最新高一化学教案第四章例文

最新高一化学教案第四章例文1

教学准备

教学目标

1.说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。

2.通过阅读分析"关于酶本质的探索"的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。

3.进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

教学重难点

教学重点：酶的作用、本质和特性。

教学难点

(1)酶降低化学反应活化能的原理。

(2)控制变量的科学方法。

教学工具

教学课件

教学过程

一、情境创设。

人不吃饭行吗?食物进入人体内发生了怎样的变化?这些问题在现在来说都已经十分清楚了。这些变化过程在其他生物中有没有呢?早在二百多年前科学家就对此进行了探索。

实验介绍：1783年意大利科学家斯帕兰札尼将肉块放在小巧的金属笼中，然后让鹰吞下，过了一段时间，将笼子取出，肉块不见了。

问：(1)为何要将肉块放在笼子中?

答：排除了胃对肉块的物理性消化。

问：(2)对肉起消化作用的是什么物质?

答：一定是某些物质进入到金属笼中，使肉分解。现在已经知道这个能让肉分解的物质就是--酶。

问：(3)进行肉类消化的过程的条件是怎样的?

答：进行分解肉的反应是在一种极温和的条件下进行的。

问：(4)在实验室中能否也能让肉分解?能的话需要怎样的条件?

答：实验室也能进行肉的分解，但是比起在生物体中来说，需要高温、高压、强酸、强碱等剧烈的条件才能进行。

二、问题探讨

1.这个实验要解决的问题是：鸟类的胃是否只有物理性消化，没有化学性消化?

2.是胃内的化学物质将肉块分解了。

3.提示：收集胃内的化学物质，看看这些物质在体外是否也能将肉块分解。

总结：对于一个生物体来说要进行的生理活动非常之多，构成生物体的每一个细胞内的物质需要不断地合成与分解，不断地处于自我更新的状态，而这种自我更新的过程完全依赖于细胞内发生的生物化学反应，每一个化学反应都伴随着能量的变化。细胞中全部有序的化学变化的总称就叫细胞代谢。

细胞生存的条件是很温和的，那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、水溶液环境、pH接近中性的条件下，迅速高效地进行呢?在化学反应中有没有提高化学反应的方法呢?

三、过氧化氢在不同条件下的分解

实验前介绍：动植物在代谢中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶，催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。铁离子也可催化这一反应。

2H2O2H2O+O2

问：如何获得过氧化氢酶?

答：新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，所以新鲜肝脏研磨液含有较多的过氧化氢酶。

按以下实验步骤来进行实验：

对上述实验进行分析，对照实验的特点。

问：上述实验分成了1、2、3、4号四支试管，哪些是四支试管共同的条件?两两比较不同的条件有几个?

答：共同点：都在试管中加入2mLH2O2溶液，都在相同的压力下进行。

不同点：1和2：只有温度不同;1和3：3多了2滴FeCl3溶液;1和4：4多了2滴肝脏研磨液;3和4：加入的催化剂不同。

问：1号试管没有加任何试剂，它起的作用是什么?

答：它起的是对照的作用。

结论：进行该实验的其他因素相同，而只有其中某一因素不同，观察其对实验结果的影响。如果结果不同，那么影响该结果的就是这一不同的因素。在上述实验3试管和4试管只有加入的催化剂不同，那么该实验的结果3放的氧气少，4放出氧气多就是因为加入到4号催化剂的催化效率比加入到3号的高。即酶具有高效性。

问：2和4试管现象基本相同，能否在生物体中也利用2的方法来解毒?

答：不能。加热到这样的温度会造成生物的细胞死亡。

问：能否用同一滴管给3和4试管加FeCl3溶液和肝脏研磨液?

答：不能。共用滴管会让肝脏研磨液(或FeCl3溶液)残留在滴管内，难以判断出过氧化氢的分解是哪种滴加液的作用，影响实验结果的准确。

问：为何酶的催化效率会比无机催化剂更高呢?

答：酶降低了活化能。活化能就是分子从常态转化变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。活化能越大，反应就越不容易进行，反之就容易进行。

四、总结

在生物体中，生物体内的化学反应每时每刻进行着。以人为例：据估计人体细胞内每分钟大约要发生几百万次的化学反应，这么多的化学反应能在人体中顺利而迅速地完成，完全是靠酶的催化作用。它和无机催化剂相比，具有更高的催化效率。

酶在细胞内的物质变化过程中起着重要作用，这个作用是其他物质无法代替的。它降低了化学反应中的活化能，而自身却没有发生变化，所以是一种催化剂。它是细胞内产生的，所以它也是细胞中具有高效催化效率的生物催化剂。它的作用就是降低活化能。

