高中化学第二章第三节分子的性质教案选修3.docx

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高中化学第二章第三节分子的性质教案选修3

课题

§2.3分子的性质

（1）

课型

新知识课

授课人

授课班级

教材分析

本节是普通高中新课程标准实验教科书（人教版）化学选修3第二章第三节的内容，它是学生在学习了共价键和分子立体结构的基础上进行的，从而进一步来认识分子的重要性质以及物质的结构与性质之间的关系，帮助学生建立“物质结构决定物质性质，性质反映结构”这一基本化学观念。

同时使学生能够从这一视角解释一些化学现象，推测物质的重要性质等。

学生分析

从学生的认知水平入手，利用学生已有的生活体验和知识经验，创设教学情景并提出相关问题，通过理论分析、实验探究、交流讨论等活动来认识分子的结构和性质的关系。

《分子的性质》（人教版化学选修3）安排在《共价键》和《分子的立体结构》之后，学生学习了共价键和价层电子对互斥模型之后，这对后面分子的极性、分子间的作用力，如范德华力、氢键等，理解起来就比较容易。

根据共价键的极性和分子的空间结构，引导学生运用“物质结构决定性质、性质反映结构”的规律，归纳判断共价键极性和分子极性的方法；解释物质的溶解性和无机含氧酸分子的酸性；理解范德华力、氢键以及其对物质性质的影响；了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。

通过设置台阶，增加知识及其运用的梯度，培养了学生分析推理、联想类比、归纳总结、模仿创造的学习能力。

充分发挥学生学习的主动性，保证课堂的“有效性”，同时也培养了学生的合作能力，较好地体现了新课程的理念。

教学目标

【知识与技能】

1．了解极性共价键和非极性共价键、极性分子和非极性分子的概念；

2．了解化学键的极性与分子的极性的关系；

3．结合常见物质分子立体结构，判断极性分子和非极性分子。

【过程与方法】

通过引导学生观察、对比、分析、实验、建立模型和抽象思维，向学生渗透化学学科研究的基本思想方法：

①从宏观到微观，探究“结构决定性质，性质反映结构”的关系；

②从现象到本质，加强实验和理论的结合，协同揭示化学中的“因果”关系。

【情感态度与价值观】

1.通过揭示物质之间的普遍联系，学会运用辩证唯物主义观点分析化学现象；

2.养成分析问题、解决问题的能力和严谨认真的科学态度。

教学重点

共价键的极性与分子的极性的关系

教学难点

多原子分子中，极性分子和非极性分子的判断

教学媒体

多媒体

教学策略

采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学

【教学流程图】

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

【科学视野引入】在洗衣服的时候，经常有这种现象，直接用水洗油污，会洗不净，用肥皂、洗涤剂却可以洗去衣服上的油污，通过阅读教材46页的“科学视野”，请同学们自己先来了解一下其中的原因。

