的现象基本吻合的,谁能写出这个反应的离子方程式? 【回答】Zn + 2H+= Zn2+ + H2↑ 【提问】现在我将锌片和铜片接触一起放入硫酸溶液中,大家再观察锌片和铜片表面的变【回答】 铜片表面产生了气泡 【讲述】我们一起看一下四组实验现象:大家看一下我们做的四个实验,锌片放入硫酸溶液中是因 为锌与氢发生了置换反应,第二个实验是将铜片放入硫酸溶液中不产生气泡,第三个实验锌片和铜 片平行插入硫酸溶液中,很显然是锌反应铜片不反应;第四个实验是将锌片和铜片接触放入硫酸溶 液中却是铜片表面有气泡。 【提问】产生的气体是什么? 【回答】:氢气 【提问】氢元素原来以什么形式存在? 【回答】来源于硫酸电离出的 H+ 副板书:我们再从从电子得失角度分析 2H →H2 【提问】 :硫酸电离出的 H+如何转化为 H2,?是得到电子还是失去电子? 【回答】得到电子 【提问】既然是得电子,那么得到的电子是谁提供的呢?是锌还是铜呢? 【回答】锌提供的可能锌表面的电子流到了铜片上被溶液中的 H+ 得到后产生 H2。 【提问】大家思考一下有没有可能是铜提供的?如果不是铜,理由如何? 【回答】如果可能是铜与硫酸反应,Cu 失去电子给了 H+;(实验中溶液没有变成蓝色) 【提问】:电子从何而来?电子是从溶液传递还是锌片与铜片的接触点传递的呢? 【回答】:是接触点传递的,如果是溶液传递的,电子应该可以传递到铜的表面的,如果是通过溶 液传递的,第三个实验应该同片表面会气泡产生。 【讲述】如果有电子的移动就应该会有电流,那电流时如何产生的呢? 【过渡】 :下面我们通过实验来验证:将锌片和铜片用导线连接起来,在导线之间接入灯泡。平行 插入稀硫酸溶液中观察实验现象。 (注意观察铜片表面的变化)我们一起来分析一下电流的产生原理。


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【多媒体展示】 –Zn 原电池闭合状态下微观粒子运动的动画模拟与实验 4 相似, Cu 并展示 Cu 片.Zn 片上得失电子的反应式. 【讲述】在这个装置中锌片失去电子、失去的电子通过导线传递给铜片,溶液中的 H+在铜片的表 面得到电子变成氢气,该装置发生了化学反应在外电路产生了电流,电子由 Zn 片流出,产生了电 能 讲述:这是两个电极反应我们称之为半反应,大家想一下在氧化还原反应中,我们将的电子的反应 称之为什么反应啊?失去电子的反应称之为什么反应啊?原电池的巧妙之处就在于将氧化反应和 还原反应这两个半反应在不同的区域进行。 【讲述】 :一个完整的反应应该包括氧化反应和还原反应两个过程,我们只要将氧化反应和还原反 应两半反应加和起来就能得到一个完整的电极反应。 【板书】2、原电池的工作原理 铜片上: 2H++2e- =H2↑ (还原反应) 锌片上: Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)
+

氧化还原反应:Zn+2H =Zn2++H2↑ 【板书】:该电极反应就是 Zn + 2H+= Zn2+ + H2↑ 【板书】 : 原电池正负极的判别: 板书设计 Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) 负极 1、从实验现象可判别正极。 2、电子的流出极是负极。 3、失电子极是负极。 电子 电流 正极 4、发生氧化反应的一极。 (化学能转化为电能) 2H++2e- =H2↑ (还原反应) 正极 【讲述】 :大家看一下这个反应的电极反应和刚才我们写的第三个实验写的离子反应方程式是不是 一样啊?那我们对比一下实验三、实验四两个过程,原电池是将氧化反应和还原反应放在两个不同 啊? 【讲述】我们再看一下实验 3 这个过程:Zn 片失去的电子不能通过外电路传递而是直接传递给溶 液中的氢离子从而在锌片的表面产生氢气,这个过程是金属与酸直接发生化学反应,将化学能转化 为热能。 【过渡】 :既然电池电池形成了,而我们都知道的电池都有正负极之分。那么我们的这个原电池的 正负极分别是哪一极呢? 【回答】根据物理学中的定义,在外电路中电流的方向与正电荷的移动方向相同,与负电荷的移动 方向相反,因此 Zn 片为电池的负极,铜片作为正极 【提问】我们只要知道原电池的负极就可以了,剩下的一极就是原电池的正极,还可以根据那些特 征确定原电池的负极呢?
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【板书】 1、 从实验现象可判别正极 2、电子的流出极是负极。 3、失电子极是负极。 4、发生氧化反应的一极 【过渡】原电池的组成部分有哪些?那么原电池的形成条件是怎样的呢?改变试验的一个因子;

【引导】让学生认识到实验中三个变量之间的关系:电机材料:同种电极;不同种电极;电解质溶 液:电解质与非电解质;通络:闭合回路的形成。暗示以此确定设计实验的探究方向。

【讲解】上面,我们通过实验探究了解了原电池的工作原理,初步形成原电池的概念,那么,原电
池是由哪些部分组成的?也即原电池的构成条件是什么? 【探究一】电极的探究
A
Zn

A Cu
Zn
Zn

A Cu Cu Zn

A Fe Zn

A C

H2SO4

H2SO4

H2SO4

H 2 SO 4

H2SO4

原电池 电流表指针 区别 结论 偏转





③ 偏转

④ 偏转

不偏转 不偏转

两极材料不同 有两种活泼性不同的金 属(或非金属)作电极

【实验结论】 : 【探究二】 溶液的探究
A Zn Cu
Zn

A Cu Zn

A Cu

H2SO4

HCl

酒精

原电池 电流表指针 区别 结论 偏转

⑤ 偏转

⑥ 不偏转

溶液不同 电极材料均插入 电解质溶液中

【探究三】 电路的探究
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A Zn Cu Zn

A Cu

H 2SO 4

H 2SO 4

H 2SO 4

电流表指针 区别 结论

⑦-⑧组 偏转 不偏转 容器不同

两极相连形成闭合电路

【学生活动】学生分组总结汇报实验结果和实验结论,师生共同交流探讨,得出结论 【板书】 1、活泼性不同的两极。 2、电解质溶液。 3、形成闭合回路。 【引导】 引导学生从原电池的定义角度分析原电池的另外一个形成条件: 自发进行的氧化还原反应。 4、自发进行的氧化还原反应,

教学回顾:
本节课通过实验了解了化学能与电能的转化关系,通过学生方进行实验、总结解释实验现象、得出结论、应

用结论解决问题的过程,激发了学生学习化学的兴趣,通过小组活动提高学生与他人交流、合作的能力,教学 效果较好,基本达到教学目标的 要求。

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课题:第二章 第二节 化学能与电能(二)
教 学 目 的 知识与技能 过程与方法 情感态度 价值观 重 点 难 点


授课班级 课 时

在获得原电池概念和组成条件的基础上,能设计出一些原电池实验,学习实验研究的方法 1、 在探究设计原电池实验的过程中,学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息,并 运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工 2、 能对自己的化学学习过程进行计划、反思、评价和调控,提高自主学习化学的能力 1、有参与化学科技活动的热情,有将原电池知识应用于生产、生活实践的意识,能够对与化学 有关的社会和生活问题作出合理的判断 2、了解原电池对个人生活和社会发展的贡献,关注能源问题,逐步形成可持续发展的思想 常见原电池的工作原理 原电池的设计 二、发展中的化学电源(chemical power source) 1.干电池( dry cell) 负极(锌筒):Zn —2e—= Zn2+; - 正极(石墨) :正极:2NH4++2e =2NH3+H2 电池的总反应式为:Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2 2、充电电池 (1))铅蓄电池(storage battery) (2)镍氢电池 (3)碱性蓄电池 1 ○银锌电池: 2 ○ 镉镍电池: (4))锂电池 3.燃料电池(fuel cell) (1) 氢氧燃料电池 (2)甲烷氧气燃料电池

知 识 结 构 与 板 书 设 计

教学过程 教学步骤、内容
【复习】 一、原电池的定义 :将化学能转化为电能的装置 二、原电池的形成条件:’一极、一液、一回路“ 【讲解】形成闭合回路的方式有多种,可以是导线连接两个电极,也可以是两电极接触。有的 原电池产生的电流大,可以对外做功;有的原电池,电极上发生的反应很慢,产生的电流极其 微弱,不能对外做功 三、原电池电子的流向及正负极的判断 【讲解】除此之外,还可根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向来判断: 1、在原电池的电解质溶液内,阳离子的移向的极是正极,阴离子移向的极是负极。 2、 若原电池工作后, 极质量增加, X 说明溶液中的阳离子在 X 极(正极)放电, 级活动性较弱。 X 3、 若原电池工作后, 极上有气泡冒出, X 是因为发生了析出 H2 的电极反应, 说明 X 极为正极, 活动性弱。 4、增重或产生气泡的为正极,溶解的为负极。 5、在这里我们要注意的是,不能机械地以金属活动性顺序表中体现的金属活泼性的强弱来判 断原电池中的负极, “较活泼的金属”应理解为“在该原电池的特定条件下更容易与电解质反

