专题三.docx

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专题三

苏教版（选修三）

物质结构与性质

专题三第四单元

《氢键的形成》

学校：

福州第七中学

教师：

王杨春

§3.4.2氢键

一、简介

《氢键》是苏教版《物质结构与性质》（选修3）中专题3微粒间作用力与物质性质，第四单元分子间作用力/分子晶体的第二节内容。

本节的教学重点是氢键的本质和形成条件；教学难点在于引导学生理解氢键的本质和形成条件，氢键的本质是静电力,抓住这一核心展开分析。

要理解氢键的形成条件，关键是让学生认识到处在特殊环境氢原子才能形成氢键,这是本节教学的关键点，教学时采用多媒体动画、图片、数据等手段，通过生生互动、生师互动等方式，帮助学生理解氢键的形成条件。

本课教学设计按照新课程对化学学习的要求，维绕三条线索，设计四个教学大环节。

知识线——氢键的发现→氢键的形成→氢键的形成条件→氢键的表示形式→氢键的类型→氢键对物质某些物理性质的影响。

活动线——发现氢键→探究氢键形成→猜测氢键对物质某些物理性质的影响→解释生活有关现象。

生活线——从生活实例感受发现氢键→氢键的知识学习→再回到氢键在生活的应用中。

二、学习者分析

根据各地选修课程开设的方案不同，可能存在差异。

但一般情况下，《物质结构与性质》课程开设时间均为高二上或下学期。

学习者为高二学生。

他们已经完成化学必修课程的学习，对于高中化学基础知识有了一定的了解，并已具备一定的化学思维基础和学习技能，能对物质的性质从结构的角度作初步分析，如果通过教师不失时机的引导，便能更为有效地认知抽象的化学概念和理论知识。

对于《氢键》的主要知识点中，氢键的本质和形成条件涉及到较多需要想象的抽象思维概念，学生理解起来较为费力。

因此，采用理论推导结合微观动画、图片、学生的想象等手段的教学形式有利于学生更快更深刻地理解相关概念．

三、教学目标

【知识与能力】

1.理解氢键的本质

2.能分析氢键的强弱

3.认识氢键的重要性，并能用氢键的知识解释一些问题

【过程与方法】

通过问题组探究、思考、归纳、总结等方法，水到渠成的让学生认识氢键，理解氢键的作用，充分调动学生的学习积极性，发挥学生的主观能动性。

【情感、态度、价值观】

培养学生参与探究的热情，赞赏探索物质结构对人类生活的意义，让学生从身边的事物去感受氢键的神奇和美。

让学生真正领悟出物质结构与性质之间的辨证关系，培养学生科学的思维方式。

树立为人类文明和社会进步而努力学习化学的责任感和使命感。

通过分组讨论来培养学生善于合作、勤于思考、严谨求学、勇于创新和实践的科学精神。

四、教学理念和教学方式

化学概念的学习，具有枯燥、抽象、难于理解等特点，化学概念课的根本任务是：

让学生建立起基本的正确的化学观念，逐步发展完善学生认识化学的思路、方法与能力。

化学概念教学设计：

1.要用与要形成的化学概念相关的具体事例创设情境，问题引路，帮助学生获得形成概念的感性认识。

2.要对获得的具体实例进行分析、比较、辨别，提取特征信息，然后将特征信息进一步抽象和概括，使学生对概念的感性认识上升到理性认识。

3.将获得的结论，进行交流、讨论，归纳、比较，进一步明晰概念。

4.应用概念解决问题，加深对概念的理解。

因此本节探究式教学，即“提出问题---思考、观察----抽象归纳----初步形成观念。

”

在教学过程中，让学生通过身边的具体事物去发现问题，并采用多媒体动画、图片、数据等手段，通过生生互动、生师互动等方式，理解氢键的形成过程，氢键的形成对物质性质的影响，既加深学生感性认识，又培养了学生从微观角度认识事物的思想，从而完成本节课三个知识点的教学。

同时指导学生运用氢键知识去解决物理、生物学科问题，目的在于加强了化学与物理、生物知识的综合，提高综合能力。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计

意图

主

题

1

发

现

氢

键

引入：

同学们，生活处处存在许多美丽的事物，你想知道其中的原因吗？

[ppt演示]

1.冰为什么浮在水上？

2.天然气水分子笼是通过什么作用力形成的？

3.为什么饮用400C左右的温开水对人体最有益呢？

4.DNA双螺旋结构怎样的形成？

讲述：

要想解决这些问题，我们一起从简单问题开始思考。

学生欣赏，产生好奇，

激发学生的学习热情，设下悬念，前呼后应。

【问题探究1】:

