高一化学无机非金属材料的主角硅教案新课标人教版 (1)

课程标准：

通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。

第一节无机非金属材料的主角——硅（第一课时）

教学目标：

1．使学生了解硅的两种重要化合物——二氧化硅及硅酸的主要性质；

2．引导学生对比学习硅的化合物（二氧化硅及硅酸）与碳的化合物（二氧化碳及碳酸），培养学生联系、对比、归纳总结的学习方法；

3．使学生了解二氧化硅和硅酸在日常生活、生产中的应用，感受化学的实用性，增强学习化学的兴趣。

教学重点、难点

重点：二氧化硅的性质

难点：硅酸的性质

教师活动学生活动设计意图

【视频呈现】：硅及其化合物遍布在自然界和人类日常生活，以及高科技产品中。

【图片呈现】：展示硅的各种图片以及硅的多种用途，要求学生从感性上认识硅。

图片一至图片五学生对视频以及各种图

片都非常感兴趣，纷纷低

声交头议论。

从感性上让学生接触要学习

的内容，激起让学生学习的兴

趣

【引言】：看到这么多的图片，从自然到生活，

从工业到科技，从原子到宇宙航天……大家发

现没有这些图片都集中反映了一种物质，这是

什么呢？

【回答】：硅引出主题

【板书】：第一节无机非金属的主角－硅

【设问】：那么大家说说含硅元素的材料在我们生活中有什么用途。.

【图片呈现】：硅应用树状图

【文本呈现】：在学生讨论过程中不断呈现图片、文本。

【主导】：在能源、材料、信息方面硅都显示出非常广泛的用途，而且在超导体材料方面硅都显示出非常强的发展前途，我国正向这方面发展，而且取得很大的进步。【讨论】：通过书本、讨