教学方法

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应(易被氧化)的金属” 即在特殊情况要考虑电极与电解质溶液的反应,例如,Mg、Al 与 NaOH 溶液构成的原电池中 Al 作负极;Cu-Al-浓硝酸溶液构成的原电池中 Al 作正极 四、原电池电极反应的书写 【讲解】原电池反应所依据的化学反应原理是氧化还原反应,书写电极反应的方法归纳如下: 1、写出总化学方程式 2、根据总化学反应方程式按照电子得失情况,分成氧化反应和还原反应 3、氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,注意介质参与反应。 4、总的化学反应方程式是正负电极反应相加的结果,反过来也可以相减,得电极反应。电极 反应也遵守质量守恒,电荷守恒及正、负极得失电子数相等的规律。 【强调】书写电极方程式时要注意几点: 1、 根据给出的化学方程式或根据题意,确定原电池的正负极,弄清正负极上发生反应的物质。 2、 弱电解质、气体或难溶物均以分子式表示,其余以离子符号表示。 3、 注意电解质溶液的成分,对正极、负极反应产物的影响,正、负极产物可根据题意或据化 学方程式确定。 4、 写电极反应时要遵守守恒原则,可在电极反应式一端据需要添加 H+或 OH―或 H2O,将 两个电极反应式合起来,即可得到电池反应总方程式。 【练习】

请在图上标出电子的流动方向和电流方向, 并判断正负极,写出电极反应式和总反应式.
I
Ag

eFe Zn

e-

I
Cu

H2 SO4 (aq)

CuSO4 (aq)
2+

负极( Fe ): Fe - 2e = Fe

.

负极( Zn ): Zn-2e - = Zn2 + . 正极( Cu): Cu2 + +2e - = Cu .

正极( Ag ): 2H++2e - = H2↑.

总反应式: Fe+2H+ = Fe 2+ +H2↑ 总反应式: Zn+Cu2+ = Zn2 ++ Cu. .

【讲解】通过以上的讨论,我们也可以抽象出原电池化学反应的本质是较活泼的金属发生氧化 反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极) 【练习】 题型 1 原电池的判断

1.下列装置中能组成原电池形成电流的是(C
A A
Cu Cu

)

Zn

Cu

A
H2SO4

B
酒精 A A Zn Cu Zn Cu

C
H2SO4

D
H2SO4 H2SO4

题型 2、原电池的工作原理 2.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是( A、Mg B.Fe C.Al D.Cu

)

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3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的 PH( ) A.不变 B 先变大后变小 C 逐渐变大 D.逐渐变小 题型 3 利用原电池电极判断金属性强弱 4、.把 a、b、c、d 四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若 a、b 相连时,a 为负极;c、d 相连时,电流由 d 到 c;a、c 相连时,c 极上产生大量气泡,b、d 相连时,b 上 有大量气泡产生,则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( ) A.a > b > c > d B.a > c > d > b C.c > a > b .> d D.b > d > c > a 题型 4 原电池的构成条件 5.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu,该反应的的原电池正确组合是( ) A B C D Zn Cu Cu Fe 正极 Cu Zn Zn Zn 负极 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl 电解质溶液 题型 5 原电池电极反应的书写 6、 科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是以 Pt 和 Zn 为电极材料, 依靠人体内液体 中含有一定浓度的溶解氧、H+和 Zn2+进行工作,回答下列问题 (1)负极材料是______ 电极反应式是____________________ (2)正极材料是______ 电极反应式是___________________ 【思维创新】案例分析:在伦敦的上流社会,有一位贵族夫人格林太太,幼年时因蛀牙补过一 颗不锈钢的假牙。不料后来,她又因为车祸掉了一颗牙,为了显示其富有,她装了一颗黄金假 牙。自此以后,她就经常出现头痛、失眠心情烦燥等症状。更奇怪的是,众多的医学家为她检 查后,都找不到病因是什么。这位夫人整日感到精神萎靡,找遍各大医院会诊也不见效果。格 林太太的病因到底是什么呢?请同学根据本节的知识和我们生物学上的常识进行一下诊断。 【思维创新】有一位非常喜欢赶时髦的富商决定建造一艘海上游艇,为了使游艇奢侈豪华,他 不惜重金让造船师用昂贵、漂亮、对海水有很强抗腐蚀能力的镍铜合金将船底包起来,由于这 种合金的金属强度不够大, 造船师又不得不用特种钢来制造游艇的许多零件。 在一片赞美声中, 游艇缓缓驶进了大海,畅游于碧海波涛中。可是未过几周,这艘游艇底部变得千疮百孔,过早 结束了它的使命。你能解释其中的原因吗? 【引言】人们应用原电池原理,制作了多种电池,如干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等, 以满足不同需要。我们课我们具体来学习几种利用化学能转变为电能的化学电源。 【板书】二、发展中的化学电源(chemical power source) 【讲解】最古老的电池 —— 巴格达电池 1936 年 6 月,伊拉克考古学家在巴格达城郊,发现了大量公元前二百多年属于波斯王朝时 代的文物,其中包括一些奇怪的陶制器皿和生锈的铜管、铁棒。陶制器皿有点像花瓶,高 15 厘米,呈淡黄色,瓶里装满了沥青,沥青之中有个铀管,直径 2.6 厘米,高 9 厘米,铀管中又 有一层沥青,并有一根锈迹斑斑的铁棒。 【讲解】上述原电池的结构较简单,携带也不方便,当今的电池工业已能制造出各种各样的实 用电池。实用电池一般应具有的特点是:能产生稳定而具有较高电压的电流:安全、耐用且便 于携带;能够适用于特殊用途;便于回收处理,不污染环境或对环境产生较小的影响,下面我 们来简单介绍几种常见电池和新型电池。 【板书】1.干电池( dry cell) 【讲解】干电池是用锌制圆筒型外壳作负极,位于中央的顶盖有铜的石墨作正极,在石墨周围 填充 NH4Cl 和淀粉糊作电解质,还填有 MnO2 和炭黑(Zn—Mn 电池) 【板书】负极(锌筒) :Zn —2e—= Zn2+; 正极(石墨) :正极:2NH4++2e-=2NH3+H2 电池的总反应式为:Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2 【讲解】淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的析出速率。ZnCl2 的作用是吸收 NH3。MnO2 作用是吸收正极放出的 H2 生成 MnO(OH) , 从而消除电极正极 H2 的集结现象, 防止产生极化。
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干电池是一次性电池,放电后不能再使用,内部氧化还原反应不可逆。为提高使用寿命,用 KOH 代替 NH4Cl 来提高性能。 干电池的主要用途是录音机、闪光灯、手电筒、电动玩具、袖珍电视机以及电极、空调摇 控器等。 【过渡】充电电池又称二次电池 。可充电电池是两极都参加反应的电池。这是一种发展较快 的原电池,如铅蓄电池、银锌电池、 (纽扣电池) 、锂电池、爱迪生蓄电池等,它们的负极是较 活泼的金属,正极一般是金属氧化物。放电时,负极被氧化。正极材料的氧化物被还原,充电 时的电极反应与放电时相反。 【板书】2、充电电池 (1) 铅蓄电池(storage battery) 【讲解】铅蓄电池可放电亦可充电,它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳,在正极板上有 一层棕褐色的 PbO2,负极是海棉状的金属铅,两极均浸入硫酸溶液中,且两极间用橡胶或微孔 塑料隔开。 【板书】负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O 蓄电池充电和放电的总化学方程式为: Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 【讲解】当放电进行到硫酸的浓度降低,溶液的密度达到 1.18g/cm3 时应停止使用,需充电, 充电时起电解池的作用。 【思考与交流】铅蓄电池在放电前后电解质溶液和电极分别有哪些变化?这对电池的继续工作 会带来哪些影响? 【回答】电解质溶液的浓度有所下降,同时电极上都附着一层难溶物 PbSO4 使电池的电压降 低,电压不稳定,欲使其恢复,就要对其进行充电 【板书】(2)镍氢电池 负极:H2 +2OH- -2e-= 2H2O 正极:2NiO(OH) +2H2O +2e- = 2Ni(OH)2 +2OH放电总反应式:H2 + 2NiO(OH) = 2Ni(OH)2 【讲解】1970-1975 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。1975-1983 美国海军生产潜水艇用银锌 电池。1979-1987 美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。1998-1992 美国海军发展世界上最 大的镍镉电池用于核潜水 【板书】 (3)碱性蓄电池 ○银锌电池:负极:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O 1 正极:Ag2O+H2O+2e-=2Ag++2OH银锌电池充电和放电的总化学方程式为: Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2 【讲解】正极壳填充 Ag2O 和石墨,负极盖填充锌汞合金,电解质溶液 KOH。 【板书】 ○ 镉镍电池: 2 负极:Cd+2OH--2e-= Cd(OH)2 正极:2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH镉镍电池充电和放电的总化学方程式为: 2NiO(OH)+Cd+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2 【讲解】负极材料:Cd,正极材料:涂有 NiO2,电解质:KOH 溶液。镍镉电池寿命较蓄电池 长,但镉是致癌物,镍镉污染环境。 【讲解】还有一种广泛用于笔记本电脑、移动电话、摄像机的锂离子电池,其寿命较长,被称 为绿色电池 【板书】(4) 锂电池

