高中化学价电子对互斥理论教学设计学情分析教材分析课后反思.docx
《高中化学价电子对互斥理论教学设计学情分析教材分析课后反思.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学价电子对互斥理论教学设计学情分析教材分析课后反思.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高中化学价电子对互斥理论教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入
【讲解】化学让我们知道110多种元素之所以组成我们世间绚丽多彩的各种物质，是因为原子在形成物质时并不是杂乱无章的堆积在一起，而是按照一定的顺序和角度连接的。
下面让我们通过几组图片来感受物质的空间结构之美！
【投影】几组分子结构的图片
【讲解】大家说美不美？
接下来让我们带着美丽的心情浸入本节课的学习。
这是本节课的学习目标。
【投影】学习目标
美
引起学生的学习兴趣
课前案核对答案
【讲解】课前已经让大家写了常见物质的结构式和电子式，下面请核对答案。
【投影】常见物质的结构式与电子式
学生核对答案并改错
课前让学生书写课上会用到的物质的电子式和结构式，这样他们会更清楚谁是中心原子以及其周围的价电子分别由什么原子提供，从而为归纳价电子对的计算公式做铺垫。
活动一：
搭建球棍模型
【过渡】这些电子式和结构式能反应出分子真实的空间结构吗？
接下来请同学们以小组为单位，利用已有的知识，以桌面提供的太空泥为原子，竹签为化学键。
一分钟内搭建以下分子球棍模型，每个小组的任务，请看课件。
现在开始。
【投影】
一二组：
H2SBCl3三四组：
H2O、PCl3
五六组：
CO2、CCl4
所有小组已经完成，你们搭建的模型对不对呢？
请与课件核对。
与课件不一致的请举手
【回答】不能
【活动】小组内同学聚集在一起，明确分工后，搭建球棍模型，气氛活跃。
二组：
我们把H2S搭成了直线形，
三组：
我们将PCl3搭成了与BCl3一样的平面三角形
在已有知识下搭建球棍模型。
学生认为原子组成比相同的分子的结构就是一样的，从而引发认知冲突，使学生产生学习本节课的驱动力。
价电子对互斥理论
【过渡】那为什么硫化氢应该是V形？
为什么BCl3是平面三角形PCl3却是三角锥形呢？
我们这里不做解释，学完本节课大家就明白了。
【讲解】现在以我们熟悉的甲烷为例，它的结构应该是？
这是我们已知的事实，但我比较好奇，碳为中心连四个氢原子时为什么不是平面正方形呢？
【展示气球模型】大家看这四个气球代表四个氢原子，现在的结构是正四面体形，我现在压，气球变成平面正方形，但是我轻轻抖动（气球有变回了正四面体结构），这说明了什么？
因为什么不稳定？
所以它倾向于以排斥力更小的正四面体结构存在，这就是价电子对互斥理论的核心内容，大家一起读：
【投影】基本观点：
分子中中心原子的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用，尽可能趋向于彼此远离。
这里有哪些要点要注意呢？
正四面体形
平面正方形不稳定
排斥力大
分子中中心原子的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用，尽可能趋向于彼此远离。
（1）关注中心原子的价电子对数
（2）价电子对=成键电子对+孤电子对
（3）排斥作用使价电子对彼此远离
为了让学生理解价电子对互斥理论的核心思想是排斥力的存在导致了各种构型的出现，所以这里用气球模型代表甲烷分子，学生可以明显感觉到气球间斥力的存在。
小组活动二：
价电子对空间构型
【投影】请各小组根据价电子对互斥理论，以铁球为中心原子、每根磁力棒代表一对价电子，讨论当价电子对数分别为2、3、4时所形成的空间构型。
讨论完成，小组给出答案：
小组同学聚在一起，利用手中铁球和磁力棒讨论价电子对的空间构型。
当价电子对数为2、3、4时，价电子对的空间构型分别为直线形，平面三角形，正四面体形。
运用磁力棒，学生可以直观地感受到形成的键角越大斥力越小，从而化抽象为形象，让学生准确地找到价电子对数与空间构型的关系。
中心原子价电子对数的计算
【过渡】如表铬所呈现，要判断价电子对的空间构型，就需要知道中心原子的价电子对数。
但只知道分子式的情况下如何计算价电子的对数呢？
请观察水、氨气、四氯化碳的电子式，思考中心原子氧、氮、碳的四对价电子分别由谁提供？
从而归纳出中心原子A的价电子对数的计算公式。
小组汇报结果：
【讲解】使用该公式时有以下规定：
①作为B原子时，卤素原子和H原子均提供一个电子，氧族元素不提供电子
②作为中心原子A时，氧族元素价电子数为6
③计算离子的价电子时，阴离子应加上离子所带电荷数，阳离子反之
学生先自己思考30秒，然后小组讨论
每条规定下都有对应的练习，学生列式计算每个分子中心原子的价电子对数
