《元素周期律》优秀教案好作文推荐模板(精选5篇)
时间:2024-02-29
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一、问题的提出
化学学习中,元素周期律的知识是学生学好化学的基础和前提,然而这一模块的知识内容繁多,所涉及的题型也是多种多样的,考察的是学生的综合应用能力,笔者通过多年的教学发现,对于这一部分知识在习题中出错的概率是非常高的。但是在实践中,学生和老师对元素周期律错题的认识存在很大的问题,认为此类知识主要是记忆性的知识,习题的难度整体不高,所以出现错题之后往往采取的是公布答案,有问题的时候才去找老师解决的方式。学生本身面对错题就很灰心,所以缺乏总结和纠错的能力,所以在元素周期律知识方面就容易出现“一错再错”的情况,不利于化学教学成绩的提高,长久以来也会挫伤学生学习化学的积极性。因此,研究学生在有关元素周期律知识错题中体现的思维上的特点,对于更好的指导化学教学工作具有非常重要的意义,有利于学生和教师的共同进步。
二、对元素周期律知识考查的主要题型及错误原因
对于理科知识的学习和巩固主要是通过大量习题的形式实现的,化学作为一门兼具文理性质的学科,也需要大量的习题才能更好的帮助学生巩固化学知识。元素周期律以及元素周期表反映了元素之间的内在联系,通过研究元素的性质,在周期表中的位置和每一个元素的结构从中发现规律,对于化学的系统性和综合性学习具有重要的作用。不同的习题从元素的位置、元素的结构和元素的性质以及对元素周期律的综合运用来对学生进行考查。
(一)对元素结构和元素在周期表中的位置的考查
通过分析元素的不同结构能够在元素周期表中确定元素的位置,当然根据元素的位置也能够分析元素的基本结构,解决这类题目需要学生在头脑中掌握原子的序数等于核外电子的总数,核外电子的排布规律,以及元素周期表的基本结构。
做错这类题目的学生在平常的学习中关注度较高的出现频率较高的短周期元素,而对于过渡元素或者过渡元素以后的元素关注较少,所以当出现自己不熟悉的元素时很难中题目中获取有效的信息,对题目作出推测,主要原因还是对元素周期表结构的理解。另外当题目中出现字母代替元素符号的时候,此时题目的难度有所增加,需要学生通过分析原子阴、阳离子的个数确定原子的序列数,从而找到该原子在元素周期表中的位置,进而判断该元素的性质。从学生错题的情况来看,由于元素周期律中包含大量的化学概念本身在记忆上就有较大的难度,而且很多化学概念和实际生活中的概念有很大的不同,学生普遍存在对于概念理解不准确、化学原理掌握不牢的现象,所以需要教师在教学中利用学生大脑中的很多前概念来帮助其理解新概念,加深对于新概念的认知能力。此外对于一些不常见的化学元素缺乏主动发现规律的能力,对元素周期表的掌握不够全面。
(二)对元素在周期表中的不同位置体现出的不同性质的考查
此类题目在习题中出现的数量最多,也是考查的重点内容。元素的性质分为金属性和非金属性两种,由此就产生了在周期表上的不同分布规律,金属性表示的是元素的原子失去电子的倾向,而非金属性是指元素的得电子的能力。元素的金属性的强弱直接影响了其对应的酸碱性的强弱和氢化物的稳定性。往往学生能够很好的掌握这些单个的知识点,但是如果一个题目中出现复杂的情况却连这些基本的知识点都记不起来了。这类题型主要考察学生对元素周期律知识的应用和迁移能力,这部分题目对学生的能力要求稍高。也就是要求学生能够从已学知识中和原有经验中反映出对新事物的认识。通过对学生的了解我发现,做错这类题目的学生往往不能利用元素在周期表中的位置进行解题,很难使用元素周期表这个工具来解答题目。
(三)对元素位置、结构和性质的综合考查