在医院常用双氧水作为身体出现小伤口的消毒用药，能观察到什么现象吗?试解释该现象。

能看到伤口有气泡产生。原因是人体细胞中产生的酶将双氧水分解成了水和氧气。

课后小结

酶在细胞内的物质变化过程中起着重要作用，这个作用是其他物质无法代替的。它降低了化学反应中的活化能，而自身却没有发生变化，所以是一种催化剂。它是细胞内产生的，所以它也是细胞中具有高效催化效率的生物催化剂。它的作用就是降低活化能。

课后习题

完成课后练习题。

参考答案：

基础题

1.巴斯德：发酵与活细胞有关，发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用。

李比希：引起发酵的是细胞中的某些物质，但是这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。

毕希纳：酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作用，就像在活酵母细胞中一样。

萨姆纳：酶是蛋白质。

2.提示：(1)细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要高效率地进行，酶的催化效率比无机催化剂高得多。

(2)细胞内的化学反应需要在常温、常压、酸碱度适中等温和条件下进行，无机催化剂常常需要辅助以高温、高压、强酸、强碱等剧烈条件才能有较高的催化效率。

3.D。

拓展题

1.提示：可用第2章中学过的鉴定蛋白质的方法。在萨姆纳之前，之所以很难鉴定酶的本质，主要是因为细胞中酶的提取和纯化非常困难。

2.提示：(1)如四膜虫的rRNA前体具有催化活性。(2)目前已有发现具催化活性的DNA的报道。

最新高一化学教案第四章例文2

教学准备

教学目标

1知识方面:说明酶在细胞代谢中的作用、本质和特性。

2能力方面:进行有关的实验和探究,学会控制自变量,观察和检测因变量的变化,以及设置对照组和重复实验。

3.情感态度价值观:通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料,认同科学是在不断地探索和争论中前进的。

教学重难点

1、教学重点:酶的作用、本质和特性。

2、教学难点:

⑴酶降低化学反应活化能的原理。

⑵控制变量的科学方法。

教学过程

【导入】问题探讨

介绍教材P78斯帕兰扎尼的实验,讨论下列问题:

⑴这个实验要解决什么问题?

⑵是什么物质使肉块消失了?

对细胞来说,能量的获得和利用都必须通过化学反应。细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称为细胞代谢。细胞中代谢过程离不开降低化学反应活化能的酶。

学生回忆:⑴化学反应中无机催化剂的概念?⑵无机催化剂的作用、特点和条件是什么?

学生思考:细胞内的环境是一个常温常压下的状态,在这种环境下化学反应却能高效有序地发生,应该有适合的生物催化剂——酶。

【讲授】一、酶在细胞代谢中的作用

实验]比较过氧化氢在不同条件下的分解。

1、实验原理:2H2O22H2O+O22H2O22H2O+O2

2、实验步骤及现象

3、讨论

⑴——⑷见教材P79。

⑸这个实验为什么要选用新鲜的肝脏?为什么要将肝脏制成研磨液?

⑹滴入肝脏研磨液和氯化铁溶液时,可否共用一个吸管?为什么?

4、实验结论

5、实验过程的理论分析

⑴在做该实验时让学生感悟酶作为催化剂的突出特点——高效。

⑵控制变量:讲解教材P79相关内容,让学生了解实验设计的原则。

⑶进行实验:

[活化能]分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量称为活化能。

用无机催化剂相比,酶降低活化能的作用更显著,因而催化效率更高。如H2O2的分解,20℃无催化剂时需活化能75kJ/mol;用铂作催化剂时,只需活化能54kJ/mol;用H2O2酶时,活化能下降到29kJ/mol以下。(结合教材P80图讲解)

正是由于酶的催化作用,细胞代谢才能在温和条件下快速进行。

【讲授】二、酶的本质

[资料分析]教师设置下列问题,让学生带着问题去阅读教材P81——82相关内容。

1、巴斯德和李比希的观点分别是什么?

2、巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义?各有什么局限性?

3、科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么,这一争论对后人进一步研究酶的本质起到了什么作用?

4、巴斯德和李比希之间的争论被哪位科学家的研究成果平息了?

5、简述毕希纳实验的过程?

6、从毕希纳的实验可以得出什么结论?

7、要证明酵母细胞的提取液和活酵母细胞的作用一样还需要对实验如何改进?

8、萨姆纳提取到了脲酶,他是如何证明它的化学成分的?

9、萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质,并因此荣获诺贝尔化学奖。你认为他成功的主要原因是什么?

10、请给酶下一个较完整的定义?

