化学必修一第四章硅和二氧化硅的教案

化学必修一第四章硅和二氧化硅的教案

第4章非金属元素及其化合物

第一节硅和二氧化硅(第一课时)

张玉芳

知识与技能：

1．了解硅在自然界的存在、含量；

2．了解单质硅的主要性质、工业制法、主要用途；

3.掌握二氧化硅的性质；

4.初步培养学生自主查阅资料的能力和阅读能力；

5.初步培养学生对新旧知识进行比较、归纳、推断的逻辑思维能力。

过程与方法：

1．自主学习；

2．活动探究：通过碳与硅、二氧化碳与二氧化硅新旧知识的比较、设疑引导，变

教为诱、变教为导的思路教学法。

情感、态度与价值观：

1．使学生掌握学习元素化合物知识的一般顺序和正确方法；

顺序：

2．通过学习单质硅、二氧化硅的广泛用途后，使学生认识化学学科的魅力，激发

学生的学习知识的内需和兴趣。

教学重点：硅、二氧化硅的化学性质

教学难点：二氧化硅的结构

教学过程：

[引入新课](实物展示)水晶、玛瑙、陶瓷、玻璃、硅芯片、光缆

[讲解]这些物质的主角是硅元素，它们都是硅元素的单质和化合物。

[板书]第1节硅和二氧化硅

硅

1.物理性质

[推进新课]请学生阅读教材，描述硅的物理性质。

[学生]灰黑色、有金属光泽，熔点和沸点都很高，硬度很大的固体。

[讲解]很好，那我们现在来看看硅元素在元素周期表中的位置。

[学生] 在元素周期表中寻找硅元素的位置。[讲解]我们发现硅元素的左面是金属元素，右面是非金属元素。金属都有很好的导电性，而非金属一般都是绝缘体，单质硅导电性介于导体和绝缘体之间，是重要的半导体材料。[板书]2.化学性质

[引导]让学生在元素周期表中寻找碳、硅两元素的位置，然后请学生板演它们的原子结构示意图，比较它们结构的异同。

[学生]最外层电子数相同，半径不同。

[讲解]两者最外层都是4个电子，在反应时不易得失电子，故常温下C、Si的化学

性质都比较稳定。

[学生]C+O2CO2

[讲授]Si + O2 SiO2

[板书]3.自然界中的存在

（学生阅读、回答下列思考题）

思考题：硅在自然界中的含量怎样？硅元素在自然界中的存在形式如何？

地壳中硅元素以哪几类物质存在？

[讲解]硅在地壳中含量仅次于氧,居第二位。在自然界中，只有以化合态存在的硅。硅是一种亲氧元素，在自然界中它总是与氧化合的。所以在氧化氛围的地球上，硅以熔点高的氧化物和硅酸盐的形式存在。

[板书]4.硅的用途

[讲述]粗硅是含有少量杂质的硅，经提纯后可得高纯度的硅，是重要的半导体材料，可用以集成电路、制造硅整流器、变压器的铁芯等方面。

点燃点燃

[板书]二、二氧化硅

1.二氧化硅的存在

（学生阅读材料了解二氧化硅的俗名，在地壳中的含量）

（实物展示）水晶、石英坩埚、一段光缆[板书]2.二氧化硅的物理性质

[讲述]它们的主要成分都是二氧化硅，根据已有的知识和日常的经验，请同学们思

考二氧化硅有哪些主要物理性质且与二氧化硅比较。

[学生]二氧化硅是无色、难溶于水、坚硬、难熔的固体。

[引导]碳、硅单质在物理性质方面有相似之处，形成的氧化物的物理性质却有很大

的差别，原因是什么？

[板书]3.二氧化硅的结构

（投影）二氧化硅、干冰的结构模型

[讲解]二氧化硅晶体是由许许多多的硅原

子与氧原子通过牢固的作用力结合而成

的空间网状结构，二氧化硅晶体中不存在单

个分子。而干冰由许许多多的二氧化碳

分子通过微弱的作用力形成的晶体，二者之

所以物理性质有差别，根本原因在于它

们的晶体结构不同。

[提问]从物质类别看，二氧化硅属于哪一类

物质？

[学生]酸性氧化物。

[板书]4.二氧化硅的化学性质

[引导]酸性氧化物可能有哪些化学性质？

完成下列方程式：

CO2+H2O === CO2+CaO==== CO2+NaOH====

SiO2+H2O=== SiO2+CaO==== SiO2+NaOH====

SiO2具有酸性氧化物的一些通性，能不能

与酸反应呢？

[活动探究]二氧化硅分别与盐酸、硫酸、硝

酸、氢氟酸作用

[学生]二氧化硅与氢氟酸能反应，与其他酸

不反应：

[板书]SiO2 + 4HF === SiF4↑+ 2H2O

[强调]氢氟酸是唯一能与二氧化硅反应的

酸。

[板书]5.二氧化硅的用途

（请学生阅读教材，说说二氧化硅的用途）

[学生]用作电子部件、光学仪器、压电材料、

通讯光缆等。

SiO2与CO2化学性质的比较

性质二氧化碳(CO2)二氧化硅(SiO2)与水反应CO2 + H2O =

H2CO3

不反应

与碱反应CO2+2NaOH =

Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O

CO2+NaOH = NaHCO3

与碱性氧化物反应CO2+CaO =

CaCO3

SiO2+CaO高温

CaSiO3

与酸反应

不反应SiO2+4HF = SiF4↑+2H2O

与碳反应CO2+C高温

2CO SiO2+2C高温Si+2CO

[课堂小结]这节课我们学习了一种非金属元素硅的单质及其氧化物，了解了它们的重要性质，也知道了它们在工农业生产与信息工程、IT产业中的重要作用。同学

们，知识是无穷的，它可以帮助我们认识世界，也可以帮助我们创造未来。

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