人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质精品第二课时教学设计

课题名

《分子结构与物质的性质》第二课时

教材分析

本节课介绍了分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、分子的手性等。结合上一节课键的极性与分子的极性，让学生体会物质结构对性质的影响。

核心素养

宏观辨识与微观探析：认识分子间存在相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。掌握分子间作用力(含氢键)对物质物理性质的影响。知道分子的手性对其性质的影响，能判断有机化合物分子是否具有手性。

证据推理与模型认知：能说明分子间作用力(含氢键)对物质熔点沸点等性质的影响，能列举含有氢键的物质及其性质特点，形成氢键影响物质性质的理论模型。

科学探究与创新意识：结合实例认识分子的手性对其性质的影响，能判断有机化合物分子是否具有手性，培养学生关注手性药品、手性材料等的意识。

教学重点

范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力，分子间作用力(含氢键)对物质物理性质的影响。

教学难点

分子间作用力(含氢键)对物质熔点沸点等性质的影响，能列举含有氢键的物质及其性质特点。

教学方法

讲解，举例

教学准备

教师准备：PPT

学生准备：预习课本

教学过程

一、新课导入

1.如何证明水分子之间存在着相互作用力

教师：思考：气体在加压或降温时为什么会变为液体、固体？

冰雪融化成水，需要吸热；把水变成水蒸气仍然需要吸热。这说明水分子之间存在着相互作用力。

学生：思考气体在加压或降温时为什么会变为液体、固体。

[设计意图]通过思考：气体在加压或降温时为什么会变为液体、固体，引入分子间作用力的学习。

二、探究新知

1.分子间作用力及对物质性质的影响

教师：

一、分子间作用力

(1)定义：把分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力，又叫范德华力。

【资料】水的沸腾与热分解

(2)特点：范德华力很弱，约比化学键键能小 1 - 2 个数量级。

(3)存在：范德华力只存在于由分子构成的单质和化合物，包括单原子分子（稀有气体），只有分子充分接近（300-500pm）时才能相互作用。

（4）影响因素

相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大。

组成结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。

（5）对物质性质的影响

【思考与讨论】如何解释卤素单质从 F2 - I2 的熔点和沸点越来越高？

组成结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大。

键能大小影响分子的热稳定性，范德华力的大小影响物质的熔、沸点。

【思考与预测】

第ⅣA族C、Si、Ge、Sn形成的氢化物的沸点如何变化？

你能推测第VA、VIA、VIIA简单氢化物的沸点变化规律吗？HF、H2O、NH3的沸点为什么反常？

二、氢键：

（1）定义：氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力，它不是化学键。它是由已经与电负性很大的原子(如N、F、O)形成共价键的氢原子（如水分子中的氢）与另一分子中电负性很大的原子（如水分子中的氧）之间的作用力。

在水分子的O-H中，共用电子对强烈的偏向O，使得H几乎成为“裸露”的质子，其显正电性，它能与另一个水分子中相对显负电性的O的孤电子对产生静电作用，这种静电作用就是氢键。

（2）本质：是静电吸引作用，不是化学键，而是较强的分子间作用力，其键能比化学键小1-2个数量级，比范德华力强。

（3）表示： 氢键通常用X—H…Y —表示，“—”表示共价键，“…”表示形成的氢键（X、Y为N、O、F），X、Y可以相同，也可以不同 。

（4）氢键强弱： X—H…Y

X、Y原子半径小，它们的吸引电子能力越强(即电负性越大)，则氢键越强     F-H…F  >  O-H…O > O-H…N > N-H…N

（5）特征：

①方向性(X－H…Y尽可能在同一条直线上，使排斥作用最小，体系能量最低)

