高一化学：硅和二氧化硅教学设计

新修订高中阶段原创精品配套教材硅和二氧化硅教材定制 / 提高课堂效率 /内容可修改

Silicon and silicon dioxide

教师：风老师

风顺第二中学

编订：FoonShion教育

硅和二氧化硅

教学目的要求：

1、知识目标

熟练掌握碳族元素相似性、递变性、特殊性的具体内容及原因。熟练掌握硅、二氧化硅的化学性质。

2、能力目标

把握“位—构—性”三者关系，掌握元素及化合物一类知识的学习方法。

3、德育目标

能灵活运用对立统一的辩证唯物主义观点，分析、解释元素化合物知识的有关内容。激发学生兴趣，培养勇于探索知识的学习品质。

教学过程：

[引言]：阅读cctv报道，《共和国的嘉奖》XX年3月28日，庄严肃穆的人们大会堂。邓中翰心潮起伏，久久难以平静。在这里，他将代表中星微“星光中国芯”研发团队。接受共和国最高规格的奖励——国家科技进步奖。……

他们把技术变成了生成力和滚滚的财富，从此，中国人

可以用上“中国芯”，并且让世界上其他国家也用上“中国芯”。让全世界都能听到“中国芯”咚咚跳动的声音。

[提问]：你读了这篇令人振奋的报道，你是否知道“中国芯”的核心材料是什么？

[学生]：硅。

[师]：含硅物质除了包括应用到“中国芯”等电子材料外，它还应用到我们生活的方方面面，请看：

[投影]：含硅物质的用途。

[学生]：（观看）

[师]：硅及其化合物与我们的生活如此密切，用途如此广泛，让我们一起来学习硅及其化合物许多未知的性质。

[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]1。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。为了便于记忆，我们把半导体硅、锗、锡、镓编为顺口溜：“归者惜家”。

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

[思考]根据元素周期律的知识你认为硅单质的化学性质与什么物质相似？你能否从中推测出硅有哪些化学性质？

[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确定，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p149第四自然段进行总结。

[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，不活泼，加热时，与某些非金属反应：

si＋o2 sio2

硅还有一些特性，请同学们写出硅和氟、硅和氢氟酸反应的化学方程式。

si＋2f2 sif4 si＋hf sif4＋2h2

si＋2naoh＋h2o na2sio3＋2h2

[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、硬度很大金刚砂——碳化硅（sic）及氮化硅（si3n4）。

[过渡]我们知道自然界没有单质硅存在，我们在工业上是如何制取硅呢？

[板书]（4）硅的制法

[学生看书后p146页回答]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。

高温

[板书]sio2＋2c 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。

[提问]你知道什么是硅石、石英、水晶、玛瑙吗？

[板书]2.二氧化硅（sio2）

[学生看书p146页最后自然段——p147页1-3自然段回答]

[生]天然的二氧化硅叫硅石，石英的主要成份是二氧化硅，透明的石英叫水晶，含有杂质的水晶叫玛瑙。

[师]很好，我们把硅石分类树状分布图

硅石

晶体（石英）

无定形（硅藻土）

水晶

玛瑙

[师]二氧化硅用途。由于sio2具有优良的物理化学性能，加上sio2在自然界的广泛存在，因此从古到今都被人类广泛地应用着。

[思考与交流]根据sio2的存在和应用，请你分析以下问题：sio2具有哪些物理性质？化学稳定性如何？

[生]二氧化硅是坚硬、难熔的固体，不溶于水。sio2性质很稳定，不活泼，除氢氟酸外不与其它酸反应，但能与碱性氧化物或强碱反应，属酸性氧化物。

[板书]（1）物理性质

[板书]坚硬难溶的固体，不溶于水。

[提问] sio2不活泼，很稳定，但稳定是相对的，在一定条件下也能发生化学反应，从co和sio2都是via族最高氧化物的角度、以及物质通性和特性角度去推测一下sio2具有哪些化学性质？

请大家阅读课本有关内容p146页，并填写下表。

[板书]（2）化学性质

[投影展示]sio2与co2化学性质的比较

物质

二氧化硅（sio2）

二氧化碳（co2）

物质分类

与碱性氧化物反应

与碱反应

与水反应

与碳反应

与氢氟酸反应

[找一个同学把答案填写在胶片上，不足部分由教师和学生共同补充]

注：[上表答案]

二氧化碳（co2）

二氧化硅（sio2）