化学必修 第一册同周期、同主族元素性质的递变表格教案

这是一份化学必修 第一册同周期、同主族元素性质的递变表格教案，共5页。教案主要包含了学习任务一，学习任务二，学习任务三，学习任务四，学习任务五，问题和讨论等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
化学
年级
高一
学期
秋季
课题
实验活动3 同周期、同主族元素性质的递变
教科书
书 名：人教版教材
出版社：人民教育出版社 .6月
教学目标
1. 通过实验培养操作、观察、思考能力，训练思维能力；
2. 基于实验活动和科学事实的方法论证，构建“位置-结构-性质”和“用途-构成-性质”三维模型，探究同主族、同周期元素性质的递变性规律，加深对分类法、归纳法和演绎法等科学方法的认识，加深对元素周期律的理解；
3. 能够从微观原子结构解释元素性质及其递变规律，初步建立基于元素周期律对物质性质进行预测和检验的认识模型；
4. 通过对人类生活中制冷剂的发展过程的了解，体悟元素周期律（表）对人类社会发展的重要作用和意义。
教学内容
教学重点：
1. 元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规律
2. 元素性质与原子结构的关系
教学难点：
1. 元素性质与原子结构的关系
教学过程
【学习任务一】同主族元素性质的递变。
实验活动1：
实验药品：NaBr溶液、NaI溶液、新制氯水、溴水
实验用品：白色点滴板
实验步骤：在点滴板的3个孔穴中分别滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液、新制氯水，然后向NaBr溶液和NaI溶液中各滴入3滴新制的氯水。观察颜色变化，并与氯水的颜色进行比较。写出反应的化学方程式。
现象及结论：NaBr溶液，NaI溶液加入氯水后两种溶液颜色都比氯水深。氯单质可把溴元素从溴化钠中置换出来，氯单质可把碘元素从碘化钠中置换出来。
化学方程式：Cl2+ 2NaBr = 2NaCl + Br2 ；Cl2+ 2NaI = 2NaCl + I2
在点滴板的2个孔穴中分别滴入3滴NaI溶液和溴水，然后向NaI溶液中滴入3滴溴水。观察颜色变化，并与溴水的颜色进行比较。写出反应方程式。
现象及结论： NaI溶液中滴入3滴新制的溴水后，溶液颜色比溴水深，溴单质可把碘元素从碘化钠中置换出来，卤素单质的氧化性强弱顺序为：氯气大于溴单质大于碘单质，元素非金属性逐渐减弱。
化学方程式：Br2+ 2NaI = 2NaBr + I2
科学事实1：
结论：卤素单质可以与氢气反应，从氟气到碘单质与H2的反应由易到难，生成氢化物的稳定性逐渐减弱，同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，元素的化学性质表现出递变性。
【学习任务二】同周期元素性质的递变。
回忆钠和水反应的实验，写出实验现象和化学方程式： 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
钠与水反应现象
解释及结论
浮在水面上
密度比水小
熔成光亮的小球
在水面上迅速游动
反应放热，钠的熔点低
产生气体
发出“嘶嘶”的声响
产生气体
溶液变红
生成可溶性碱
设计实验活动2-1：镁与冷水、热水的反应
实验药品：镁条、蒸馏水、酚酞溶液
实验仪器：试管架、试管、试管夹、胶头滴管、酒精灯、镊子、表面皿
其他实验用品：砂纸、火柴
实验步骤：取一小段打磨好的镁条，放到试管中。向试管中加入约2mL蒸馏水，观察现象。再加入2滴酚酞溶液，振荡，观察现象。过一会，加热试管至液体沸腾，观察现象。
现象及结论：镁条和冷水没有显著变化，滴入2滴酚酞，观察溶液变浅红色。加热至液体沸腾，观察到溶液红色加深。说明镁和冷水反应缓慢，镁与沸水反应迅速。镁和水反应产生氢氧化镁和氢气 ，镁和冷水反应没有钠剧烈，所以金属性Na> Mg
