高中化学13元素周期表的应用教案鲁科版必修2.docx
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高中化学13元素周期表的应用教案鲁科版必修2
第三节元素周期表的应用
一．教材分析
（一）知识脉络
在学过原子结构、元素周期律和元素周期表之后，结合《化学1（必修）》中学习的大量元素化合物知识，通过对第3周期元素原子得失电子能力强弱的探究，整合ⅧA族元素及其化合物的性质，以及对金属钾性质的预测等一系列活动，归纳得出同周期、同主族元素的性质递变规律，体会元素在周期表中的位置、元素的原子结构、元素性质（以下简称“位、构、性”）三者间的关系，学会运用元素周期律和元素周期表指导化学学习、科学研究和生产实践。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
旧教材是根据第3周期元素性质的递变通过归纳得出元素周期律和元素周期表，而新教材则是在学过元素周期律和元素周期表之后，让学生根据原子结构理论预测第3周期元素原子得失电子能力的递变规律和金属钾性质，再通过自己设计实验去验证。
教材这样处理旨在培养学生的探究能力，引导学生学会运用元素周期律和元素周期表来指导化学学习和科学研究。
二．教学目标
（一）知识与技能目标
1、以第3周期元素和ⅦA、ⅠA族元素为例，使学生掌握同周期、同主族元素性质递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释；
2、了解元素“位、构、性”三者间的关系，初步学会运用元素周期表；
3、通过“实验探究”、“观察思考”，培养学生实验能力以及对实验结果的分析、处理和总结能力；
4、了解元素周期表在指导生产实践等方面的作用。
（二）过程与方法目标
1、通过“活动·探究”，学会运用具体事物来研究抽象概念的思想方法；
2、通过“阅读探究”、“交流·研讨”、“观察思考”等活动，培养学生获取并整合信息的能力；
3、通过对本节内容的整体学习，学会运用元素周期律和元素周期表指导探究化学知识的学习方法。
（三）情感态度与价值观目的
1、通过对门捷列夫的预言和一些化学元素的发现等化学史的学习，让学生体验科学研究的艰辛与喜悦；
2、通过对元素“位、构、性”间关系的学习，帮助学生初步树立“事物的普遍联系”和“量变引起质变”等辨证唯物主义观点；
3、通过对元素周期表在指导生产实践中的作用等知识的学习，让学生体会化学对人类生活、科学研究和社会发展的贡献，培养学生将化学知识应用于生产生活实践的意识。
三、教学重点、难点
（一）知识上重点、难点
1、同周期、同主族元素性质递变规律；
2、元素“位、构、性”三者间的关系。
（二）方法上重点、难点
学会在元素周期律和元素周期表指导下探究和学习元素化合物知识的学习方法。
四、教学准备
1、第1课时前，布置学生预习并准备实验探究方案；
2、第2课时前，教师绘制“ⅦA族元素原子结构和性质比较”表格，并布置学生完成。
3、第3课时前，布置学生上网查阅“元素周期表的意义”（网址：
五、教学方法
实验探究法、讨论归纳法
六、课时安排
3课时
七、教学过程
第1课时
【导入】前面我们学习了元素周期律和元素周期表，它对我们化学有什么作用呢？
大家知道，门捷列夫在编制元素周期表时，人类只发现了六十多种元素，因此他做过很多大胆的预测，如他就预测在硅和锡之间存在一种元素—-“类硅”，15年后该元素被德国化学家文克勒发现，为了纪念他的祖国，将其命名为“锗”。
【投影】
相对原子质量
原子
体积
单质
比重
二氧化物
四氯化物
比重
体积
沸点
比重
体积
类硅
72
13
5.5
4.7
22
＜100℃
1.9
113
锗
72.6
13.22
5.47
4.703
22.16
86℃
1.887
113.35
【设问】你知道门捷列夫是如何做出如此准确的预测的吗？
【点评】通过展示门捷列夫预言的准确性和锗元素名称来历的介绍，激发学生的学习兴趣和爱国热情，引导他们关注元素周期表的重要作用。
【板书】第三节元素周期表的应用
一、同周期元素性质的递变
