1.2元素周期表的应用（第三课时） 课件 2024-2025学年高一下学期化学鲁科版必修第二册

该高中化学课件聚焦硅及其化合物的性质与元素周期表的应用，通过山川大河、电子设备等生活实例导入，借助“位-构-性”模型、“价-类”二维图等支架，衔接元素周期律与物质性质研究，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于融合科学思维（“位-构-性”“价-类-律”模型建构）与科学探究（硅酸酸性比较实验设计），结合芯片材料、氟利昂研发等实例，培养学生证据推理与实际应用能力。教师可依托结构化内容提升教学效率，学生能深化对元素周期表价值的认识。

元素周期表的应用（第三课时） 1 从山川大河到珠宝玉器， 从世界上第一台计算机到笔记本电脑再到智能手机， 再到含30亿晶体管的芯片，大大小小的手机内存卡和移动存储设备•••••• 硅在地壳中的含量仅次于氧，硅的氧化物及其硅酸盐构成了地壳中大部分的岩石、沙子和土壤。玛瑙、水晶、计算机和手机的芯片、光导纤维、玻璃等都是以硅或硅的化合物为材料制成的。 硅及其化合物的存在与应用 方法导引 对于陌生元素，我们可以基于对已知元素的认识，利用元素周期律以及对已知元素及其化合物性质的研究思路和方法，研究陌生元素及其化合物的性质。 6 环节一：认识硅元素 任务1：预测硅元素有哪些性质，并说明你的判断依据 任务2：比较碳、硅、磷元素的性质 任务3：总结硅元素适合做半导体材料原因 化合价 原子半径 原子得失电子能力 元素 元素位置 元素性质 原子结构 最外层电子数 电子层数 核电荷数 原子序数 族 周期 “位-构-性”模型 环节一：认识硅元素 原子结构 示意图 周期表 中位置 最高正价 最低负价 得电子 能力 非金属性 +4 -4 较弱 硅的化学性质不活泼,主要形成正四价化合物。 环节一：认识硅元素 第三周期 第ⅣA族 较弱 9 元素性质 碳 硅 磷 主要化合价 原子半径 C Si Si P 得电子能力 C Si Si P 非金属性 C Si Si P 比较依据 同 主族 元素具有 相似 性质、同时具 递变 性 同 周期 元素具有 递变 性 +4、 -4 +5、-3 +4、 -4 碳、硅、磷元素性质比较 < < < < < < 准金属 非金属 金属 半导体材料 金属与非金属分界线处 最外层电子数为4 构结 置位 不易得电子，也不易失电子；既表现出一定的金属性，也表现出一定的非金属性，但非金属性较弱；有导电能力，但比金属导电能力弱。 质性 任务3：总结硅元素适合做半导体材料原因。 环节二：探究含Si物质的性质 任务1：含硅元素的物质有哪些？试着写出它们的化学式 单质 氧化物 酸 盐 物质 类别 - 4 0 +4 硅元素 化合价 硅及其化合物的“价-类”二维图 Si H2SiO3 SiO2 Na2SiO3 任务2：请根据研究物质性质的方法，预测SiO2的化学性质，并说明预测依据。 物质 化学性质预测 预测依据 SiO2 ①酸性氧化物的通性： 能与水、 与碱、与碱性氧化物等发生反应 Si与C同主族，CO2是酸性氧化物 SiO2中的Si是+4价，是Si的最高价态 ②氧化性 环节二：探究含Si物质的性质 类 价 ③可能具有一定的特性 二氧化硅的性质（单质--氧化物--酸--盐） （1）酸性氧化物（类似CO2） （2）氧化性（弱） 与水不反应 SiO2 ＋ 2NaOH Na2SiO3 ＋H2O SiO2＋ CaO CaSiO3 高温 （工业制粗硅） SiO2+2C ==== Si+2CO↑ 高温 思考：二氧化硅与水反应吗？ 