11、结合酶本质的探索历程谈谈你对马克思说的:“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点”这句话的理解。

学生讨论回答:

二、总结

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。

最新高一化学教案第四章例文3

教学准备

教学目标

1、学会通过比较、归纳等对物质分类的方法

2、知道氧化物的分类依据、化合物的分类依据，并认识分类是可以逐级进行的

3、学会用观察、实验手段获取信息，并运用比较、归纳、概括、分类等方法对信息进行加工。

4、通过对物质的分类，体验分类在化学研究和学习中的重要意义。

5、发展学习科学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的喜悦，感受科学世界的奇妙与和谐。

教学重难点

物质的分类方法

教学过程

新设计

教学活动

活动1【导入】创设情景、引入新课

教师：同学们，当你进入书店时，你能一下子找到你所要的书，书店中除了指示的标志之外，书店的分类给予我们的信息非常重要的，现在你能把第一组的同学按照你的标准进行分类?

学生讨论，以两人为一组，谈谈自己的一种分类方法及分类结果

学生发表自己的见解，

学生1：根据有没有戴眼镜的将学生分为戴眼镜学生和不戴眼镜学生学生2：根据性别将学生分为男同学和女同学……

教师对学生的陈述进行小结，得出结论：

1.分类必须有明确的标准

2.分类的标准不同，分类的结果也不同

学生3：根据学生是否戴眼镜对男、_进行分类。

学生4：根据学生的身高进一步分类……

教师对学生的陈述进行小结，得出另一种结论：

3.分类是可以逐级进行的

教师：生活中有哪些地方运用到分类?根据你的猜想，你认为分类的关键点是什么，它有哪些意义?

生答，教师出示图，并进行说明意义

活动2【讲授】新课教学

教师：其实在我们的日常生活、学习中不自觉地运用分类法对我们身边的各种物质、用品进行分类。它是我们在日常生活、工作学习和科学研究中常用的一种方法。同样要研究不同物质性质，同样也要进行分类，这节课我们就来共同学习第二章第4节物质的分类。

目前，在自然界中，人们已知的物质有1000多万种，它们的性质各异，为了更好地研究和识别它们，我们也要对它们进行分门别类。展示：氯化钠、硫酸、氧气、醋酸、氯气、氧化镁、高锰酸钾

问题：物质分类的方法很多，如何对这些物质进行分类，请同学们利用自己的方法将这些物质分类，并将分类的标准及分类的结果写在单子上，进行展示。

学生活动：对这些物质进行分类，并将学生分类的结果展示在实物展示台上，学生进行汇报，让其他同学进行评价。(说明：在这个活动期间，学生肯定会出现把物质分类进行到底的情况，教师在此可以给充分的肯定，这样可培养学生学习的积极性)

教师：还有其它分类方法吗?你认为哪种方法更科学?

学生思考：略

教师：物质的用途是由性质决定，而物质的性质是由物质的组成的所决定的，所以科学上的分类标准是物质的组成。

活动：请你写出这几种物质的化学式，并根据以往学过的知识，对这几种物质进行归类。

学生活动：写出这些物质的化学式，并让学生讲讲这些物质归属于哪类物质?

教师引导学生回顾几种物质的概念

纯净物和混合物、单质和化合物、单质中有金属和非金属、氧化物

教师：你能对应这些概念对写出的这些物质进行正确归类

学生归类：略

教师：其实对化合物的分类还可以进一步，现在请同学们阅读教材中氧化物的分类和化合物的分类，讨论：

(1)请你说说氧化物可以分成哪两类?

(2)无机物和有机物在组成上的不同点是什么?

(3)有机物有哪些相似的组成和性质?

学生思考后回答，教师说明：

1.两者在组成上的不同点：无机物一般指由碳元素以外的其他元素组成的化合物。有机物主要指含碳的化合物(但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等除外，因其性质与无机物相似，在分类上仍把它们归为无机物)

2.有机化合物的相似组成：含碳元素，相似的性质：大多能在空气中燃烧生成生成二氧化碳和水;不完全燃烧时会有黑色的碳产生;大多数难溶于水。

学生活动：请你把刚才的物质归类进行修正，并根据你的学习成果把下列这些物质进行分类。

水、酒精、石蜡、面粉、食盐、糖、生石灰、色拉油、油漆、米醋、天然气、汽油等。

活动3【活动】小结

学生小结本节课的学习内容，并对学习的内容进行回顾，要求将物质之间的分类写成一个图表进行总结。

活动4【练习】当堂作业

完成课本57页练习1(写出物质化学式及注明物质的类别)

