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高中化学第3节 元素周期表的应用教案
展开【案例设计背景与目的】
基于学科核心素养的化学学习活动是学生获取化学知识、构建化学学科概念、形成化学思维方式的学习活动,是形成和发展化学核心素养的重要途径。元素周期律(表)的认识发展功能在于揭示不同元素之间的联系,帮助学生形成认识元素和物质性质的新视角和系统思维框架。学生基于此可以比较、解释和论证不同元素性质的差异;可以由已知元素和物质推知和研究未知元素和物质。元素周期律(表)的本质在于科学家们建立了基于元素原子结构一周期表位置一元素性质之间关系的系统模型,反映不同元素之间的内在联系。所以,无论是从认识发展的角度还是从素养发展的角度看,元素周期律(表)知识的教学,核心在于引导学生建构“位一构一性”的系统认识模型,并学习基于此模型分析和解决有关无机物的问题。【教学理念】
本节教学案例采用的是“互动式教学模式”,具体表现在教师的主导施教和学生的主体认识相辅相成的课堂活动过程,即“教”和“学”之间相互联系,相互促进,有序发展的整体性活动。通过调节师生关系及其相互作用,形成和谐的师生互动、生生互动、学习个体与教学中介的互动,强化人与环境的影响,以产生教学共振,达到提高教学效果的一种教学法。随着素质教育的深化,课堂教学产生了深刻的变化。过去的课堂教学、由于受传统的应试教育的影响,课堂上满堂灌,实质上是灌输式,学生仍处于被动地位。为了培养学生的自主意识和创新能力,随着课改的要求,社会对人才需求,而“互动式”教学模式顺应了时代的发展,强调在教师教学过程中学生的主动参与,尊重学生的主体地位,力争做到教师与学生、学生与学生之间在教学过程中的互动,从而实现培养创新型人才的终极教育目标。此外,“互动式教学模式”是以培养学生自主意识和创新能力,以“让学生爱学、会学、善学”为目标的教学结构模式。把传道、授业、解惑看作是师生之间的情感交往、沟通,是一个动态的、发展的、教与学相互统一的交互影响和交互活动过程。在这一过程中,师生关系及相互作用得到调节,形成和谐的师生互动、生生互动、学生个体与学习中介及个人环境互相影响,从而产生教学共振、达到教学效果的一种教学结构模式。
【教材与教学内容分析】
元素周期律和元素周期表是学生学习化学,特别是学习元素化合物知识的重要工具。本节教材编排在学生学习了原子结构、元素周期律、元素周期表和大量元素化合物知识之后,希望学生通过本节的学习能够有以下收获:
①认识元素性质递变规律,体会元素在元素周期表中的位置、元素的原子结构、元素的性质、物质性质之间的关系,并初步学会在元素周期律和元素周期表的指导下探究、解决问题的思路方法;
②发展元素化合物认识模型,对化学必修模块和初中化学中学过的元素化合物知识进行整合;
③体会元索周期律、元素周期表对于指导生产实践的意义。本教材通过探究第 3周期元素原子得失电子能力的递变规律,引导学生学习同周期元素性质的递变规律,形成元素与物质性质递变性的视角,建立元素性质与物质性质的关联;通过整合主族元素及其化合物的性质和探究卤族元素性质的相似性和递变性,引导学生学习同主族元素性质的递变规律,形成元素与物质性质相似性的视角,进一步发展元素性质与物质性质之间的关联;通过预测陌生元素及其物质性质,将对元素化合物的“价一类”二维认识模型发展为三维认识模型。本教材在设计探究活动时,应注意培养学生利用实验探究、调查探究等多种方式进行综合探究的能力。
【核心素养目标】
1.以第 3周期的钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯为例,了解同周期元素性质的递变规律。能运用原子结构理论初步解释同周期元素性质的递变规律。(宏观辨识与微观探析)
2.通过实验探究第 3周期元素原子得失电子能力,形成探究元素性质递变规律的思路,体会原子结构、元素性质以及元素在元素周期表中位置的关系。(科学探究与创新意识)
【教学重难点】
教学重点:了解同周期元素性质的递变规律教学难点:体会原子结构、元素性质以及元素在元素周期表中位置的关系
【学习者特征分析】学生已经掌握了大量元素化合物的性质,学习了元素周期表,知道了元素在周期表中的位置关系,但缺少推理能了、系统整合能力等,故本课程从定量研究到定性研究,知识内容加深,研究方法要求提高,对学生能力的要求提升一个层次。
【课堂内容】
【情境引入】
1869年,门捷列夫绘制了第一章元素周期表,包含 63种已发现的元素和几十个空位门捷列夫预测了预测:21号类硼 31号类铝 32号类硅,并在以后的几年里得到了证实,门捷列夫为什么在元素还没发现的时候就预测了元素的性质?元素周期表里的元素性质有什么样的规律性呢?