 【过渡】在“科学视野”里提到了有关分子性质的一些问题，其中原因还得从研究它们的结构开始。

【板书】一、键的极性和分子的极性

【复习提问】

1．什么是化学键？

举例说明离子键、共价键。

2．写出H2、Cl2、N2、HCl、CO2、H2O的电子式。

【动画演示】H2、HCl中共价键的形成过程

【问题讨论】H2、HCl都是靠共价键形成的分子，其共价键是否相同？

【教师引导】从两共价键的组成原子、原子吸引电子对能力、共用电子对位置、成键原子电性等方面分析，二者皆不相同。

【引导学生完成下表】

共价键特征

H2

HCl

组成原子

相同原子

不同原子

原子吸引共用电子对能力

相

同

不同

共用电子对位置

不偏移

偏移

成键原子电性

电中性

显电性

【板书】1.键的极性

【多媒体显示】在单质或化合物中，两原子间形成的共价键，若共用电子对不偏向任何一个原子，则形成的是非极性共价键，简称非极性键；否则是极性共价键，简称为极性键。

【提问】如何判断极性键和非极性键？

【练习】指出物质中的共价键类型：

 1.O2  2.CH4  3.CO2 4.H2O2 5.Na2O2 6.NaOH（1.非极性键2.极性键3.极性键4.极性键、非极性键5.非极性键6.极性键）

【思考与交流】共价键有极性、非极性之分，以共价键结合的分子是否也存在极性、非极性之分呢？

【动画演示】H2、HCl分子的形成过程

【板书】2、分子的极性

【引导归纳】从H2分子是非极性分子，HCl分子是极性分子不难得出分子极性的概念。

【板书】非极性分子：

正电中心与负电中心重合的分子

极性分子：

正电中心与负电中心不重合的分子

【提问】以下双原子分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子？

  N2   O2     Cl2   CO

【引导学生归纳】以极性键结合的双原子分子为极性分子；以非极性键结合的双原子分子为非极性分子

【多媒体展示】CO2、H2O、NH3、BF3、CH4等分子模型

【方法引领】对于多原子分子，该如何分析？

以CO2为例，从

概念出发分析正电中心与负电中心是否重合，表示如下图：

另外，为了加深理解，我们也可以通过物理学中的“合外力是否为零”的方法来加以分析，表示为上图。

【提问】结合H2O、NH3、BF3、CH4等分子的球棍模型，运用“合外力是否为零”的方法判断它们的极性。

【引导学生完成下表】

分子

共价键的极性

分子中正负电荷中心

分子的极性

举例

同核原子分子

非极性键

重合

非极性分子

H2、N2、O2、P4、C60

异核双原子分子

极性键

不重合

极性分子

CO、HCl

异核多原子分子

分子中各键向量和为零

重合

非极性分子

CO2、BF3、CH4

分子中各键向量和不为零

不重合

极性分子

H2O、HCN、NH3、CH3Cl

【总结归纳】共价键极性与分子极性关系的一般规律

a.以极性键结合成的双原子分子是极性分子。

如：

HCl、HF、HBr；

b.以非极性键结合成的双原子分子或多原子分子是非极性分子。

如：

O2、H2、P4、C60；

c.以极性键结合的多原子分子，有的是极性分子也有的是非极性分子；

d.在多原子分子中，中心原子的价电子都用于形成共价键，且结合的原子又是相同的原子，一般是非极性分子。

【过渡】以上从理论上探讨了分子有极性分子和非极性分子之分，“实践是检验真理的唯一标准”。

【实验】在酸式滴定管中，注入30mL蒸馏水，夹在滴定管夹上，并在滴定管下方放一个大烧杯。

打开活塞，让水缓慢下流如线状。

把摩擦带电的玻璃棒或塑料棒接近水流，观察水流的方向有无变化；用CCl4代替水，重复上述实验，观察有无变化。

【引导】请学生描述实验现象，师生交流、讨论并解释原因。

实验中：

水流发生偏移而CCl4液流不发生偏移。

由于H2O为极性分子，而CCl4是非极性分子，当电场存

在时，H2O发生偏移，CCl4不发生偏移。

【回归科学视野】播放肥皂去污原理动画

【课堂小结】通过本堂课的学习，各人总结自己的收获。

认真阅读

【学生回答】

1．化学键、离子键、

共价键的定义。

2．略

【学生讨论回答】不同，共用电子对位置不同

学生讨论回答

【学生小组讨论总结归纳】H2分子中，共用电子对不偏向，正负中心重合；HCl分子中，共用电子对偏向Cl原子，正负中心不重合。

问题讨论

【学生归纳回答】含极性键的多原子分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性向量和是否等于零而定。

