2019-2020年人教版高中化學必修二 1-1-2 元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)（教案）1.doc

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2019-2020年人教版高中化學必修二 1-1-2 元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)（教案）1 教學目標 知識與技能： 1、會寫簡單的堿金屬與氧氣、水反應的化學反應方程式，并進行相關(guān)的計算； 2、運用原子結(jié)構(gòu)的理論解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律； 3、知道結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。 過程與方法： 1、由原子結(jié)構(gòu)理論分析推導出元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。 2、讓學生親自動手實驗來研究物質(zhì)化學性質(zhì)的變化規(guī)律。 3、理論聯(lián)系實際。 情感態(tài)度與價值觀： 1、辯證唯物主義理論聯(lián)系實踐的觀點及方法。由實踐得出理論，并由理論指導實踐。 2、加深學生對物質(zhì)世界對立統(tǒng)一規(guī)律的認識。 3、用辯證唯物主義量變質(zhì)變的觀點，在本節(jié)內(nèi)容中有著最恰當?shù)捏w現(xiàn)。 教學重點：元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；堿金屬、鹵素原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系 教學難點：金屬、非金屬族的性質(zhì)遞變判斷；金屬、非金屬活潑性強弱的判斷規(guī)律 教學過程： 【引入】活潑的金屬元素Na的性質(zhì)是我們所熟知的，現(xiàn)象是本質(zhì)的反應，宏觀是微觀的體現(xiàn)?，F(xiàn)在讓我們從原子結(jié)構(gòu)這一微觀角度來研究微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性質(zhì)的關(guān)系。 【板書】元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 一、堿金屬元素 【科學探究一】請同學們看書本P5，并完成該表。由此可以得出什么結(jié)論？填寫情況，總結(jié)異同點 元素名稱 核電荷數(shù) 原子結(jié)構(gòu)示意圖 最外層電子數(shù) 電子層數(shù) 堿 金 屬 元 素 【板書】1、 在結(jié)構(gòu)上的相似性與遞變性 相同點：最外層電子數(shù)都相同為1。 不同點：核電荷數(shù)從Li到Cs逐漸增多，電子層數(shù)依次增多，從2層增大到6層。 【講解】金屬性：指氣態(tài)原子失去電子的能力大小的性質(zhì)(由電離能的大小確定)。 還原性：指含有易失電子元素的物質(zhì)的性質(zhì)。具有還原性的不一定有金屬性 【思考與交流】物質(zhì)的性質(zhì)主要取決于原子的最外層電子數(shù)，從堿金屬原子的結(jié)構(gòu)可推知其化學性質(zhì)如何？是否完全相同？ 【結(jié)論】最外層都有１個電子，化學性質(zhì)相似；隨著核電荷數(shù)的增加，原子的電子層數(shù)遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,金屬性逐漸增強。 【講解】因此、堿金屬最外層上都只有一個電子，化學反應中易失去一個電子，形成+1價的陽離子，并能與氧氣等非金屬元素及水發(fā)生化學反應。 【實驗一】取鉀、鈉各一粒，分別放在石棉網(wǎng)上的左、右兩邊，同時加熱。觀察實驗的現(xiàn)象。 