2019-2020年《元素周期表的應(yīng)用》WORD教案.doc

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2019-2020年《元素周期表的應(yīng)用》WORD教案 標(biāo) 題： 元素周期表的應(yīng)用（教學(xué)設(shè)計） 關(guān)鍵詞： 位置—結(jié)構(gòu)—性質(zhì)的關(guān)系，周期表應(yīng)用 描述： 元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，包含了元素周期律的全部意義，是研究、學(xué)習(xí)化學(xué)的工具。本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容把教學(xué)的重點放在培養(yǎng)學(xué)生分析、推理的能力上面，通過對具體問題的一系列探究活動，歸納得出元素在周期表中的位置、元素的原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)三者間的關(guān)系，并結(jié)合一定的練習(xí)，幫助學(xué)生學(xué)會運用元素周期表。通過一些典型事例拓展元素周期律和元素周期表在指導(dǎo)科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中的作用。 學(xué)科： 化學(xué)高中二年級第一學(xué)期（試用本）>上科版>第九章>第二節(jié)>第四課時 作者： 余方喜 單 位： 上海市松江二中 地址： 上海市松江區(qū)中山東路250號 Email: Drizzl-yu@163.com  9.2 元素周期表的應(yīng)用（共4課時） 第4課時 元素周期表的應(yīng)用 [設(shè)計思想] 元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，包含了元素周期律的全部意義，是研究、學(xué)習(xí)化學(xué)的工具。本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，從形式上看，似乎很好理解，但要讓學(xué)生真正意識到元素周期表是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的工具，并能真正成為其學(xué)習(xí)中的助手就不那么容易了。往往是理論性的結(jié)論都理解，真正操作起來卻道路曲折，這就要求教師在教學(xué)的過程中對學(xué)生進行最優(yōu)化的啟發(fā)和引導(dǎo)，把教學(xué)的重點放在培養(yǎng)學(xué)生分析、推理的能力上面，并結(jié)合一定的練習(xí)，幫助學(xué)生學(xué)會運用元素周期表?；谶@樣的考慮，本節(jié)課結(jié)合前面學(xué)習(xí)的知識，通過對具體問題的一系列探究活動，歸納得出元素在周期表中的位置、元素的原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)三者間的關(guān)系，并拓展元素周期律和元素周期表在指導(dǎo)科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中的作用。本節(jié)課的重點是知識的應(yīng)用和新舊知識的整合，要注意防止教學(xué)流于“大、空”，大談元素周期律和元素周期表的意義，空談元素周期律和元素周期表對科研、生產(chǎn)生活的指導(dǎo)意義。 一．教學(xué)目標(biāo) 1．知識與技能 （1）元素在周期表中的位置、原子結(jié)構(gòu)和元素的化學(xué)性質(zhì)三者的關(guān)系（C）。 （2）元素周期表在科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用原理（A）。 2．過程與方法 （1）通過元素周期表中位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系的建構(gòu)，關(guān)注推理歸納能力。 （2）通過元素周期表應(yīng)用的學(xué)習(xí)，訓(xùn)練演繹思維方法。 3．情感態(tài)度與價值觀 （1）通過對“元素周期表在指導(dǎo)生產(chǎn)實踐中的作用”的學(xué)習(xí)，領(lǐng)略到化學(xué)對個人生活和社會發(fā)展的貢獻(xiàn)，培養(yǎng)將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實踐的意識。 （2）通過對元素“位、構(gòu)、性”間關(guān)系的學(xué)習(xí)，初步樹立“事物的普遍聯(lián)系”和“量變引起質(zhì)變”等辨證唯物主義觀點。 二．教學(xué)重點和難點 位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系。 三．教學(xué)用品 多媒體 四．教學(xué)流程 1．流程圖 5位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系總結(jié) 1 引入 3位置—結(jié)構(gòu) 6應(yīng)用 2探究位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系 4結(jié)構(gòu)—性質(zhì) 2．