3.4分子间作用力分子晶体（第一课时）教学设计-高二下学期化学苏教版选择性必修2

教学设计

课程基本信息学科化学年级高二学期春季课题分子间作用力分子晶体（第一课时）教学目标1．从微观角度认识分子间存在相互作用力，能举例说明不同类型分子间作用力的特征和实质。2．能运用范德华力和氢键解释、预测物质的物理性质，了解分子间作用力对物质熔、沸点的影响。3．能列举生活中常见物质中存在的氢键，认识氢键在生命活动中扮演的重要角色教学重难点教学重点：不同类型分子间作用力的特征和实质教学难点：能运用范德华力、氢键解释、预测物质的物理性质教学过程【创设情境】现象：干冰沉入水底，而冰块浮在水面上；干冰表面有大量的气泡产生，且投入干冰的烧杯水面上方有大量白雾产生，冰块表面没有明显现象【提出问题】为什么干冰的沸点比冰的沸点要低？而干冰的密度比冰的密度大的原因又是什么？试着从组成微粒，微粒间作用力以及晶体结构的角度进行解释。【确定探究方案】干冰和冰均由分子构成，通过分子间作用力形成干冰和冰，由于分子间作用力类型及特点不同，导致了晶体结构不同。从而明晰本节任务为：一、从组成微粒及微粒间作用力类型分析干冰沸点低于冰的原因（第一课时）二、从晶体的结构特征分析干冰密度大于冰的原因（第二课时）【任务一】分析干冰和冰沸点不同的原因[问题1]干冰和冰由什么微粒聚集而成?微粒间又是通过什么作用力结合成为干冰和冰？学生活动：根据已有知识回忆干冰和冰的组成课堂预设：干冰和冰均由分子聚集而成。推测分子间应该存在着某种作用力，使得分子间通过这种作用力结合成为了分子晶体。教师点拨：共价分子之间都存在着分子间作用力。常见的分子间作用力有范德华力和氢键。分子间作用力本质上是一种静电作用，它比化学键弱得多。范德华力是一种普遍存在于固体、液体和气体中分子间的作用力。范德华力包含三种不同类型的作用力，电荷分布不均匀的分子之间以其带异号电荷的一端互相吸引，产生的静电作用使分子按一定的取向排列，从而使体系处于比较稳定的状态；电荷分布均匀的分子，由于核外电子的不断运动，使得正负电荷中心瞬时不重合，导致分子的电荷分布不均匀，其带异号电荷的一端也会互相吸引，这样分子间也会产生静电作用力；电荷分布均匀的分子在电荷分布不均匀分子的作用下，导致电荷分布均匀的分子正负电荷中心不重合，其带异号电荷的一端也互相吸引，产生静电作用力。[问题2]影响范德华力的因素有哪些？范德华力又会影响物质的哪些性质呢？学生活动：分析教材77页表36，78页表37。课堂预设：范德华力受极性和相对分子质量的影响，分子极性越大，范德华力越强。相对分子质量越大，范德华力越强。范德华力会影响物质的熔、沸点。教师点拨：影响范德华力的因素很多，如分子的大小，空间构型，分子中电荷分布是否均匀。一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越强，分子极性越大，范德华力越强。对于由分子构成的物质，范德华力会影响物质的熔、沸点、溶解度等性质。例如在273K，101KPa时，O2在水中的溶解量比N2在水中的溶解量大，就是O2与水分子之间的作用力比N2与水分子之间的作用力大所导致的；烷烃的熔沸点随着相对分子质量的增加而增加，也是由于烷烃分子之间的范德华力增加所造成的。[问题3]干冰和冰沸点不同只是受范德华力影响吗？学生活动：学生根据生活常识进行分析和预测。课堂预设：根据干冰易升华的性质，干冰的沸点应该比较低。而水的沸点是100℃，比干冰高很多，而且从相对分子质量来看，CO2的相对分子质量比H2O的要大。所以我们推测冰的晶体中应该还有另一种分子间的作用力。教师点拨：二氧化碳的相对分子质量比水分子的要大，二氧化碳分子之间范德华力应该比水分子要强，但是干冰的沸点却比水的要低。硫化氢与水结构相似，硫化氢在常温下便是气体，而水的沸点却是100摄氏度，远高于硫化氢，这都说明了水分子之间还存在着另一种作用力，而这种作用力就是氢键。氢键这种作用力既可以存在于分子之间，形成分子间氢键，又可以存在于分子内部，形成分子内氢键。而冰晶体中水分子形成的是分子间氢键。展示冰中水分子形成氢键图片表格给出冰晶体中的各种作用力数据表格中所示是冰晶体中的作用力及作用力的强度数据，从表格中数据我们可以看出氢键的键能比化学键小，但比范德华力强，氢键不属于化学键，是除范德华力外的另一种分子间作用力。引导问题：形成氢键需要具备什么条件？氢键对物质性质又有哪些影响？学生活动：学生根据水分子的结构特点进行分析氢键的形成条件。课堂预设：当H原子与类似O原子电负性较大的原子形成共价键后，由于共用电子对强烈偏离H原子，此时的H原子就可以和其他电负性较大的原子形成氢键。教师点拨：当H原子与电负性大、半径较小的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另外一个电负性大、半径较小的原子Y之间形成氢键，正因如此，与范德华力不同，氢键有饱和性和方向性。氢键通常用XH…Y表示，其中X和Y代表电负性大而原子半径小的非金属原子，如N、O、F等。氢键与范德华力不同，范德华力一般没有饱和性和方向性，只要分子周围空间允许，分子总是尽可能多地吸引其他分子。而氢键有饱和性和方向性，一般情况1个H原子只能形成1个氢键，并且形成氢键的三个原子总是尽可能在一条直线。引导问题：氢键对物质的性质有哪些影响？课堂预设：分子间形成氢键会使物质的熔沸点升高教师点拨：当分子间存在氢键时，会使物质有较高的熔、沸点，如HF的沸点比HCl高，H2O的沸点比H2S高；也会使得物质黏度较大，如甘油、浓硫酸；当溶质和溶剂分子能形成氢键时，也会增大该溶质的溶解度，如NH3极易溶于水，乙醇和水能以任意比例互溶等。氢键的存在，使得水能以液态形式存在，才有了生命，同时人体中与生命息息相关的蛋白质和核酸中都有氢键的存在。在形成超分子的各种分子间相互作用中，氢键尤为特殊，被成为“超分子化学中的万能相互作用”，由于其具有饱和性和方向性，使得它在超分子自组装过程中起着关键作用。【课堂小结】【课堂练习】练习一：下列关于范德华力影响物质性质的叙述中，正确的是()A．范德华力是决定由分子构成的物质的熔、沸点高低的唯一因素B．范德华力与物质的性质没有必然的联系C．范德华力能够影响