最新高一化学教案第四章例文4

教学准备

教学目标

1、能根据物质的组成和性质对物质进行分类，并尝试按不同的方法对物质进行分类。

2、知道胶体是一种常见的分散系

教学重难点

教学重点：

初步学会根据物质的组成和性质对物质进行分类

教学难点：

分类法的意义及常见化学物质及其变化的分类方法

教学工具

多媒体

教学过程

新课导入

[引入]大千世界，芸芸众生，物质形态多样而丰富。如此之多的东西，如果不进行分类，那对于科学研究是一个致命的打击。比如到图书馆借书，如果书目没有进行分类，要找一本书简直是大海捞针。所以说分类研究方法是科学研究必备的手段，物质进行分类后，同一类物质由于具有相似的性质，故更方便对比。

[投影]图书馆中陈列的图书、超市中的商品摆放。

[导入]初中我们已经学习了一些物质的分类方法，今天我们继续在初中的基础上来进行研究。

[板书]第二章化学物质及变化

第一节物质的分类(一)

[引入]我们知道分类如果从不同角度入手就会有很多不同方法，例如，人类按照年龄分可以分为老年、中年、青年、少年、儿童;按性别分分为男性和女性;按职业分为教师、医生、工程师等等。同样的道理，化学物质从不同角度有很多不同的分类方法。

[板书]一、简单分类法及其应用

[思考与交流]请尝试对HCl、SO2、CaO、KOH、Na2SO4、H2SO3进行分类。

(氧化物：SO2、CaO酸：HCl、H2SO3碱：KOH盐：Na2SO4)

(固体：CaO、KOH、Na2SO4气体：HCl、SO2液体：H2SO3)

[讲]在分类的标准确定之后，同类中的事物在某些方面的相似性可以帮助我们做到举一反三;对于不同事物的了解使我们有可能做到由此及彼。所以，分类法是一种行之有效、简单易行的科学方法。运用分类的方法不仅能使有关化学物质及其变化的知识系统化，还可以通过分门别类的研究，发现物质及其变化的规律。

[问]对于Na2CO3，如果从其阳离子来看，它属于什么盐?从阴离子来看，又属于什么盐?

(从阳离子来看，属于钠盐，从阴离子来看，属于碳酸盐。)

[讲]由于一种分类方法所依据的标准有一定局限，所能提供的信息较少，因此，人们在认识事物的时候往往采取多种分类方法，比如交叉分类法，就像我们刚才举的Na2CO3的例子。

[板书]1.交叉分类法

[讲]交叉分类法可以弥补单一分类方法的不足，那么对同类事物可以通过树状分类法进行再分类。

[板书]2、树状分类法

[问]如果我们再继续分类的话，还可以怎么分?

(单质可以分为金属和非金属，氧化物可以分为酸性氧化物、碱性氧化物和_氧化物，酸可以分为一元酸、二元酸和多元酸，碱可以分为强碱和弱碱，盐可以分为正盐、酸式盐和碱式盐。)

(氧化物还可以分成金属氧化物和非金属氧化物，酸还可以分成含氧酸和无氧酸。)

(碱可以分成可溶性碱和不溶性碱。)

(盐可以分成含氧酸盐和无氧酸盐……)

[投影]

[问]很好，那我们发现树状分类法有什么优点吗?

(树状分类法可以清楚地表示物质间的从属关系。)

[小结]学习了分类的方法以后，大家应学会对以前和将要学的化学知识进行及时的归纳和整理，学会对物质及其变化进行分类，并通过对各类物质的代表物质的研究来了解这类物质的性质，从而提高我们化学学习的效率。

[点击试题]下列物质中：①Na2SO4②Ba(OH)2③NaHCO3④NaBr⑤Fe3O4⑥H2O⑦HNO3⑧AgNO3⑨H2SO4中，

其中属于氧化物的是;属于碱的是;属于酸的是;属于盐的是.

[过]化学物质世界中，与生活接触最密切的是混合物，象空气、溶液、合金等等。在今后的学习过程中，我们还要接触更多的混合物。今天要与我们见面的是什么样的混合物呢?请大家阅读课本P25最后一段。理解分散系的概念。

[板书]二、分散系(dispersionsystem)及其分类

1、分散系

(1)分散系：将一种或几种物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物，称为分散系。

(2)分散质和分散剂：分散系中分散成粒子的物质叫做分散质，另一种物质叫做分散剂。

[讲]对溶液来说，溶质是分散质，溶剂是分散剂;对悬浊液和乳浊液来说，其中的固体小颗粒或小液滴是分散质，所用的溶剂是分散剂。

[思考与交流]按照分散剂和分散质所处的状态(气态、液态、固态)，他们之间可以有几种组合方式?并举例。

[投影]分散系按照分散质或分散剂聚集状态不同分类，有9种类型。对比如下：

[问]按照分散质粒子的大小，能对分散系进行分类吗?

