人教版高一化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)——氧族元素（第二課時）15

1、氧族元素第二課時引言氧族元素中氧為首領(lǐng)，其單質(zhì)O2是環(huán)繞在地球表面大氣對流層中的一種與生物生命息息相關(guān)的重要?dú)怏w，它還能在社會各行各業(yè)(工、農(nóng)、科技、國防、醫(yī)療等)中，顯示其非凡的身手。氧氣有何過人之處呢?因?yàn)樗且环N來自于空氣、無公害的強(qiáng)氧化劑。它還有一位功不可沒的同根兄弟“O3”，號稱生命的衛(wèi)士?；瘜W(xué)上，將它們稱為同素異形體，請看相關(guān)內(nèi)容。板書二、臭氧承轉(zhuǎn)化學(xué)上為何將O3、O2稱為同素異形體，其含義是什么?在弄清這個問題之前，我們先比一比兩兄弟。引導(dǎo)O3與O2，均由氧元素組成，在分子組成上只不過僅是一個O原子之差，但兩兄弟的“脾氣”和“外貌”卻大相徑庭。板書O3與O2物理性質(zhì)的對比學(xué)生閱讀

2、課本“二、臭氧物理性質(zhì)”并與O2對比。投影O3與O2物理性質(zhì)的對比O3O2色、嗅、態(tài)通常為一有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體，液態(tài)O3呈深藍(lán)色，固態(tài)O3為紫黑色通常為一無色無氣味的氣體液態(tài)O2呈淡藍(lán)色，固態(tài)O2呈雪花狀，淡藍(lán)色溶解度(水中)大小熔點(diǎn)251218沸點(diǎn)112.4183講述由表可知，O3與O2物理性質(zhì)差別甚大，像它們這樣由同一種元素組成的兩種不同單質(zhì)，稱為同素異形體。板書同素異形體：由同一種元素形成的性質(zhì)不同的單質(zhì)，叫做這種元素的同素異形體。如O3、O2就是氧元素的同素異形體，我們說O3、O2互為同素異形體關(guān)系。提問我們還學(xué)過其他元素的同素異形體嗎?回答金剛石和石墨為碳的同素異形體，紅磷和白磷

3、互為同素異形體。思考你認(rèn)為理解同素異形體概念應(yīng)把握哪些關(guān)鍵之處?回答“同一種元素”的“不同單質(zhì)”評價(jià)完全正確。思考1鈉原子(Na)和鈉離子(Na）都是由同一種元素鈉元素形成的，它們是同素異形體嗎?為什么?回答不是，因?yàn)镹a原子和Na是同一元素的不同粒子，不屬單質(zhì)。思考2Fe2O3和Fe3O4的組成元素完全相同，它們是同素異形體嗎?為什么?回答不是，因?yàn)樗鼈兪怯赏耆嗤膬煞N元素組成的化合物。思考3H與H互為什么關(guān)系?回答互為同位素。討論同素異形體和同位素有何區(qū)別?投影同素異形體和同位素的區(qū)別同素異形體同位素定 義同一種元素的不同單質(zhì)互稱同素異形體同一元素的不同核素(或不同原子)互稱同位素。研究

4、對象單 質(zhì)核素或原子舉 例O2和O3，石墨和金剛石H、H、H；Cl和Cl思考為什么O3和O2的物理性質(zhì)差別這么大?講解是由于分子組成及原子的結(jié)合方式不同，導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)不同所造成的。轉(zhuǎn)引O3、O2物理性質(zhì)差別很大，那么，它們的化學(xué)性質(zhì)如何呢?板書2.臭氧的化學(xué)性質(zhì)學(xué)生閱讀有關(guān)臭氧的化學(xué)性質(zhì)的內(nèi)容并與O2對比。提問O3與O2相比，有無共性?有何差別?回答二者都具氧化性，而且O3比O2有著更強(qiáng)的氧化性；另O3不穩(wěn)定，能分解。小結(jié)并板書(1)極強(qiáng)氧化性(2)不穩(wěn)定性：2O3=3O2思考上述反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)?為什么?回答否，因無元素化合價(jià)的變化。講述O3具有極強(qiáng)的氧化性，如不活潑金屬Ag、Hg等在