如，CO2、BF3、CH4等为非极性分子；

如：

HCl、H2O、NH3等为极性分子。

观察实验现象，交流、讨论。

创设教学情境，引出本节分子性质的内容

复习提问

为下面极性键与非极性键的知识做铺垫

初步学会判断双原子分子中的极性分子与非极性分子

引导学生思考对多原子分子中的极性分子与非极性分子的判断

学生学会运用“合外力是否为0”的方法判断多原子分子的极性

激发学生非常兴趣，体会分子的极性的存在，感受学习化学知识的重大意

义与作用。

教学反思

课题

§2.3分子的性质

（2）

课型

新知识课

授课人

授课班级

教学目标

【知识与技能】

1、范德华力、氢键及其对物质性质的影响；

2、能举例说明化学键和分子间作用力的区别。

【过程与方法】

1、学生逐步提高分析、归纳、综合的能力；

2、学会用理论指导研究的学习方法，通过理论的应用与指导掌握研究的不同方法。

【情感态度与价值观】

学生自主参与学习、研究探索物质，养成认真的学习态度

教学重点

范德华力、氢键及其对物质性质的影响

教学难点

范德华力、氢键及其对物质性质的影响

教学媒体

多媒体

教学策略

采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学

【教学流程图】

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

【引入】我们知道物质的性质是由结构决定的，但分子的性质是什么决定的呢？

分子的结构影响到分子的哪些性质呢？

为什么有些物质在常温时呈气态、有些物质在常温时呈液态、而有些物质在常温时呈固态呢？

【板书】二、范德华力及其对物质性质的影响

【设疑】1、气体在加压或降温时为什么会变成液体或固体？

2、学生联系实际生活中的水的结冰、气体的液化，讨论、交流。

【结论】表明分子间存在着分子间作用力，且这种分子间作用力称为范德华力。

【板书】

（一）范德华力

1、定义：

分子之间的相互作用力叫范德华力。

【设疑】范德华力的大小与什么有关呢？

【提问学生】通过学生回答，进行总结归纳，并用多媒体进行幻灯放映。

【板书】2、影响范德华力大小的因素

（1）分子的极性越大，范德华力越大。

【讲述】在极性分子与极性分子之间。

由于极性分子的电性分布不均匀，一端带正电，一端带负电，形

成偶极，两个分子必将发生相对转动。

这种相互转动，就使极性分子的相反极相对，由于相反的极相距较近，同极相距较远，结果引力大于斥力，两个分子就靠得较近，从而使分子间作用力增大。

所以分子的极性越大，范德华力越大。

【思考与交流】请同学们根据课本的知识，完成课本中的“学与问”，并根据这个得出什么结论？

【结论】对结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。

【板书】

（2）结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。

【设疑】分子间作用力是化学键吗？

它的大小与化学键相比怎样？

它的存在影响物质的哪些性质？

【总结归纳】1、分子间作用力不是化学键，他们之间既没有电子的得失，也没有共用电子对的形成。

它们的大小与化学键能相比，比化学键能小1∽2个数量级。

2、它的存在影响着物质的熔点与沸点等量，分子间作用力越大，物质的熔点、沸点就越高。

相反，分子间作用力越小，物质的熔点、沸点就越低。

【板书】

（二）范德华力对物质性质的影响

范德华力的大小对物质熔点沸点的影响，范德华力越大，物质的熔点、沸点越高。

【设疑】同学们，你们知道壁虎为什么能在天花板上爬行自如吗？

是什么原因你们想知道吗？

请同学们阅读课本47页科学视野，了解壁虎能在天花板上爬行自如的原因吧。

【设问】你是否知道，常见物质中，水是熔、沸点较高的液体之一?

你是否知道，冰的密度比液态的水小?

【投影】为什么水、氟化氢和氨的沸点出现反常？

【板书】三、氢键及其对物质性质的影响

【讲】为了解释水的这些奇特性质，人们提出了氢键的概念。

氢键是除范德华力外的另一种分子间作用力，它是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子（如水分子中的氢）与另一个分子中电负性很强的原子（如水分子中的氧）之间的作用力。

【板书】1、氢键：

是由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子（如水分子中的氢）与另一个分子中电负性很强的原子（N、O、F）之间的作用力。

【讲】以HF为例，在HF分子中，由于F原子吸引电子的能力很强，H-F键的极性很强，共用电子对强烈地偏向F原子，亦即H原子的电子云被F原子吸引，使H原子几乎成为“裸露”为质子。

这个半径很小、带部分正电荷的H核，与另一个HF分子带部分负电荷的F原子相互吸引。

这种静电吸引作用就是氢键。

【讲】氢键不是化学键，为了与化学键相区别，在下图中用“…”来表示氢键，注意三个原子要在同一条直线上。

【板书】2、氢键表示方法：

X—H…Y。

【投影】

【讲】在用X-H…Y表示的氢键中，氢原子位于其间是氢键形成的最重要条件之一，同时，氢原子两边的X原子和Y原子所属元素具有很强的电负性、很小的原子半径是氢键形成的另一个

条件。

由于X原子和Y原子具有强烈吸引电子的作用，氢键才能存在。

这类原子应该是位于元素周期表的右上角元素的原子，主要是氮原子、氧原子和氟原子。

有机物分子中含有羟基时，通常能形成氢键。

【板书】3、氢键的形成条件

【投影】

【讲】由于氢键的存在，大大加强了水分子之间的作用力，使水的熔、沸点较高。

另外，实验还证明，接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些。

用氢键能够解释这种异常性：

接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成所谓“缔合分子”。

后来的研究证明，氢键普遍存在于已经与N、O、F等电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另外的N、O、F等电负性很大的原子之间。

例如，不仅氟化氢分子之间以及氨分子之间存在氢键，而且它们跟水分子之间也存在氢键。

【板书】4、氢键的类型：

分子间氢键、分子间内氢键

【讲】氢键既可以存在于分子之间，也可存在于分子内部的原子团之间。

如邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子之间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键，因而，前者的沸点低于后者的沸点。