此类题目是对元素周期律的全面考查,需要考生首先能够准确的审题,能够将之前已经熟练掌握的化学方程式进行一个类比,同时还要注意题目的特点不可以生搬硬套进每一个化学题目中。此类题目属于策略性知识的考察,考察学生对有关元素周期律知识的综合应用能力,尤其是数学运算与化学知识的结合,就需要学生采用有效地学习策略进行解题。策略性知识对于学生的要求更高,学生只有在概念、性质、原理掌握的基础上,与题目的具体情境相结合,从而准确判断元素的性质。学生需要在平常的学习中加强对自己基础知识和小知识点的理解和把握,从而在出现一些复杂问题时能够灵活的运用和解决。
三、改进元素周期律教学的建议
学生掌握和运用知识是在理解和记忆的基础上的,所以想要提高学生的成绩,培养学生对于化学学习的兴趣,必须对学生的思维能力进行相应的提高,在平常的学习中出现错题是在所难免的,但是作为教师应该根据学生的错误情况来进行纠正更好的利用错题,改进教学效果。
(一)及时复习记忆性知识
在化学学习中,有很多需要记忆的知识点而且这些知识点比较琐碎,特别是在元素周期律的学习过程中,原子序数、周期、元素种类、电子规律、主族元素的元素性质等都是需要记忆的,这些知识点很容易理解也很容易遗忘,所以教师应该根据遗忘规律的特点及时对知识点进行复习,从而提高学生对知识的掌握程度,此外还应该结合元素周期表,根据元素的位置推测元素以及化合物的性质,将零散的知识点变得有规律可循,进一步减轻学生的记忆负担,还可以通过平时的练习,克服学生在遇到不熟悉元素时的畏难心理,勇于尝试。
(二)合理利用错题克服思维定势
化学学习中,很容易出现思维定势特别是在之前出过错的地方再次跌倒,所以一定要强化学生利用错题的意识和能力,弥补思维上的漏洞。很多化学题目为了增加难度将题目设置的很长用字母进行代替元素,从而改变元素的原有性质设置一些新的题型,很多学生就会有思维定势,利用之前的知识对问题进行解决,不能很好的审题发掘题目中的关键信息。所以教师应该要求每一个学生都养成记录错题的习惯,并且经常分析错题出现的原因,尤其是在元素周期律这部分的知识点,学生能从错题中总结出一类题目的规律,能够加深对元素周期律的理解和掌握。
(一)归纳解题技巧
化学中的元素周期律以及其所表现的元素周期表将看似杂乱无章的化学知识连成了一张大网,在平常的解题中,学生可以构建简易的元素周期表,使复杂的问题简单化。例如,通过将不同的元素的电子层结构,离子数目进行一个列举,从而能够初步判断不同元素其所属的周期的不同,来判断元素之间的排列顺序,在结合题目中所给出的其他条件来推断元素的不同性质。此外对于同一类题目还会有不同的解法,例如想要确定元素在周期表中所处的位置可以采用核外电子排布的方法将核外电子层写出来确定元素的族和周期,也可以利用稀有气体,因为稀有气体的数量很少很容易记忆,就可以从其出发来确定其他元素在周期表中的位置。所以在教学过程中一定要综合使用多种解题技巧,针对学生的不同特点来有针对性的帮助其掌握元素周期律。
错题,对于学生和教师来说都是重要的资源,其中能够反映出学生普遍存在的认知上的漏洞以及对于知识理解上的问题,从而帮助教师有针对性的开展教学和复习工作。此外,通过错题也能够有效的提醒学生自身存在的薄弱环节和需要改进的地方,进而提升自己的综合运用能力。
1教学目标
知识目标:1.使学生了解元素原子的核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化规律
2.认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的结果,从而理解元素周期律的实质。
能力目标:通过元素周期律的推出及运用,初步培养学生抽象归纳以及演绎推理能力;在学习中提高自学能力和阅读能力。
德育目标:结合元素周期律的学习,使学生初步掌握从大量的事实和资料中分析总结规律、透过现象看本质、宏观与微观相互转化等科学抽象方法。
2教学重难点
重点:原子的核外电子排布和原子半径变化的规律。
难点:原子半径变化的规律,元素周期律的实质。
3教学过程3.1第一学时教学活动活动1【导入】元素周期律