在之前书写了电子式的基础上，学生对中心原子氧、氮、碳的四对价电子的来源很熟悉，有利于他们总结中心原子价电子对数的计算公式，降低了理解的难度。
及时对应练习题，巩固基础知识
分子空间构型的确定
【投影】甲烷、氨气、水分子的表格
【过渡】现在已知这三个分子的价电子对数为4，所以它们的空间构型为？
那分子的空间构型呢？
【讲解】请同学们注意课件标题：
价电子对空间构型与分子空间构型的区分。
分子的空间构型是指在空间分布的几何形状。
甲烷的分子构型已经知道，对于氨气的分子构型，我们应该只看一个氮原子与三个氢原子所形成的结构，所以应该去除这对孤对电子留下的结构为三角锥形。
引导：
价电子对空间构型与分子空间构型什么时候对应一致，什么时候不一致？
【过渡】如何确定孤电子对数呢？
正四面体形
原子
学生分析水分子的空间构型：
正四面体构型中去掉两对孤对电子，分子呈现V形。
当没有孤对电子时一致，有孤对电子时不一致。
价电子对数减去成键电子对数等于孤电子对数，价电子对数可由公式计算得到，而成键电子数等于中心原子所连电子数。
、
以表格形式呈现对比明显，学生可清楚的观察到价电子对构型与分子空间构型的区别与联系
由分子式确定空间构型的解题思路
【过渡】请同学们根据表格，整理由分子式确定分子空间构型的解题思路。
【投影】课堂练习
【投影】答案
【讲解】因为这里的设备不能投影大家的答案，所以我投影的答案中包含了大家容易犯的错误，请同学们来挑挑错。
计算价电子对数→确定价电子对空间构型
箭→去除孤电子对后确定分子空间构型
学生认真练习
学生认真核对答案并指出：
（1）必须是“形”而不是“型”
（2）“平面三角形”而不是“三角形”
（3）最后一个应该是“四面体形”而不是“正四面体形”，并作出解释。
以表格形式呈现对比明显，学生可清楚的观察到由分子式确定价电子对空间构型，从而确定分子空间构型的方法。
这是本节的重点，紧跟练习，使学生对该部分的学习落实到位。
斥力对分子空间构型的影响
【过渡】当分子中出现多重键或孤电子对时，会因斥力不同而对键角产生影响，请同学们根据斥力的大小顺序确定甲烷、氨气、水分子中键角的大小顺序。
回答：
水的键角>氨气的键角>水分子的键角，并作出解释
在学会确定分子空间构型后进一步深化分子结构问题
价电子对互斥理论的局限性
【讲解】有关分子结构的理论始终在发展变化，所以价电子对互斥理论在使用时有它的局限性，一般不适合于推测过渡金属化合物分子的空间构型。
听讲并记录
使学生意识到科学在不断进步，培养他们敢于质疑的意识
生活中的化学哲学
【过渡】生活处处皆学问，生活处处有化学，大家看这只气球扎成的小狗稳如泰山的站立着，同学们从它的结构中看到了我们今天所学的什么知识？
分子的结构中存在着大量的对称性，那在我们的生活中有哪些对称的物体呢？
能看到本节课的分子结构模型，在小狗身上能看到三个正四面体形
眼镜，桌子，两扇门，黑板等等
联系生活，增强课堂趣味性的同时使学生的情感态度价值观得以升华，培养学生利用所学服务社会的意识
归纳总结
【过渡】现在给同学们一点儿时间来整理本节课的内容，谈一谈这节课你收获了什么？
1.计算价电子对数：
（A的价电子数+B提供的成键电子数×m）/2
2.确定价电子对空间构型：
价电子对数为2、3、4时分别为直线形、平面三角形、四面体形
3.去除孤电子对后确定分子空间构型
归纳提升
课堂练习
【投影】两道课堂练习
【投影】一道高考题
学生回答并解释
通过习题巩固提升，并让学生看到高考题并不是遥不可及的，只要认真走好学习中的每一小步，高考并不可怕
结束语
化学的科学探究之路从未停止，有关物质结构的理论也在不断更新，化学的未来靠谁们呢？
我们！
最后得到情感上的升华，使学生感受到自己担负的责任。
学情分析
价电子对互斥理论是鲁科版选修三第2章第2节的内容，在学习该部分内容之前，学生已经在第一章学习了能量最低原理、基态原子的核外电子排布知识，在第二章第一节学习了共价键的相关知识，包括共价键的本质、形成过程、极性键和非极性键、σ键和π键、键能、键长与键角等知识，也在必修二中掌握了常见共价分子的电子式，可以此为起点让学生自主归纳中心原子的价电子对数的计算方法。
学生还已知了甲烷分子、水分子等简单分子的空间构型，但对PCl3、BCl3、NH3等原子组成比相同的分子具有不同的空间构型并不知晓，可用此引起学生的认知冲突，使其成为学生学习价电子对互斥理论的驱动力。
此外，该部分内容理论性强，抽象难懂，而很多学生的逻辑思维能力较差，空间想象力薄弱，所以需要在教学中化抽象为具体，利用模型帮助他们理解抽象的理论知识，在动手建模的过程中感受价电子对互斥理论的中心思想。
效果分析
本节课想要解决的主要知识问题有：
①使学生理解价电子对互斥理论，②使学生掌握由分子式计算中心原子价电子对的方法，掌握价电子对空间构型与分子空间构型的判断方法。