一、实验探究第三周期金属元素失电子能力的强弱
【提出问题】同一周期元素的原子的得电子能力和失电子能力按照原子序数递增的顺序如何变化?
【理论支持】结构决定性质
【构思方案】元素原子失电子能力的判断依据:
(1)单质与水(或酸)反应越剧烈,失电子能力越强;
(2)最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,失电子能力越强;
(3)通过置换反应,如果金属 X能把金属 Y从它的盐溶液里置换出来,则金属原子失电子能力 X比 Y强。
(4)单质的还原性越强或者对应阳离子的氧化性越弱,失电子能力越强;
【学生实验】实验目的:比较Na、Mg、Al三种元素原子的失电子能力的相对强弱
实验方案1:将大小相等金属Na、Mg分别放入水中,观察现象。
实验方案2:将表面积相同的镁条、铝条打磨后放入试管中,分别放入等浓度等体积的盐酸中,观察现象。
【学生实验】实验探究:金属与水、酸反应:
【操作指导】
1.做Na与H2O反应需要用滤纸擦干表面煤油,切下表面氧化层。取绿豆粒大小,实验时在烧杯中进行,并且盖上玻璃片。
2.镁、铝与酸的反应镁、铝大小相等,需要提前用砂纸打磨,注意别划伤手指。
3.与镁、铝反应的盐酸要等量。倾倒试剂时注意不要沾到手上。
4.使用胶头滴管滴加溶液时注意“悬空、垂直”。
较多的气泡,溶液变为红色程式为
【教师演示实验】比较钠、镁、铝最高价氧化物对应水化物碱性的强弱
【实验结论】(1)钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时,由易到难的顺序是 Na>Mg>Al。(2)钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
则:钠、镁、铝原子失电子能力由强到弱的顺序为 Na>Mg>Al
【归纳总结】在同一周期中,各元素原子的核外电子层数相同,但从左到右核电荷数依次增大,原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外),原子核对外层电子的吸引力逐渐增强,原子失电子能力逐渐减弱,金属性逐渐减弱。
二、第三周期非金属元素原子得电子能力的比较
【构思方案】比较元素非金属性的强弱的方法:
1. 元素的单质与氢气化合的难易程度,越容易非金属性越强
2.气态氢化物越稳定,稳定性越强越强,非金属性越强
3.元素最高价氧化物对应水化物的酸性的强弱,酸性越强,非金属性越强;
【理论支持】《课本》P23
由上表可知:(1)硅、磷、硫、氯单质与氢气化合时条件由易到难的顺序为 Cl>S>P>Si。
(2)硅、磷、硫、氯最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为
HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
则:硅、磷、硫、氯元素原子得电子能力由强到弱的顺序为 Cl>S>P>Si。
【归纳总结】同周期元素原子得电子能力的递变规律,在同一周期中,各元素原子的核外电子层数相同,但从左至右核电荷数依次增大,原子半径逐渐减小,原子核对外层电子的吸引力逐渐增大,原子得电子能力逐渐增强,非金属性逐渐增强
【当堂检测】
1、用“>”、”<”回答下列问题:
(1)酸性:H2CO3____H2SiO3 H2SiO3____H3PO4
(2)碱性:Ca(OH)2____Mg(OH)2 Mg(OH)2____Al(OH)3
(3)气态氢化物的稳定性:H2O____H2S H2S____HCl
(4)酸性:H2SO4____HClO4
2、对于元素周期表中第 3周的元素来说,按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是( )
A.原子半径和离子半径均减小B.元素金属性减弱,非金属性增强
C.氧化物对应水化物的碱性减弱,酸性增强D.单质的榕占降低
3.下列有关说法正确的是 ( )
A.H2SO4的酸性比 HClO的酸性强,所以 S的非金属性比 CI强
B.Mg(OH)2是中强碱,Al(OH)3是两性氢氧化物,所以 Mg比 Al活泼
C.H2S在 300C时开始分解,H2O在 1000C时开始分解,说明 O的非金属性比 S强
D.Na和 Mg都能与酸剧烈反应放出氢气,故无法比较它们的金属性强弱
4.除第一周期外,下列关于同周期主族元素的变化规律的叙述不正确的是( )
