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人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质教学设计
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这是一份人教版 (2019)选择性必修2第三节 分子结构与物质的性质教学设计，共8页。教案主要包含了教材分析，学情分析，教学目标，教学重难点，教学策略与手段，教学过程，课堂小结，形成性练习等内容，欢迎下载使用。
1.教学内容分析
《共价键的极性》选自人教版选择性必修2第二章第三节，为本节的第一课时。从极性键与非极性键引入内容，重点是分子的极性和分子极性的判断方法，并以羧酸酸性为例探讨键的极性对化学性质的影响。
极性分子和非极性分子的判断
键的极性对化学性质的影响
极性键
非极性键
极性分子
非极性分子
复习概念 新知学习 宏微判断 应用价值
图1 《共价键的极性》主要内容和思路
本课时内容既是共价键、分子的空间结构相关内容的继续，又为下一课时《分子间作用力》的学习奠定基础，具有承上启下的过渡作用。
2.《课程标准》对本课教学内容的要求
知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。
3.《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求
1) 学习目标
通过成键原子的电负性差异，认识到共价键的极性，学习共价键的分类。通过分子中共价键极性判断分子极性的实践活动，学习分子极性的判断方法和规则。以不同羧酸的pKa差异为例，认识有机分子中不同基团之间的相互影响。在宏微结合实践分析中，提升证据推理与模型认知素养，并在分子结构修饰中体验化学对生命健康与社会进步的价值。
2) 评价目标
通过从共价键极性与分子空间构型视角判断分子的极性，诊断学生对分子极性的理解，发展学生从极性键向量判断分子极性水平。
4.《高中化学核心素养和质量标准》对本课教学内容的要求
核心素养1 宏观辨识与微观探析
水平2 能从物质的微观结构说明同类物质的共性和不同类物质性质差异及其原因。
核心素养3 证据推理与模型认知
水平1 能识别化学中常见的物质模型；
水平2 能从宏观和微观结合上收集证据，能依据证据分析问题，推出合理的结论。
二、学情分析
1.学生已有的认知水平和能力基础
经过《化学1》第四章和《物质结构与性质》第一章的学习，学生已经初步学习共价键和电负性的概念，会书写常见分子的电子式和结构式；经过《化学反应原理》第三章的学习，认识了酸的电离常数Ka。
2.学生学习本课可能遇到的困难和问题
极性分子和非极性分子的判断。
3.学生在学习过程中可能采取的各种学习策略
从已有的学科知识和生活经验出发并分析新知识，课上进行思考与讨论、总结归纳等，课下请教、做题练习、信息搜索等。
三、教学目标
1.知道共价键可分为极性键和非极性键；能利用电负性判断共价键的极性。
2.知道分子可分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。
3.能根据键的极性和分子的结构特点来判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用做出解释。
四、教学重难点
教学重点：极性分子和非极性分子的判断
教学难点：极性分子和非极性分子的判断
五、教学策略与手段
1.教学模式
以学生为主体，引导进行讨论、分析和总结。教师指导，师生互动，学生实验、视频资源、PPT辅助等有机结合。
2.教学策略
开展总结概括、比较说明等活动，基于模型认知，运用实验事实、数据等证据素材。
3.教学手段及资源运用
结合生活中的例子，判断分子是否有极性的认知模型，借助常见分子的球棍模型宏观判断，实验教学，学生课外自主学习拓展新知。
4.教学流程
图2 《共价键的极性》教学流程
六、教学过程
1.情境引入
你知道微波炉的加热原理吗？
图3 微波炉
微波炉的加热原理是以物料吸收微波能，是物料中极性分子与微波电磁场相互作用的结果。在外加交变电磁场作用下，物料中极性分子随外加交变电磁场极性变更而交变取向，如此众多的极性分子因频繁相互间摩擦损耗，使电磁能转化为热能。
微波炉是利用其内部的磁控管，将电能转变成微波，当微波被食物吸收时，食物内极性分子快速振荡，这种震荡的宏观表现就是食物被加热了。
任务一：温故知新，键的极性和分子的极性
经过化学1第四章《化学键》的学习，我们已经知道共价键有极性键和非极性键。由不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移，是极性键，电子对不发生偏移是非极性键。
图4 氯化氢分子中的极性共键，氯气分子中的非极性键
下列物质中，既含有非极性键又含有极性键的是
A．NaOH B．Na2O2 C．H2O2 D．H2S
2.新知学习
共价键有极性键和非极性键之分，分子是否也有极性分子和非极性分子之分？
分子的正电中心和负电中心不重合，使分子的某一部分呈正电性，另一部分呈负电性，这样的分子是极性分子。分子的正电中心和负电中心重合，使分子没有带正电和带负电的两部分，这样的分子是非极性分子。
(1)以下双原子分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子? 完成下列表格。
H2 O2 Cl2 HCl
表1 共价键的极性与分子极性的关系
设计意图：从简单分子入手，建立判断分子是否有极性的认知模型，初步学会判断分子极性的方法，即分子的正电中心和负电中心是否重合。
3.宏微判断
任务二：学以致用，分子极性的判断
图5 常见的极性分子与非极性分子
根据上图，思考和回答下列问题：
(2)P4和C60是极性分子还是非极性分子?