流程說明 引入1：介紹學(xué)習(xí)周期律和周期表的作用，明確學(xué)習(xí)目的。 位置、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系2：復(fù)習(xí)舊知，明確周期表位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間存在密切關(guān)系，激發(fā)探究的欲望。 位置—結(jié)構(gòu)3：通過周期表中周期、主族劃分的依據(jù)等知識的回憶，建構(gòu)位置—結(jié)構(gòu)之間關(guān)系，并加以鞏固。 結(jié)構(gòu)—性質(zhì)4：通過結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的思想，證實結(jié)構(gòu)與性質(zhì)存在依存關(guān)系。以第三周期和ⅦA族元素為例，引導(dǎo)學(xué)生分析總結(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)之間的關(guān)系。 位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系5：通過位置—結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)—性質(zhì)關(guān)系的構(gòu)建，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系，形成關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。 應(yīng)用6：通過典型例題鞏固位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系，使學(xué)生學(xué)會應(yīng)用。通過典型事例，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注周期表在科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。 五．教學(xué)案例 1．教學(xué)過程 教學(xué)內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動 說明 [引入]元素周期律和周期表，無論在過去、現(xiàn)在和將來對化學(xué)的研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及我們學(xué)習(xí)化學(xué)都具有一定的指導(dǎo)作用。今天，我們一起重溫元素周期律和元素周期表，看看它究竟有哪些應(yīng)用。 [板書]第四節(jié) 元素周期表的應(yīng)用 明確學(xué)習(xí)目的 元素周期表中“位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)“之間的關(guān)系探究 [過渡]元素周期律和周期表告訴我們，元素的性質(zhì)隨原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)出周期性變化，元素的性質(zhì)周期性是原子核外電子排布周期性變化的結(jié)果；元素在周期表中位置與原子結(jié)構(gòu)又密切相連。這說明元素的性質(zhì)、原子結(jié)構(gòu)和該元素在周期表中的位置三者有著密切的關(guān)系。元素周期表中這個關(guān)系將指導(dǎo)我們更好地學(xué)習(xí)化學(xué)。 [板書]一. 周期表中“位置-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)”之間的關(guān)系 位置與結(jié)構(gòu)的關(guān)系 [提問]元素的原子結(jié)構(gòu)與該元素在周期表中的位置有何關(guān)系？ [練習(xí)]某元素的原子序數(shù)為19，試畫出該原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，并指出該元素屬于哪一周期，哪一主族，是什么元素？ [提問]原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)又有什么關(guān)系呢？ [板書] 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系 [展示]第三周期元素原子結(jié)構(gòu)示意圖。 [提問]總結(jié)出第三周期元素原子結(jié)構(gòu)的相同點和遞變性。 [討論]由第三周期元素的原子結(jié)構(gòu)的遞變推測第三周期元素及其物質(zhì)性質(zhì)的遞變。 [設(shè)問]那么同主族元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)之間有何聯(lián)系呢？ [討論1]同主族元素原子的核外電子排布有什么特點？它對元素的性質(zhì)有何影響？ [追問]同主族元素的性質(zhì)有何不同嗎？ [投影]鹵族元素單質(zhì)與氫氣化合的反應(yīng)事實。 