整堂课以问题为主线，层层设问，引导学生思考，从学生的课堂反馈来看，基本达成了本节课的教学目标。
但从课堂练习题的呈现来看，还不够熟练，需要通过课后加强练习。
对于难度较大的题目，如多中心分子价电子对的计算和空间构型的分析问题，需要在习题课上训练。
本节课还希望通过小组活动，如搭建球棍模型、搭建价电子对空间构型、交流讨论等活动，培养学生解决问题的能力，同时培养他们的团队合作精神。
这是一个循序渐进的过程，需要在日常教学中坚持引导，逐步提升。
最后联系生活，使学生的情感态度价值观得以升华，培养学生利用所学服务社会的意识。
这个班的学生思维还不错，但是上课的时候喜欢沉默思考，所以课堂气氛虽不活跃但相信他们的思维处在一个很活跃的状态。
教材分析
价电子对互斥理论是鲁科版选修三第2章第2节的内容，在鲁科版教材中是“知识支持”中的一部分内容，但在人教版教材中出现在了第2章第2节的正文部分且编排在杂化轨道理论之前。
价电子对互斥理论是在学生学习了共价键知识（包括极性键和非极性键，σ键和π键，键能、键长与键角）之后的内容。
新课标要求学生能运用相关理论和模型对共价分子或离子进行解释和预测，学生在预测分子空间构型时使用价电子对互斥理论是最简单的方法，且可为后续学习杂化轨道理论做铺垫，两者相辅相成，共同解决共价分子的空间构型问题。
此外，价电子对互斥理论还为极性分子与非极性分子的学习打下了基础。
可见，价电子对互斥理论在整章中具有举足轻重的地位。
所以，在整合教材内容时，我将“知识支持”中出现的价电子对互斥理论提到了杂化轨道理论之前进行教学，用两个课时来完成，分别是新授课与习题课，为后续学习打好基础。
本节内容的重点：
1.理解“价电子对互斥理论”的内容；
2.知道价电子对数的计算方法，能判断ABm型分子或离子的价电子对空间构型和分子的空间构型。
本节内容的难点：
理解价电子对互斥理论这一抽象的理论知识，掌握分子空间构型的判断方法。
评测练习
一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分）
1．甲烷和白磷均为正四面体结构，判断甲烷和白磷分子中
化学键的键角关系（ ）
A．前者大于后者B．前者小于后者C．二者相等D．无法判断
2．下列分子的表达式是路易斯结构式的是（ ）
A．H—ClB．N≡N
3．下列物质中，化学键类型和分子空间构型皆相同的是（ ）
A．CO2和SO2B．CH4和SiH4C．BF3和PH3D．HCl和NH4Cl
4．能说明BF3分子的4个原子是同一平面的理由是（ ）
A．任意两个键之间夹角为120°B．B—F键为非极性共价键
C．
3个B—F键的键能相同D．3个B—F键的键长相等
5．以下分子或离子的结构为正四面体且键与键之间夹角为109°28′的是（ ）
①CH4 ②NH4＋ ③CH3Cl ④P4 ⑤金刚石
A．①②④B．①②③④⑤C．①②D．①②⑤
6．下列说法中正确的是（ ）
A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B．P4和CH4都是正四面体分子且键角都为109°28′
C．NH4＋的电子式为
，离子呈平面正方形结构
D．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
7．三氯化氮（NCl3）常温下为一种淡黄色液体，其分子结构呈三角锥形，以下关于三氯化氮说法正确的是（）
A．分子中N—Cl键是非极性键B．分子中不存在孤对电子
C．它的沸点比PCl3沸点低D．因N—Cl键键能大，所以NCl3沸点高
8．下列分子中，各原子均处于同一平面上的是（双选）（ ）
A．NH3B．CCl4C．H2OD．CH2O
9．下列的叙述中不正确的是（双选）（ ）
A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越强，稳定性也越强
B．以极性键结合的分子，一定是极性分子
C．判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是，具有极性键且分子构型不对称、键角小于180°的非直线形结构
D．非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合
10．下列叙述正确的是（ ）
A．P4和CO2分子中都只含有共价键B．CCl4和NH3的分子的立体结构都是正四面
体形
C．BF3分子中各原子均达到8e－稳定结构D．甲烷的结构式为，是对称的平面形分子
二、非选择题（本大题包括4小题，共50分）
11．（12分）H2S分子中共价键键角接近90°，说明分子的空间立体结构为________；CO2分子中的共价键键角为180°，说明分子的空间立体结构为________；NH3分子中共价键键角为107°，说明分子的空间立体结构为________。