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负极:Li - e- = Li+ 正极:MnO2 + e- = MnO2总反应式:Li + MnO2 = LiMnO2 【讲解】优点:质量轻、容量大、放电时间长。锂电池是一种高能电池,锂作为负极,技术含 量高,有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、 照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。 【过渡】还有一种新型高效氢氧燃料电池,主要用于航天领域,它的电极一般为活化电极,具 有很强的催化活性,如铂电极、活性炭电极等,电解质溶液为 40%KOH 溶液。 【板书】3.燃料电池(fuel cell) (1) 氢氧燃料电池 (碱性)电极反应:负极:2H2+4OH--2e-=4H2O 正极:O2+2H2O+2e-=4OH电池的总反应为:2H2 + O2 = 2H2O 【讲解】该电池的特点是能量转化率高,可达 70% 以上,且其燃烧的产物为水,因此不污染环境。 【板书】若电解质溶液为稀 H2SO4 负极:2H2 -4e-=4H+ 正极:O2+ 4H+ + 4e-= 2H2O 放电总反应式: 2H2 + O2 = 2H2O 【讲解】新型燃料电池:该电池用金属铂片插入 KOH 溶液中作电极,又在两极上分别通甲烷 和氧气。 【板书】(2) 甲烷氧气燃料电池 - 负极:CH4+10OH--8e-=CO32 +7H2O 正极:2O2+4H2O+8e-=8OH电池的总反应式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

教学回顾:
通过多媒体教学使学生了解原电池在生产和生活中的应用,简单易懂,激发了学生学习化学的兴趣,课堂教学 效果很好。

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课题:第二章 第三节 化学反应速率和限度(一)


授课班级 课 时
1.5



知识与技能

1、 了解化学反应的快慢 2、 理解和掌握化学反应速率的概念及表示方法 3、 掌握影响化学反应速率的条件 通过学生动手实验,培养学生观察和描述现象的能力,并根据实验现象探究、分析、推理和判断 的能力

学 目 的

过程与方法

情感态度 1、通过实验,激发学生的求知欲和学习兴趣; 价值观 2、2、通过问题讨论、培养学生善于思考,勤学好问,勇于探索的优秀品质。 重 点 化学反应速率的概念;了解影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素 第二章 第三节 化学反应的速率和限度 一、化学反应的速率 (reaction rate) 1、定义:单位时间内反应物的浓度减少或生成物浓度的增加来表示 2、单位:mol/L·s mol/L·min 3、表达式:v(A)== ?c( A)
?t

难 点

知识 结构 与 板书 设计

△c(A)表示物质 A 浓度的变化 △t 表示时间 4、有关化学速率的注意事项: 5、化学反应速率的计算 (1) 同一反应中各物质的速率之比等于方程式中各物质的计量数之比 (2) 对于反应 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 来说,则有

V A VB VC VD ? ? ? m n p q

教学过程 教学步骤、内容
【导课】多媒体播放影片 【讲解】北京的故宫是世界著名的古建筑群,是祖国珍贵的文化遗产。在保和殿后,有一块巨大的 “云龙陛石” ,上面雕有精美的蟠龙图案。但是,近些年来浮雕已开始受损,一些细小的花纹已变 得模糊不清。在太和殿周围的玉石护栏的蟠龙柱以及吐水龙头上的花纹也不同程度地受到腐蚀。据 统计,世界上的古建筑在本世纪所遭受的腐蚀比过去几百年甚至几千年所遭受的腐蚀还要严重,有 的已面目全非。这真是一场大的灾难。造成这场灾难的元凶是什么呢?它就是我们在前面介绍过的 酸雨。为什么以前几百年腐蚀很慢,而近十几年腐蚀却变快了呢?这就会涉及化学反应的速率的问 题。 【引入】通过前面的学习,同学们已经认识了化学反应中物质变化和能量变化的实质。在利用化学 反应制取所需物质时,我们希望在较短时间生产出更多的产品,今天我们就从化学反应的快慢和限 度的角度来研究这个问题。我们先研究第一个问题:化学反应的快慢。 【板书】第二章 第三节 化学反应的速率和限度 【投影展示】快慢不同的化学变化图片,如生成烟花的反应、青铜大钟的腐蚀、溶洞的形成、爆炸、

教学方法

60

塑料的降解、氢氧化铁的制备等。 【问题引入】这些反应的发生所经历的时间一样吗(看图片)?炸药爆炸(图 1) 、金属锈 蚀(图 2) 、溶洞形成(图 3) 、溶液中的离子反应(图 4、图 6、图 7) 、镁条燃烧(图 5) 、 溶液中新制的氢氧化亚铁转化为氢氧化铁(8) 、食物腐败、塑料老化??

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

【结论】有的化学反应进行得快,有的化学反应进行得慢。 【分组讨论】化学反应有快有慢,我们可以通过观察反应的一些现象来判断反应的快慢。 例如:硫酸铜溶液中加入铁丝(图 4) ,你能通过观察什么现象来判断反应进行得快慢?还 有哪些其他方法观察该化学反应的快慢呢?在日常生活和化学实验过程中,观察化学反应 进行得快慢的方法都有哪些?请举例说明。 【副板书】观察反应快慢的方法:①冒气泡快慢;②固体量的改变;③浑浊程度;④颜色变 化;⑤温度变化等。 【过渡】物理学中用什么定量描述物体的运动快慢?——速度。不考虑速度的方向称之为速 率。这一物理量是如何定义的?常用的单位是什么呢? 【回答】运动速率:单位时间内物体移动的距离,单位 m/S 【讲解】化学中用化学反应速率来表示化学反应的快慢。因很多化学反应在溶液中进行,因此化 学反应速率通常用物质的量浓度在单位时间内的改变量来表示。 【提问】那我们又应该如何表示化学反应的快慢呢? 【过渡】总的来说,不同的物质在反应时有快慢之分。在化学反应中用化学反应的速率来表现反应 的快慢。 【板书】一、化学反应的速率 (reaction rate) 1、定义:单位时间内反应物的浓度减少或生成物浓度的增加来表示 2、单位:mol/L· s 3、表达式:v(A)== mol/L· min

?c( A) +?t
2NH3 反应中, 自开始至2秒, 氨的浓度由0变为 0. 6 mol/L,

△c(A)表示物质 A 浓度的变化 ,△t 表示时间 【随堂练习 1】 1 在 N2 + 3H2 例

则以氨气表示的化学反应速率是多少? 【随堂练习 2】在某一化学反应中,反应物 B 的浓度在 5s 内从 2.0mol/L 变成 0.5mol/L,在这 5s 内

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B 的化学反应速率为____________ 【讲解】同学们完成的都很好,但是在具体的运用和理解化学反应速率时,还应注意下面几个问题 【板书】4、有关化学速率的注意事项: 【投影小结】 (1) 化学反应速率是平均速率,只有正值没有负值,只有大小没有方向。 (2) 在一定温度下,固体和纯液体物质,单位体积里的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数。 因此,它们的化学反应速率也被视为常数。 (3) 对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示反应速率,其数值可能不同, 但这些不同的数值表示的都是同一个反应速率。因此,表示化学反应的速率时,必须指明是用反应 体系中的哪种物质做标准。 【过渡】下面让我们具体来看一下化学反应速率计算当中的几个典型例题 【板书】5、化学反应速率的计算 例 2、合成 NH3 的反应为 N2+3H2 2NH3。现在某 2L 的容器中充入 2 mol 的 N2 和 5 mol 的

H2。反应 5 分钟后,容器中的 N2 的物质的量减少为 1 mol 。试求:(1) 5 分钟后,容器中 H2 和 NH3 的物质的量。(2) 5 分钟内三者的反应速率各是多少? (3) 三者速率是否相等 【讲解】有关化学反应速率的计算,有着其特有的运算模式,即三段法。在与化学反应方程式各对 应物质下标明三个量:(1) 初始状态各物质的量(浓度) 度) 其中改变量与化学计量数成正比来解决。 【副板书】(1) 反应前 变化 反应后 N2 2 mol 1 mol 1 mol + 3H2 5 mol 3 mol 2 mol 2NH3 0 mol 2 mol 2 mol (2) 改变量 (3) 终止状态各物质的量(浓

(2) v(N2) == 0.1 mol/L· min v(H2 ) == 0.3 mol/L· min v(NH3 ) == 0.2 mol/L· min v(N2) : v(H2 ):v(NH3 )== 1:3:2 【讲解】由第 3 问我们可以得出结论 【板书】(1) 同一反应中各物质的速率之比等于方程式中各物质的计量数之比 【讲解】我们可以利用这条规律,据系数比求其他物质的速率,也可以据速率比求系数比 【随堂练习】 1、反应 4NH3 (g)+5O2(g)
-1 -1

4NO(g)+6H2O (g) 在 10L 密闭容器中进行,半分钟 )
-1 -1

后,水蒸气的物质的量增加了 0.45mol,则此反应的平均速率 ( A、ν(NH3)=0.0101mol.L .s C、ν (NO)=0.0010 mol.L .s B、ν (O2)=0.0010 mol.L .s
-1 -1