[讲]如果分散介质是液态的，叫液态分散体系，在化学反应中此类分散体系最为常见和重要，水溶液、悬浊液和乳浊液都属液态分散体系。溶液、悬浊液和乳浊液分散质粒子的大小(近似其直径大小)来分类。一般地说，溶液分散质粒子小于1nm，浊液中离子通常大于100nm，介于1nm～100nm的为胶体。在分散体系中，分散相的颗粒大小有所不同，分散体系的性质也随之改变，溶液、胶体和浊液各具有不同的特性。

[板书](3)、分类：

常见的分散系有溶液、悬浊液、乳浊液、胶体等。

一般地说，溶液分散质粒子小于1nm，浊液中离子通常大于100nm，介于1nm～100nm的为胶体。

[小结]那么不同的分散系有什么区别呢?胶体又有些什么性质呢?欲之这些问题，请等下节课我们再继续学习。

[点击高考]

1.下列物质中，属于纯净物的是()

A.高锰酸钾受热分解以后生成的固体物质

B.将纯水结成的冰放入纯水中，得到冰与水的混合物

C.将食盐溶于水制成无色、透明、纯净的食盐溶液

D.液态空气

解析：选B。纯净物与混合物的主要区别在于前者由一种物质组成，后者则由不同种物质组成。高锰酸钾受热后生成的固态物质是由锰酸钾和二氧化锰组成的混合物;纯水是由水分子构成，冰同样由水分子构成，其化学式均为H2O，是由存在状态不同的同一种物质构成的纯净物;食盐溶液中溶质是食盐、溶剂是水，由不同种物质组成，属混合物;液态空气主要由氧气和氮气组成，属混合物。

2.(2011年河北衡水中学高一阶段检测)下列各物质的分类、名称(或俗名)、化学式都正确的是()

A.碱性氧化物氧化铁Fe3O4

B.酸性氧化物二氧化碳CO2

C.酸硫酸H2SO3

D.碱纯碱Na2CO3

解析：选B。氧化铁的化学式为Fe2O3，A错误;硫酸的化学式为H2SO4，H2SO3为亚硫酸，C错误;Na2CO3不属于碱，它是一种盐，D错误。

3.氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是()

A.分散质粒子直径都在1～100nm之间

B.能透过半透膜

C.加入浓氢氧化钠溶液都产生红褐色沉淀

D.颜色都呈红褐色

解析：选C。溶液中分散质微粒直径小于1nm，A错误;胶体中分散质粒子直径比较大，在1～100nm之间，不能透过半透膜，B错误，FeCl3溶液呈棕_，D错误。

4.下列叙述正确的是()

A.直径介于1～100nm之间的粒子称为胶体

B.电泳现象可证明胶体带电

C.利用丁达尔效应可以区别溶液与胶体

D.胶体粒子很小，可以透过半透膜

解析：选C。分散质粒子大小介于1～100nm之间的分散系称为胶体;电泳现象说明胶体粒子带电荷;胶体粒子不能透过半透膜，可以用半透膜提纯胶体。

5.(2010年北师附中高一检测)丁达尔效应是区分胶体与溶液的一种最常用的方法。

(1)如图是在实验室中进行氢氧化铁胶体丁达尔效应实验的示意图，该图中有一处明显的错误是________________________________________________________________________，

原因是________________________________________________________________________

(试从分散系的分类进行讨论说明)。

(2)欲在树林中观察到丁达尔效应，你认为一天中最有可能观察到该现象的时间是________，理由是________________________________________________。

(3)去树林观察丁达尔效应有诸多不便，聪明的你想出了许多在家里看到丁达尔效应的方法，其中最简单、最环保的方法是：________________________________________________________________________。