14 二氧化硅的性质（单质--氧化物--酸--盐） 思考：实验室不能用玻璃仪器盛装氢氟酸，为什么？ SiO2有特殊的性质，虽然属于酸性氧化物，但能与氢氟酸反应，该反应可用于刻蚀玻璃。 15 二氧化硅的性质（单质--氧化物--酸--盐） （1）酸性氧化物（类似CO2） （2）氧化性（弱） SiO2 ＋ 2NaOH Na2SiO3 ＋H2O SiO2＋ CaO CaSiO3 高温 （工业制粗硅） SiO2+2C ==== Si+2CO↑ 高温 （3）特性（与氢氟酸反应） SiO2 + 4HF === SiF4↑+ 2H2O （刻蚀玻璃） 16 物质 化学性质预测 预测依据 H2SiO3 环节二：探究含Si物质的性质 任务3：请根据研究物质性质的方法，预测H2SiO3的化学性质，并说明预测依据。 与碳同主族，与磷同周期，非金属性弱于碳和磷 具有酸的性质： 能与碱反应，酸性弱 于碳酸、磷酸等 相似性 、递变性 硅酸为玻璃状无色透明的无定形颗粒，难溶于水，在水中为胶状物，常用于制作硅胶干燥剂。 环节二：探究含Si物质的性质 认识硅酸（单质--氧化物--酸--盐） 硅胶干燥剂 硅胶干燥剂是一种高微孔结构的高活性吸附剂，通常用硅酸凝胶(H2SiO3)经老化脱水等一系列处理过程而制得。具有强烈的吸湿性能，广泛用于仪器仪表、设备机械、皮革箱包、食品药品等的贮存和运输中的防潮、防霉和锈蚀。 环节二：探究含Si物质的性质 任务4：如何证明硅酸酸性弱于碳酸？设计实验方案。 环节二：探究含Si物质的性质 较 强 酸 制 较 弱 酸 原 理 通入二氧化碳 实验方案 实验步骤 实验现象 实验结论 向盛有硅酸钠溶液的试管中通入二氧化碳气体，用力振荡约1min，静置观察。 有白色胶状沉淀产生 酸性 碳酸 > 硅酸 环节二：探究含Si物质的性质 实验验证硅酸与碳酸的酸性强弱 氧化性 0 +4 -4 还原性 物质 类别 元素 价态 元素周期表 物质 通性 /特性 相似性/递变性 环节三：思维建模-预测陌生物质的性质 “价-类-律”模型 情景再现 1930年美国化学家托马斯·米奇利成功地获得了一种新型的致冷剂——CCl2F2（即氟利昂）。这完全得益于元素周期表的指导。在1930年前，一些气体如氨，二氧化硫，氯乙烷和氯甲烷等，被相继用作致冷剂。但是，这些致冷剂不是有毒就是易燃，很不安全。为了寻找无毒不易燃烧的致冷剂，米奇利根据元素周期表研究，分析单质及化合物易燃性和毒性的递变规律。 在第三周期中，单质的易燃性是Na>Mg>Al，在第二周期中易燃性是CH4>NH3>H2O，再比较氢化物的毒性：AsH3>PH3>NH3 ，H2S>H2O，根据这样的变化趋势，元素周期表中右上角的氟元素的化合物可能是理想的元素，不易燃的致冷剂。 经过了长时间的研究和对比，最终一种全新的致冷剂CCl2F2终于应运而生。20世纪80年代，科学家们发现氟利昂会破坏大气臭氧层，危害人类健康。人们将在元素周期表的指导下去寻找新一代的致冷剂。 23 寻找优良催化剂，寻找耐高温耐酸碱腐蚀的特种合金，用来制造火箭、导弹等 在金属和非金属分界线处，寻找半导体材料。 环节三：元素周期表的应用 寻找用于制农药的材料(非金属F、 Cl、S、P等) 24 课堂小结 物质用途 物质组成结构 分类 物质 元素 元素位置 原子序数 族 周期 元素性质 化合价 原子半径 原子得失电子能力 原子结构 最外层电子数 电子层数 核电荷数 物质性质 化学 性质 同类别的 一般性质 氧化性、 还原性 相似性、递变性 决定 反映 决定 反映 决定 反映 决定 反映 反映反映 反映 决定 Lavf58.20.100 $