5、空氣或氧氣中不易被氧化，而在常溫下卻能被臭氧氧化，再如酒精、棉絮等易燃物，常溫下遇較多的O3會立即著火，從而引起不可想象的火災(zāi)，不過天公作美，地面附近大氣層中O3含量極微，僅占0.001 ppm。臭氧相對于O2不穩(wěn)定，常溫下能緩慢分解，若加熱或高溫或有MNO2作催化劑時可迅速分解，而且O3生成O2的反應(yīng)為一放熱反應(yīng)，這也說明O3比O2更為活潑。提問造成O3與O2化學(xué)性質(zhì)差別的原因是什么?回答源于它們的分子組成、分子結(jié)構(gòu)不同。過渡大家熟知，O2的用途極為廣泛，O3同樣功不可沒，其重要用途有哪些?學(xué)生閱讀O3用途的相關(guān)內(nèi)容板書3.臭氧的用途脫色劑、消毒劑思考O3用于脫色、消毒，基于其什么性質(zhì)?回答

6、強(qiáng)氧化性放電講述空氣中微量O3(1 ppm以內(nèi))對人體健康有益，因?yàn)樗軞⒕?，刺激中樞神?jīng)，加速血液循環(huán)，令人產(chǎn)生爽快振奮之感。療養(yǎng)院常設(shè)在空氣新鮮宜人的松林里，因其中含微量O3，是由松林這種針葉樹的樹脂在被O2氧化的過程中產(chǎn)生的。另外，雷雨之后，當(dāng)漫步街頭田野，同樣感到空氣格外的清新，其原因一是雨水洗凈了塵埃，二是打雷閃電時，空中產(chǎn)生了臭氧(3O2=2O3)。但是，當(dāng)空氣中O3含量超過10-5%(體積分?jǐn)?shù))時，就會對人體、動植物及其他露置物質(zhì)造成極大危害，這就是說當(dāng)O3含量較多時，它就成了一種大氣污染物，因此，對于O3應(yīng)全面辯證地認(rèn)識其功與過。轉(zhuǎn)引自然界中的O3(90%)主要集中于離地面

7、15 km50 km的大氣平流層中，稱為臭氧層，是地球生命的保護(hù)傘，O3也就有了“生命衛(wèi)士”之美稱。追問那么為什么說O3是地球生命的保護(hù)傘?錄音講述臭氧層中臭氧含量很少，卻可以吸收來自太陽的大部分短波紫外輻射，因此，臭氧層恰似過濾器一般，阻擋了紫外線，給地球送來了濾過的益于萬物生長的光和熱，使地球生命免遭災(zāi)難，減少了呼吸道疾病、白內(nèi)障、皮膚病、腫瘤、癌癥等的發(fā)病率。所以臭氧是一個天然保護(hù)傘，是名符其實(shí)的“生命衛(wèi)士”。然而，近年來，南極上空的臭氧層出現(xiàn)了空洞，北極上空O3濃度也有所減少，臭氧層對生物的保護(hù)作用正在減弱，有害射線已對地球生物造成嚴(yán)重危害，如皮膚腫瘤患者劇增，僅據(jù)美國1979年統(tǒng)計(jì)，