【現(xiàn)象】鉀首先熔化（熔點低），先與氧氣發(fā)生反應，后鈉再熔化與氧氣反應。 【板書】2、化學性質(zhì) （1）堿金屬與氧氣的反應 【思考與交流】請寫出鈉與氧氣在加熱條件下的化學反應方程式，并嘗試的寫出鋰、鉀與氧氣在加熱條件下的化學反應方程式。 堿金屬 與氧氣的化學反應方程式（加熱） 鋰 （白色、氧化鋰） 鈉 （淡黃色、過氧化鈉） 鉀 （橙黃色，超氧化鉀） 【提問】從鉀、鈉與氧氣的反應實驗中，請總結(jié)出堿金屬與氧氣的反應有什么相似性、遞變性？ 【回答】相似性：堿金屬都能與氧氣反應。 遞變性：周期表中堿金屬從上往下，與氧氣的反應越來越劇烈。鉀與氧氣反應生成比過氧化物更為復雜的氧化物（超氧化物） 【過渡】我們知道金屬鈉除了與氧氣反應外還能與水發(fā)生反應。 【板書】（2）、堿金屬與水反應 【探究實驗二】鉀與水反應實驗 【投影】視頻演示Li、Rb、Cs與水反應的實驗，請學生觀察,與鈉與水反應的現(xiàn)象作比較. 鉀與水反應 鈉與水反應 【現(xiàn)象】：鉀比鈉活潑，輕微爆炸. 【思考交流】鈉與鉀性質(zhì)有什么相似性與不同？這與原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？ 【投影】 【思考與交流】根據(jù)實驗討論鈉與鉀的性質(zhì)有什么相似性和不同性。你認為元素的性質(zhì)與他們的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)系嗎？其余堿金屬的性質(zhì)又如何？ 【回答】鈉與鉀都能與氧氣、水發(fā)生反應，但反應的劇烈程度不同不同點：周期表中堿金屬從上往下，與水的反應越來越劇烈。 【歸納】 與水反應 現(xiàn)象 方程式 Na 在書面上四處游動，發(fā)出嘶嘶的聲音 K 劇烈燃燒、輕微爆炸 Rb 更猛烈、燃燒、爆炸 【思考】上述反應有何相似性和不同？ 【回答】相同點：堿金屬與水反應都生成氫氧化物和氫氣。不同點：周期表中堿金屬從上往下，與水的反應越來越劇烈。 【提問】堿金屬有這樣的相似性、遞變性的本質(zhì)原因在哪里？ 【回答】因為，原子結(jié)構(gòu)的最外層電子，原子半徑的遞變，有性質(zhì)的遞變。 【總結(jié)】隨著荷電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增加，原子半徑逐漸增大，原子核對外層電子的吸引能力逐漸減小，最外層電子易失去，表現(xiàn)在參加化學反應時越來越劇烈，金屬性增強。 【板書】 3、堿金屬元素在化學性質(zhì)上的規(guī)律： 相似性：均能與氧氣、與水反應,表現(xiàn)出金屬性（還原性）； 遞變性：與氧氣、與水反應的劇烈程度有所不同；在同一族中，自上而下反應的劇烈程度逐漸增大； 【過渡】以上我們學習的是堿金屬的化學性質(zhì)，下面我們來學習堿金屬的物理性質(zhì)。 【板書】3、堿金屬的物理性質(zhì) 【科學探究二】根據(jù)堿金屬的物理性質(zhì)表格，請總結(jié)堿金屬的物理性質(zhì)有什么共性、遞變性？ 堿金屬單質(zhì) 顏色和狀態(tài) 密度（g/cm-3） 熔點（。C） 沸點（。C） 原子半徑（nm） Li 銀白色，柔軟 0.534 180.5 1347 0.152 Na 銀白色，柔軟 0.97 97.81 882.9 0.186 K 銀白色，柔軟 0.86 63.65 774 0.227 Rb 銀白色，柔軟 1.532 38.89 668 0.278 Cs 銀白色，柔軟 1.879 28.40 678.4 0.265 【總結(jié)】隨核電荷數(shù)增加，密度逐漸增大（K除外），熔沸點逐漸降低。 元素 符號 色、態(tài) 硬度 密度 熔點 沸點 Li 均為 柔 軟 小 大 高 低 高 低 Na 銀白 K 銀白 Rb 銀白 Cs 略帶金黃 【歸納】結(jié)論：同一主族的金屬具有相似的化學性質(zhì),隨著金屬元素核電荷數(shù)的增大,單質(zhì)的金屬性(還原性)逐漸增強。金屬性強弱的比較依據(jù)： 【板書】4、金屬性強弱額比較方法 1、金屬與水或者酸反應生成氫氣的劇烈程度來比較； 2、最高價氧化物對應水化物——氫氧化物的堿性強弱來比較。 