②饱和性(一个X－H只能和一个Y原子结合)（水分子间形成多个氢键）

（6）分类：分子内氢键和分子间氢键

结论：(1)分子内存在氢键时，物质的熔、沸点将下降。

(2)分子间存在氢键时，物质的熔、沸点将升高。

小结：

（7）氢键对物质性质的影响(影响的是物理性质 ）

①氢键对物质熔、沸点的影响

VA~VIA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔沸点比同主族相邻元素氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键。

②氢键对物质密度的影响

常温下液态水中除了含有简单H2O外，还含有通过氢键联系在一起的缔合分子(H2O)2、(H2O)3……(H2O)n等。一个水分子的氧原子与另一个水分子的氢原子沿该氧原子的一个sp3杂化轨道的方向形成氢键，因此当所有H2O全部缔合——结冰后，所有的H2O按一定的方向全部形成了氢键，成为晶体，因此在冰的结构中形成许多空隙，体积膨胀，密度减小。故冰的体积大于等质量的水的体积，冰的密度小于水的密度。

在水蒸气中水以单个的H2O分子形式存在，故不存在氢键。

③氢键对物质溶解度的影响

溶质分子与溶剂分子间能形成氢键，则能大大提高溶质的溶解度。如HF、NH3、低级醇、醛、酮等分子都与水分子形成氢键，均可溶于水。

三、溶解性

（1）温度和压强

（2）氢键：溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好；

（3）相似相溶：

①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

②“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。

【思考与讨论】

(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)在一个小试管里放入一小粒碘晶体，加入约5 mL蒸馏水，观察碘在水中的溶解性（若有不溶的碘，可将碘水溶液倾倒在另一个试管里继续下面的实验)。在碘水溶液中加入约1 ml CCl4，振荡试管，观察碘被CCl4萃取，形成紫红色的碘的CCl4溶液。再向试管里加入1 ml 浓碘化钾(KI）水溶液，振荡试管，溶液紫色变浅，这是由于在水溶液里可发生如下反应:I2+I-      I3-。实验表明碘在纯水还是在CCl4中溶解性较好?为什么？

四、分子的手性

人的左、右手互为实物 和 镜像，但彼此不能重合。

（1）手性异构体

具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，犹如实物和镜像，但彼此不能重合，互称手性异构体（或对映异构体）。

(2)手性分子

有手性异构体的分子叫做手性分子。

(3)手性分子的判断方法：有机物分子中是否存在手性碳原子  

手性碳原子：连接四个互不相同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。用*C来标记。

学生：

练习1：标出手性碳原子

练习2：下列现象与氢键有关的是  (　　)

①HF的熔、沸点比ⅦA族其他元素氢化物的高

②乙醇可以和水以任意比互溶

③冰的密度比液态水的密度小

④水分子高温下也很稳定

⑤ 邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低

A．②③④⑤ 　B．①②③⑤   C．①②③④    D．①②③④

练习3：氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为(      )

A.      B.                       

C.         D.

练习4：在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2 = CH3OH＋H2O)中，所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为_______________________，原因是___________________________________________________。

练习5：元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为__________，其沸点比NH3的____(填“高”或“低”)，其判断理由是___________________。

  练习6：苯胺与甲苯(         )   的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是______________________。

[设计意图]认识分子间存在相互作用，知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力。掌握分子间作用力(含氢键)对物质物理性质的影响。知道分子的手性对其性质的影响，能判断有机化合物分子是否具有手性。

板书设计

一、分子间作用力

把分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力，又叫范德华力。

键能大小影响分子的热稳定性，范德华力的大小影响物质的熔、沸点。

二、氢键：

氢键是除范德华力之外的另一种分子间作用力，它不是化学键。

三、溶解性

“相似相溶”

四、分子的手性

课后作业

练习册上相关习题。

教学反思

亮点：本节课介绍了分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、分子的手性等。结合上一节课键的极性与分子的极性，让学生体会物质结构对性质的影响。

课堂教学建议：本节课内容较多，教学过程中应结合实例强化分子间作用力、氢键等概念，让学生体会物质结构对物质性质的影响。