教师活动(引入):四季的轮回,年复一年,日复一日,这些描述时间的词语,都体现了时间变化的一个典型的特点——周期性,这节课,我们将通过元素周期律的学习来研究元素性质的变化特点,总结其规律。
学生活动:学生听讲思考。
设计目的:对周期有初步的认识,通过生活常识对周期性变化有所理解,做好知识的铺垫,明确本节研究的内容。
活动2【讲授】新课教学
教师活动:复习原子的组成。
学生活动:知识回顾,交流,思考。
教师活动:画原子结构示意图。归纳总结原子核外电子排布规律。
学生活动,读表,画暗自结构示意图,思考,交流,归纳,总结。
教师活动:引导学生填表(课本14—15页的表),引导学生找出各原子的最外层电子数。
学生活动:找点,画图得出规律:随着原子序数的递增,元素的原子核外层电子排布呈现周期性变化。
教师活动:(2)下图横坐标为1到18号原子,纵坐标为主要化合价,找出各元素主要化合价,找点,观察有什么规律?
学生活动:得出规律:随着原子序数的递增,元素的化合价呈现周期性变化。
教师活动:引导学生对比原子半径数据,观察有什么规律?
学生活动:得出规律:随着原子序数的递增,原子半径呈现周期性变化。
教师活动:
总结规律,通过上述探究,我们发现随着原子序数的递增,元素的原子半径,原子最外层电子排布,元素化合价呈现周期性变化。
教师活动:讲解元素性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化,这就是对我们今后探索、研究化学知识具有重要指导作用的规律——元素周期律。
学生活动:做练习。
教师活动:提示下节课内容
元素的金属性,非金属性的递变,请做好预习
活动3【练习】课时练习
1、写出下面的原子或离子结构示意图
氮原子结构示意图为_______________
氯离子结构示意图_______________
镁离子结构示意图为_______________
2、按核外电子排布规律,预测核电荷数为118的元素的原子核外电子层排布是()
A2、8、18、32、58
B2、8、18、32、32、8
C2、8、18、32、50、18、8
D2、8、18、32、32、18、8
1.知识目标
(1)掌握氮族元素性质的相似性、递变性。
(2)掌握N2的分子结构、物理性质、化学性质、重要用途。熟悉自然界中氮的固定的方式和人工固氮的常用方法,了解氮的固定的重要意义。
2.能力和方法目标
(1)通过“位、构、性”三者关系,掌握利用元素周期表学习元素化合物性质的方法。
(2)通过N2结构、性质、用途等的学习,了解利用“结构决定性质、性质决定用途”等线索学习元素化合物性质的方法,提高分析和解决有关问题的能力。
[教学重点、难点]氮气的化学性质。氮族元素性质递变规律。
[教学过程]
[引入]投影(或挂出)元素周期表的轮廓图,让学生从中找出氮族元素的位置,并填写氮族元素的名称、元素符号。根据元素周期律让学生通过论分析氮族元素在结构、性质上的相似性和递变性。
[教师引导]氮族元素的相似性:
[学生总结]最外电子层上均有5个电子,由此推测获得3个电子达到稳定结构,所以氮族元素能显-3价,最高价均为+5价。最高价氧化物的通式为R2O5,对应水化物通式为HRO3或H3RO4。气态氢化物通式为RH3。
氮族元素的递变性:
氮磷砷锑铋
非金属逐渐减弱金属性逐渐增强
HNO3H3PO4H3AsO4H3SbO4H3BiO4
酸性逐渐减弱碱性逐渐弱增强
NH3PH3AsH3
稳定性减弱、还原性增强
[教师引导]氮族元素的一些特殊性:
[学生总结]+5价氮的化合物(如硝酸等)有较强的氧化性,但+5价磷的化合物一般不显氧化性。
氮元素有多种价态,有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等6种氧化物,但磷主要显+3、+5两种价态。
[教师引导]氮族元素单质的物理性质有哪些递变规律?