【小結(jié)】堿金屬元素作為金屬元素代表性的一族，由于其結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性，導致了堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性。在學習時要注意，結(jié)合鈉的性質(zhì)，然后與其他的堿金屬相比較就會體會到從一般到特殊的規(guī)律性所在。 【過渡】以上我們研究了金屬族元素與原子結(jié)構(gòu)關(guān)系，下面我們繼續(xù)研究非金屬族元素－鹵素 【板書】元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 二、鹵族元素 【投影】鹵素原子結(jié)構(gòu)示意圖： 【科學探究一】根據(jù)堿金屬元素結(jié)構(gòu)的相似性、遞變性，根據(jù)下表總結(jié)并推測鹵族元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有什么相似性和遞變性。 元素 名稱 元素 符號 核電 荷數(shù) 原子結(jié) 構(gòu)示意圖 最外層 電子數(shù) 電子 層數(shù) 原子半徑 鹵族元素 氟 0．71nm 氯 0．99nm 溴 1．14nm 碘 1．33nm 【歸納】 相似性：最外層電子數(shù)相同，均為7； 遞變性：鹵素隨著荷電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增加，原子半徑逐漸增大，原子核對外層電子的吸引能力逐漸減小，得電子能力越來越差，非金屬性減弱。 【板書】1、結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性 （1）在結(jié)構(gòu)上：最外層都有7個電子，化學性質(zhì)相似； （2）隨著核電荷數(shù)的增加，原子的電子層數(shù)遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,得電子的能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。 【科學探究二】根據(jù)下表，總結(jié)鹵素的物理性質(zhì)有什么相似性、遞變性。 【投影】資料卡片 鹵素單質(zhì) 顏色和狀態(tài)(常態(tài)) 密　度 沸點℃ 溶點℃ 溶解度(100g水中) F2 淡黃綠色氣體 1．69g/l（15℃） -188．1 -219．6 反應 Cl2 黃綠色氣體 3．214g/l（0℃） -34．6 -101 226cm3 Br2 深紅棕色液體 3．119g/cm3（20℃） 58．78 -7．2 4．17g I2 紫黑色固體 4．93g/cm3 184．4 113．5 0．029g 【歸納】相似性：都是雙原子分子，有顏色，不易溶于水（氟除外），易溶于苯、四氯化碳等有機溶劑（萃取原理）。 遞變性：從氟到碘，單質(zhì)的顏色逐漸加深，密度依次增大，熔點、沸點依次升高。 【板書】2、物理性質(zhì)的變化規(guī)律 （隨原子序數(shù)的遞增） ①顏色： 淺黃綠色~黃綠色~深紅棕色~紫黑色 顏色逐漸加深 ②狀態(tài)： 氣態(tài)~液態(tài)~固態(tài) ③熔沸點： 逐漸升高 ④密度： 逐漸增大 ⑤溶解性： 逐漸減小 【板書】2、鹵族元素的化學性質(zhì) （1） 鹵素單質(zhì)與H2的反應 名稱 反應條件 方程式 生成氫化物的穩(wěn)定性 F2 冷暗處爆炸 光 H2+F2====2HF HF很穩(wěn)定 Cl2 光照 H2+Cl2=====2HCl HCl穩(wěn)定 Br2 高溫 500℃ △ H2+Br2======2HBr HBr較不穩(wěn)定 I2 高溫、持續(xù)加熱 H2+I2 2HBr HI很不穩(wěn)定 【歸納】 鹵素單質(zhì)與氫氣反應 ①鹵素單質(zhì)與H2反應的劇烈程度:F2>Cl2>Br2>I2 ②生成氫化物的穩(wěn)定性:逐漸減弱.