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化學(xué)《硅 無機非金屬材料》教案
《硅 無機非金屬材料》
三維目標
知識與技能：
1、了解硅在自然界的存在、含量
2、了解單質(zhì)硅的主要性質(zhì)、工業(yè)制法和主要用途。
3、初步培養(yǎng)學(xué)生自主查閱資料的能力和閱讀能力
過程與方法：
1、自主學(xué)習(xí)
2、通過碳與硅的新舊知識的比較，設(shè)疑引導(dǎo)、變疑為導(dǎo)、變教為導(dǎo)的思路教學(xué)法。
情感、態(tài)度與價值觀
1、使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)元素化合物知識的一般規(guī)律和正確方法
2、使學(xué)生體會組成材料的物質(zhì)的性質(zhì)與材料的性能的密切關(guān)系，認識新材料的開發(fā)對人類生產(chǎn)、生活的重要影響，學(xué)會關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會熱點問題，激發(fā)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情。
教學(xué)重點：硅的物理、化學(xué)性質(zhì)
教學(xué)難點：硅的化學(xué)性質(zhì)和提純
教學(xué)用具：多媒體
教學(xué)過程
新課導(dǎo)入：材料是人類生活必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料的發(fā)展史就是一部人類文明史。沒有感光材料，我們就無法留下青春的回憶；沒有高純的單晶硅，就沒有今天的奔騰電腦；沒有特殊的新型材料，火箭就無法上天，衛(wèi)星就無法工作，人類的登月計劃就會受到影響，材料的發(fā)展對我們的生活起著決定性的作用。從化學(xué)角度來看任何物質(zhì)都是由元素組成，那元素與這些材料之間又有什么樣的關(guān)系呢？從本章開始我們就來學(xué)習(xí)一下元素與材料之間的關(guān)系。
板書：第四章 元素與材料世界
多媒體：展示一組與硅元素有關(guān)的圖片，引出本節(jié)新課
第一節(jié) 硅 無機非金屬材料
學(xué)生活動：閱讀教材第一段思考下列問題
1、無機非金屬材料包括哪些？
2、這類材料的特點有哪些？
3、無機非金屬材料分哪兩類？
多媒體：展示一組與硅元素有關(guān)的圖片。
設(shè)疑：這些表觀看“風(fēng)牛馬不相及”的物質(zhì)，從微觀組成上卻有很大的相似性，他們都是有黃沙通過不同的途徑制得的，它們都含有共同的元素是什么呢？
多媒體：一、半導(dǎo)體材料與單質(zhì)硅
學(xué)生活動：閱讀教材P103最后一段思考下列問題
1、什么是半導(dǎo)體材料？
2、最早使用的半導(dǎo)體材料是什么？為什么沒廣泛使用？
3、現(xiàn)在廣泛使用的半導(dǎo)體材料是什么？為什么能廣泛使用？
過渡：硅除了作為半導(dǎo)體材料被廣泛使用外，還具有什么其他的性質(zhì)和用途呢？
硅的性質(zhì)和用途
引導(dǎo)學(xué)生回憶學(xué)習(xí)新物質(zhì)的方法和程序
一）觀察物質(zhì)的外觀，總結(jié)其物理性質(zhì)
多媒體：展示單質(zhì)硅的圖片，讓學(xué)生觀察。
學(xué)生活動：通過觀察圖片，總結(jié)硅的物理性質(zhì)
物理性質(zhì)：
灰黑色、有金屬光澤、硬而脆的固體，是一種良好的半導(dǎo)體材料。
引導(dǎo)學(xué)生回憶以前學(xué)習(xí)的知識，C、S、O的同素異形體，引出硅的同素異形體。
硅的同素異形體：晶體硅和無定形硅
二）預(yù)測物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)（分類思想）
硅屬于非金屬單質(zhì)應(yīng)該和C、S、P等非金屬單質(zhì)具有類似的性質(zhì)。
1、C、S、P等非金屬單質(zhì)常溫下性質(zhì)比較穩(wěn)定 硅的性質(zhì)在常溫下也比較穩(wěn)定
2、C、S、P等非金屬單質(zhì)在一定條件下可以和氧氣反應(yīng)
C+O2====CO2、S+O2 SO2 硅也可在一定條件下和氧氣反應(yīng)
學(xué)生活動：畫出硅原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，并推測其常見的化合價，然后根據(jù)化合價寫出硅與氧氣的反應(yīng)方程式：Si+O2 SiO2
化學(xué)性質(zhì)：（常溫下比較穩(wěn)定）
Si+O2 SiO2（條件：研碎的硅、加熱）
過渡：硅的性質(zhì)比較穩(wěn)定，常溫下除了可以和F2、HF及強堿反應(yīng)外，很難和其它物質(zhì)反應(yīng)
學(xué)生活動：根據(jù)硅的化合價分別寫出硅與F2、HF及強堿的化學(xué)反應(yīng)方程式：
Si+2F2== SiF4 Si+4HF== SiF4↑+2H2↑ Si+2NaOH+ H2O ===Na2SiO3+ 2H2↑
過渡：高純度的單質(zhì)硅作為半導(dǎo)體材料而被廣泛應(yīng)用于電子、計算機領(lǐng)域，但在自然界中并沒有游離態(tài)的硅存在，大多以SiO2、硅酸鹽的形式存在，這就需要我們通過化學(xué)方法制取單質(zhì)硅。
學(xué)生活動：閱讀P104最后一段思考下列幾個問題
多媒體：工業(yè)制取單質(zhì)硅
原料： 焦炭和二氧化硅
設(shè)備： 電爐
原理： SiO2+2C Si（粗硅）+2CO↑
過渡：我們電子領(lǐng)域?qū)Σ牧系募兌纫蟮奶貏e高，幾乎要不含任何雜質(zhì)，這就需要我們對粗硅進行提純。
提純原理：高溫下將粗硅與氯氣反應(yīng),其產(chǎn)物在高溫下被氫氣還原而得到純凈的硅。
學(xué)生活動：根據(jù)上述原理寫出原理中牽涉到的化學(xué)反應(yīng)方程式
Si（粗硅）+2Cl2 SiCl4 SiCl4+2H2 Si+ 4HCl(純度：99.9999999％)
學(xué)生活動：閱讀P105第二段了解硅及其合金的用途
多媒體：展示硅及其合金的用途圖片
課堂檢測：
1、下列材料不屬于無機非金屬材料的是（ ）
A 陶瓷 B 玻璃 C 水泥 D 鋁和金
2、下列各反應(yīng)中硅元素被還原的是（ ）
A Si+O2 SiO2 B Si+2F2== SiF4
C SiO2+2C Si（粗硅）+2CO↑ D Si+2NaOH+ H2O===Na2SiO3+ 2H2↑
板書設(shè)計：
第四章 元素與材料世界
第一節(jié) 硅 無機非金屬材料
一、半導(dǎo)體材料與單質(zhì)硅
硅的性質(zhì)與用途
1、物理性質(zhì)
2、化學(xué)性質(zhì)
Si+O2 SiO2 Si+2F2== SiF4
Si+4HF== SiF4↑+2H2↑ Si+2NaOH+ H2O===Na2SiO3+ 2H2↑
硅的制�。� SiO2+2C Si（粗硅）+2CO↑
硅的提純：
Si（粗硅）+2Cl2====SiCl4 SiCl4+2H2====Si+ 4HCl(純度：99.999999999％)
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