[ppt演示]比较下列两个热化学方程式，分析1mol液态水分解和1mol液态水变成水蒸气所吸收的热量差异大原因？

（请从破坏微粒间的作用力思考）

H2O（l）=H2（g）+1/2O2（g）ΔH=258.8kJ·ｍｏｌ－１

H2O（l）=H2O（g）ΔH=44kJ·mol－１

老师引导，学生分析、思考。

水分解破坏的是分子内共价键，水变成水蒸气破坏是分子间的作用力。

培养学生分析思考问题能力

，为后续学习设下铺垫

[ppt演示]请同学们观察IVA族氢化物的沸点数据和变化曲线，思考。

【问题探究2】:

IVA族氢化物的沸点为什么不同？

它们的沸点有何规律,为什么?

老师通过数据和描点作图展示沸点数据和变化曲线，让学生观察、思考、分析。

结论：

组成结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,分子晶体熔、沸点越高。

展示数据

，培养

学生分析

信息的能力，发现问题能力

。

对于出现的反常数据，提出疑问，引起学生思考

[ppt演示]请同学们观察VＩA族部分氢化物的沸点数据，根据范德华力对分子晶体熔、沸点影响推测水的沸点，再次通过描点作图展示VＩA、VA、VＩＩA族氢化物的沸点变化曲线。

【问题探究3】:

请同学们交流讨论,H2O、ＮＨ３、ＨＦ沸点反常的原因？

导入新课：

[ppt演示]

板书：

氢键

观察与思考,交流、讨论．

结论：

水等氢化物的沸点在同主族氢化物中“异常”的高的原因可能是除了范德华力分子间还存在另一种特殊的作用力－氢键。

主

题

2

认

识

氢

键

以H2O为例，请同学们观看水分子间氢键形成的动画，思考。

【问题探究4】:

水分子间的氢键是怎样形成呢?

[动画演示]：

水分子间氢键形成的动画

观看指导：

　１.观察H2O中Ｈ、Ｏ的电性。

（动画暂停）２.请同学们静想当多个H2O分子相遇会出现什么情况？

（动画演示）。

指导学生阅读教材中关于H2O沸点“反常”原因的有关分析。

[ppt动画演示]　　　　　　　　　　　　

观察、思考、交流、讨论

得出：

氢键的本质是静电作用。

引导学生从结构出发分析产生异常作用力的原因。

运用动画展示水分子中的氢键的氢键，使之更形象，使学生充分理解氢键的概念

认识氢键的本质。

【问题探究5】:

CH4与NH3、H2O、HF他们的分子中都含有H原子,为什么CH4分子间不能形成氢键而NH3、H2O、HF分子间能形成?

[ppt展示]

教师引导，总结氢键的形成条件？

（板书）

教师追问1：

氢键该如何表示？

[ppt展示]

教师指导氢键的表示方法：

（并板书）

X——H···Y

教师追问2：

请同学再观察一组图片，比较氢键和共价键、范德华力强度有何差异？

教师补充：

氢键不属于化学键，是一种特殊的分子间作用力。

（补充板书氢键不属于化学键）

教师追问3：

根据氢键的形成条件,请举例你学过的哪些物质存在氢键?

[ppt展示]：

观察与思考,分析,

得出结论：

氢键的形成条件：

（1）有一个与电负性很大而半径较小的元素直接相连的氢原子。

（以X—H表示）

（2）必须还有一个电负性很大半径较小且具有孤对电子的元素的原子（以Y表示），才能形成X—H…Y氢键（X、Y：

F、O、N等）

学生观察：

用虚线表示。

总结：

共价键》氢键>范德华力

学生回忆、思考、举例。

在知道概念的基础上引起学生的进一步思考

概述氢键形成的条件

提出问题，引发学生思考

注意运用比较等思维方法

主

题

3

运

用

氢

键

【问题探究6】:

通过刚才氢键的学习，由于一些氢化物分子间存在氢键，使得分子间的作用力增大，氢键对物质的哪些性质有影响？

如何影响？

[演示]:

氨气喷泉实验

[展示]

材料1：

氨气在常温下很容易加压成为无色液体,也易凝固为雪状固体。

极易溶于水，在20℃时，1体积水可溶解700体积氨溶液显碱性，易溶于乙醇和乙醚。

请同学们利用氢键知识，解释下列问题：

1.NH3为什么极易溶于水？

2.为什么氨气易液化?