【投影】分子内氢键和分子间氢键

【强调】尽管人们把氢键也称作“键”，但与化学键比较，氢键属于一种较弱的作用力，其大小介于范德华力和化学键之间，约为化学键的十分之几，不属于化学键。

【讲

】下面，让我们回到之前的问题，为什么水、氟化氢和氨的沸点出现反常。

如上图所示，NH3、HF和H2O的沸点反常，分子间形成氢键会使物质的熔点和沸点升高，这是因为固体熔化或液体汽化时必须破坏分子间的氢键，从而需要消耗较多能量的缘故。

【板书】

5、氢键对物质的影响：

分子间氢键使物质熔点升高

分子内氢键使物质熔点降低

【讲】以水为例，由于水分子间形成的氢键，增大了水分子间的作用，使水的熔沸点比同周期元素中H2S高。

当水结冰时，体积膨胀，密度减小。

这些反应的性质均与氢键有关。

【投影】

【讲】在水蒸气中水以单个H2O分子形式存在；在液态水中，经常是几个水分子通过氢键结合起来，形成（H2O）n；在固态水（冰）中，水分子大范围地以氢键互相联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减少，因此冰能浮在水面上。

水的这种性质对水生物生存有重要的意义。

【讲】除此之外，接近水的沸点时，用实验测定的水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些。

这也是由于氢键的存在使接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子相互“缔合”，形成了一些“缔合原子”的原因。

【阅读】资料卡片及科学视野：

生物大分子中的氢键。

【投影小结】范德华力与氢键的比较

分类

范德华力

氢键

存在范围

分子间

某些含氢化合物分子间（如HF、H2O、NH3）及某些有机化合物分子内

强度比较

比化学键弱得多

比化学键弱得多，比范德华力稍强

影响强度的因素

随着分子极性和相对分子质量的增大而增大。

组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大

形成氢键的非金属原子，其吸引电子的能力越强、半径越小，则氢键越强。

阅读课本47页、讨论、倾听、回答。

让学生带着这个问题阅读课本47页表2—4某些分子的范德华力。

然后进行归纳总结并回答。

进行笔记

让学生专心听讲。

同学们进行讨论交流，发表自己的见解。

最后得出结论。

再由学生进行讨论，交流总结。

由学生发言。

认真听课

分析、思考

思考、讨论

认真阅读

观看表格

置疑引入激发兴趣，培养学生自学能力。

训练学生分析图表，从图表中归纳总结解疑能力、逻辑思维能力和综合学科应用能力。

扩展了学生的知识面，开发了他们的视野。

又能加深他们对这一观点的理解。

通过学生之间的相互讨论，增强

同学间的合作意识，形成讨论学习的方法，有利于培养良好的班集体。

养成学生好学好问的良好品德，遇到什么问题总是自己想办法解决。

不是单靠老师，依赖老师和别人。

了解氢键及表示方法

理解掌握氢键的形成条件

了解氢键对物质熔沸点的影响

了解生物大分子中的氢键

区别比

较范德华力与氢键

教学反思

课题

§2.3分子的性质（3）

课型

新知识课

授课人

授课班级

教学目标

【知识与技能】

1、从分子结构的角度，认识“相似相溶”规律；

2、了解“手性分子”在生命科学等方面的应用；

3、能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。

【过程与方法】

逐步提高分析、归纳、综合的能力

【情感态度与价值观】

通过与实际生活的联系，感悟化学的重要性和学好化学的重要意义

教学重点

手性分子和无机含氧酸分子的酸性

教学难点

手性分子和无机含氧酸分子的酸性

教学媒体

多媒体

教学策略

采用图表、比较、讨论、归纳、综合的方法进行教学

【教学流程图】

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

【复习】分子的极性判断标准，分子间作用力对物质性质的影响。

【过渡】今天我们利用已学过的分子结构理论，继续研究物质的其它性质。

【板书】四、溶解性

【讲】物质相互溶解的性质十分复杂，有许多制约因素，如温度、压强等。

从分子结构的角度，存在“相似相溶”的规律。

蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；而萘和碘却易溶于四氯化碳，难溶于水。

如果分析溶质和溶剂的结构就可以知道原因了：

蔗糖、氨、水是极性分子，而萘、碘、四氯化碳是非极性分子。

通过对许多实验的观察和研究，人们得出了一个经验性的“相似相溶

”的规律：

非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。

【板书】1、“相似相溶”的规律：

非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。

【讲】由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂；难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。

