高二化学选修3第二章第三节分子的性质教案

一、课程基本信息课题名称：分子的性质授课年级：高二授课时长：2课时（约90分钟）使用教材：人教版高中化学选修3《物质结构与性质》二、教学目标（一）知识与技能1.理解极性分子与非极性分子的概念，能够根据分子的空间构型判断分子的极性。2.掌握范德华力的概念及其对物质物理性质（如熔点、沸点）的影响。3.理解氢键的形成条件、特点及其对物质性质（如熔点、沸点、溶解度）产生的显著影响，能解释一些常见的现象。4.初步了解手性分子的概念，能判断简单的手性分子。（二）过程与方法1.通过对分子模型的观察与分析，培养学生的空间想象能力和抽象思维能力。2.通过小组讨论、合作探究等方式，引导学生主动参与知识的构建过程，培养分析、归纳、总结的能力。3.结合生活实例和实验现象，培养学生运用所学知识解释实际问题的能力。（三）情感态度与价值观1.通过对分子微观结构与宏观性质关系的探究，激发学生对化学学科的兴趣，感受化学世界的奇妙。2.培养学生严谨求实的科学态度和辩证唯物主义观点，认识到结构决定性质，性质反映结构的化学思想。3.通过了解手性分子在药物等领域的应用，体会化学知识的实用价值，增强社会责任感。三、教学重难点（一）教学重点1.分子极性的判断方法。2.分子间作用力（范德华力、氢键）的类型及其对物质性质的影响。（二）教学难点1.分子极性的判断，尤其是多原子分子极性的判断。2.氢键的形成条件及其对物质性质的特殊影响。四、教学方法与手段1.讲授法与讨论法相结合：对核心概念进行清晰阐述，同时设置问题情境，引导学生思考、讨论，发挥学生主体作用。2.模型教学法：利用分子结构模型（如球棍模型）帮助学生理解分子的空间构型，进而判断分子极性。3.实验辅助法：如有条件，可演示或引导学生观察与分子性质相关的实验（如碘的升华、水与四氯化碳的分层等），增强直观感受。4.多媒体辅助教学：运用PPT课件、动画等展示分子的微观结构、范德华力的存在以及氢键的形成过程，化抽象为具体。五、教学准备1.教师准备：制作PPT课件（包含分子结构图片、动画、思考题、练习题等），准备分子结构模型（如H₂O、CO₂、NH₃、CH₄、CCl₄等），准备相关实验器材和药品（如烧杯、水、四氯化碳、碘单质等）。2.学生准备：预习课本相关内容，回顾共价键的概念及类型，准备笔记本和笔。六、教学过程第一课时（一）导入新课（约5分钟）教师活动：同学们，我们知道，物质是由分子、原子或离子构成的。不同的物质具有不同的性质，比如水和四氯化碳，水是常用的极性溶剂，而四氯化碳是非极性溶剂，它们互不相溶。为什么会有这样的差异呢？这与分子本身的性质密切相关。今天，我们就一起来学习第二章第三节——分子的性质。学生活动：倾听，思考教师提出的问题，进入学习状态。（二）新课讲授——分子的极性（约25分钟）1.极性分子与非极性分子的概念教师活动：我们已经学习了共价键的极性。共价键分为极性键和非极性键。那么，由共价键构成的分子是否也有极性呢？（展示H₂和HCl的球棍模型）请同学们思考，在H₂分子中，两个H原子吸引电子的能力相同，共用电子对是否会发生偏移？在HCl分子中，H和Cl的电负性不同，共用电子对又会如何？学生活动：观察模型，思考并回答。教师总结：在H₂分子中，共用电子对不偏向任何一个原子，整个分子的电荷分布是均匀的、对称的，这样的分子是非极性分子。而在HCl分子中，共用电子对偏向Cl原子，导致分子的一端带部分正电荷，另一端带部分负电荷，整个分子的电荷分布是不均匀的、不对称的，这样的分子是极性分子。板书/PPT展示：极性分子：分子内电荷分布不均匀，存在正、负两极。非极性分子：分子内电荷分布均匀，不存在正、负两极。2.分子极性的判断教师活动：那么，如何判断一个分子是极性分子还是非极性分子呢？（1）双原子分子：由非极性键构成的双原子分子（如H₂、O₂、N₂、Cl₂）为非极性分子；由极性键构成的双原子分子（如HCl、HF、CO）为极性分子。学生活动：理解并记录。