D、ν (H2O)=0.045 mol.L-1.s-1
62

2 、 在 一 定 条 件 下 , mA + nB = pC 的 反 应 中 , 各 物 质 的 化 学 反 应 速 率 为 v(A)=amol/(L· s),v(B)=0.5amol/(L· s),v(C)=amol/(L· s),则该反应的化学方程式为:_________________ 【讲解】对于同一个反应,我们可以用不同的数值来表示同一个反应的速率,这就出现了比较化学 反应速率快慢的题型 【随堂练习】 例 3、在四个不同的容器中,在不同条件下进行反应:N2 +3H2 定的结果判断,生成氨的速率最快的是 A、ν(H2 )=0.1mol/(L.min) C、ν (NH3 )=0.3mol/(L.min) B、ν(N2)=0.1mol/(L.min) D、ν(H2 )=0.01mol/(L.s) 2NH3 据下列在相同时间内测

【讲解】比较同一化学反应在不同情况下反应速率的快慢,应选用同种物质作标准,然后利用化学 反应速率比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。求出不同情况下,用标准物表示的化学反 应速率。除此之外,也可先求出不同物质的表示的速率,用各物质表示的速率除以化学方程式中各 自的化学计量数,然后比较大小,其比值大者反应速率大。这种方法叫做比较比值法。 【板书】(2) 对于反应 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 来说,则有 V A ? V B ? VC ? V D
m n p q

【随堂练习】1、反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为: (1)ν(A)=0.3mol/(L· ) (2) ν(B)=0.6mol/(L· s s) (3) ν(C)=0.4mol/(L· (4) ν(D)=0.45mol/(L· 则该反应速率的快慢顺序为:___________________ s) s) 2、 恒温下, 1 mol N2 和 3 mol H2 在体积为 2L 的容器中混合, 将 发生如下反应: 2 +3H2 N 2S 后,测得 NH3 的体积分数为 25%,则下列说法中不正确的是( A、用 N2 浓度的减少表示平均反应速率 0.2 mol/L· s B、2S 时用 N2 的转化率为 40% C、2S 时混合气体中 n(N2):n(H2):n(NH3)== 3:9:4 D、2S 时 NH3 的浓度为 0.4 mol/L ) 2NH3 ,

教学回顾:
本节课内容从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手, 通过看一些形象生动的图片, 学生知道了 化学变化是有快有慢的,并且可以从很多方面观察判断化学变化的快慢,引导学生对实验现象的观察,为下面的实 验探究做铺垫。在此基础上引出反应速率的概念及其表示方法。又通过练习,要学生明确决定反应速率的主要因素 是物质本身的化学性质,外界条件可以影响反应速率。通过实验探究和课本上的思考与交流,学生自己就能够总结 出影响化学反应速率的一些外界条件因素。再通过一些日常生活、化学实验和工农业生产中人为控制反应速率的实 例,认识到学习反应速率有关知识的重要性。

63


课题:第二章 第三节 化学反应速率和限度(二)
知识与技能 教 学 目 的


授课班级 课 时
1.5

了解控制反应条件在生产生活和科学研究中的作用 通过在化学实验和日常生活中的现象,理解反应速率的概念及其表示方法,培养实验观察 过程与方法 能力及分析探究能力,体验科学探究的过程和化学研究的基本方法,培养自主学习的能力。 (1)通过对实验现象的观察和原因探究,培养学生严谨细致的科学态度和质疑精神。 情感态度 (2)通过同组合作实验和全班共同交流培养合作精神和与人沟通交流分享的精神。 价值观 (3)在影响化学反应速率的因素的学习中渗透辩证法 重 点 解影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素 难 点

知 识 结 构 与 板 书 设 计

第二章 第三节 化学反应的速率和限度 二、影响化学反应速率的因素 1、内部因素:在相同外界条件下,参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的内部因素。 2、外部因素 (1) 浓度对化学反应速率的影响 其他条件不变时,增加反应物的浓度,可以增大化学反应速率 (2) 压强对化学反应速率的影响 结论:对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,压强增大浓度增大 (3) 温度对化学反应速率的影响 结论:在其他条件不变的条件下,温度越高化学反应速率越快 (4) 催化剂(catalyst)对化学反应速率的影响 结论:在其他条件不变的条件下,催化剂能够改变化学反应速率。 能加快化学反应速率的叫正催化剂;能减慢化学反应速率的叫负催化剂 。

教学过程 教学步骤、内容
【投影】下列过程中,需要加快化学反应速率的是( A.钢铁腐蚀 B.食物腐坏 C.炼钢 C )

教学方法

D.塑料老化

【讲解】改变化学反应速率在实践中有很重要的意义,我们可以根据生产和生活的需要,采取适 当措施改变化学反应速率。那么,如何能够改变化学反应速率呢? 【板书】2、影响化学反应速率的因素 【学生】分组实验:做实验 2-5,并填表。注意观察实验现象并比较和思考。 (注意反应物的用量要尽可能的相同,试管规格也要相同。) 现象 热水 常温 冷水 气泡多而快,产生的气体使带火星的木条复燃 气泡均匀 气泡较少 结论 升温,反应速率增大 H2O2 分解 FeCl3 做催化剂 降温,反应速率减小

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【学生】分组实验:做实验 2-6,并填表。注意观察实验现象并比较和思考。 现象 加入 MnO2 加入 FeCl3 不加其他试剂 气泡多而快 气泡均匀 无明显现象 加入 MnO2,反应速率加快 加入 FeCl3,反应速率加快(稍慢) H2O2 分解反应中,MnO2 和 FeCl3 做催化剂,加快了反应速率 结论

【讨论】课本 43 页的思考与交流。 【过渡】除此之外,请你结合生活经验举例说明其他影响化学反应速率的外界条件因素。 【思考】影响化学反应速率的因素 1、钠与水的反应速率要比镁和水的反应速率快得多 2、实验室硫在纯氧中燃烧比在空气中燃烧更加剧烈; 3、新鲜的水果和食物保存在冰箱里能存放得更久; 4、用氯酸钾制氧气时使用二氧化锰做催化剂反应更快 5、木材劈得小一些烧得更旺。 【回答】1、反应物的性质(内因) 2、反应物的浓度 3、温度 4、催化剂 5、反应物之间的接 触面积 【板书】一、影响化学反应速率的内在因素:反应物的性质 【过渡】化学反应速率是化学反应快慢的没的化学反应,具有不同的化学反应速率,这是由于参 加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素,那么,化学反应速率对于某一反应来说是 不是就是一成不变的呢?不是,因为其他因素如温度、浓度、压强对不同化学反应产生影响时, 会使同一反应在不同条件下有不同的反应速率。下面我们就来讨论一下外界条件对化学反应速率 的影响。 【板书】二、影响化学反应速率的外在因素: 【归纳】 (1)温度:温度越高,化学反应速率越快。 【讲解】实验测得,温度每升高 10℃,化学反应速率通常增大到原来的 2-4 倍,同时,我们还应 了解到,此规律对于吸放热反应均适用。一般地说,温度对化学反应速率的影响比浓度、压强对 化学反应速率的影响要大,也更易于控制,是实验室最常用的增大化学反应速率的方法。 (2)催化剂:通常加入催化剂能极大地加快化学反应速率。 【讲解】能加快化学反应速率的叫正催化剂;能减慢化学反应速率的叫负催化剂 ,在实际应用 中,如不特别说明,凡是说催化剂都是指正催化剂。约 80%-85%的化工生产过程要使用催化剂。 使用催化剂的目的是加快反应速率,提高生产效率。催化剂参加化学反应,但反应前后的质量和 化学性质是不变的。催化剂具有高度的选择性和专一性。我们常提到的酶就是一种非常好的催化 剂。 (3)固体反应物的表面积:有固体参加的反应,固体的表面积越大,固体在同一时间内与其他 反应物的接触越多,化学反应速率越快。 (4)反应物状态:通常气相或液相反应比固相反应的反应速率大。 (5)反应物的浓度:在溶液中进行的反应,反应物的浓度越大,化学反应速率越快。 (98%浓硫酸例外) 【讲解】值得我们注意的是:(1) 对于纯液体或固体物质,可认为其浓度为常数,它们的量的改 变不会影响化学反应速率。 (6)压强:对于有气体参加的反应,改变压强将使气体的体积发生改变,也即相应地改变气体 的浓度。故增大压强,反应速率加快,降低压强,反应速率减缓。 【讲解】值得注意的是,由于压强的变化对固体、液体或溶液的体积影响很小,因而它们浓度改 变的影响也很小,可以认为改变压强对它们的反应速率没有影响,而对于可逆反应,压强增大, 正、逆反应速率都增大。而对于气体反应体系,有以下几种情况:
65

【投影小结】 I 恒温时,增加压强

体积缩小

浓度增大

反应速率加快

II 恒容时,充入气体反应物 总压增大 浓度增大 反应速率加快 充入惰性气体 总压增大,各物质浓度不变,反应速率不变 III 恒压时,充入惰性气体 体积增大 各反应物浓度减小 反应速率减慢