[师生共同总结后投影]课本中表1-1。
[引入第一节]
第一节氮和磷
氮气
布置学生阅读教材第2-3页的内容,进行归纳总结。
[边提问边总结]
(一)氮的存在
游离态:大气中N2的体积比为78%、质量比为75%。
化合态:无机物中(如硝酸钾等),有机物中(如蛋白质、核酸等)。
[引导]请学生观察周围空气并通过联想分析氮气的物理性质。
[学生总结]
(二)氮气的物理性质
无色无味,难溶于水(1:0.02),比空气稍轻。
[投影]常见气体在常温常压下的溶解度,让学生进行比较。
难溶气体:N2(1:0.02);H2(1:0.02);
微溶气体:O2(1:0.2)
可溶气体:Cl2(1:2)、H2S(1:2.6)
易溶气体:SO2(1:40)
极易溶气体:HCl(1:500)
[思考]实验室制N2时应该用什么方法来收集?
(三)氮气的化学性质
[引导]结构决定性质,先研究N2的结构。
1.N2的结构
电子式:;结构式:NN。氮氮三键的键能很大(946kJ·mol-1),所以N2很稳定,通常情况下,性质很不活泼。
2.氮气的化学性质
(1)与氢气反应
(2)跟镁反应:3Mg+N2Mg3N2
(3)与氧气反应:N2+O22NO
引导学生从氧化还原反应角度分析上述三个反应。进而得出“氮气既能表现氧化性,也能表现还原性”的结论。
[引导]中国有句农谚,叫做“雷雨发庄稼”,谁能解释这句话的含义?请大家阅读教材第3-4页内容,再来理解这句农谚。
[学生总结]
[补充演示实验]教师事先在一烧瓶内充满一氧化氮气体,让学生观察一氧化氮的颜色等。打开瓶塞,让学生观察变化。
[学生观察结论]一氧化氮是一种无色气体、二氧化氮显红棕色。通常条件下,一氧化氮易转化为二氧化氮。
[教师引导]请用双线桥法标出以上三个反应中电子转移的方向和数目。
[学生活动]完成以上作业,教师根据学生作业情况加以说明。
(四)氮气的用途
1.合成氨、制氮肥、制硝酸。
2.用作保护气:焊接金属、充填灯泡、保存粮食和水果。
[教师引导]请学生分析以上用途中利用氮气哪方面的性质。
(五)氮的固定
将游离态的氮转变为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
途径:自然固氮(雷雨固氮、生物固氮);人工固氮:合成氨工业。
教师向学生介绍人工模拟生物固氮这一世界性研究课题的现状和前景,鼓励学生献身科学研究为人类作出贡献。
[课堂小结]
结构、性质和具体反应之间的联系:
非金属元素及其化合物间的转化关系:
[随堂练习]
1.不属于氮的固定的变化是()
(A)根瘤菌把氮气转化为氨(B)氮气和氢气在适宜条件下合成氨
(C)氮气和氧气在放电条件下合成NO(D)工业上用氨和二氧化碳合成尿素
答案:D。
2.在汽车引擎中,N2和O2进行反应会生成污染大气的NO(N2+O22NO+Q),据此,有人认为废气排出后,温度即降低,NO分解,污染也就会自行消失,事实证明此说法不对,其主要原因可能是()
(A)常温常压下NO的分解速度很慢
(B)在空气中NO迅速变为NO2而不分解
(C)空气中N2与O2的浓度高,不利于平衡向左移动
(D)废气排出后,压强减小,不利于平衡向左移动
答案:AB。
3.利用下列方法,可以在实验室里从空气中制取氮气的是()
(A)把空气液化,然后分离出氮气
(B)把空气缓缓通过加热了的铜网
(C)把空气缓缓通过加热了的镁粉
(D)把空气通过装有氢氧化钠的洗气瓶
