高中化学选修3第二章第三节分子的性质第二课时神奇的氢键教学设计

高中化学选修3物质结构与性质第二章第三节分子的性质第二课时

神奇的氢键 教学设计

一．设计背景

1.教材分析

氢键的知识位于选修3物质结构与性质第二章第三节《分子的性质》，是认识分子性质的重要基础知识。高中化学课程标准中要求：能够列举含有氢键的物质，知道氢键的存在对物质性质的影响。氢键是分子间作用力的延续和深化，通过氢键的学习进一步完善学生从分子水平上认识物质构成的规律，认识结构与性质之间的关系，并能解释一些化学现象并预测分子的有关性质，帮助高中学生进一步丰富物质结构的知识，提高分析问题和解决问题的能力。

2.学情分析

知识基础:学生之前已经初步学习了化学键,分子的结构，范德华力，具备了一定的认识分子性质的能力，在必修化学2第一章第三节《化学键》中也初步接触了氢键，但对氢键的实质还比较模糊。

能力基础:学生已经具备了一定的从微观结构认识物质性质的能力，但对于抽象知识的学习仍然具有一定困难。

认知困惑:学生通过学习范德华力，能够解释物质的一些性质，但对于一些物理性质出现异常的物质存在困惑。

二．教学目标

教学目标：

1.认识氢键，知道氢键的形成条件和表示

2.能列举含有氢键的物质，知道氢键存在对物质性质的影响 3.了解水的特殊性质是由于氢键的影响作用 评价目标：

1.通过情境创设和实验探究，形象的展示抽象的知识，帮助学生理解氢键的性质和对物质性质的重要影响。

2.体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣；进一步形成有关物质结构的基本观念，认识物质的结构与性质之间的关系；

3.在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。

三．教学重难点

重点:氢键的概念,氢键形成的条件，氢键的类型 难点:氢键对物质物理性质的影响

四．教学内容

一.什么是氢键 二.氢键对物质性质的影响

1.氢键 1.缔合分子 2.氢键的形成条件 2.熔沸点 3.氢键的表示 3.溶解度 4.氢键的强弱 4.密度

五．教学过程 教学环节 教师活动 一.什么是氢键 1.氢键 2.氢键的形成条件 创设情境 播放冰山的图片,白酒的图片。 讲述:冰的密度比水小,乙醇可以和水以任意比例互溶,这些性质都和一种特殊的分子间作用力有关,它就是氢键。 问题1:根据分子间作用力的知识判断同主族非金属氢化物熔沸点的高低? 展示一组氢化物沸点高低的比较。 问题2:请你说出图表中同主族氢化物沸点的变化规律,为什么有的物质出现了反常？ 讲述:这也和氢键有关,今天我们就一起来认识下 神奇的氢键 氢键的缘起:水的熔点和沸点的反常现象,以及水分子和冰晶体的性质使人们推想,水分子之间除了范德华力以外还存在其他作用力,正是这种作用力,使水分子间的相互吸引作用变的更强造成水的熔沸点反常升高.为了解释这些事实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大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间的作用力. 材料: 氢键的形成是指当 H 原子与电负性大的、半径小的原子X 形成共价键（X-H）时，由于键的极性很强，共用电子对强烈地偏向于X 原子一边，使 H 原子的核几乎“裸露”出来。这个半径很小的氢核能吸引另一个分子中电负性大的 X（或 Y）原子的孤对电子而形成聚集体。 H、N、O、F电负性、原子半径 学生活动 观看，欣赏 听讲，思考 回答问题 组成结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,物质的熔沸点越高. 思考,讨论 认识氢键的来由 认识氢键 阅读后,学生分小组讨论后互相交流，归纳总结，形成下列结论。 形成氢键的原子具备的条件： 1.电负性大 2.半径小 3.有孤对电子 设计意图 美丽的自然风光,生活中的常见物品,激起学生的好奇心，为课题的引出做好铺垫。 回忆分子间作用力的相关知识，以旧知促新知。 通过对比,让学生产生质疑、矛盾,激发学生学习新知识的欲望,体现氢键的重要影响,并且提高学生解决图像问题的能力. 使学生体会,科学是不断发展的,在认识自然的过程中,是充满曲折的。 通过研究材料的阅读加深对氢键的理解和认识.