设计实验活动2-2：利用手持技术，探究镁和水反应的过程性变化并探讨反应的实质
实验药品：镁条、蒸馏水
实验仪器：100mL小烧杯、pH传感器
其他实验用品：砂纸、镊子
实验步骤：取一个100mL的小烧杯，加入50mL蒸馏水，加入一小段打磨过的镁条，用pH传感器测定pH，绘制pH变化曲线图
现象及结论：通过该图，我们发现，随着反应进行，溶液pH逐渐升高，镁和水中的H+不断发生反应，Mg失去电子，体现出还原性，H+得到电子产生H2， 使得OH-浓度不断增大。
设计实验活动2-3：比较Mg(OH)2和Al(OH)3的碱性强弱
实验药品：1ml/LMgCl2溶液、1ml/LAlCl3溶液、2ml/LNaOH溶液
实验仪器：试管、试管架、量筒、胶头滴管
实验步骤：向试管中加入2mL1ml/LMgCl2溶液，滴加2ml/LNaOH溶液至过量，边滴加边振荡观察现象。向另一只试管中加入2mL1ml/LAlCl3溶液，滴加2ml/LNaOH溶液至过量，边滴加边振荡观察现象。并进行比较。
现象及结论：NaOH溶液加入到MgCl2溶液中，可以观察到产生白色沉淀，继续滴加至过量，沉淀不消失。NaOH溶液加入到AlCl3溶液，加入试管中，可以观察到产生白色沉淀，继续至过量，边滴加边振荡，可以观察到沉淀消失。Al(OH)3溶于NaOH，铝元素表现出一定的非金属性，而镁只有金属性，所以镁的金属性比铝强，从而间接证明碱性Mg(OH)2>Al(OH)3 ，
所以金属性 Mg>Al。通过以上实验我们的得出：金属性Na> Mg>Al。
科学事实2：
结论：同周期元素从左到右，单质与氢气化合越来越容易，生成的气态氢化物越来越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性越来越强，元素非金属性逐渐增强，化学性质表现出递变性。
【学习任务三】总结同周期、同主族元素性质递变规律并从微观角度进行解释
结论并解释：结合实验和事实，我们发现在周期表中，元素位置越向左向下，金属性越强，位置越向右向上，非金属性越强，呈现递变性。元素的性质与原子结构有密切的关系，主要与原子核外电子排布，特别最外层电子数，同周期，从左到右，核电荷数依次增多，最外层电子数依次增多，原子半径逐渐减小，越容易得到电子，非金属性逐渐增强。同主族，从上到下，原子核外电子层数依次增多，得电子能力减弱，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。元素性质的递变性规律随着原子序数的递增而呈现周期性变化，就是元素周期律。
【学习任务四】利用规律解决实际问题
人们曾用乙醚、NH3、CH3Cl等做制冷剂，但它们不是有毒，就是易燃，根据元素性质的递变规律，如氢化物的易燃性：CH4>NH3>H2O>HF等，再参考含As剧毒农药到含P、S、Cl 低毒农药的设计思路，于是科学家们尝试在已有制冷剂中引入Cl、F等原子。
已知CCl4的沸点为76.8℃，CF4的沸点为-128℃，新的制冷剂的沸点范围应介于其中，经过长时间的试验，一种新的制冷剂氟利昂CF2Cl2诞生了。其他类似的还可以是什么呢？如CCl3F或CClF3
【学习任务五】整理并构建元素周期律（表）认知模型
从元素维度学习了“位置-结构-性质”的关系，从物质维度学习了“构成-性质-用途”的关系，构建了元素周期律的认知模型，加深了对同周期、同主族元素递变性规律的认识，依据元素周期表和周期律，根据元素的位置可以推测其原子结构和性质，也可以根据原子结构推测其在周期表中的位置和性质，我们还可以尝试寻找新元素，预测它们的原子结构和性质，创造新物质，发现新用途，使化学研究减少了盲目性，在哲学、自然科学、生产实践各方面，都有重要意义。
【问题和讨论】
1.实验中所用的氯水为什么要用新制的？
2. 你对原子结构与元素性质的关系及元素周期律和周期表有什么新的认识？
3.查阅资料探索新的制冷剂的发展方向