答案:B。
4.现有M、R两种第ⅤA族元素,下列事实不能说明M的非金属性比R强的是()。
(A)酸性:H3MO4>H3RO4
(B)气态氢化物稳定性:MH3>RH3
(C)气态氢化物还原性:MH3>RH3
(D)含氧酸盐的稳定性:Na3MO4>Na3RO4
答案:C、D。
5.在F、P、Si、Fe这四种元素中,每种元素都有某些方面区别于某它三种元素。若从中选出氟元素,选择的理由中正确的是()。
(A)最高价氧化物对应的水化物酸性最强
(B)单质与冷水反应最剧烈
(C)单质固态时为分子晶体,熔沸点较低
(D)在氧化物:OF6、P2O5、Fe2O3中,OF6最稳定
答案:BC。
6.在标准状况下,将O2与NO按3:4体积比充满烧瓶,将烧瓶倒置于水中,最后烧瓶内溶液的物质的量浓度约为(单位:mo
[教学目标]
1.知识目标
(1)掌握氮族元素性质的相似性、递变性。
(2)掌握N2的分子结构、物理性质、化学性质、重要用途。熟悉自然界中氮的固定的方式和人工固氮的常用方法,了解氮的固定的重要意义。
2.能力和方法目标
(1)通过“位、构、性”三者关系,掌握利用元素周期表学习元素化合物性质的方法。
(2)通过N2结构、性质、用途等的学习,了解利用“结构决定性质、性质决定用途”等线索学习元素化合物性质的方法,提高分析和解决有关问题的能力。
[教学重点、难点]氮气的化学性质。氮族元素性质递变规律。
[教学过程]
[引入]投影(或挂出)元素周期表的轮廓图,让学生从中找出氮族元素的位置,并填写氮族元素的名称、元素符号。根据元素周期律让学生通过论分析氮族元素在结构、性质上的相似性和递变性。
[教师引导]氮族元素的相似性:
[学生总结]最外电子层上均有5个电子,由此推测获得3个电子达到稳定结构,所以氮族元素能显-3价,最高价均为+5价。最高价氧化物的通式为R2O5,对应水化物通式为HRO3或H3RO4。气态氢化物通式为RH3。
氮族元素的递变性:
氮磷砷锑铋
非金属逐渐减弱金属性逐渐增强
HNO3H3PO4H3AsO4H3SbO4H3BiO4
酸性逐渐减弱碱性逐渐弱增强
NH3PH3AsH3
稳定性减弱、还原性增强
[教师引导]氮族元素的一些特殊性:
[学生总结]+5价氮的化合物(如硝酸等)有较强的氧化性,但+5价磷的化合物一般不显氧化性。
氮元素有多种价态,有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等6种氧化物,但磷主要显+3、+5两种价态。
[教师引导]氮族元素单质的物理性质有哪些递变规律?
[师生共同总结后投影]课本中表1-1。
[引入第一节]
第一节氮和磷
氮气
布置学生阅读教材第2-3页的内容,进行归纳总结。
[边提问边总结]
(一)氮的存在
游离态:大气中N2的体积比为78%、质量比为75%。
化合态:无机物中(如硝酸钾等),有机物中(如蛋白质、核酸等)。
[引导]请学生观察周围空气并通过联想分析氮气的物理性质。
[学生总结]
(二)氮气的物理性质
无色无味,难溶于水(1:0.02),比空气稍轻。
[投影]常见气体在常温常压下的溶解度,让学生进行比较。
难溶气体:N2(1:0.02);H2(1:0.02);
微溶气体:O2(1:0.2)
可溶气体:Cl2(1:2)、H2S(1:2.6)
易溶气体:SO2(1:40)
极易溶气体:HCl(1:500)
[思考]实验室制N2时应该用什么方法来收集?