即氫化物穩(wěn)定性次序為： HF>HCl>HBr>HI ③反應通式：X2 + H2 === 2HX 【結(jié)論】鹵素與H2、H2O、堿的反應，從氟到碘越來越不劇烈，條件越來越苛刻，再次證明了從結(jié)構(gòu)上的遞變有結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。 【科學探究三】完成下列實驗，觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)反應的化學方程式。 實驗 現(xiàn)象 化學方程式 1．將少量新制的飽和氯水分別加入盛有NaBr溶液和KI溶液的試管中，用力振蕩后加入少量四氯化碳，振蕩、靜置。 1 2 2．將少量溴水加入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩后加入少量四氯化碳，振蕩、靜置。 3 【演示實驗】鹵素單質(zhì)間的置換反應 NaBr溶液 滴加氯水 上層：無色 下層：橙紅色 滴加CCl4 【實驗步驟】 溶液由無色變成橙黃色 【結(jié)論】：氯可以把溴從其化合物中置換出來 【板書】 (2) 鹵素單質(zhì)間的置換反應：2NaBr+ Cl2 = 2NaCl + Br2 KI 溶液 滴加CCl4 上層：無色 下層：紫紅色 滴加氯水 【實驗步驟】 溶液由無色變成棕黃色 【結(jié)論】：氯可以把碘從其化合物中置換出來 【板書】 2NaI + Cl2 = 2NaCl + I2 KI 溶液 滴加CCl4 上層：無色 下層：紫紅色 滴加溴水 【實驗步驟】 溶液由無色變成棕黃色 【結(jié)論】溴可以把碘從其化合物中置換出來 【板書】 2NaI + Br2 = 2NaBr + I2 【講解】請同學們指出上述三個反應的氧化劑和氧化產(chǎn)物，得出氟氯溴碘的氧化性依次減弱的結(jié)論。 【板書】（3）隨核電荷數(shù)的增加,鹵素單質(zhì)氧化性強弱順序: F2 Cl2 Br2 I2 氧化性逐漸減弱 非金屬性逐漸減弱 【思考與交流】主族元素隨原子核外電子層數(shù)增加，它們得失電子能力、金屬性、非金屬性、遞變的趨勢。 【板書】(4) 非金屬性強弱判斷依據(jù)： 1、非金屬元素單質(zhì)與H2 化合的難易程度，化合越容易，非金屬性也越強。 2、形成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，元素的非金屬性也越強。 3、最高氧化物對應水化物的酸性強弱，酸性越強，對于非金屬元素性也越強。 【隨堂練習】 1、若用X代表F、Cl、Br、I四種鹵族元素，下列屬于它們共性反應的是 A．X2+H2 == 2HX B．X2+H2O == HX+HXO C．2Fe+3X2 == 2FeX3 D．X2+2NaOH == NaX+NaXO+H2O 2、隨著鹵素原子半徑的增大，下列遞變規(guī)律正確的是 A．單質(zhì)的熔、沸點逐漸降低 B．鹵素離子的還原性逐漸增強 C．單質(zhì)的氧性逐漸增強 D．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強 3．砹（At）是放射性元素，它的化學性質(zhì)符合鹵素性質(zhì)的變化規(guī)律，下列說法正確的是（ 　） A．HAt很穩(wěn)定 B．AgAt易溶于水 C．砹易溶于有機溶劑 D．砹是白色固 4．下列敘述正確的是( ) A．鹵素離子（X－）只有還原性而無氧化性 B．某元素由化合態(tài)變成游離態(tài)，該元素一定被氧化 C．失電子難的原子獲得電子的能力一定強 D．負一價鹵素離子的還原性在同一族中從上至下逐漸增強 6、堿金屬鈁（Fr）具有放射性，它是堿金屬元素中最重的元素，下列對其性質(zhì)的預言中，錯誤的是（ ） A、在堿金屬元素中它具有最大的原子半徑 B、它的氫氧化物化學式為FrOH，是一種極強的堿 C、鈁在空氣中燃燒時，只生成化學式為Fr2O的氧化物 D、它能跟水反應生成相應的堿和氫氣，由于反應劇烈而發(fā)生爆炸 7、砹（At）是鹵族元素中位于碘后面的元素，試推測砹和砹的化合物最不可能具備的性質(zhì)是（ ） A、砹的非金屬性在鹵素中是最弱的，At-易被氧化 B、砹化氫很穩(wěn)定不易分解 C、砹化銀不溶于水或稀HNO3 D、砹在常溫下是白色固體 板書設計： 一、堿金屬元素 1、在結(jié)構(gòu)上的異同： 異：核電荷數(shù)：由小→大；電子層數(shù)：由少→多； 同：最外層電子數(shù)均為1個。 