（2）多原子分子：情况相对复杂，需要结合分子的空间构型来判断。教师活动：展示CO₂和H₂O的球棍模型。请同学们分析，CO₂和H₂O分子中都含有极性键（C=O键、O-H键），但它们的分子极性是否相同呢？引导学生思考：CO₂分子的空间构型是直线形（O=C=O），两个C=O键的极性是否会相互抵消？H₂O分子的空间构型是V形，两个O-H键的极性又能否抵消？学生活动：观察模型，小组讨论，尝试分析。教师总结：CO₂分子：直线形结构，两个C=O键极性相反，键的极性相互抵消，分子整体为非极性分子。H₂O分子：V形结构，两个O-H键极性不能抵消，分子整体为极性分子。板书/PPT展示：多原子分子极性判断的关键：分子的空间构型是否对称，键的极性是否能够相互抵消。若分子结构对称，键的极性相互抵消，则为非极性分子；反之，则为极性分子。举例拓展：正四面体形分子：如CH₄、CCl₄，虽然C-H键、C-Cl键是极性键，但分子结构对称，键的极性相互抵消，为非极性分子。三角锥形分子：如NH₃，N-H键是极性键，分子结构不对称，键的极性不能完全抵消，为极性分子。学生活动：结合模型和教师讲解，理解不同空间构型分子的极性判断方法。3.“相似相溶”原理简介教师活动：回到课前提出的问题，为什么水和四氯化碳互不相溶？这与“相似相溶”原理有关，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。水是极性分子，四氯化碳是非极性分子，所以它们互不相溶。碘（非极性分子）易溶于四氯化碳而难溶于水，也是这个道理。我们可以通过简单的实验来观察。（实验演示/视频播放：在两个试管中分别加入水和四氯化碳，再分别滴加几滴碘水，振荡观察现象。）学生活动：观察实验现象，理解“相似相溶”原理。（三）课堂小结与练习（约10分钟）教师活动：本节课我们学习了分子的极性。请同学们回顾，如何判断一个分子是否具有极性？学生活动：回顾总结。练习题：判断下列分子的极性：Cl₂、NH₃、CH₄、SO₂。学生活动：独立完成练习，同桌互评，教师巡视指导并讲解。第二课时（一）复习回顾（约5分钟）教师活动：上节课我们学习了分子的极性，请同学们快速判断下列分子的极性：HBr、CO₂、BF₃（平面三角形）、CH₃Cl。学生活动：思考并回答。（二）新课讲授——分子间作用力（约30分钟）1.范德华力教师活动：我们知道，分子内相邻原子之间存在强烈的化学键。那么，分子之间是否也存在着相互作用力呢？（展示一瓶盛有碘单质的烧杯，微微加热，观察到碘升华）碘由固态变为气态，需要克服什么作用力？这种作用力是化学键吗？为什么？学生活动：观察现象，思考并回答。教师总结：分子之间存在着一种把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，也称为范德华力。范德华力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质。板书/PPT展示：范德华力：分子之间普遍存在的一种较弱的相互作用力。教师活动：范德华力的大小与哪些因素有关呢？一般来说，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔点、沸点也就越高。例如，卤素单质F₂、Cl₂、Br₂、I₂，随着相对分子质量的增大，范德华力增大，熔点、沸点依次升高。学生活动：理解并记录。2.氢键教师活动：（展示一些氢化物的沸点数据：CH₄、SiH₄、GeH₄、SnH₄的沸点依次升高；NH₃、PH₃、AsH₃、SbH₃的沸点中，NH₃的沸点异常偏高；H₂O、H₂S、H₂Se、H₂Te中，H₂O的沸点异常偏高；HF、HCl、HBr、HI中，HF的沸点异常偏高。）请同学们观察这些数据，思考为什么NH₃、H₂O、HF的沸点会出现反常现象？这说明在这些分子之间，除了范德华力之外，还存在着一种什么样的作用力？学生活动：观察数据，发现异常，产生疑问。教师讲解：这种反常现象是由于这些分子之间除了范德华力外，还存在着一种特殊的分子间作用力——氢键。