(三)氮气的化学性质
[引导]结构决定性质,先研究N2的结构。
1.N2的结构
电子式:;结构式:NN。氮氮三键的键能很大(946kJ·mol-1),所以N2很稳定,通常情况下,性质很不活泼。
2.氮气的化学性质
(1)与氢气反应
(2)跟镁反应:3Mg+N2Mg3N2
(3)与氧气反应:N2+O22NO
引导学生从氧化还原反应角度分析上述三个反应。进而得出“氮气既能表现氧化性,也能表现还原性”的结论。
[引导]中国有句农谚,叫做“雷雨发庄稼”,谁能解释这句话的含义?请大家阅读教材第3-4页内容,再来理解这句农谚。
[学生总结]
[补充演示实验]教师事先在一烧瓶内充满一氧化氮气体,让学生观察一氧化氮的颜色等。打开瓶塞,让学生观察变化。
[学生观察结论]一氧化氮是一种无色气体、二氧化氮显红棕色。通常条件下,一氧化氮易转化为二氧化氮。
[教师引导]请用双线桥法标出以上三个反应中电子转移的方向和数目。
[学生活动]完成以上作业,教师根据学生作业情况加以说明。
(四)氮气的用途
1.合成氨、制氮肥、制硝酸。
2.用作保护气:焊接金属、充填灯泡、保存粮食和水果。
[教师引导]请学生分析以上用途中利用氮气哪方面的性质。
(五)氮的固定
将游离态的氮转变为氮的化合物的过程叫做氮的固定。
途径:自然固氮(雷雨固氮、生物固氮);人工固氮:合成氨工业。
教师向学生介绍人工模拟生物固氮这一世界性研究课题的现状和前景,鼓励学生献身科学研究为人类作出贡献。
[课堂小结]
结构、性质和具体反应之间的联系:
非金属元素及其化合物间的转化关系:
一、正确引导,培养创新思维意识
根据创造学理论,创造是人类最伟大、永恒的潜能,创造力是人类普遍具有的一种才能。为了打破“创新”在学生心目中的神秘感和遥远感,首先必须培养学生的创新意识。
1.结合化学史教学,打破创新神秘感
结合化学史教学,激发学生进行主动创新的创新性思维,让学生将在化学课堂上学到的知识与技能运用到思考与研究当中,有助于学生更好地掌握运用知识和发展知识的方法,启发学生的创新和创造力。
例如在学习元素周期律、元素周期表等相关知识时,笔者结合人们在不同历史阶段的元素周期表排列,从拉瓦锡到德贝莱钠的“三元素组”和门捷列夫的元素周期表,到现在普遍通用的元素周期表,使学生认识到科学的概念也会随实践发展而得到补充或修正。哪怕是当下被社会公认的概念,也可以被进一步完善和发展,这样学生就会主动、大胆地进行创新研究。
2.结合教材特点,激发创新思维意识
在化学教学中,教师可根据化学学科的特点,通过化学教材里所包含的辩证唯物主义观点内容,在学习元素周期表、元素周期律等内容时,可以对学生进行“量变引起质变”“对立统一”观点的教育,帮助学生学会分析问题和解决问题的方法;抑或结合我国化学化工的伟大成就,对学生进行爱国主义教育,培养学生的创新思维与意识。
二、采用多种形式的实验教学,培养学生创新能力
化学是一门以实验为基础的学科,实验教学可以激发学生学习化学的兴趣。因此,加强实验教学,特别是在实验教学中培养学生的实践能力、提高学生综合素质,显得尤为重要。
1.改革演示实验,培养学生创新能力
化学课本上所涉及到的化学实验,无论是演示实验,还是家庭小实验,教师都应该鼓励学生去探索、去创新。以职高课本上钠与水起反应收集氢气的实验为例:课本上说用镊子夹住金属钠,钠和水起反应,用排水法收集氢气。但是在具体的实验操作中,我们往往会发现,这个实验按课本上的操作步骤其实是难以收集到气体的。因为钠的密度比水小,与水反应后放出大量的热而浮在水表面并迅速向四处流动,镊子根本无法夹住金属钠。