(7)形成原电池:加快反应速率 【板书】二、影响化学反应速率的外在因素 外因:温度、催化剂、溶液浓度、固体的表面积、反应物状态、气体压强、潮湿的空气…… 【练习】为了加快铁和稀硫酸反应制备氢气的速率,采取的最好的措施是 A、加少量硫酸铜 C、增大铁的用量 得出什么结论吗? 增大浓度反应速率加快,减小浓度反应速率减慢。 2.块状 CaCO3 、粉末状 CaCO3 与 0.1 mol/L 的盐酸反应谁快谁慢?为什么? 增大固体表面积可以加快反应速率(接触充分) 3.实验室进行化学反应时,常常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。为什么? 离子反应速率快,瞬间完成。(粒子的接触充分) 4.实验室】 ]二、影响化学反应速率的因素 1、内部因素:在相同外界条件下,参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的内部因素。 形成原电池可以加快反应速率 【讲解】除了浓度,压强、温度、催化剂等能改变化学反应速率外,反应物颗粒的大小、溶剂的 性质、光、超声波、磁场等也会对化学反应速率产生影响。 【投影小结】 影响化学反应速率的因素 内因 性质 催化剂 温度 反应物的浓度 外因 气态反应物压强 固体反应物表面积 其他 影响结果 反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之则越慢 使用催化剂,化学反应速率加快 升高温度,化学反应速率加快;反之减慢 增大反应物的浓度,化学反应加快;反之减慢 增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;反之减慢 增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快;反之减慢 光波,电磁波,超声波,溶剂等 B、加少量硝酸银 D、改用 98%的浓硫酸

【思考与交流】1.请预计大理石( CaCO3 )分别与 0.1mol/L 和 1mol/L 的盐酸反应的快慢。你能

【思考与交流】1、为什么要将食物存放在温度较低的地方? 低温下食物腐败速率大大降低,不易变质 2、实验时,通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细,并混匀后再进行反应,原因是什么? 固体研细后其表面积极大地增加,大大增加了反应物之间的接触机会,可以提高反应速率,有利 于反应的进行 3、实验室常用约 30%左右的硫酸溶液与锌粒反应制取氢气,当反应进行一段时间后,气泡变得稀

66

少了,如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中,气泡又会重新增多起来,原因是什么? 增大反应物的浓度,使反应物之间的接触机会增大,加快反应速率。 【讨论】探究影响化学反应速率的外界条件因素有什么意义? 【提问】如何通过改变外界条件来达到我们所希望的反应速率呢?请举例。 【归纳并板书】2、探究影响化学反应速率的外界条件因素的意义: 控制反应条件,提高那些对人类有利的反应速率,降低那些对人类反应不利的反应速率。 参考事例:食物放在电冰箱中降温以减慢腐败的化学反应速率;做某些化学实验时加热以加快化 学反应速率使反应时间缩短反应现象更明显;铁制门窗上涂油漆以减慢生锈的化学反应速率;食 品包装袋内放干燥剂和吸氧剂降低水和氧气的浓度以减慢食品变质的化学反应速率;工业生产中 通过加快反应速率以达到提高生产效率的目的…

教学回顾:

67


课题:第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物------甲烷 (1)------甲烷
教 知识与技能 学 目 的 过程与方法 情感态度价值观 重 点 难 点


授课班级 课 时
1

1、掌握甲烷分子的空间结构特征,能够书写甲烷分子的结构式、电子式。 2、掌握甲烷的化学性质。 3、了解取代反应的特征。 4、了解甲烷的存在和甲烷的用途等。 1、通过对甲烷的正四面体结构的认识,掌握分析四氯化碳、一氯甲烷、二氯甲烷和三氯甲烷分 析结构的方法。 2、通过甲烷分子模型的分析,学会根据比例模型、球棍模型分析分子结构的方法。 以甲烷的存在和用途等为素材,增强化学在人类重要作用的认识。 甲烷的化学性质 甲烷跟氯气的取代反应 绝大多数含碳的化合物都是有机化合物( organic compound) 其中仅含碳和氢两种元素的有机物称为烃。 第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物------甲烷( methane) 一、甲烷在自然界中的存在 存在:天然气田、煤矿坑道、池沼等 二、甲烷的分子组成和结构 1、甲烷的化学式(分子式):CH4

知 识 结 构 与 板 书 设 计

2、电子式:

3、 结构式(structural formula): 4、分子结构:对称的正四面体结构 三、甲烷的性质 1、物理性质 2、化学性质 (1) 、甲烷的氧化反应---燃烧反应
点燃

结构简式:CH4

? CH4(g)+2O2(g) ?? ? CO2(g)+2H2O(l) 现象:火焰呈淡蓝色、烧杯内壁有水珠、澄清石灰水变混浊 (2)、稳定性
(3)、甲烷的受热分解:CH4


C+2H2

(4)、取代反应(substitution reactio)

取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。

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取代反应是烷烃的特征反应,但反应物必须是纯卤素,条件也较特别。

教学过程 教学步骤、内容
【多媒体展示】常见的有机化合物的图片,让学生欣赏图片。 【引入】从今天起,我们将学习有机化合物的知识。有机化合物与人类的生活有密切的关系,在衣、 食、住、行、医疗、能源、材料、科学技术及工农业生产等领域中都起着重要作用。迄令为止已经超 过 2000 万种。有机物不仅数量很多,而且分布极广。例如刚才图片中涉及的常见燃料:汽油、煤油、 柴油;建材中的木材、黏合剂、涂料、油漆;日用品中的塑料、橡胶、纤维、清洁剂;食物中的营养 餐—糖类、油脂、蛋白质等都是有机化合物。 【设疑】那么什么是有机物?他们有什么共同的特点? 【讲解】因二氧化碳、一氧化碳、碳酸盐及碳酸氢盐等具有无机化合物的性质,除二氧化碳、一氧化 碳、碳酸盐及碳酸氢盐外,绝大多数含碳的化合物都是有机化合物。有机化合物有两个基本特点:数 量众多,分布极广。 【板书】绝大多数含碳的化合物都是有机物( organic compound) 【投影】有机物与无机物的主要区别 性质 溶解性 耐热性 可燃性 电离性 化学反应 有机物 多数不溶于水,易溶于有机溶剂 多数不耐热,熔点较低,一般在 400℃以下 多数可以燃烧 多数是非电解质 一般比较复杂,副反应多,反应速率慢 无机物 部分溶于水而不溶于有机溶剂 多数耐热,难熔化,熔点一般比较高 多数不能燃烧 多数是电解质 一般比较简单,副反应少,反应速率较快

教学方法

【讲解】有机物和含碳化合物的正确关系是:有机物一定含碳元素,但含碳元素的物质不一定是有机 物。其中仅含碳和氢两种元素的有机物称为烃。 【板书】其中仅含碳和氢两种元素的有机物称为烃。 【提问】有机物种类繁多的原因又是什么呢? 【多媒体展示】教材 P64 页图 3-6 【讲解】有机物种类之所以繁多主要有以下几个原因: 1、碳原子最外层电子为 4 个,可形成 4 个共价键; 2、在有机化合物中,碳原子不仅可以与其他原子成键,而且碳碳原子之间也可以成键; 3、碳与碳原子之间结合方式多种多样,可形成单键、双键或叁键,可以形成链状化合物,也可形成环 状化合物; 4、相同组成的分子,结构可能多种多样。 【讲解】人们熟悉的甲烷就是最简单的烃,也是最简单的有机物。 【投影】通过展示―可燃冰‖的图片,播放西气东输视频来创设情境引入新课。再向学生讲述为了合理开 发并利用这些新能源,就有必要研究天然气主要成分甲烷的结构和性质。 【投影】可燃冰 ——未来的新能源
69

可燃冰简介: 学名―天然气水合物‖, 也称气体水合物 (gas hydrate) 是由天然气与水分子在高压 , (>100 大气压或>10MPa)和低温(0~10℃)条件下合成的一种固态结晶物质。因天然气中 80%~90%的成分 是甲烷,故也有人叫―甲烷水合物‖(methane hydrate 或 methane gas hydrate)。天然气水合物多呈白色 或浅灰色晶体,外貌类似冰雪,可以像酒精块一样被点燃,故也有人叫它―可燃冰‖。 从微观上看其分子结构就像一个一个―笼子‖,由若干水分子组成一个笼子,每个笼子里―关‖一个甲 烷气体分子 【板书】第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物------甲烷( methane) 一、自然界中的存在 【板书】1、存在:天然气田、煤矿坑道、池沼等 【讲解】我国的天然气已探明储量为 1.37 万亿立方米,居世界第 19 位。主要分布在中西部的四川、 重庆、甘肃、青海、新疆等地区及海底。天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源。它还是一种 重要的化工原料。 “西气东输”就是将新疆等地的天然气,通过管道东输到长江三角洲,最终到达上海 的一项巨大工程。 【讲解】植物在隔绝空气情况下分解能够产生甲烷,我国是世界上最早发现和利用天然气的国家,比 西方要早一千三百年。现在我国天然气利用发展很快,常与石油和煤炭伴生,在油田和煤矿附近往往 有天然气,它们都是“清洁”的燃料,无毒并且热能高。很多城市由烧煤改烧天然气后,酸雨的危害 明显减弱。 【板书】二、甲烷的分子组成和结构 【随堂练习】已知甲烷仅由碳、氢两种元素组成,其中质量分数 C%=75%,H%=25%。请同学们推出甲烷 的化学式。 (提示:可以根据共价键理论和 C、H 原子比例判断甲烷分子式。 ) 【板书】1、甲烷的化学式(分子式):CH4 【讲解】 因为碳原子有四个价电子,欲形成八个电子的稳定结构,需要形成四对共用电子对才能达到 八个电子的稳定结构;氢原子核外有一个电子,欲形成两个电子的稳定结构,需要形成一对共用电子 对才能达到两个电子的稳定结构。所以甲烷的化学式为:CH4 【随堂练习】已知甲烷的分子式为 CH4,①写出甲烷的电子式;②写出甲烷的结构式。 【板书】 教师根据学生的 回答,总结、归 纳,进行板书。 介绍俗名来源, 说明事物的联系 性。 根据学生的回 答, 归纳、 板书。