A.从左到右,原子半径逐渐减小
B.从左到右,单质的氧化性逐渐减弱,还原性逐渐增强
C.从左到右,元素最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强
D.从左到右,元素最高正化合价从+1递变到+7(氧、氟除外),最低负化合价从一4递变到
一1
5.下列叙述不正确的是( )
A.Na、Mg、Al原子最外层电子数依次增多,其单核离子的氧化性依次增强
B.P、S、CI元素的最高正价依次升高,对应的气态氢化物的稳定性依次增强
C.同周期元素的原子半径中 VIIA族的最大
D.Na、Mg、AI元素最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱
【当堂检测答案】
1、(1) > < (2) > > (3) > < (4) <
2、B 3、BC 4、B 5、C
课后反思
本节课的内容是让学生学习同周期元素的性质递变规律,整体来说,达到了预期的目的,完成了老师的授课任务,基本完成了教学目标。本节知识的重点是同周期元素原子的性质递变规律,但要深刻地理解并运用它们,必须用有关原子结构、核外电子排布的知识作基础。元素周期表中同周期元素性质的递变规律,包括分析简单化合物的形成等都是在原子结构的基础上建立起来的,否则,元素周期律和周期表就成了无源之水,无本之木。因此,教学过程中重点讲授有关原子结构的知识,是深刻理解元素周期律和运用元素周期表必不可少的。本课选取典型实验视频激发学生兴趣。采取探究、启发教学方法,目的是让学生对周期表能认识得更深入、更透彻,同时,提高他们分析问题、解决问题的能力。通过实验探究得出了结论,学生更容易理解,更易于接受采用新旧知识对比的方法,目的是培养学生对所学知识进行迁移、拓展的能力。
1.关注学生运用“位一构一性”模型完整表述碱金属、卤族元素性质递变规律的逻辑过程,根据学生表述情况及时强化构成要素及其关联。
2.设计多种学生活动(如实验、小组讨论、白板展示等),外显学生思维过程,促进学生深度学习的展开。
3.运用“价一类”二维图,指导学生对“元素性质一物质性质”模型的认识,初步尝试预测陌生元素的性质。今后教学中应注意的问题:应进一步提高学生的主动性,应更加注重学生的主体性与参与度。
课堂气氛有点沉闷,学生表现欲不强,大多数学生报以旁观者的态度。这种态度的产生可能有这样一些原因:学习成绩较差,偏科倾向严重,表达能力弱,性格较内向等等。对于这一部分学生,必须发挥教师的主导作用。适时地给予机会,运用教学情感,恰到好处的眼神都能给予其鼓励,帮助他们正确地评价自己。实验操作
实验现象
实验结论
加热前,镁条表面附着了少量气泡,加热至沸腾后,有较多的气泡,溶液变为红色
镁与冷水几乎不反应,能与钠反应,反应的化学方程式为
两支试管内都有大量气泡冒出,但放镁的试管中逸出气体的速率较快
镁、铝都能置换出酸中的氢,但镁更容易,反应的化学方程式为
最高价氧化物对应的水化物
NaOH
Mg(OH)2
Al(OH)3
碱性强
弱强碱
中强碱
两性
元素
Si
P
S
Cl
最高价氧化物的化学式
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O5
最高价氧化物对应水化物的化学式及酸性
单质与H2反应的条件
氢化物的稳定性
高中鲁科版 (2019)第2章 化学键 化学反应规律第2节 化学反应与能量转化教案: 这是一份高中鲁科版 (2019)<a href="/hx/tb_c4002561_t8/?tag_id=27" target="_blank">第2章 化学键 化学反应规律第2节 化学反应与能量转化教案</a>,共8页。
高中鲁科版 (2019)第2节 化学反应与能量转化教学设计: 这是一份高中鲁科版 (2019)<a href="/hx/tb_c4002561_t8/?tag_id=27" target="_blank">第2节 化学反应与能量转化教学设计</a>,共5页。教案主要包含了学生汇报,问题组1,分组实验,小组讨论,归纳总结,评测练习,问题组2,问题组3等内容,欢迎下载使用。
鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 化学中常用的物理量——物质的量教案: 这是一份鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 化学中常用的物理量——物质的量教案,共5页。