【板演】请写出第3周期元素的名称和元素符号
【交流与研讨】
（1）第3周期元素原子的核外电子排布、原子半径是如何递变的？
（2）尝试用元素原子的核外电子排布规律预测第3周期元素原子失电子或得电子能力的相对强弱。
【媒体展示】第3周期元素名称、符号、原子结构示意图。
【归纳慨述】第3周期元素从钠到氯，随着核电荷数增加，原子半径减小，元素原子失去电子能力减弱，得到电子能力增强。
【设问】如何用实验验证你的结论？
【阅读】教材P20页“方法导引”。
【点评】“方法导引”不仅为学生完成探究提供了方法支持，还引导学生学会借助具体事物（金属与水反应难易以及最高价氧化物对应水化物碱性强弱）来研究抽象概念（元素原子失电子能力强弱）的思维方法。
【小组讨论】设计实验方案，论证钠、镁、铝三种元素原子失去电子能力相对强弱。
【实验探究】取一小段镁带，用砂纸磨去表面的氧化膜，放入试管中。
向试管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞溶液。
观察现象。
过一会儿加热试管至水沸腾。
观察现象。
【讨论】回忆钠与水反应的现象，并与镁和水反应的现象相比，你得出什么结论？
【观点陈述】每组选派一位代表陈述自己的实验现象和结论。
【板书】Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑
【结论】钠元素原子失去电子能力比镁强.
【实验探究】取一小段镁带和一小片铝，用砂纸磨去表面的氧化膜，分别放入两支试管中。
向试管中各加入2mL1mol/L盐酸。
观察现象。
【讨论】比较镁和铝分别与盐酸反应的难易程度，你又得出什么结论？
【观点陈述】每组选派一位代表陈述自己的实验现象和结论。
【板书】Mg+2HCl=MgCl2+H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
【结论】镁元素原子失去电子能力比铝强.
【实验探究】向盛有AlCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，直到产生大量白色絮状沉淀为止。
将所得沉淀分盛在两支试管中，再分别加入HCl和NaOH溶液，观察现象。
【观点陈述】每组选派一位代表陈述自己的实验现象和结论。
【板书】AlCl3＋3NaOH=Al（OH）3↓＋3NaCl
Al（OH）3＋3HCl=AlCl3＋3H2O
Al（OH）3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O
【讲述】Al（OH）3既能和发生中和反应,又能和发生中和反应,我们把它称为两性氢氧化物。
【讨论】从上述实验中能否比较NaOH、Mg（OH）2和Al（OH）3的碱性强弱？
【概括】
元素
钠
镁
铝
单质与水反应
与冷水剧烈反应
与冷水反应缓慢，与热水反应迅速
单质与盐酸反应
剧烈反应
剧烈反应，但较镁慢
最高价氧化物对应水化物
化学式
NaOH
Mg（OH）2
Al（OH）3
碱性
强碱
中强碱
两性氢氧化物
结论
钠、镁、铝三种元素原子失去电子能力逐渐减弱
【板书】钠、镁、铝三种元素原子失去电子能力逐渐减弱。
【过渡】我们又如何判断硅、磷、硫、氯四种非金属元素原子得电子能力的相对强弱呢？
【阅读】教材P21页“方法导引”和P20页“阅读探究”。
【概括】请完成表格：
元素
硅
磷
硫
氯
单质与氢气反应难易
气态氢化物
化学式
稳定性
最高价氧化物对应水化物
化学式
酸性
结论
【点评】通过“阅读探究”和“概括”，旨在培养学生自学能力以及获取并整合信息的能力。
【板书】硅、磷、硫、氯四种非金属元素原子得电子能力逐渐增强。
【讲述】请看元素周期表，我们不难发现，除第1周期外，周期表中每一周期都是从活泼的金属逐渐过渡到不太活泼的金属元素，再到非金属元素，最后到性质极其稳定的稀有气体元素结束。
【板书】同一周期从左到右，元素原子失去电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。
【达标检测】1、下述事实能够说明硫原子得电子能力比氯弱的是（）