2、电子式:

3、 结构式(structural formula):

结构简式:CH4

【过渡】结构式仅用来表示分子中原子的连结顺序,不能表示分子中原子在空间的分布。我们知道了甲 烷的分子式和结构式,那么甲烷分子的结构是什么样的呢?
70

【实践活动】按课本要求动手实验:

【讲解】甲烷的电子式和结构式只能表示甲烷分子中碳、氢原子的结合方式,但不能表示甲烷分子中 原子在空间的排布情况。经过科学实验证明甲烷分子的结构是对称的正四面体结构,碳原子位于正四 面体的中心,4 个氢原子分别位于正四面体的 4 个顶点上,四个 C—H 键强度相同。 【讲解】但是 CH4 的结构式并不能代表其真实构型,我们称其为平面结构式,只是为了简便起见,一 般只写有机物的平面结构式。 【展示】甲烷的比例模型和甲烷的球棍模型

【讲解】球棍模型及比例模型:借助球棍子模型讲解人们是如何确定甲烷是正四面体空间结构,而不 是平面正方形结构。 【投影】拓展资料:甲烷分子结构的参数: 1、键角都是 109028′ 2、键长 1.09× 10
--10

m

3、键能是 413kJ/mol 【讲解】结构式实际是分子球棍模型在平面上的投影,表示分子内各原子的成键情况。球棍模型能表 示分子内各原子在空间的相对位置和立体构型。比例模型能表示分子内各成键原子的相对大小和在空 间的相对位置。 【板书】4、空间结构:对称的正四面体结构 【知识拓展】在甲烷分子里,虽然 C—H 键都是极性键,但 CH4 分子是一种高度对称的正四面体结构, 四个 C—H 键的极性相互抵消,整个分子没有极性,所以甲烷是非极性分子。 【过渡】我们知道了甲烷的分子结构,那么由这种结构决定的甲烷的性质是什么样的呢? 【板书】三、甲烷的性质 【实验】展示装有甲烷气体的储气瓶(瓶中留有少量水),简单介绍仪器名称。 【提问】通过观察,甲烷的物理性质都有哪些? 【板书】1、物理性质:无色、无味、密度比空气小,极难溶于水。 【板书】2、甲烷的化学性质 【讲解】通常情况下,甲烷稳定,如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。但任何物质的
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稳定性都是相对的,而它的变化是绝对的,内因是变化的根据,外因是变化的条件,一旦外部条件发 生变化,甲烷也能发生反应比如在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应,如可以燃烧和发生取 代反应等。 【板书】 、甲烷的氧化反应---燃烧反应 (1) 【讲解】 甲烷是一种优良的气体燃料, 通常情况下 1mol 甲烷在空气中完全燃烧, 放出 890kJ 的热量, 火 焰呈淡蓝色。请同学们设计一套检验甲烷燃烧产物的装置同时思考以下问题:(1)点燃甲烷前应有什 么操作?(2)有几种产物?怎么检验? 【回答】点燃甲烷前应该验纯,燃烧产物是二氧化碳和水,可以通过将干燥烧杯罩在甲烷的火焰上, 之后倒转烧杯迅速倒入澄清石灰水来检验。 【板书】 CH4(g)+2O2(g) ?? ? CO2(g)+2H2O(l) ?
点燃

教师对学生设计 的装饰进行评价 并根据学生板演 的方程式和装置 图归纳总结

现象:火焰呈淡蓝色、烧杯内壁有水珠、澄清石灰水变混浊 【讲解】注意,在这里化学方程式尽管已经配平,但不用等号用箭头表示。这是因为有机化合物参加 的化学反应往往比较复杂,常有副反应发生。因此,这类反应的化学方程式通常不用等号,而是用箭 号的化学反应往往比较复杂,且常常用结构式代替分子式。 【讲解】甲烷是一种很好的气体燃料。但是必须注意,如点燃甲烷跟氧气或空气的混合物,会立即发 生爆炸。在煤矿的矿井里,如果空气中甲烷的含量达到一定比例时,遇到火花就会发生爆炸,所以必 须采取安全措施,如严禁烟火、注意通风等,以防止爆炸事故发生。此例说明,对一个化学反应有充 分、全面的认识,才能利用它、控制它,防止其有害的一面。 【讲解】我们知道酸性 KMnO4 溶液具有很强的氧化性,若遇到一般的还原性物质时常常会发生氧化还 原反应,且自身被还原褪色。那么,甲烷能否被酸性 KMnO4 溶液氧化呢? 【投影实验】将 CH4 通入酸性 KMnO4 溶液中,观察现象 【实验现象】:溶液颜色无任何变化,即不褪色。 【讲解】通常情况下,甲烷很稳定,不能使 KMnO4 溶液和溴水褪色。即不能与强氧化剂反应,而且也 不能与强酸或强碱反应。 【板书】(2)、稳定性 【讲解】在隔绝空气并加热至 1000℃的高温,甲烷发生分解 【板书】(3)、甲烷的受热分解:CH4


C+2H2

【讲解】在工业上, 利用甲烷的分解制得的碳可用于橡胶工业,而制得的 H2 可用于合成氨和制备汽油。 【过渡】甲烷在常温下稳定,但当条件改变时,是否可以同其他物质发生反应? 【板书】(4)、取代反应(substitution reactio) 【科学探究】 1、在收集好甲烷的试管中,迅速加入 0.5 g KMnO4 和 1mL 盐酸,用黑纸包好。 2、在收集好甲烷的试管中,迅速加入 0.5 g KMnO4 和 1mL 盐酸。距离 15 cm 用燃着的镁条(日光、高 压汞灯等其他光源)照射。 实验测试:用润湿的蓝色石蕊试纸在瓶口检验。 【实验现象分析】: 条件 实验 1 反应中现象变化 试纸的变化 不变红 不见光 黄绿色不褪

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实验 2 结论

光照

黄绿色褪去、瓶口有白雾、油状液滴

变红

CH4 与氯气在光照条件下反应并有 HCl 生成

反应现象原理探究: (1)光是反应发生的主要原因。 (2)黄绿色逐渐褪去,瓶壁出现油状液滴,说明产生了不溶于水的物质。 (3)瓶口有白雾,使试纸变红,推断有氯化氢生成。 【讲解】 在反应中 CH4 分子里的一个 H 原子被氯气分子里的 1 个氯原子所代替, 但是反应并没有停止, 生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用,依次生成二氯甲烷、三氯甲烷(氯仿)、和四氯甲烷 。 【投影展示】化学反应过程:

取 代

一氯甲烷(气态)

二氯甲烷(液态)

思考: 左边这 些反应 是 置换反 应吗?

三氯甲烷(液态)

四氯甲烷(液态)

【讲解】CH3Cl,一氯甲烷,无色易液化的气体,有乙醚的气味和甜味,无腐蚀性。主要用作致冷剂、 在医药上作麻醉剂。 CH2Cl2,二氯甲烷,无色透明、有刺激芳香气味、易挥发的液体。吸入有毒!脂肪和油的萃取剂、牙 科局部麻醉剂、冷冻剂和灭火剂 CHCl3,三氯甲烷、氯仿。无色透明易挥发液体,稍有甜味。有机溶剂。在医药上用作麻醉剂、防腐剂。 CCl4,四氯甲烷、四氯化碳。无色液体,有愉快的气味,有毒!用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的 浸出剂、纤维的脱脂剂、灭火剂、分析试剂,并用于制氯仿和药物等。 【板书】

【投影小结】注意: 1、 四个反应同时进行,五种产物同时存在,1 mol H 被取代需要 1 mol 氯气 2、反应条件:光照(在室温暗处不发生反应,但不能用强光直接照射,否则会发生爆炸) 反应物:纯卤素 3、由于 CH4 是正四面体结构,C 到 H 的距离相同,C—H 键相同,说明四个 H 等效。氯取代等效 H 中 的任意一个几率相同,无顺序可言。CH2Cl2 无同份异构体(立体异构)可从实验事实角度证明,CH4 是正 四面体结构 4、烃中的 H 原子被卤素所取代的产物叫卤代烃,用 RX 表示,是一种烃的衍生物。 5、书写方程式时不用等号,用箭头,不用分子式用结构式或结构简式。 【讲解】在这些反应里甲烷分子中的 H 原子逐步被 Cl 原子所代替生成了四种取代物,像这种有机物分
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子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。 【板书】取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫取代反应。 取代反应是烷烃的特征反应,但反应物必须是纯卤素,条件也较特别。 【提问】我们以前学习过置换反应,置换反应与取代反应有什么区别和联系呢?请思考讨论后填写下 表。 【投影】取代反应与置换反应的比较表 取代反应 可与化合物发生取代,生成物中不一定有单质 反应能否顺利进行受催化剂、温度、光照等外界 条件的影响较大。 分步取代,很多反应是可逆的 置换反应 反应物、生成物中一定有单质 在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非 金属活动性顺序 反应一般是单向进行。