8、死于皮膚癌的人數(shù)已達(dá)13600多名，患皮膚腫瘤者已達(dá)30多萬。那么，破壞臭氧層的罪魁禍?zhǔn)资钦l呢?氟氯烴、氮氧化物、碳氧化物等氣體，這種現(xiàn)象已引起世人普遍關(guān)注，所以保護(hù)臭氧層維也納公約關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書等國際公約相繼出臺，決定減少并逐步停止氟氯烴等的生產(chǎn)和使用，大力開發(fā)無氟制冷工業(yè)，并把9月16日定為“保護(hù)臭氧國際日”，所以我們要保護(hù)臭氧層，保護(hù)環(huán)境，熱愛地球。板書4.保護(hù)臭氧層投影氟氯烴破壞臭氧層的原理：例：1995年，諾貝爾化學(xué)獎授于致力于研究臭氧層破壞問題的三位環(huán)境化學(xué)家，大氣中的臭氧層可濾除大量的紫外線，保護(hù)地球上的生物。氟利昂(氟氯烴的商品名稱)上升到大氣平流層中，可在

9、紫外光作用下分解產(chǎn)生氯原子，氯原子會對臭氧層產(chǎn)生長久的破壞作用。有關(guān)反應(yīng)如下：光光O3 O2O ClO3 ClOO2 ClOO ClO2 總反應(yīng)式：2O3=3O2請判斷，在上述臭氧變成氧氣的反應(yīng)過程中，氯原子是( )A.反應(yīng)物 B.生成物 C.中間產(chǎn)物 D.催化劑(根據(jù)氯原子的行為特征可判斷為催化劑，答案當(dāng)為D)師生小結(jié)對臭氧的總體認(rèn)識臭氧與氧氣雖然組成元素相同，但由于它們的分子組成及原子結(jié)合方式不同，造成分子結(jié)構(gòu)的不同，引起兩者性質(zhì)上的很大差別。O3和O2互為同素異形體關(guān)系，O3具有更強(qiáng)的氧化性，且不穩(wěn)定，空氣中的少量O對人體有益，過之則有害，而大氣平流層中的臭氧層則是人類的保護(hù)傘。過渡氧在

10、自然界中有O2、O3兩種游離態(tài)，化合態(tài)的氧也普遍存在，如含氧酸鹽、氧化物、水等。其中水和人類的關(guān)系甚為密切。下面談的是與水的元素組成完全相同的過氧化氫。板書三、過氧化氫學(xué)生閱讀課本“三、過氧化氫”并與H2O對比。投影H2O2與H2O的比較：H2O2H2O分子結(jié)構(gòu)及分子極性極性分子(兩個H不在同一平面上)極性分子物理性質(zhì)無色粘稠液體，水溶液俗稱雙氧水，具弱酸性無色、無味、透明液體呈中性化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定2H2O2=2H2OO2具氧化性很穩(wěn)定用途可用作氧化劑、漂白劑、清毒劑、脫氯劑、火箭燃料等常用極性溶劑設(shè)題1.如何保存過氧化氫?為什么?(由于其不穩(wěn)定易分解，因此應(yīng)置于棕色瓶內(nèi)避光陰涼處保存)2.過氧

11、化氫易分解，若在其水溶液中加入少量MnO2，可大大促進(jìn)它的分解，因此可用于實(shí)驗(yàn)室里制取O2。原理為2H2O2=2H2OO2，請?jiān)O(shè)計(jì)反應(yīng)裝置。MnO2提問反應(yīng)裝置的選擇根據(jù)什么來確定?回答反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。追問H2O2與MnO2混合制O2的反應(yīng)有何特點(diǎn)?回答固液，不加熱。提問曾學(xué)過的常見氣體中，哪些屬于這些類型?回答H2、CO2小結(jié)該反應(yīng)選擇固液不加熱制氣裝置(同H2、CO2的制備)補(bǔ)充演示H2O2的分解現(xiàn)象：迅速產(chǎn)生大量氣泡，用帶火星木條檢驗(yàn)確為O2。討論用上述裝置及反應(yīng)原理制取O2與用加熱KClO3和MnO2混合物制O2的方法相比有何優(yōu)點(diǎn)?小結(jié)便于操作，便于控制。練習(xí)在下列四種溶液中，