F2 Cl2 Br2 I2 反應(yīng)條件 暗處 光照或點燃 加熱 不斷加熱 反應(yīng)程度 爆炸 劇烈 緩慢 緩慢 氫化物穩(wěn)定性 很穩(wěn)定 穩(wěn)定 較穩(wěn)定 不穩(wěn)定 [討論2]根據(jù)F2、Cl2、Br2、I2分別與H2反應(yīng)條件、程度以及生成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等方面分析同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。 [小結(jié)]同主族元素性質(zhì)既有相似性，也有遞變性；同周期元素性質(zhì)有遞變性。與原子結(jié)構(gòu)的特點正好一致。 [討論] ①原子序數(shù)=核電荷數(shù)；②周期序數(shù)=電子層數(shù)；③主族序數(shù)=最外層電子數(shù)。 [回答]該元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，第四周期，ⅠA族，鉀。 [回答]最外層電子數(shù)、原子半徑?jīng)Q定元素性質(zhì)。 [回答]相同點：電子層數(shù)相同。遞變性：核電荷數(shù)依次增多；最外層電子數(shù)依次增多；原子半徑依次減小。 [回答]第三周期元素性質(zhì)遞變： 金屬性：Na＞Mg＞Al堿性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3 Na、Mg、Al失電子能力依次減弱。 氫化物穩(wěn)定性： SiH4＜PH3＜H2S＜HCl 酸性強弱順序： H4SiO4＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4 Si、P、S、Cl四種非金屬元素原子得電子能力逐漸增強。 [回答]同主族元素原子的最外層電子數(shù)相同，因而化學(xué)性質(zhì)具有相似性。 [回答]從上到下，同主族元素原子核外電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對最外層電子的引力減小，元素原子得電子能力減弱，失電子能力增強。因而化學(xué)性質(zhì)具有遞變性。 訓(xùn)練學(xué)生組織語言及表達(dá)能力。 培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)與演繹能力。 通過實驗事實和結(jié)構(gòu)分析得出結(jié)論。 位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間關(guān)系的總結(jié) [過渡]通過上面的探究，我們知道元素的性質(zhì)是由其原子的結(jié)構(gòu)所決定的；元素在周期表中的位置反映了該元素的原子結(jié)構(gòu)和一定的性質(zhì)。元素在周期表中位置與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、位置與性質(zhì)之間存在一定的關(guān)系。下面請大家總結(jié)一下三者之間關(guān)系。 [練習(xí)1]2004年，某甲宣布發(fā)現(xiàn)了一種比F2氧化性更強的非金屬單質(zhì)，某乙宣布制得了一種比HF更穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物。試分析其可信度并體會應(yīng)用了什么知識？ [練習(xí)2]R是元素周期表中第六周期ⅦA族元素,關(guān)于R的敘述,不正確的是（）A、R是一種非金屬元素；B、R的單質(zhì)常溫下是一種深顏色的固體；C、R的氫化物穩(wěn)定；D、R的最高價氧化物對應(yīng)水化物是一種酸； [回答] 其中： [解答]：都不可信。因為：1、同周期元素中非金屬性最強的是F，同主族元素中非金屬性最強的是F，因此F是所有元素中非金屬性最強的。 [解答]C 元素周期表的其它應(yīng)用 [設(shè)問]門捷列夫在編制元素周期表時，人類只發(fā)現(xiàn)了六十多種元素，因此他做過很多大膽的預(yù)測，如他就預(yù)測在硅和錫之間存在一種元素—“類硅”，15年后該元素被德國化學(xué)家文克勒發(fā)現(xiàn)，為了紀(jì)念他的祖國，將其命名為“鍺”。 【投影】 相對原子質(zhì)量 原子 體積 單質(zhì) 比重 二氧化物 四氯化物 比重 體積 沸點 比重 體積 類硅 72 13 5.5 4.7 22 ＜100℃ 1.9 113 鍺 72.6 13.22 5.47 4.703 22.16 86℃ 1.887 113.35 [設(shè)問]你知道門捷列夫是如何做出如此準(zhǔn)確預(yù)測的嗎？ [講述]上述現(xiàn)象表明科學(xué)理論的一個重要價值，在于它能預(yù)測未知的事實。門捷列夫正是根據(jù)這個規(guī)律對某些元素的性質(zhì)進行大膽預(yù)測的。如周期表中第七周期的空缺位置為新的人工合成元素提供了線索。 [過渡]元素周期表對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也具有一定的指導(dǎo)作用。由于在周期表中位置靠近的元素性質(zhì)相似，這就啟發(fā)人們在周期表中一定的區(qū)域內(nèi)尋找特定性質(zhì)的新物質(zhì)。 [板書]二. 元素周期表的重要意義 [設(shè)問]工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上科學(xué)家是如何發(fā)揮周期表“位置相近性質(zhì)相似”的指導(dǎo)作用的？請大家閱讀課本回答。 [講述]歷史上氟里昂的發(fā)現(xiàn)正是科學(xué)家利用周期表“位置相近性質(zhì)相似”規(guī)律發(fā)現(xiàn)的，現(xiàn)在科學(xué)家又在周期律的指導(dǎo)下在努力尋找新一代致冷劑。 [小結(jié)1]科學(xué)工作者正是在元素周期律的指導(dǎo)下，對元素的性質(zhì)進行了系統(tǒng)的研究，推動了物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展。 [板書]1. 學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的重要工具 [小結(jié)2]在自然科學(xué)方面，周期表為發(fā)展物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論提供了客觀依據(jù)。原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期表有密切關(guān)系，周期表為發(fā)展過渡元素結(jié)構(gòu)、鑭系和錒系結(jié)構(gòu)理論、甚至為指導(dǎo)新元素的合成、預(yù)測新元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都提供了線索。 [板書]2. 探索科學(xué)研究和生產(chǎn)實際，如發(fā)現(xiàn)新元素、尋找新材料、尋找催化劑等 [小結(jié)3]元素周期表不僅對元素進行了分類，也揭示了一系列的科學(xué)觀念，如結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、量變引起質(zhì)變、復(fù)雜現(xiàn)象中蘊含簡潔的規(guī)律等。這對化學(xué)科學(xué)的發(fā)展起了積極的推動作用。 [板書]3. 論證了“量變質(zhì)變規(guī)律” [回答]根據(jù)元素性質(zhì)在同周期、同主族性質(zhì)的遞變規(guī)律作出的預(yù)測。 [回答] ①制造新農(nóng)藥—非金屬F、Cl、S、P等。②尋找新半導(dǎo)體材料—金屬與非金屬分界線附近Si、Ge等。 ③尋找新催化劑—過渡金屬。 ④尋找耐高溫、耐腐蝕材料—過渡金屬。 開拓學(xué)生視野，體會化學(xué)對人類生活和社會發(fā)展的貢獻(xiàn)。 2．主要板書 第四節(jié) 元素周期表的應(yīng)用 一．周期表中“位置—結(jié)構(gòu)—性質(zhì)”之間的關(guān)系 二．元素周期表的重要意義 1、學(xué)習(xí)和研究化 學(xué)的重要工具； 2、指導(dǎo)科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐，如發(fā)現(xiàn)新元素、尋找新材料、催化劑等； 3、論證了“量變質(zhì)變規(guī)律”； 3．相關(guān)鏈接 （1）元素周期律和元素周期表的重要意義 元素周期律和周期表，揭示了元素之間的內(nèi)在聯(lián)系，反映了元素性質(zhì)與它的原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，在哲學(xué)、自然科學(xué)、生產(chǎn)實踐各方面都有重要意義。 在哲學(xué)方面，元素周期律揭示了元素原子核電荷數(shù)遞增引起元素性質(zhì)發(fā)生周期性變化的事實，有力地論證了事物變化的量變引起質(zhì)變的規(guī)律性。元素周期表是周期律的具體表現(xiàn)形式，它把元素納入一個系統(tǒng)內(nèi)，反映了元素間的內(nèi)在聯(lián)系，打破了曾經(jīng)認(rèn)為元素是互相孤立的形而上學(xué)觀點。通過元素周期律和周期表的學(xué)習(xí)，可以加深對物質(zhì)世界對立統(tǒng)一規(guī)律的認(rèn)識。 在自然科學(xué)方面，周期表為發(fā)展物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論提供了客觀依據(jù)。原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期表有密切關(guān)系，周期表為發(fā)展過渡元素結(jié)構(gòu)、鑭系和錒系結(jié)構(gòu)理論、甚至為指導(dǎo)新元素的合成、預(yù)測新元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都提供了線索。元素周期律和周期表在自然科學(xué)的許多部門，首先是化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、地球化學(xué)等方面，都是重要的工具。 在生產(chǎn)上的某些應(yīng)用 由于在周期表中位置靠近的元素性質(zhì)相似，這就啟發(fā)人們在周期表中一定的區(qū)域內(nèi)尋找新的物質(zhì)。 ①農(nóng)藥多數(shù)是含Cl、P、S、N、As等元素的化合物。 ②半導(dǎo)體材料都是周期表里金屬與非金屬接界處的元素，如Ge、Si、Ga、Se等。 ③催化劑的選擇：人們在長期的生產(chǎn)實踐中，已發(fā)現(xiàn)過渡元素對許多化學(xué)反應(yīng)有良好的催化性能。進一步研究發(fā)現(xiàn)，這些元素的催化性能跟它們原子的d軌道沒有充滿有密切關(guān)系。于是，人們努力在過渡元素（包括稀土元素）中尋找各種優(yōu)良催化劑。例如，目前人們已能用鐵、鎳熔劑作催化劑，使石墨在高溫和高壓下轉(zhuǎn)化為金剛石；石油化工方面，如石油的催化裂化、重整等反應(yīng)，廣泛采用過渡元素作催化劑，特別是近年來發(fā)現(xiàn)少量稀土元素能大大改善催化劑的性能。 ④耐高溫、耐腐蝕的特種合金材料的制?。涸谥芷诒砝飶蘑驜到ⅥB的過渡元素，如鈦、鉭、鉬、鎢、鉻，具有耐高溫、耐腐蝕等特點。它們是制作特種合金的優(yōu)良材料，是制造火箭、導(dǎo)彈、宇宙飛船、飛機、坦克等的不可缺少的金屬。 ⑤礦物的尋找：地球上化學(xué)元素的分布跟它們在元素周期表里的位置有密切的聯(lián)系。科學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：相對原子質(zhì)量較小的元素在地殼中含量較多，相對原子質(zhì)量較大的元素在地殼中含量較少；偶數(shù)原子序的元素較多，奇數(shù)原子序的元素較少。處于地球表面的元素多數(shù)呈現(xiàn)高價，處于巖石深處的元素多數(shù)呈現(xiàn)低價；堿金屬一般是強烈的親石元素，主要富集于巖石圈的最上部；熔點、離子半徑、電負(fù)性大小相近的元素往往共生在一起，同處于一種礦石中。在巖漿演化過程中，電負(fù)性小的、離子半徑較小的、熔點較高的元素和化合物往往首先析出，進入晶格，分布在地殼的外表面。 有的科學(xué)家把周期表中性質(zhì)相似的元素分為十個區(qū)域，并認(rèn)為同一區(qū)域的元素往往是伴生礦，這對探礦具有指導(dǎo)意義。 （2）元素周期表的應(yīng)用 元素周期表可以找出元素之間的聯(lián)系,也方便了一些元素知識的歸納,對學(xué)習(xí)元素和化合物的性質(zhì)有幫助.,單質(zhì)的晶體類型和熔點,元素的酸減性,單質(zhì)的氧化性還原性,元素的氣態(tài)氫化物,元素的最高氧化物水化物等重要的化學(xué)性質(zhì)都在元素周期表中有所體現(xiàn)。 單質(zhì)的顏色和狀態(tài) 金屬元素單質(zhì)以銀白色和灰白色為主。有色的常見的有：銅是紅色的，金是黃色的。但在第六周期下方的有些主族金屬也略有淺的顏色，比如銫有微黃色，鋇也有微黃色，錢蘭白色。非金屬的顏色也有一定規(guī)律性，基本上常常是上邊的淺貨無色，越下邊越深，但到與兩性金屬交界處的非金屬常帶有明顯的金屬顏色。 單質(zhì)的晶體類型和熔點 氣態(tài)的有氫、氮、氟、氯和惰氣，在上方和右方。液態(tài)的金屬有汞，液態(tài)的非金屬只有溴。單質(zhì)的固態(tài)時晶體基本類型在周期表中也有一定區(qū)域。非金屬中碳、硅、硼是高熔點的原子晶體。其他非金屬是分子晶體，金屬一般全是金屬晶體，只有鍺有些特殊，它基本上是原子晶體。 元素的酸堿性 元素呈酸就是元素水化物的氧化物呈酸性，元素呈堿就是元素水化物的氧化物呈堿性。兩性元素是其氧化物既能與酸反應(yīng)又能同堿反應(yīng)。 單質(zhì)的氧化性還原性 單質(zhì)的氧化性主要體現(xiàn)在非金屬，金屬元素全是還原性的單質(zhì)，非金屬中有一部分在單質(zhì)時體現(xiàn)出還原性，當(dāng)然他們在某些時候也體現(xiàn)出氧化性。 元素的氣態(tài)氫化物 用周期表可以歸納常見元素的氣態(tài)氫化物的一些性質(zhì)。隨元素的非金屬性變化，氫化物的穩(wěn)定性也相應(yīng)變化，大體上向上，向右穩(wěn)定性比向下向左的穩(wěn)定性好。從氣態(tài)氫化物的可燃性也可以看出這一點。 可燃 可燃 不可燃 不可燃 自燃 極易燃 可燃 不可燃 六．教學(xué)反思 本節(jié)課是從元素周期律和周期表的有關(guān)知識復(fù)習(xí)中引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系，采用演繹、歸納相結(jié)合的方式。根據(jù)學(xué)生情況，教師也可從具體題目入手，在學(xué)生對元素的“位、構(gòu)、性”之間的關(guān)系有直觀的認(rèn)識，采用歸納、抽象的方式，體會元素周期表中位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系以及在化學(xué)學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)作用。元素周期表在生產(chǎn)實踐和科學(xué)研究等方面的重要作用，是學(xué)生感興趣的內(nèi)容，有條件的學(xué)校通過指導(dǎo)學(xué)生自己閱讀、查找資料，尋找周期表在科學(xué)研究與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，開拓學(xué)生視野，使學(xué)生對周期表在科學(xué)研究、化學(xué)對人類生活和社會發(fā)展的貢獻(xiàn)有深切的情感體驗。