板书/PPT展示：氢键：由已经与电负性很大的原子（如N、O、F）形成共价键的氢原子，与另一个电负性很大的原子（如N、O、F）之间的作用力。教师活动：（展示水分子间氢键的示意图）以水为例，水分子中的O原子电负性很大，使得O-H键的共用电子对强烈偏向O原子，H原子几乎成为“裸露”的质子，带部分正电荷。这个带正电荷的H原子可以与另一个水分子中带部分负电荷的O原子产生静电吸引作用，这种作用就是氢键。强调氢键的表示方法：通常用“X—H…Y”表示，其中X、Y代表N、O、F等电负性大、半径小的原子，“—”表示共价键，“…”表示氢键。学生活动：观察示意图，理解氢键的形成条件和表示方法。氢键的特点：氢键比范德华力强，但比化学键弱得多。具有方向性和饱和性（简单介绍，不做深入要求）。氢键对物质性质的影响：教师活动：氢键的存在对物质的性质有哪些影响呢？熔沸点：分子间能形成氢键的物质（如H₂O、NH₃、HF），其熔沸点比组成和结构相似的没有氢键的物质要高。这就是水、氨气、氟化氢沸点反常的原因。溶解度：极性溶质与水分子间形成氢键，可增大其在水中的溶解度。例如，乙醇能与水以任意比互溶，就与乙醇分子和水分子之间形成氢键有关。水的特殊性：水结冰时，体积膨胀，密度减小，也是由于水分子间形成氢键，使冰的结构中存在较大空隙。学生活动：认真听讲，理解氢键对物质性质的重要影响。2.手性分子（选讲，视时间情况而定）教师活动：（展示左手和右手的图片，或让学生观察自己的左右手）同学们，我们的左手和右手看起来一模一样，但它们能完全重合吗？（引导学生尝试将左手套戴到右手上）这种现象称为手性。在化学中，有些分子也具有类似的“手性”。展示乳酸分子的模型或结构简式：当一个碳原子（手性碳原子）连接四个不同的原子或原子团时，该分子就可能具有手性，这样的分子叫做手性分子。互为镜像关系的手性分子称为对映异构体。简单介绍手性分子在生命科学中的意义：许多药物的有效成分是手性分子，其对映异构体可能具有不同的生理活性，甚至产生毒副作用。因此，手性药物的合成和分离具有重要的现实意义。学生活动：观察，产生兴趣，初步了解手性分子的概念。（三）课堂小结（约5分钟）教师活动：本节课我们学习了分子间作用力（范德华力和氢键）以及它们对物质性质的影响，还简单了解了手性分子。请同学们总结一下范德华力和氢键的区别与联系，以及它们如何影响物质的熔点和沸点。学生活动：回顾本节课内容，尝试总结。（四）作业布置（约5分钟）1.教材课后习题中与分子极性、分子间作用力相关的题目。2.查阅资料，了解更多关于氢键在生命活动中作用的例子（如DNA的双螺旋结构与氢键）。3.思考：为什么NH₃极易溶于水？（提示：从极性和氢键两个角度考虑）七、板书设计第二章第三节分子的性质一、分子的极性1.概念：极性分子：电荷分布不均匀，有正、负两极。非极性分子：电荷分布均匀，无正、负两极。2.判断：（1）双原子分子：非极性键→非极性分子（如H₂、O₂）极性键→极性分子（如HCl、CO）（2）多原子分子：空间构型对称，键极性抵消→非极性分子（如CO₂、CH₄）空间构型不对称，键极性不抵消→极性分子（如H₂O、NH₃）3.相似相溶原理二、分子间作用力1.范德华力：存在：分子间普遍存在特点：较弱，影响熔沸点、溶解度等物理性质影响因素：相对分子质量、分子极性等2.氢键：形成条件：与电负性大的N、O、F相连的H；另一N、O、F原子表示：X—H…Y（X、Y：N、O、F）特点：比范德华力强，比化学键弱，有方向性和饱和性影响：熔沸点升高、溶解度增大等（如H₂O、NH₃、HF的沸点）三、手性分子（简介）手性碳原子：连有四个不同基团的C原子手性分子：具有手性的分子，存在对映异构体八、教学反思（本部分由教师课后根据实际教学情况填写，主要包括：教学目标是否达成，重难点是否突破，教学方法是否有效，学生参与度如何，时间分配是否合理，以及需要改进的地方等。）例如：本节课通过模型展示和实验演示，学生对分子极性和氢键