那怎样才能收集氢气呢?笔者就曾在课堂上提出这个问题让学生思考。有的学生提出可以在水槽上罩一个与烧杯内径相等的漏斗,用向下排空气法收集。笔者首先肯定了学生这种创新能力,然后提出了自己的方案:即将试管提高距水面1厘米左右,用镊子夹一小块钠,迅速放在试管口下,使钠窜入盛水的试管内反应而制成氢气。其实,诸如课本上的喷泉实验等均还有可以改进的空间。这样不仅可避免学生盲目相信课本,大胆地尝试,也开发了学生的思维,培养了学生的创新素质,达到事半功倍的效果。
2.启发学生设计实验,培养学生创新能力
化学是一门以实验为基础的学科,每个学生实验都要求学生亲自动手完成,教师应努力克服那种让学生背实验或教师在黑板上演示实验的做法,对于一些演示实验,有些步骤也可以让学生自己操作,以便从中发现问题,及时纠正。教师在实验教学中应让学生多动手、反复练习、规范操作,在实验中逐渐做到游刃有余。在此基础上,教师还应结合教学内容,选择合适的实验设计题,让学生大胆设计实验方案,并用实验证明设计的合理性,优化合理方案,从而培养学生的创新意识,以及灵活运用知识解决问题的能力。
例如在学习氯气的性质和制备时,笔者就问学生:多余的氯气该怎样处理?当学生讨论得出可以用向上排空气法和排饱和食盐水方案时,笔者先按两种方案进行实验,检查是否合理,并且对两种方法的优、缺点进行评价。在此基础上,笔者再进一步提问:怎样收集干燥纯净的氯气?通过这样的提问,引导学生掌握氯气的制备实际上可分为四个阶段:氯气的制备、氯气的净化、氯气的干燥、氯气的回收。最后师生共同探讨出制备纯净氯气的最佳方案,即先将反应产生的气体通入饱和食盐水,除去杂质,并通过浓硫酸干燥后用排空气法收集,多余的气体用碱液吸收。通过这种逐步深入、循序渐进的方法,不仅使学生加深了对氯气这部分知识的印象,也很好地培养了学生的创新能力。
一、自我预学,为课堂探究做准备
问题1:(1)在离核较近的区域内运动的电子能量,在离核较远的区域内运动的电子能量.画出钠元素的原子结构示意图.
(2)请你根据下表数据讨论随着核电荷数的递增元素的原子半径变化规律,以核电荷数为横坐标,以原子半径为纵坐标,画出二者关系图.
表1第2周期元素3Li4Be5B6C7N8O9F原子半径/pm152898277757471第2周期元素11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl原子半径/pm18616014311711010299(3)硫元素的最高正价为,代表性物质有;预测硅的最低化合价为.
(4)写出金属铝与盐酸反应的离子方程式:.
课前预设一系列有关元素周期律的小问题,硫元素的最高化合价、铝跟盐酸反应以及钠元素的原子结构示意图复习巩固学生原有知识;让学生预学文本中原子核外电子的排布、预测硅的最低化合价使新知与旧知发生关联,学生进行问题的初想;学生以核电荷数为横坐标,以原子半径为纵坐标,画出二者关系图,让学生寻找原子半径随核电荷数递增的变化规律,为新课教学打下伏笔.
二、创设情境,激发学生提出问题
通过观看视频,了解周期律和周期表的发展史,感受门捷列夫研究的艰苦努力和伟大之处,激发学生学习元素周期律的热情.创设问题情境,回忆钠、钾与水反应的现象,预测铷、铯与水反应现象,播放二者与水反应视频,进一步巩固碱金属的性质呈现递变性,学生自我提出问题,引出同周期元素性质递变规律的研究.
问题2:(1)如何从原子结构角度进行分析碱金属的性质递变?(2)同主族性质呈现递变规律,同周期元素性质如何?