3.氢键的表示 4.氢键的强弱 二.氢键对物质性质的影响 1.缔合分子 2.熔沸点 表达方式： X-H…X（或 X-H…Y） 表达式中 X 和 Y代表 N、O、F 等电负性大而半径较小的非金属原子。 实验探究 演示实验：在一块无色玻璃片上不同部位分别滴上一滴汽油、一滴水、一滴汞。组织学生观察并思考以下问题： 问题 1：请仔细观察三滴小液滴滴落到玻璃片上时，在形状上有什么差异？ 提示: 它们滴落后形状的差异，意味着内部作用力的不同。汽油直接摊开了说明了作用力小，而用玻璃棒拨动水滴, 一拨就摊开了，说明作用力也较弱。而汞滴一拨，它在流动，但还是汞滴，说明作用力比较强。 问题 2：构成汽油，水、汞的微粒间的作用力分别是什么？ 问题 3：通过上述实验现象比较三种作用力的相对强弱。 讲述: 氢键数值一般在 25~40kJ/mol，属于一种较弱的作用力,比化学键键能小1~2 个数量级，不属于化学键,但比范德华力大,是分子间作用力的一种。 材料:实验证明，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。 问题1:你能解释这一现象吗? 提示:用氢键可以解释这种异常性:接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键相互“缔合”，形成“缔合分子”。 如(H2O)2、(H2O)n 分子间氢键:氢键在分子之间生成。通过分子间氢键，分子可以缔合成多聚体。 问题 2：为什么常温下硫化氢是气态，水是液态？ 练习书写: 水中分子间氢键,氟化氢分子间氢键. 汽油滴下去直接就摊开了，水滴下去还是水滴，但是一拨会摊开，汞滴一拨四处游动，但还是汞珠。 回答: 分别是范德华力、氢键、化学键(金属键) 化学键＞氢键＞范德华力 通过练习,及时强化,熟练掌握氢键的表示。 由于氢键比较抽象，故通过实验，让学生从液滴形状变化的差异来感知微粒间作用力的大小，比较直观，有说服力，让学生感受化学实验的无穷魅力。 阅读材料，思考 讨论，交流 回答:水分子间存在氢键

氢键的类型 3.溶解度 4.密度 提示:水中除有 H2O 外，还有 (H2O)2、(H2O)n等缔合分子，所以分子量增大，同时分子间作用力增加，物质的熔点和沸点随之升高。 分子内氢键: 某些化合物由于分子内形成氢键，减少分子之间氢键的形成,使物质的熔、沸点降低。如分子量相同的邻羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛。如在酚羟基的邻位上有-OH，-COOH，-CHO 等，都可以形成分子内氢键。但在对位上有-OH，-COOH，-CHO 等则形成分子间氢键。 问题 3：为什么氨气极易溶于水？酒精可以和水以任意比例互溶？ 讲述：本节课刚开始给大家看了冰山的图片，为什么冰山会浮在水面上? 问题 4：一般物质固体的密度大于液体，为何水出现反常？为什么说 4℃水的密度最大？ 多媒体动画 ①水分子间形成氢键的过程 ②冰融化时氢键的断裂。 讲述:每个水分子周围有4 个紧邻的水分子，即饱和性。它们构成正四面体，跟共价键一样具有方向性，冰晶体中水分子空间利用率低，空隙多，所以密度比水小。而温度超过4℃时，热运动加剧，分子间距离加大，密度又变小，故4℃水的密度最大。 认识氢键的类型，知道分子间氢键和分子内氢键对物质性质的影响是不同的。 交流讨论： 分子间能形成氢键 总结：分子间存在氢键对物质性质的影响： 1.使熔沸点增大 2.使溶解度增大。 回答：说明冰的密度比水小 观看动画 设计4个问题，让学生认识氢键存在对物质相对分子质量、熔沸点、溶解度、密度的影响。进一步认识氢键作为一种特殊的分子间作用力，不同于范德华力。 加深对氢键形成的理解。 解释常见的化学现象，学以致用。 借助动画演示有助于抽象结构知识的学习，让学生从冰的空间结构理解了冰密度比水小的原因，初步让学生认识了氢键的方向性和饱和性。