解析：(1)进入烧杯前，光穿过的空气是溶液，不是胶体，不会产生丁达尔效应，所以该图中的明显错误是空气中也出现了光柱。

(2)清晨，树林中存在水雾，阳光透过树叶间隙形成光束，穿过这些水雾会产生丁达尔效应，所以一天中最有可能观察到该现象的时间是清晨。

(3)打开暖瓶(加热水)让水汽升腾起来，用一束光照射即可。

答案：(1)空气中也出现了光柱进入烧杯前，光穿过的空气是溶液，不是胶体，不会产生丁达尔效应

(2)清晨清晨树林中存在水雾，雾是胶体，阳光透过树叶间隙形成光束，穿过这些水雾会产生丁达尔效应

(3)打开暖瓶(加热水)让水汽升腾起来，用一束光照射即可

课堂总结及评价：

学生在初中已经初步学过对物质的分类，重点强调分类的标准和交叉分类法。知道溶液和浊液性质的区别，但不知道二者在微观本质上的不同。

板书设计：

第一节物质的分类

一、简单分类法及其应用

1、对物质分类的目的和意义

2、分类方法

(1)树状分类法

(2)交叉分类法

最新高一化学教案第四章例文5

教学准备

教学目标

1.1知识与技能：

1.了解二氧化硅的晶体结构，掌握二氧化硅的化学性质，了解其用途。

2.对硅酸的组成、性质及制备形成初步的认识。

3.了解硅酸盐的组成的表示方法、性质及应用。

4.理解硅酸钠的性质及应用。

1.2过程与方法

通过对二氧化硅的晶体结构及其化学性质的学习，培养学生空间想象能力和逻辑思维能力。

1.3情感、态度与价值观

感受化学在生活生产中的重要地位，培养学生关注社会的意识和责任感。

教学重难点

2.1教学重点

二氧化硅的性质和硅酸的制备;硅单质及其化合物的性质，硅的制法。

2.2课题难点

二氧化硅和硅的性质

教学工具

教学课件

教学过程

一、新课引入

展示图片：水晶、玛瑙、石英坩埚、沙子。你知道组成这些物质的成分是什么吗?

讲述：这些物质虽然看起来形态各异，实际上它们都含有同一种元素——硅，硅在地壳中的含量仅次于氧。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，我们首先来学习二氧化硅及其化合物——硅酸的有关知识。

二、新课教学

板书：第一节硅

过渡：首先，我们来了解一下硅元素的有关知识。

学生阅读课本第74页的第一、二自然段，了解硅在自然界的含量、存在形态等方面的内容。

归纳整理：硅以化合态存在于自然界，硅元素主要以氧化物和硅酸盐的形式存在于地壳的各种矿物和岩石里。

过渡：我们先来学习硅的氧化物——二氧化硅的性质。

(一)二氧化硅和硅酸

1.二氧化硅

学与练：写出C和Si的原子结构示意图，根据最外层电子数，推测CO2和SiO2的性质是否相同?

归纳整理：C和Si的最外层都有4个电子，CO2和SiO2分别是二者的价氧化物，它们的性质应该相似但又不完全相同。

思考与交流：请同学们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。

学生思考交流回答，教师补充。

归纳整理：

①二氧化碳的物理性质：常温常压下是无色无味的气体、能溶于水、密度比空气大。

②二氧化碳的化学性质：

CO2+H2O=H2CO3

CO2+Na2ONa2CO3

CO2+CaOCaCO3

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

CO2能与碱反应生成盐和水，是酸性氧化物。

过渡：下面我们来学习二氧化硅的性质，并和二氧化碳的性质加以比较，看二者是否相同。

学生阅读教材第75页的内容，了解二氧化硅的性质及用途。

归纳整理：二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石，天然二氧化硅也叫硅石。砂子的主要成分就是二氧化硅，石英的主要成分也是二氧化硅，水晶是纯度较高的二氧化硅。二氧化硅可用来做光导纤维;石英可用来做石英钟、石英表，耐高温的石英玻璃;水晶可以用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器、工艺品、眼镜片等，含有有色杂质的石英，还可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品等。

⑴二氧化硅的物理性质：

SiO2是一种坚硬难熔的固体，不溶于水。

用途：可用于制作光导纤维、石英坩埚、饰品等。

讲解：CO2、SiO2的物理性质差别很大，二氧化碳是一种无色无味的气体，二氧化硅是一种坚硬难熔的固体。原因是二者的结构不同，相关知识我们将在选修教材中学习。

过渡：SiO2与CO2的物理性质差别很大，那么它们的化学性质是不是也有这么大的差异呢?请大家阅读课本第76页有关内容，并填写下表。

板书;

⑵二氧化硅的化学性质

PPT展示：SiO2与CO2化学性质的比较

展示一个同学的答案，分析对比，得出结论。

归纳整理：CO2、SiO2的化学性质差别不很大，比较相似，都能与碱性氧化物或强碱反应生成盐，都是酸性氧化物。二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。酸性氧化物一般不与酸发生化学反应，而二氧化硅却能与氢氟酸发生反应，这也是工业上用氢氟酸雕刻玻璃的反应原理。以上两点，属二氧化硅的特性。

①特性：

a.不溶于水的酸性氧化物。

b.能与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。

②酸性氧化物

a.与碱反应：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。

b.与碱性氧化物反应：SiO2+CaO?CaSiO3。

思考与交流：

(1)为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞?

(2)实验室为什么不用玻璃瓶盛装氢氟酸?