【投影】

【板书】2、溶解度影响因素：

（1）溶剂的极性

【讲】此外，“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。

例如，乙醇的化学式为CH3CH20H，其中的一OH与水分子的一OH相近，因而乙醇能与水互溶；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH20H中的烃基较大，其中的一OH跟水分子的一OH的相似因素小得多了，因而它在水中的溶解度明显减小。

【板书】

（2）分子结构的相似性。

【讲】溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。

如CH4和HCl在水中的溶解情况，由于CH4与H2O分子间的作用力很小，故CH4几乎不溶于水，而HCl与H2O分子间的作用力较大，故HCl极易溶于水；同理，Br2、I2与苯分子间的作用较大，故Br2、I2易溶于苯中，而H2O与苯分子间的作用力很小，故H2O很难溶于苯中。

【板书】（3）分子间作用力和氢键

［讲］当溶质分子和溶剂分子间形成氢键时，会使溶质的溶解度增大。

【强调】另外，如果遇到溶质与水发生化学反应的情况，如SO2与水发生反应生成亚硫酸，后者可溶于水，因此，将增加SO2的溶解度。

【思考与交流】51页上方的习题

1、比较NH3和CH4在水中的溶解度。

怎样用相似相溶规律理解它们的溶解度不同？

2．为什么在日常生活中用有机溶剂（如乙酸乙酯等）溶解油漆而不用水?

3、略。

【展示】模型：

【设问】看一看两个分子的立体结构，像不像一双手那样?

它们不能相互叠合？

【板书】五、手性

【实践】每个同学亮出自己的左又手。

看能否完全重合？

【投影】

【板书】1、具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。

有手性异构体的分子叫做手性分子。

【讲】手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。

如图所示的分子，是由一家德国制药厂在1957年10月1日上市的高效镇静剂，中文药名为“反应停”，它能使失眠者美美地睡个好觉，能迅速止痛并能够减轻孕妇的妊娠反应。

然而，不久就发现世界各地相继出现了一些畸形儿，后被科学家证实，是孕妇服用了

这种药物导致的随后的药物化学研究证实，在这种药物中，只有图左边的分子才有这种毒副作用，而右边的分子却没有这种毒副作用。

人类从这一药物史上的悲剧中吸取教训，不久各国纷纷规定，今后凡生产手性药物，必须把手性异构体分离开，只出售能治病的那种手性异构体的药物。

【投影】

【板书】2、手性碳原子：

如果一个碳原子所连接的四个原子或原子团各不相同，则该碳原子称为手性碳原子。

【讲】2001年10月诺贝尔奖授予了在手性催化反应方面所取得卓著成绩的美国和日本的三位科学家。

有机物分子中如果在一个碳原子上连接有4个不同的基团，则会形成两种不同的四面体空间构型，它们互为镜像，互称为对映异构体，如同人的左右手一样，外形相似而不能重合。

科学上把这种现象称为“手性”，这样的碳原子称为手性碳原子，具有这种特性的分子称为手性分子，例如乳酸分子：

【投影】

【讲】合成药物绝大多数为手性分子。

研究表明，在药物分子的对映异构体中，只有一种对疾病有治疗作用，而另一种则没有药效，甚至对人体有毒副作用。

手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成，可以比喻成握手——手性催化剂像迎宾的主人伸出右手，被催化合成的手性分子像客人，总是伸出右手去握手。

【板书】3、手性分子的用途

［总结］构成生命体的有机物约大多数为手性分子。

两个手性分子的性质不同，且手性有机物中必定含手性碳原子。

手性分子的主要应用是生产手性药物和手性催化剂，手性催化剂只催化或主要催化一种手性

分子的合成。

【投影】

【讲】无机含氧酸看成是由氢离子和酸根离子组成的。

例如，H2S04是由H＋和SO42－组成，实际上在它们的分子结构中，氢离子却是和酸根上的一个氧相连接的，所以它们的结构式应是：

【投影】

【板书】六、无机含氧酸分子的酸性

【讲】无机含氧酸之所以能显酸性，是因为其分子中含有—OH，而—OH上的H在水分子的作用下能够电离H＋、而显示一定的酸性。

【讲】我们知道，H2S04和HN03是强酸，而H2S03和HN02是弱酸，即从酸性强弱来看：

H2S03

酸性强弱HClO

【板书

】1、对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。

【思考】那么如何解释这种现象呢？

【讲】化学上有一种见解，认为含氧酸的通式可写成（HO）mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，导致R—O—H中O的电子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强。

【板书】2、含氧酸的通式可写成（HO）mROn，R相同，n值越大，酸性越强。

【讲】如硼酸（H3B