学生通过这些问题的思考确立物质结构决定物质性质的基本观点,研究同周期元素的性质递变必须先研究原子结构,了解元素核外电子排布的基础知识.师生共同阅读课本,得出多电子原子核外电子能量有高有低,分层排布;离核由近到远,能量由低到高;电子总是尽可能地先从内层排起,当一层充满后再填充下一层.学生根据1~18元素的原子结构示意图,自己找出原子核外电子的排布规律,最外层电子从1递增到8,第一周期除外.
三、分析归纳,探寻原子半径、化合价变化规律
问题3:(1)根据预学,可以发现原子半径有何变化规律?(2)影响元素原子半径大小的因素是什么?(3)第三周期元素化合价有何变化规律?
学生依据原子半径数据作出原子半径的变化趋势图,可以发现同一周期原子半径随着核电荷数的递增而减小,稀有气体除外,教师引导学生查阅资料,发现稀有气体的原子半径的测量方法和相邻的非金属元素原子半径的测量方法不同,不具有可比性;从数据分析中获得结论后,还必须进行深入探讨,学生小组讨论影响元素原子半径大小的因素,类比同主族元素原子半径变化原因,分析得出影响原子半径的因素有三个:核电荷数、电子层数以及核外电子数;教师追问哪个是矛盾的主要方面,从而得出同周期电子层数相同,核电荷数的增大占据主导地位;第三周期元素的最高化合价从+1到+7递增、负化合价从-4到-1递增,呈现周期性变化,延伸到第二周期发现也呈现周期性变化,不过氧元素和氟元素因非金属性太强而除外.通过诱导性问题让学生自己进行数据分析,研究比较,培养了学生分析问题、总结归纳、发现规律的能力.
四、设计实验,探究金属性、非金属性变化规律问题4:(1)哪些方法可以比较元素的金属性和非金属性的强弱?(2)如何设计实验探究Na、Mg、Al的金属性强弱?(3)给出试剂:Na2S溶液、H3PO4溶液、稀H2SO4、新制氯水、Na2SiO3溶液,如何选择合适的试剂设计实验方案探究Si、P、S、Cl非金属性强弱?金属性和非金属性是元素性质的外在表现,通过具体的反应不仅可以发现变化规律,还可以证明金属性、非金属性与原子结构之间的关联.学生研究小组各自设计实验方案,进行交流,可以得出下列方案:(1)观察Na、Mg、Al在冷水中的反应情况;(2)观察Mg、Al与热水、盐酸的反应情况;(3)新制氯水与Na2S溶液反应比较Cl与S的非金属性强弱;(4)稀H2SO4溶液与Na2SiO3溶液反应比较S、Si的非金属性强弱.教师及时发现问题的生长点,实验需要准确的结果必须排除一些干扰,需要控制一些变量,请学生思考实验中需要控制哪些条件,让学生体验真实的科学探究过程.真正的探究过程不像理论上那么简单,必须考虑一些实际情况,控制条件,让比较反应在同一条件下进行才有说服力,所以学生探讨得出:(1)Mg、Al与热水、盐酸必须去除表面的氧化膜;(2)Mg、Al与盐酸反应需要相同浓度的盐酸,两片金属大小基本相同;(3)氯水必须新制.四、丰实概念,解决实际问题
问题4:(1)自我整理得到元素周期律的概念.(2)归纳元素周期表中主族和周期中金属性、非金属性递变规律.(3)以碳酸钠、硅酸钠、稀硫酸为试剂,设计一个简单的实验,探究C、Si、S的非金属性强弱.
学生在数据归纳和实验探究中已经积累大量的感性材料,在此基础上很容易就能归纳出元素周期律的概念;概念获得的同时还需要进一步进行概念的丰实,同周期的元素变化规律得到后延伸到整个周期表中的变化规律,为第二课时学习打下坚实的基础;概念的内化表现在学生不需要机械记忆,能够真正灵活运用概念,将C、Si、S三种元素比较非金属性强弱旨在考查学生运用元素周期律的能力,学生可以从所提供的物质性质的角度以及从元素周期律进行理论分析获得具体的实验方法.
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