(3)某同学根据SiO2既可与碱反应，也能与氢氟酸反应，推断SiO2为两性氧化物。是否正确?

学生思考交流回答，教师补充。

归纳整理：

(1)因为玻璃中含有SiO2，SiO2是酸性氧化物，能和碱反应生成Na2SiO3，而Na2SiO3具有粘合性，容易使玻璃瓶塞和瓶颈粘在一起而不能打开。

(2)因为玻璃中含有SiO2、SiO2能与氢氟酸反应，故不用玻璃瓶，用塑料瓶盛放。

(3)两性氧化物是指既和酸反应，又和碱反应生成盐和水的氧化物，而SiO2与氢氟酸反应没有生成盐，故SiO2不是两性氧化物。

过渡：二氧化硅不能溶于水得到相应的酸——硅酸。那么，硅酸是怎样的一种酸?它怎样制得呢?下面我们就来学习这个问题。

2.硅酸(H2SiO3)

学生阅读教材第76页最后一自然段，了解硅酸的性质。

归纳整理并板书：

⑴物理性质

硅酸是一种白色的固体，酸性比碳酸还要弱，它不溶于水。

实验探究：

学生分组做教材第76页探究实验4-1，观察并记录实验现象，填写下表：

讨论：实验室制硅酸的原理。

归纳整理并板书：

⑵制取原理：

强酸制弱酸——可溶性硅酸盐与酸反应得到

Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl

过渡：硅酸的酸性比碳酸还要弱，那么根据强酸制弱酸的原理，推测向Na2SiO3溶液中通入CO2会出现什么现象?写出反应方程式。

学生思考回答。

归纳整理并板书：

现象：有白色沉淀生成。

化学方程式：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3。

讲解：先形成硅酸溶胶，浓度较大时形成硅酸凝胶。硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶，称为硅胶。硅酸在加热条件下会进一步失水得到二氧化硅。

板书：

⑶化学性质：H2SiO3SiO2+H2O

⑷用途——硅胶，做干燥剂。

巩固练习

1.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物中，不具有的性质是()

A.熔点很高B.与水反应生成对应的酸

C.可与烧碱反应生成盐D.坚硬

2.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质，最适宜的试剂是()

A.纯碱溶液B.盐酸C.硫酸D.苛性钠溶液

3.下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是()

A.HF溶液B.KOH溶液C.盐酸D.水玻璃

参考答案：BBC

(二)硅酸盐

阅读教材第77页第一自然段，了解硅酸盐的组成。

归纳整理并板书：

1.硅酸盐：由硅、氧和金属组成的化合物的总称。多数不溶于水，化学性质很稳定。

讲述：硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物，约占地壳质量的5%。粘土的主要成分是硅酸盐。粘土是制造陶瓷器的主要原料。硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，通常可用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成。书写时，应把金属氧化物写在最前面，然后写SiO2，最后写H2O。且各种氧化物之间用“·”隔开。

板书：

硅酸盐组成的表示方法：

如：Na2SiO3Na2O·SiO2

Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O

过渡：硅酸盐种类很多，大多难溶于水，可溶性硅酸盐最常见的是Na2SiO3，它的水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，它有什么用途?

2.硅酸钠(Na2SiO3)：可溶于水，其水溶液俗称水玻璃。

实验探究：

学生分组实验教材第77页实验4-2。填写下表：

归纳整理：实验室里用于制H2SiO3，工业上可制成硅酸凝胶，处理后就得硅胶。硅胶是一种很好的干燥剂和催化剂载体。食品袋里的通常用硅胶作干燥剂。

投影：硅胶图片样品。

板书：用途：制备硅胶和木材防火剂。

过渡：Na2SiO3还有哪些用途?请同学们回忆盛放碱液的试剂瓶能否用玻璃塞?说明了什么问题?

学生思考交流回答。

展示：

(1)用玻璃塞塞紧的长期装碱液的试剂瓶，拔其瓶塞。

(2)室内装修用过的盛玻璃胶的塑料瓶，读出玻璃胶的成分。

归纳整理：

Na2SiO3还可用作粘合剂，用于粘玻璃制品。

阅读教材第77页科学视野，了解硅酸盐如何具有保肥能力。

过渡：我国是一个有着悠久历史的国家，从古到今，人类创造性的生产出了几类硅酸盐产品——陶瓷、玻璃、水泥等，下面我们通过录像和图片了解硅酸盐产品的发展历史和它们在日常生活中的应用。

播放(1)秦兵马俑图片或录像。

(2)有关博物馆中的古陶器和瓷器介绍的影视资料。

(3)雄伟壮观的现代建筑。

学生观看并发表他们的感想。

讲述：陶瓷是中国人发明并最早使用，欧洲人视中国陶瓷为无价之宝，所以欧洲人把瓷器叫做“China”，久而久之“China”就成了中国的英文名称。陶瓷在我国历史悠久，但目前发展状况不容乐观，还需各位作出不懈努力，宏扬民族文化精髓。那么你能否举出几例现代社会中含硅元素的新型无机非金属材料?