【小结】本节课我们开始了对有机物的学习,认识到甲烷的正四面体立体结构和它的几个重要化学性 质;氧化反应、取代反应、受热分解反应,学习中重点应对甲烷和氯气的取代反应加以理解,当然也 要树立结构和性质紧密相关的观点。 【自我评价】 1、下列说法正确的是( D ) A、有机物都是从有机体中分离出来的 B、所有有机物在一定条件下都可以相互转化 C、易溶于汽油、酒精等有机溶剂的化合物一定是有机物 D、有机物参与的反应大多比较复杂,速率慢,且常伴有副反应发生 2、不属于有机物特点的是( C ) A、大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂 B、有机反应比较复杂,一般反应速率较慢 C、绝大多数有机物受热不易分解,且不易燃烧 D、绝大多数有机物是非电解质,不易导电,熔点低。 3、在光照条件下,将等物质的量的 CH4 和 Cl2 充分反应后,得到的产物的物质的量最多的是( D A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl AD ) 4、能说明甲烷的分子不是平面正方形,而是正四面体的是 ( C、CH4 的一氯代物只有一种 )

A、CH4 分子中的键长、键角都相等 B、CH4 与氯气能生成 4 种取代产物 D、CH4 的二氯代物只有一种

教学回顾: 甲烷的取代反应使学生接触到的第一个化学反应,很多学生对有机反应不熟。所以要抓住有机反应 的特点对甲烷的取代反应来理解,如有机反应是分布步进行的,
CH4

Cl 2 Cl CH3Cl 2 光 光

CH2Cl2

Cl 2 Cl 2 CHCl3 CCl4 所以无论氯气与甲烷以何比例混合,最终都有 4 种卤代烃生成。 光 光

写好有机反应方程式一定要了解反应物如何断键,才能理解生成物如何成键。并本着在那儿断就在那儿接的原则,更好 的写出方程式。

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课题:第三章 有机化合物 第一节 最简单的有机化合物------甲烷 (2)------烷烃
教 学 目 的 知识 与 技能 过程 与 方法 情感态度 价值观 重 点 难 点


授课班级 课 时
3

知 识 结 构 与 板 书 设 计

1、掌握烷烃的分子组成、结构等的特征。 2、理解同系物、烃基等概念,学会烷烃的命名。 3、理解同分异构体概念。 4、了解烷烃系列的性质变化规律。 1、基本学会烷烃同分异构体的分析方法,能够书写 5 个碳原子以下烷烃的同分异构体结构简式。 2、从甲烷的性质推导到烷烃的性质的过程中,学会从一种代表物质入手掌握同系列有机物性质的方 法。 通过实践活动、探究实验和多媒体动画等,培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神,激发学 生学习化学的兴趣,探索新知识的欲望。 烷烃的性质和同分异构体概念的学习 烷烃的性质和同分异构体概念的学习 烷烃(alkane)的结构和性质 一、烷烃的结构和组成特征: 定义:碳原子之间只以单键相结合,剩余的价键均与氢原子结合,使每个碳原子的化合价都达到“饱 和” ,像这样的烃叫做“饱和烃 ( saturated hydrocarbon ) ‖,也称为烷烃。 二、烷烃的命名 三、烷烃的结构式和结构简式 四、烷烃的通式:CnH2n+2 (n≥1) 五、同系物(homolog) 1、定义: 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个 CH2 原子团的物质互称为同系物。 2、特点: (1) 同系物属于同一类物质,且有相同的通式。 (2) 式量相差一定是 14 的倍数。 (3) 同系物的化学性质相似,物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化 六、物理性质 (1) 随着分子里含碳原子数的增加,熔点、沸点逐渐升高,相对密度逐渐增大, (2) 分子里碳原子数等于或小于 4 的烷烃在常温常压下都是气体,其他烷烃在常温常压下都是液体或 固体。 (3) 烷烃的相对密度都小于水的密度 七、化学性质 (1) 烷烃化学性质比较稳定,常温下不和强酸、强碱、强氧化剂等反应,不能使 KMnO4 酸性溶液和 溴水褪色。 (2) 烷烃的可燃性 CnH2n+2 + 3n ? 1 O2 n CO2 + (n+1) H2O 2 (3) 光照下和卤素单质发生取代反应 八、同分异构现象( isomerism)和同分异构体(isomer) 1、定义:
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具有相同的分子式,但具有不同结构的现象称为同分异构现象 具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 2、特点: (1) 分子式相同,即化学组成和相对分子质量相同 (2) 可以是同类物质,也可以是不同类物质 (3) 同分异构现象是产生有机物种类繁多的重要原因之一 (4) 产生同分异构的原因:碳链异构、官能团异构、空间异构 3、同分异构体间的物理性质变化规律: 碳原子数相同,支链越多,熔沸点越低 4、烃基: 烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基,用“R—”表示。 5、烷烃同分异构体的书写 成直链,一线串;取一碳,挂中间;向外排,不到端。 6、等效氢判断方法如下: (1) 同一个碳原子上的氢原子是等效的 (2) 同一个碳原子上所连甲基上的氢是等效的。 (3) 处于镜面对称位置上的氢原子是等效的。

教学过程 教学步骤、内容
【知识回顾】甲烷的分子结构有什么特点? 【回答】甲烷分子是以碳原子为中心的、四个氢原子为顶点的正四面体型的立体结构 【提问】甲烷有哪些主要化学性质? 甲烷的主要化学性质表现在:通常情况下,甲烷对强酸、强碱和强氧化剂稳定;可与氧气在点 燃条件下发生氧化反应,生成二氧化碳和水;可与氯气等卤素在光照条件下发生取代反应,并生成多 种取代产物;在无氧高温的条件下,甲烷可以发生分解反应,生成炭黑和氢气。 【提问】什么叫取代反应? 【回答】有机物分子里的某原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应叫做取代反应。 【引入】 甲烷是最简单的烃, 在烃里边还有许多结构和性质怀与甲烷相似的分子, 如乙烷、 丙烷等等, 这就是我们这节课的主题------烷烃。首先,让我们先来了解一下烷烃的结构和性质。 【板书】一、烷烃(alkane)的结构和组成特征 【探究活动】给每个学习小组分发一些小球和小棍,自己动手来制作甲烷、乙烷、丙烷和丁烷的球棍 模型。在制作时大家要注意检查碳原子的四个价键是否已被充分利用。 【引导】可参照教材 P62 “图 3-4 几种烷烃的球棍模型”边讨论边制作,分别得到四种分子模型。 【投影】几种烷烃的球棍模型

教学方法

甲烷

乙烷

丙烷

丁烷

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【提问】 大家细心地观察你们撑竿跳所制得的各种模型, 看看碳原子与碳原子的连接方式有何特点? 碳原子周围总共形成了几个化学键? 【回答】在这些烃的分子里,碳原子跟碳原子都以单键结合成链状,像甲烷一样,碳原子的剩余的价 键全部跟氢原子相结合,总共形成了四个化学键。 【讲解】 这样的结合使得每个碳原子的化合价都已充分利用, 都达到饱和, 我们把这种烃叫―饱和烃‖, 又叫―烷烃‖。 【板书】1、烷烃的定义:碳原子之间只以单键相结合,剩余的价键均与氢原子结合,使每个碳原子 的化合价都达到“饱和”,像这样的烃叫做“饱和烃(saturated hydrocarbon)”,也称为烷烃。 【讲解】由于 C—C 连成链状,所以又叫饱和链烃, 【过渡】 前边我们把含有一个碳原子的两种烷烃分子分别叫甲烷、 含有二个和三个碳原子的烷烃分子 称为乙烷和丙烷, 又把四个碳原子的两种烷烃分子分别叫正丁烷和异丁烷等, 但七碳烷烃的各种同分 异构体又该如何命名呢?下面就来讨论一下有关烷烃分子的命名 【板书】二、烷烃的命名:习惯命名法 【讲解】碳原子后边加一个烷字,就是简单的烷烃的名称,根据分子里所含碳原子数目 (1)原子数 1-10:用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。 (2)碳原子数在 11 以上,用数字来表示,如:十二烷:CH3(CH2)10CH3 (3)相同碳原子结构不同时如:CH3CH2CH2CH3(正丁烷)CH3 CH(CH3)CH3(异丁烷) 【练习一】 :对下列烷烃命名