3.请用氢键的表示方法写出氨气水溶液存在的所有氢键？

教师根据学生回答，给予及时的指导。

材料2：

结合两种物质的结构特点和可能形成的氢键，分析导致它们熔、沸点差异很大的原因？

教师引导学生观察两物质的结构和沸点的差异，运用氢键的形成条件和微粒间的作用力分析沸点的差异，导出氢键的种类（分子间氢键和分子内氢键）及对物质熔、沸点的影响。

[动画展示]:

[课堂小结]:

根据上述问题,请总结下氢键的种类有哪些?

对物质的哪些性质有何影响?

（板书）

学生分析、思考、回答：

物质的熔、沸点。

学生观察、阅读、分析

思考、回答：

运用知识,解决问题

总结：

分子间氢键：

使物质的熔、沸点升高，溶解性增大。

分子内氢键：

使物质的熔、沸点降低。

通过实例说明氢键对物质的性质的影响

训练和提高学生应用知识解决问题的能力

通过实例分析氢键两种的类型

主

题

4

魅

力

氢

键

【问题探究7】:

氢键对物质的性质还有哪些影响呢?

假如没有了氢键,……?

给时间让学生想象，

自由讨论。

帮助

学生

认识

化学

学科

知识

的价

值和

功能，

体验

氢键

的神

奇和

美，

培养

学生

分析、

推理、

解决

问题

过程

和方

法。

提升

学生

化学

学科

素养。

同时

指导

学生

运用

氢键

知识

去解

决物

理、

生物

学科

问题，

目的

在于

加强

化学

与物

理、

生物

知识

的综

合，

提高

学生

综合

能力。

[视频播放]:

可燃冰的科普介绍。

[PPT展示]:

探秘1：

天然气水分子笼是通过什么作用力形成的？

学生、思考、回答:

通过水分子间氢键形成

[PPT展示]：

探秘2：

冰为什么浮在水上?

可以用氢键来解释

教师借助图片、数据，帮助学生从液态水和固态水（冰）分子间氢键数目及水分子键角的变化做比较分析，并展示冰（晶体）结构图。

总结：

学生感受、体验、分析、推理、解决问题过程和方法。

[材料展示]：

高加索长寿村是世界上唯一没有发生过癌症的地方。

人均寿命为120岁，为什么只有长寿村居民能够普遍长寿呢？

调查人员发现一奇特的现象，长寿村人所饮用的水都是小分子团的弱碱性水。

小分子团水渗透力高，它的溶解力就强。

能够更好地把溶解了的养分带入人体的每个角落，同时又将不能被细胞完全吸收的养分和身体积存的脂肪、胆固醇和其他物质充分溶解、排出体外，提高身体的排毒解毒能力。

探秘3：

为什么饮用400C左右的温开水对人体最有益呢？

学生思考、回答。

[材料展示]：

探秘4：

碱基A—T、G—C配对是通过什么作用力形成的？

[PPT展示]:

碱基A、T、G、C的结构图，引导学生从结构特点加以分析，并播放动画展示。

学生思考、回答:

DNA的双螺旋结构和碱基配对规则是由氢键完成和决定的。

主

题

5

课

堂

总

结

问题8：

通过本节课学习你对氢键有何了解？

学生回顾、总结

对所学内容进行小结、概括

[作业]:

1.上网查询2008年北京奥运会标志性建筑物之一“水立方”与“水分子”有何关系？

2.请以“假如没有氢键”为题，写一篇小论文或一首诗歌或一篇散文，要求写出氢键的神奇与魅力。

3.顶尖P50-5

能力培养

巩固所学知识

六、板书设计：

七、教学后记:

本节课的教学设计,

1.以问题引路,通过问题组探究、思考、归纳、总结等方法，水到渠成的让学生认识氢键，理解氢键的作用，充分调动学生的学习积极性，发挥学生的主观能动性.教学设计和教学过程中,重点在如何让学生从微观的角度认识氢键的形成过程,通过借助动画让学生感受和认识到氢键的形成过程,同时从结构的角度,借助数据及具体事例来说明氢键的存在,帮助学生从感性到理性,从微观的角度真正建立氢键的概念,然后展开氢键的性质学习.

2.教学设计充分挖掘课程资源，关注化学知识在生命、生产、生活中的具体应用，帮助学生认识化学学科知识的价值和功能，体验氢键的神奇和美，有效提升了学生化学学科素养。

3.对于魅力氢键的知识拓展，应根据学生程度适当的加以选择和拓展。