学生阅读教材第78～79页，了解新型无机非金属材料的成分和用途。

展示图片：超导材料、新型陶瓷、光导纤维等。

讲述：能源、材料、信息是文明的三大支柱，而能源问题的解决和信息社会飞速发展的前提是能源材料、信息材料的突破。硅在现代电子、航空航天、敏感材料、超导材料中起着十分重要的作用。

学生阅读教材第79～80页，了解硅的存在和用途。

归纳整理：在自然界中无单质形式存在的硅，只有化合态硅。硅是构成矿物和岩石的主要元素。人类虽然在一万年前制出了陶器，而人类真正认识硅元素是在1823年由瑞典化学家贝采利乌斯用金属钾还原四氟化硅时获得单质硅的。

展示图片：单晶硅。

(三)硅单质

1.物理性质：灰黑色有金属光泽的固体。熔点高，硬度大。

2.用途：是重要的半导体材料，制造太阳能电池，制造硅合金等。

学与练：写出碳和硅的原子结构示意图，分析硅的化学性质是否活泼。

解释：硅、碳同属ⅣA族元素，最外电子层有4个电子。所以硅的化学性质与碳相似，常温下比较稳定。

归纳整理：

3.硅的化学性质：常温下不活泼，除氟气、氢氟酸和强碱外，一般不与其他物质反应。加热条件下，可与氧气反应。

归纳整理：

阅读补充资料，了解硅的工业制法。

4.硅的工业制法：工业上，用焦炭在电炉中还原SiO2得到含有少量杂质的粗硅。

SiO2+2C=Si+2CO↑

粗硅能跟氯气反应得到SiCl4，再用氢气还原制得纯硅

Si(粗)+2Cl2=SiCl4

SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl

习题：

1.下列说法中，正确的是()

A.陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品

B.水晶、玛瑙、光纤、硅胶的主要成分都是SiO2

C.SiO2很稳定，与所有的酸都不反应

D.将石棉(CaMg3Si4O12)化学式改写成氧化物的形式：3(MgO·CaO)·4SiO2

2.下列不能用磨口玻璃瓶盛放的试剂是()

A.溴水B.水玻璃C.高锰酸钾D.硝酸

3.下列表述中，正确的是()

①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能

A.①②③B.②④C.③④⑤D.③⑤

参考答案：1.A2.B3.D

本课小结

1.了解了硅元素在自然界中的存在和含量。

2.学习了二氧化硅的存在形式和性质，并和CO2进行了对比。

3.学习了硅酸的性质和用途，并通过硅酸的制取了解一种重要的化学反应原理——强酸制弱酸。

4.硅酸盐的定义、表示方法及工业产品

5.硅酸钠的性质和用途

6.硅单质的存在形式、性质、工业制备和用途

板书设计

第一节硅

一、二氧化硅和硅酸

1、二氧化硅

(1)物理性质:

SiO2是一种坚硬难熔的固体，不溶于水

用途：可用于制作光导纤维、石英坩埚、饰品等。

(2)化学性质:

①特性:

a.不溶于水的酸性氧化物

b.能与氢氟酸反应SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

②酸性氧化物

a.与碱反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

b.与碱性氧化物反应SiO2+CaOCaSiO3

2.硅酸(H2SiO3)

⑴物理性质：硅酸是一种白色的固体，酸性比碳酸还要弱，它不溶于水。

⑵制取原理：

强酸制弱酸——可溶性硅酸盐与酸反应得到

Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl

Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3

⑶化学性质：H2SiO3△SiO2+H2O

⑷用途——硅胶，做干燥剂。

二、硅酸盐

1.硅酸盐组成的表示方法：

(1)化学式法：

(2)氧化物法：

硅酸钠(Na2SiO3)Na2O·SiO2Al2(Si2O5)(OH)4Al2O3·2SiO2·2H2O

2.硅酸钠

物理性质：白色固体，易溶于水，其水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，

用途：制备硅胶、木材防火剂、粘合剂。

3.硅酸盐工业产品

三、硅单质

1.以化合态存在于自然界;有两种同素异形体。

2.物理性质：熔沸点高、硬度大、半导体。

3.用途：是重要的半导体材料，制造太阳能电池，制造硅合金等。

4.化学性质：常温下性质稳定。

作业课本P80习题1-11