12、分別加入少量固體MnO2，能產(chǎn)生氣體的是( )A.3% H2O2溶液 B.1 molL NaOH溶液C.1 molL KClO3溶液 D.1 molL 鹽酸(NaOH溶液與MnO2在任何條件下都不反應(yīng)，C選項(xiàng)從表面看很似實(shí)驗(yàn)室制O2的方法，但實(shí)驗(yàn)室制O2是用固體KClO3和MnO2固體在加熱條件下制得，MnO2與濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)生成Cl2，D項(xiàng)中1 molL1 HCl為稀鹽酸，且缺少加熱條件，故不可能有Cl2產(chǎn)生，答案為A。此題應(yīng)提醒學(xué)生注意反應(yīng)條件)小結(jié)通過H2O2與H2O的對比學(xué)習(xí)，我們知道兩者在性質(zhì)上迥然不同，這是由于它們的分子組成，分子結(jié)構(gòu)的差異所造成的。布置作業(yè)1.課本習(xí)題二、

13、四。2.收集查找資料，寫一篇關(guān)于臭氧的小論文。參考練習(xí)1.下列各組中互為同位素的是( )，互為同素異形體的是( )A.O2和O3 B.H和H C.H2O和H2O2 D.O2和O答案：B A2.只由一種元素形成的單質(zhì)一定是純凈物嗎?為什么?答案：像C、O、P、S等元素可形成同素異形體，即同一種元素的不同單質(zhì)。因此該題說法錯誤，應(yīng)為“不一定”。如說只由一種元素形成的純凈物一定是單質(zhì)，則是正確的。3.試舉例說明有單質(zhì)參加或單質(zhì)生成的反應(yīng)不一定是氧化還原反應(yīng)。高溫放電答案：同素異形體之間的轉(zhuǎn)化不是氧化還原反應(yīng)，如：2O3 3O2。4.在KI和H2SO4的混合液中加入H2O2水溶液，迅速反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體

14、，反應(yīng)過程可表示如下：H2O2KIH2SO4 K2SO4H2OI2H2O2I2 HIOH2O2HIO I2O2H2O（以上反應(yīng)式均未配平）(1)H2O2在反應(yīng)中的作用是( )A.還原劑B.氧化劑C.既不是氧化劑也不是還原劑D.既是氧化劑又是還原劑(2)有人認(rèn)為：上述反應(yīng)可說明I2是H2O2分解的催化劑，你認(rèn)為 (填“對”或“不對”)，其理由是 。答案：（1）B （2）對 I2在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)未改變板書設(shè)計(jì)第一節(jié) 氧族元素(第二課時)二、臭氧1.臭氧與氧氣物理性質(zhì)的對比：(投影)同素異形體：由同一種元素形成的幾種性質(zhì)不同的單質(zhì)，叫做這種元素的同素異形體。2.臭氧的化學(xué)性質(zhì)(1)極強(qiáng)氧化

15、性(2)不穩(wěn)定性 2O3=3O23.臭氧的用途脫色劑、消毒劑4.保護(hù)臭氧層三、過氧化氫H2O2與H2O的對比(投影給出)教學(xué)說明關(guān)于臭氧和過氧化氫的內(nèi)容，教學(xué)大綱只要求作常識性介紹，但筆者認(rèn)為在學(xué)科知識向綜合性、應(yīng)用性和實(shí)踐性轉(zhuǎn)化的今天，聯(lián)系生活實(shí)際，關(guān)注地球環(huán)境，關(guān)心人類健康是非常必要的，因此，本節(jié)課的設(shè)計(jì)注重以下幾點(diǎn)：1.基本指導(dǎo)思想挖掘臭氧知識，對學(xué)生進(jìn)行全面認(rèn)識事物的辯證唯物主義思想教育，滲透環(huán)保意識，結(jié)合實(shí)際中臭氧空洞的現(xiàn)象，使學(xué)生深刻認(rèn)識保護(hù)臭氧層的意義，通過氟氯烴破壞臭氧層原理的介紹，使學(xué)生感受到科學(xué)知識與生活、社會的密切關(guān)系。2.教學(xué)目標(biāo)在知識方面，緊抓同素異形體概念，并與同位素概念