（A）硫酸比盐酸稳定（B）氯化氢比硫化氢稳定
（C）盐酸酸性比氢硫酸强（D）硫酸酸性比高氯酸弱
2、电子层数相同的三种元素X、Y、Z，它们最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱顺序为：
HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，下列判断错误的是（）
（A）原子半径X＞Y＞Z（B）气态氢化物稳定性X＞Y＞Z
（C）元素原子得电子能力X＞Y＞Z（D）单质与氢气反应难易X＞Y＞Z
3、按C、N、O、F的顺序，下列递变规律错误的是（）
（A）原子半径逐渐增大（B）元素原子得电子能力逐渐增强
（C）最高正化合价逐渐增大（D）气态氢化物稳定性逐渐增大
【课后作业】教材P28页第5题
【点评】从介绍门捷列夫的预言引入新课，紧紧抓住学生的注意力，激发学生兴趣，在方法上引导学生学会用原子结构理论分析第3周期元素原子失电子或得电子能力的相对强弱，然后设计验证结论，最后通过阅读自学，获取整合信息，找出硅、磷、硫、氯四种元素原子得电子能力逐渐增强的依据，整节课以学生探究为主线，突出学生的主体地位，注重培养学生科学的学习方法。
第2课时
【复习提问】同周期元素的性质是如何递变的？
【新课导入】那么同主族元素的性质有无规律呢？
【板书】二、同主族元素性质的预测
【交流与研讨】在元素周期表中，同主族元素原子的核外电子排布有什么特点？
它对元素的性质有何影响？
【点评】以一连串问题引入新课，可激发学生的学习兴趣和吸引学生的注意力，另外在上一课时已经学过运用原子结构理论分析同周期元素性质递变规律，现在提出这一问题，就是引导学生学会运用原子结构理论去指导探究元素化合物知识的学习方法。
【结论】同主族元素从上到下，随着原子核外电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的引力减小，元素原子得电子能力减弱，失电子能力增强。
【设问】如何用我们学过的知识来证明上述结论？
【阅读自学】教材P21页最后一自然段至P22页第2自然段。
【归纳】完成表格：
元素
氟（F）
氯（Cl）
溴（Br）
碘（I）
最外层电子数
原子半径
最高化合价
最低化合价
气态氢化物
最高价含氧酸
【分组讨论】从上表中你能得出什么结论？
【板书】1、同主族元素原子的最外层电子数相同，因而化学性质具有相似性。
【质疑】同主族元素的性质有何不同吗？
【思考】根据F2、Cl2、Br2、I2分别与H2反应条件、程度以及生成的气态氢化物的稳定性等方面分析同主族元素性质的递变规律。
【概括】ⅦA族元素单质与H2反应情况
F2
Cl2
Br2
I2
反应条件
暗处
光照或点燃
加热
不断加热
反应程度
爆炸
剧烈
缓慢
缓慢
氢化物的稳定性
很稳定
稳定
较稳定
不稳定
【点评】Cl2、Br2、I2的性质在《化学1（必修）》中已分散学过，在此进行整合，不仅对知识起到复习作用，还可以引导学生学会归纳、比较的学习方法。
【板书】2、同主族元素性质具有递变性---从上到下，原子半径增大，元素原子失电子能力增强，得电子能力减弱
【过渡】同主族元素性质既有相似性，也有递变性，门捷列夫正是根据这个规律对某些元素的性质进行大胆预测的。
【讨论】请你根据钾在周期表中的位置，预测金属钾的性质。
【演示】分别向两只培养皿中加水至其体积的1/2，然后分别加入绿豆大小的金属钾和钠，观察反应的剧烈程度，记录现象（为了便于观察，将培养皿放在投影仪上，通过投影来观察实验现象）
【板演】钾、钠分别与水反应的化学方程式。
【结论】钾和钠的化学性质相似，钾比钠更活泼。
【思考】根据钾和钠的性质，预测ⅠA族其它金属的性质。
【阅读自学】教材P22页最后一自然段至P23页第1自然段。
【板书】
【小结】元素周期表中每一周期、每一主族的元素，其性质总是呈现规律性的变化，所以元素周期表是我们学习化学的重要工具
【课后作业】教材P26页第1、3题，P27页第3题（3）