【板书】三、烷烃的结构式和结构简式 【提问】请同学们根据你们所制的各种分子的模型写出乙烷、丙烷和丁烷的结构式

乙烷

丙烷

丁烷

【讲解】书写结构式时要注意,我们通常是将其写成直线形式,但同一个碳上连接的四个价键的位置 是可以互相调换,因为在空间内四个价键是可以旋转的。例如,下列各物质结构式虽貌似不同,但却 是同一物质。 【投影】

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【提问】若把上述各分子的结构式中表示共价单键的―---‖删去,把 C 原子上的氢原子合并会变成什 么样子? 【回答】乙烷 CH3CH3 丙烷 CH3CH2CH3 丁烷 CH3CH2CH2CH3 【讲解】变形后的式子书写起来是比较方便的,我们称之为有机物的结构简式。当然,在书写有机物 的分子的结构简式时, 若遇到像丁烷分子中有两个或多个相同的成分时, 还可以写成 CH(CH2)CH3。 3 2 由于结构简式书写方便,且仍能表示出分子结构的简况,所以更多情况下常使用结构简式。 【思考与交流】分析这些式子,可以发现什么? 甲烷 CH4 乙烷 C2H6 丙烷 C3H8 丁烷 C4H10 戊烷 C5H12 癸烷 C10H22 十七烷 C17H36 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)8CH3 CH3(CH2)15CH3

【讲解】由甲烷、乙烷、丙烷的分子式分别为 CH4、C2H6、C3H8,可以推出含 n 个碳原子的烷烃的 通式:CnH2n+2 (n≥1)。但要注意的是,通式中 n 值从理论上说是自然数,但现实中 n 值并不是无限大, 再则,此通式为开式链烃的通式。 【板书】四、烷烃的通式:CnH2n+2 (n≥1) 【讲解】大家再比较一下相邻碳原子数的烷烃在分子组成上有何特点,当然也可以用通式来推算。 【回答】在分子组成上差一个或若干个 CH2 原子团 【讲解】类似烷烃各分子这样,分子结构相似,在分子组成上相关一个或若干个 CH2 原子团的物质, 互称为同系物。 【板书】五、同系物(homolog) 1、定义:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个 CH2 原子团的物质互称为同系物。 【点击试题】下列各组内的物质不属于同系物的是( C )

A、 B、 C、

D、 【讲解】在判断同系物的时候,要严格把握同系物概念涵义的两个方面:一是分子结构相似,二是分 子组成上相差一个或若干个 CH2 原子团,二者要联系在一起应用,缺一不可。当然,还应注意,同 系物的关系不光是只有烷烃分子之间存在, 在其他的有机物内也存在着同系物的关系。 请同学们自己 小结一下同系物的特点 【板书】2、特点: (1) 同系物属于同一类物质,且有相同的通式。
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(2) 式量相差一定是 14 的倍数。 (3) 同系物的化学性质相似,物理性质随着碳原子数的增加而发生规律性的变化 【过渡】既然甲烷的结构和其它烷烃分子很相似,那么它们在性质上是否也很相似呢? 【板书】六、物理性质 【投影】常见烷烃的物理性质比较表 名称 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 癸烷 十六烷 十七烷 结构简式 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)8CH3 CH3(CH2)14CH3 CH3(CH2)15CH3 常温时的状态 气 气 气 气 液 液 液 固 熔点/℃ -182 -183.3 -189.7 -138.4 -130 -29.7 18.2 22 沸点/℃ -164 -88.6 -42.1 -0.5 36.1 174.1 287 301.8 相对密度 0.466* 0.572** 0.5853*** 0.5788 0.6262 0.7300 0.7733 0.7780

【学生活动】思考、分析表中的数据,讨论,并得出一些规律。 【板书】 (1) 随着分子里含碳原子数的增加,熔点、沸点逐渐升高,相对密度逐渐增大, (2) 分子里碳原子数等于或小于 4 的烷烃在常温常压下都是气体, 其他烷烃在常温常压下都是液体或 固体。 (3) 烷烃的相对密度都小于水的密度 【提问】造成烷烃熔沸点随碳原子数增多而升高的原因是什么呢? 【回答】组成和结构相似,相对分子量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高。 【讲解】在这里我们要注意的是: 1、表中所列烷烃均为无支链的烷烃,亦即分子组成与结构都相似的烷烃,而且碳原子数增多的过程 也是相对分子质量增加的过程。 2、常温常压下是气体的烷烃除了上述碳原子数小于或等于 4 的几中分子外,还有一种碳原子数为 5 的分子---分子中含有支链的戊烷: 3、烷烃分子一般不溶于水,而易溶于有机溶剂,液态烷烃本身就是很好的有机溶剂。 【过渡】 甲烷与其他烷烃结构的相似不仅表现在物理性质上的规律性变化, 而且化学性质也具有极大 的相似性,请同学们根据甲烷的化学性质总结、推测烷烃应有的化学性质 【板书】七、化学性质 (1) 烷烃化学性质比较稳定,常温下不和强酸、强碱、强氧化剂等反应,不能使 KMnO4 酸性溶液和 溴水褪色。 【讲解】烷烃都由碳氢两种元素组成,由空气或氧气中可以燃烧,表现为可燃性。 【板书】(2) 烷烃的可燃性 【讲解】我们知道了烷烃的通式,那么能否写出烷烃燃烧的通式呢?

79

【板书】CnH2n+2 + 3n ? 1 O2

n CO2 + (n+1) H2O

2
【讲解】甲烷可以发生卤代反应,其他烷烃一样可以发生取代反应。 【板书】(3) 光照下和卤素单质发生取代反应 【过渡】 现在给每个学习小组发一些小球, (黑色稍大球代表碳原子, 红色稍小球代表氢原子)和小棍, 要求按照烷烃分子的结构特点, 来制作含有五个碳原子的烷烃分子的可能结构的球棍模型, 并根据自 己所制作的模型写出对应的结构式和分子式,看看哪组又快又好。 【学生活动】以小组为单位进行讨论和制作,综合各组结果得到三种结构,并初步认识到它们的结构 虽然不同,但分子组成即分子式是相同的。 【投影】

【讲解】从大家的制作结果可以看出含有五个碳原子的烷烃分子尽管分子式相同,均为 C5H12,但它 们的结构是完全不一样的,这一现象在有机化合物中非学普遍。我们称之为同分异构现象,具有相同 分子式但结构不同的化合物之间互称为同分异构体。 【板书】八、同分异构现象( isomerism)和同分异构体(isomer) 1、定义:具有相同的分子式,但具有不同结构的现象称为同分异构现象 具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。 【讲解】大家在理解同分异构体现象和同分异构体概念时应注意两点:一是分子式相同。分子同必然 相对分子质量相同,但相对分子质量相同分子式不一定相同。二是分子结构不同。分子结构不同是分 子里原子或原子团的排列方式不同而引起的。 【板书】2、特点: (1) 分子式相同,即化学组成和相对分子质量相同 (2) 可以是同类物质,也可以是不同类物质 (3) 同分异构现象是产生有机物种类繁多的重要原因之一 (4) 产生同分异构的原因:碳链异构、官能团异构、空间异构 【讲解】同分异构体的分子虽然相同,但结构不同,而物质的结构决定物质的性质,所以它们的性质 不同。如丁烷,存在两种同分异构体,一种是分子里的碳原子互相结合成直链,被称为正丁烷,另一 种分子里的碳原子却带有支链被称为异丁烷,它们的性质就有明显的差异。 【投影】正丁烷结构和物理性质比较 如正丁烷与异丁烷就是丁烷的两种同分异构体,属于两种化合物。 正丁烷 熔点(℃) -138.4 沸点(℃) -0.5 异丁烷 -15 -11.7

【提问】根据表中的数据分析同分异构体之间的熔沸点、相对密度有何变化规律? 【回答】从表中的数据可以看出异丁烷的熔沸点、相对密度均比正丁烷的低。

80

【提问】两种分子结构上有什么差异? 【回答】异丁烷有支链,而正丁烷是直链。 【讲解】我们可由此概括出一结论,即在其他条件相同时,各同分异构体当中分子里数越多,该分子 的熔沸点越低,相对密度越小。 【板书】3、同分异构体间的物理性质的变化规律:碳原子数相同,支链越多,熔沸点越低 【提问】为什么会出现这种情况呢? 【讲解】原因是支链越多,分子间排列不紧密,分子间作用力越弱。 【投影小结】四同比较 概念 对象 判断 依据 性质 同位素 原子 中子数不同 的原子之间 化学性质几 乎一样,物理 性质有差异 实例 H、D、T 同素异形体 单质 素的单质之 间 化学性质相 似, 物理性质 差别较大 红磷与白磷 甲烷与乙烷 同系物 有机物 结构相似的同一类物质; 符合同一 通式; 相对分子质量不同, 且相差 14 化学性质相似, 熔沸点、 密度呈规 律性变化 同分异构体 有机物、无机物 分子式相同,结构不 同, 不一定是同一类物 质 化学性质可能相似也 可能不同, 物理性质不 同 正丁烷与异丁烷

原子数相同, 属 同 一 种 元

【提问】如果在烷烃分子的结构中推动一个或几个氢原子,剩余部分名称是什么呢? 【板书】4、烃基:烃分子失去一个或几个氢原子所剩余的部分叫烃基,用―R—‖表示。 【讲解】如果该烃是烷烃所形成的烃

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