最外層都有１個電子，化學性質(zhì)相似；隨著核電荷數(shù)的增加，原子的電子層數(shù)遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,金屬性逐漸增強。 2、化學性質(zhì) （1）、堿金屬與氧氣的反應 4Li + O2 ==== 2Li2O（白色、氧化鋰） 2Na + O2 ==== Na2O2（淡黃色、過氧化鈉） （2）、堿金屬與水反應 2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑ 2K + 2H2O === 2KOH + H2↑ （3）堿金屬元素在化學性質(zhì)上的規(guī)律： ①相似性：均能與氧氣、與水反應,表現(xiàn)出金屬性（還原性）； ②遞變性：與氧氣、與水反應的劇烈程度有所不同；在同一族中，自上而下反應的劇烈程度逐漸增大； 3、物理性質(zhì)：隨核電荷數(shù)增加，密度逐漸增大（K除外），熔沸點逐漸降低。 4、元素金屬性判斷標準 （1）根據(jù)金屬單質(zhì)與水或者與酸反應置換出氫的難易程度。置換出氫越容易，則金屬性越強。 （2）根據(jù)金屬元素最高價氧化物對應水化物堿性強弱。堿性越強，則原金屬元素的金屬性越強。 （3）可以根據(jù)對應陽離子的氧化性強弱判斷。金屬陽離子氧化性越弱，則元素金屬性越強。 結(jié)論：同一主族的金屬具有相似的化學性質(zhì),隨著金屬元素核電荷數(shù)的增大,單質(zhì)的金屬性(還原性)逐漸增強。 二、鹵族元素 1、在結(jié)構(gòu)上：最外層都有7個電子，化學性質(zhì)相似； 隨著核電荷數(shù)的增加，原子的電子層數(shù)遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,得電子的能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。 2、鹵族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)的變化規(guī)律 （隨原子序數(shù)的遞增） 顏色： 淺黃綠色~黃綠色~深紅棕色~紫黑色 顏色逐漸加深 狀態(tài)： 氣態(tài)~液態(tài)~固態(tài) 熔沸點： 逐漸升高 密度： 逐漸增大 溶解性： 逐漸減小 3、鹵素的化學性質(zhì) （1）鹵素單質(zhì)與氫氣反應 鹵素單質(zhì)與H2 反應的劇烈程度:F2>Cl2>Br2>I2 生成氫化物的穩(wěn)定性:逐漸減弱.即氫化物穩(wěn)定性次序為 HF>HCl>HBr>HI 反應通式：X2 + H2 === 2HX (2) 鹵素單質(zhì)間的置換反應：2NaBr+ Cl2 = 2NaCl + Br2 2NaI + Cl2 = 2NaCl + I2 2NaI + Br2 = 2NaBr + I2 隨核電荷數(shù)的增加,鹵素單質(zhì)氧化性強弱順序: F2 Cl2 Br2 I2 氧化性逐漸減弱 非金屬性逐漸減弱 4、非金屬性強弱判斷依據(jù)： （1）非金屬元素單質(zhì)與H2 化合的難易程度，化合越容易，非金屬性也越強。 （2）形成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，元素的非金屬性也越強。 （3）最高氧化物對應水化物的酸性強弱，酸性越強，對于非金屬元素性也越強。 教學回顧： 采用歸納總結(jié)的方法引導學生探索元素的性質(zhì)（元素原子最外層電子排布、原子半徑以及主要化合價、原子得失電子能力）和原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系從而歸納出元素周期律，揭示元素周期律的實質(zhì)；