12．（12分）BF3和NF3都是四个原子的分子，BF3的中心原子是________，NF3的中心原子是________；BF3分子的立体
构型是平面三角形，而NF3分子的立体构型是三角锥形的原因是______________________________________
____________________________________________________________________________________________
_________________________________.
13．（12分）已知A、B、C、D、E为中学常见的五种物质，均含元素Y，有的还
可能含有元素X、Z，元素X、Y、Z的原子序数依次递增。
①元素Y在A、B、C、D、E中所呈化合价依次递增，其中只有B为单质。
②常温下将气体D通入水中发生反应，生成C和E。
③工业上以A、空气和水为原料，通过催化氧化法制成E。
请回答以下问题：
（1）A分子的空间构型是________；从轨道重叠的方式看，B分子中的共价键类型有______。
（2）写出②中反应的化学方程式：
_________________________________________。
（3）工业上，若输送Cl2的管道漏气，用A进行检验时可观察到大量白烟，同时有B生成，写出有关反应化学方程式：
_______________________________________________。
14．（14分）（知能提升）a、b、c、d、e、f、g为七种由短周期元素构成的微粒，它们都有10个电子，其结构特点如下表所示：
粒子代码
a
b
c
d
e
f
g
原子核数
单核
单核
双核
多核
单核
多核
多核
电荷数（单位电荷）
0
1＋
1－
0
2＋
1＋
0
试写出：
（1）a粒子的原子结构示意图________，b粒子的电子排布式____________。
（2）b与e相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较为________（用化学式表示）。
（3）若d极易溶于水，在水溶液中的变化方程式为_________________________________________________________________________
_________________________________,
d分子的空间构型为___
_____，键角为________；若d为正四面体分子，其电子式为__
___。
c粒子是________，f粒子是________（用化学式表示），有c、f生成g的离子方程式为___________________________________。
第二章第2节价电子对互斥理论
学习目标:
1.通过学习价电子对互斥理论，掌握预测分子结构的方法，从而实现在原子分子水平上认识物质；（宏观辨识与微观探析）
2.基于甲烷结构模型这一事实，分析讨论，理解价电子对互斥理论，并建立基本模型，能运用基本模型解决实际问题；（证据推理与模型认知）
3.在小组合作搭建模型的过程中，学会合作，一起发现并解决问题，掌握探究问题的一般思路。
（科学探究科学精神）
学习过程:
【小组活动一】请同学们以小组为单位，运用桌面提供的太空泥（作为原子）和竹签（作为化学键），在1分钟内，拼接出以下分子的球棍模型。
一二组：
H2SBCl3三四组：
H2O、PCl3五六组：
CO2、CCl4
1.价电子对互斥理论基本观点：
分子中中心原子的价电子对（包括成键电子对和孤电子对）由于相互排斥作用，尽可能趋向于彼此远离。
理论要点解读：
（1）
（2）
（3）
【小组活动二】请各小组根据价电子对互斥理论，以铁球为中心原子、每根磁力棒代表一对价电子，分析当价电子对数分别为2和3时所形成的空间构型。
中心原子价电子对数
价电子对空间构型
2
3
4
……
2.1价电子对空间构型
【小组活动三】观察H2O、NH3、CCl4的电子式，小组讨论分子ABm中中心原子A的价电子对数的计算公式。
2.2中心原子价电子对数的计算
价电子对数=（A的价电子数+B提供的成键电子数×m）/2
规定：
①作为B原子时，卤素原子和H原子均提供一个电子，氧族元素不提供电子
升级会员 