论

【回答】：电子工业半导

体、通讯工具光纤、水泥、

玻璃、陶瓷等

激发学生联系生活

拓展知识外延

【教师设问】：有哪位同学知道硅在地壳中的含量？

【指导阅读】：《硅单质的基本情况》

【设问】：为什么硅的用途这么广泛呢？我们经【回答】：硅在地壳中含

量为27.27%

培养学生阅读归纳能力，以及

信息处理能力

常不是说结构决定性质吗，那么，硅的性质与

它的结构有什么必然联系没有呢？

【引导】:○1请画出硅原子结构示意图

○2原子最外层电子决定物质性质，硅的这种结

构在性质上有何体现

【操作】○1画出硅原子结

构示意图○2既不易失电

子，也不易得电子。显＋

4价

【模型呈现】：展现硅原子结构模型

【指导阅读】：《硅单质的基本情况》

【提问】：通过阅读，请回答硅的物理性质和化

学性质

【小结】：硅的物理性质：（略）

【板书】：一、硅

1、物理性质：

2、化学性质：

【回答】：硅是黑色有金

属光泽的固体，可以跟

酸、碱反应

启发学生空间想像能力加深

对硅结构的认识，从而加深对

硅性质的认识

【过渡】：事实上，地球上的硅都是以硅的化合

物形式存在，那么我们从硅最简单的化合物－

SiO2入手研究。

【板书】：二、硅的化合物

1、SiO2

【引入讨论】：各位同学，虽然SiO2与我们非

常接近，但你对SiO2的认识又有多少呢？大家

四人小组讨论一下你在日常生活中见到的有关

二氧化硅的产品。

【学生讨论】：生活中常

见的SiO2产品

联系生活，激发求知欲

【引导】：我们经常说，结构决定性质，SiO2

有什么样的结构，它就会有什么样的

性质，哪它的结构是什么样呢？

【图片呈现】：SiO2的立体结构模型

【视频呈现】：SiO2的3D结构模型

【引导】：要求学生在大脑里面建立SiO2结构

的立体模型，并引导学生指出这种结构跟金刚

石非常相似，启发学生这决定了SiO2的性质跟

金刚石相近。

【观看图片】：

【观看视频】：

【思考】：SiO2性质与结构

的关系

抽象思维，初步建立SiO2空间

立体结构

通过视频呈现，学生对SiO2

结构的理解更深刻

【顺承】就因为SiO2的结构跟金刚石相似，所

以SiO2硬度非常高，非常耐磨，我们看几种主

要成分是SiO2的物质，加深对这方面的认识：

【图片呈现】：水晶玛瑙光纤石英坩埚半导

体元件

【引导】：SiO2结构特征SiO2物理性质

【板书】：SiO2结构特征SiO2物理性质

【议论】：学生联系生活

还补充不少生活中的SiO2

产品

【学生讨论】：SiO2结构

特征和SiO2物理性质

【思考与交流】：【自主探

究】：根据网上提供的资

源探究硅的化学性质

联系生活，加深认识

图片呈现更直观，深刻

【过渡】：事实上SiO2的结构不单在物理性质上有体现，在化学上更能反应SiO2的结构

【文本呈现】：SiO2跟碱反应，SiO2跟酸反应，SiO2跟碱性氧化反应学生浏览资料，建构知识提高学生信息处理能力

文本呈现使得知识层面更丰

富

【引导】：引导学生推出SiO2的化学性质【板书】：SiO2化学性质

【小结】：SiO2跟酸、碱、碱性氧化物反应学生黑板书写有关方程

式

【拓展】：既然SiO2化学性质是这么丰富，那么除了上述用途外还有什么用途呢？要求学生分学习小组进行讨论并得到答案。

【教师点评】：点评学生作品成果【分享】：各同学的探究

成果

提高学生网络学习能力，自主

学习能力

提高学生协作学习能力

【设疑辩思】：为什么实验室装碱液的瓶子不用玻璃塞呢？

【解析】：SiO2能够跟碱反应【小组讨论】：学生小组讨论

【回答】可以跟碱反应

【深入拓展】：在半导体工业中流行这样一句话“从沙滩到用户”你是如何理解的？

【课后测评】：《课后测评》【互动争辩】学生各抒己

见

【回答】（略）

学生测评

提高学生科研精神

及时了解学生学习情况

［引言］请大家看课本彩图中的硅单质照片。

［师］别看它看起来灰溜溜，它自己及它的化合物的作用却是大得很。大到高科技领域，小到我们的周围，到处都有硅及其化合物的踪影。当今电子工业的飞速发展，更是与人们对硅的性质的认识息息相关。本节课，我们就来学习硅及其化合物的有关知识。

［板书］第二节硅和二氧化硅

［过渡］首先，我们来认识一下元素含量居于自然界第二的硅单质的性质。

［板书］一、硅（Si）

［师］请大家阅读课本P145的第一、二自然段，总结出硅的存在形态、结构特点、物理性质等方面的内容。

［学生阅读］

［问］硅元素以什么形态存在于自然界？硅元素主要存在于什么物质里？

［生］硅以化合态存在于自然界，硅元素主要存在于地壳的各种矿物和岩石里。

［问］硅有几种同素异形体？分别是什么？

［生］硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。

［问］为什么晶体硅的熔沸点高、硬度大？

［生］因为它的结构类似于金刚石。

［问］硅的导电性怎样？

［生］介于金属与非金属之间，是半导体。

［师］很好。以上内容我们可总结如下：

［板书］以化合态存在于自然界，有两种同素异形体。

（1）物理性质：熔、沸点高，硬度大，半导体。

［过渡］那么，硅单质的化学性质又有哪些？其与同主族的碳相比，是否一样？下面，我们就来学习这个问题。

［板书］（2）化学性质

［师］请大家根据初中所学知识回答，碳单质有哪些化学性质？

［生］碳单质在常温下性质稳定，高温时可与氧气等活泼非金属反应。在化学反应中常做还原剂。

［师］回答得很好。那么，硅的性质是否也如此呢？请大家阅读课本P146第一自然段进行总结。

［学生阅读后回答］

常温下，硅的化学性质不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，硅不跟其他物质，如氧气、氯气、硝酸、硫酸等起反应。加热时，能跟一些非金属反应，如它能和氧气反应生成二氧化硅。

［师］对。我们可把上述硅单质的化学性质归纳如下：

［讲解并板书］常温下性质稳定

Si+2F2====SiF4 Si+4HF====SiF4+2H2↑

Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑ Si+O2SiO2

［师］除此以外，硅在高温时还可分别与碳及氮气反应生成熔沸点很高、硬度很大的金刚砂——碳化硅（SiC）及氮化硅（Si3N4）。

［过渡］物质的用途由其性质决定，硅的这些性质决定了硅什么样的用途呢？请大家阅读课本P146第二自然段和课本P147选学内容“硅的用途”。

［板书］（3）硅的用途

［学生阅读后回答］可以用来制集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池，还可以用来制造变压器铁芯及耐酸设备等。

［师］回答得很好。不过，大家需要知道的是，电子工业上所用的硅，都是纯度很高的硅，而由我们刚才所学知识知道，自然界没有单质硅存在。那么，我们怎样制取硅呢？请大家看课本后回答。

［板书］（4）硅的制法

［学生看书后回答］我们使用的硅，都是从硅的化合物中提取的。工业上用碳和二氧化硅在高温下反应制取硅。

［板书］SiO2+2C

高温

Si+2CO↑（工业制法）

［师］注意！上述反应中的产物是一氧化碳，而不是二氧化碳。另外，通过上述反应所制得的硅只是粗硅，用做半导体材料时，还需将其提纯。

［过渡］硅在常温下性质稳定，但在受热条件下可与氧气反应生成二氧化硅。接下来，我们来学习硅的最高价氧化物——二氧化硅的性质。

［板书］二、二氧化硅（SiO2）

［问］二氧化硅与二氧化碳都是第ⅣA族元素形成的最高价氧化物，它们的性质是否相同呢？请大家回忆我们初中学过的二氧化碳的性质，并从物理性质和化学性质两方面回答。

［生］二氧化碳的物理性质是：常温常压下是无色无味的气体，能溶于水，密度比空气大。

化学性质是：本身不燃烧，一般情况下也不支持燃烧，能与水反应生成碳酸，能与碱反应，是酸性氧化物。

［师］大家回答得很流利。请问，有没有固体的二氧化碳？

［生］有！固体的二氧化碳叫干冰。

［师］干冰可以用来人工降雨，为什么？

［生］因为干冰有易升华的性质。