【点评】本节课在学法指导上做的比较到位，在整合Cl2、Br2、I2的性质时，引导学生学会采用图表法进行比较、归纳，从开始对ⅦA族元素性质探究，到最后对ⅠA族元素性质的归纳，始终注重引导学生用原子结构认识物质性质这一重要的学习方法。
第3课时
【练习】已知磷元素位于第3周期ⅤA族，
（1）画出磷的原子结构示意图；
（2）磷元素的最高化学价为，其氢化物的化学式为。
【导入】由上例可见，元素的原子结构和元素在周期表中的位置、元素性质三者之间存在着密切的关系，这是我们本节课要讨论的重点。
【点评】通过练习导入新课，让学生对元素的“位、构、性”之间的关系有更直观的认识，还可以调动学生兴趣，吸引学生注意力。
【板书】三、元素“位、构、性”之间的关系
【媒体展示】
【训练】1、由A、B两种元素组成的化合物，如果A、B两种元素的原子最外层电子数分别是1和6，则化合物的化学式可能是（）。
A、AB2B．A2BC、ABD、A2B2
2、砹是原子序数最大的卤族元素，推测砹和砹的化合物不可能具有的性质是（）。
A.砹是有色固体B.砹易溶于有机溶剂
C.砹化氢很稳定D.砹化银不溶于水
3、有X、Y、Z三种元素，其中X、Y属于同一主族，加热时，其单质都能与氢气形成气态氢化物H2X，H2Y。
常温下，X单质为气态，X与Y可形成两种化合物YX2和YX3，Y、Z均在X的下一周期，而Z可与X生成化合物Z2X和Z2X2。
试写出：
（1）元素名称X——、Y——、Z——；
（2）化合物Z2X2与H2X反应的化学方程式；
（3）两个由X、Y、Z三种元素所组成物质的化学式——。
【分组讨论】完成教材P25页“概括·整合1”。
【观点陈述】每组派一名代表陈述本组观点。
【教师点评】略
【媒体展示】
主族元素原子得、失电子能力强弱与元素在周期表中的位置关系
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
稀
有气体元素
2
B
3
Al
Si
4
Ge
As
5
Sb
Te
6
Po
At
7
【过渡】元素周期表除了对我们学好化学有着重要意义外，还有其它的作用吗？
【阅读自学】教材P23页“资料在线”至P27页。
【板书】四、元素周期表的重要意义
【思考】元素周期律和元素周期表的诞生是19世纪化学科学的重大成就之一，具有重要的哲学意义、自然科学意义和实际应用价值，请你根据教材所给资料和你在网上查阅结果，分别举例说明。
【学生发言】略（让学生充分发表观点，鼓励学生大胆想象、质疑）
【点评】通过学生自学和查阅资料，具体感受元素周期表在指导生产实践和科学研究等方面的作用，让学生深切体会化学对人类生活、科学研究和社会发展的贡献，培养学生将化学知识应用于生产、生活实践的意识，调动学生学好化学的积极性。
【板书】1、学习和研究化学的重要工具；
2、指导科学研究，如发现新元素；
3、指导生产实践，如寻找新材料、催化剂、制冷剂、探矿等；
4、论证了“量变质变规律”；
【达标检测】元素周期表在指导科学研究和生产实践方面具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏描述的内容对应起来。
A
B
A
B
①制半导体的元素
（a）ⅢB至ⅥB的过渡元素
①
②制催化剂的元素
（b）F、Cl、Br、N、S“三角地带”
②
③制耐高温材料的元素
（c）金属与非金属元素分界线附近
③
④制冷剂的元素
（d）相对原子质量较小的元素
④
⑤地壳中含量较多的元素
（e）过渡元素
⑤
【结束语】如果同学们对本章所学的知识有兴趣，欢迎再选修《物质结构与性质》模块。
【课后作业】教材P26页第2题，P28页第4题
【课外活动】教材P26页第4题
【点评】教师从题目入手，使学生对元素的“位、构、性”之间的关系有直观的认识，体会元素周期表在化学学习上的指导作用，而元素周期表在生产实践和科学研究等方面的重要作用，是学生感兴趣的内容，通过指导学生自己阅读、查找资料，不仅可以开拓学生视野，还让学生对科学研究、化学对人类生活和社会发展的贡献有深切的情感体验。
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