图6 P4和C60的球棍模型
(3)以下化合物分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子?
CO2 HCN H2O NH3 BF3 CH4 CH3Cl
图7 常见分子的球棍模型
设计意图：结合实物球棍模型（或利用ChemBiDraw Ultra 12.0的插件CS Chem3D Mdel进行Ball＆Stick投影展示），宏微结合，便于判断掌握。
表2 共价键的极性与多原子分子极性的关系
总结归纳：只含非极性键的分子一定是非极性分子；含有极性键的分子，如果分子空间结构不对称，则为极性分子，如果分子空间结构呈对称，则为非极性分子。
可以根据分子的正电中心和负电中心是否重合，非极性分子正电中心与负电中心重合，极性分子正电中心与负电中心不重合。
我们还可以根据化学键的极性的向量和，化学键的极性的向量和等于零是非极性分子，化学键的极性的向量和不等于零是极性分子。
图8 判断CO2、H2O、NH3、BF3的极性的向量和的图解
4.实验证实
任务三：实践真知，分子的极性实验
学生实验：取两支酸式滴定管，分别装有H2O和CCl4，控制活塞使液体成细丝状流下。用带电的玻璃棒靠近H2O柱和CCl4液柱，观察现象。
图8 分子的极性实验
观察实验现象，并作分析和交流讨论。H2O属于极性分子，用带电的玻璃棒靠近，H2O柱向玻璃棒一侧弯曲；CCl4属于非极性分子，用带电的玻璃棒靠近，CCl4液柱不弯曲。
设计意图：构建宏微联系。通过实验探究激发兴趣，使“极性”这一抽象的概念直观形象化，促进对概念的理解和掌握，建立结构与性质之间的联系。
科学·技术·社会
表面活性剂和细胞膜，播放小视频——《表面活性剂：使溶液体系发生变化的物质》。
设计意图：贴近生活的教学内容，优化栏目功能，外显学科核心素养。
5.应用价值
任务四：学以致用，键的极性对化学性质的影响
温故知新，以乙酸为例，复习酸的电离常数Ka
CH3COOHCH3COO- + H+
羧酸的酸性可用pKa（pKa ＝ -lgKa）的大小来衡量，pKa 越小，酸性越强。
表3 不同羧酸的pKa
结合上表中的pKa数据，引导分析酸性：氯乙酸 ＜ 二氯乙酸 ＜ 三氯乙酸的变化原因。
由于氯的电负性较大，极性：Cl3C— ＞ Cl2CH— ＞ ClCH2—，导致三氯乙酸中的羧基的极性最大，更易电离出氢离子。
学生活动：依次讨论分析，再给出解释说明——酸性三氯乙酸 ＜ 三氟乙酸；丙酸＜乙酸＜甲酸。
氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子；烃基（符号是R—）是推电子基团，烃基越长，推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱。
在充分讨论、比较和分析的基础上，归纳总结得出结论，即羧酸的酸性强弱与其分子的组成和结构有关。
设计意图：利用数据定量证据推理微观结构与宏观性质的联系。
强化运用：为什么钠和水的反应比钠和乙醇的反应剧烈？
图9 钠和水的反应、钠和乙醇的反应
钠和水的反应2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑
钠和乙醇的反应2Na＋2CH3CH2OH → 2CH3CH2ONa＋H2↑
乙醇分子中的C2H5—是推电子基团，使得乙醇分子中的电子云向着远离乙基的方向偏移，羟基的极性比水分子中的小，因而钠和乙醇的反应不如钠和水的剧烈。
科学·技术·社会
分子结构修饰与分子的性质，科学知识在生活中的应用，学生课后自主阅读。
七、课堂小结
学生总结，进行知识梳理。回忆本节课所学知识，教师点评并作补充，协助对所学内容进行归纳整理，补充完善。
八、形成性练习
1．使用微波炉加热，具有使受热物质均匀、表里一致、速率快、热效率高等优点。其工作原理是通电使炉内的微波场以几亿的高频改变电场的方向，水分子因而能迅速摆动，产生热效应，这是因为
A．水分子具有极性共价键 B．水分子中有共用电子对
C．水由氢、氧两种元素组成 D．水分子是极性分子
2．下列叙述中不正确的是
A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性也越强，稳定性也越强
B．以极性键结合的分子，不一定是极性分子
C．判断A2B或AB2型分子为极性分子必须知道该分子的空间构型
D．非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合
3．已知N、P同属于元素周期表的ⅤA族元素。NH3呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N﹣H键间的夹角是107°。
（1）N4分子的空间结构为，它是一种 （填“极性”或“非极性”）分子。
（2）PH3分子与NH3分子的结构 （填“相同”、“相似”或“不相似”），P﹣H键 （填“有”或“无”）极性，PH3分子 （填“有”或“无”）极性。
（3）NCl3是一种淡黄色油状液体，下列对NCl3的有关描述不正确的是 。（填标号）
a．该分子呈平面三角形 b．该分子为极性分子 c．该分子中的化学键为极性键
九、板书设计
十、教学反思
温故知新，结合生活中的例子，在学生已有知识水平的基础上进行新课教学，构建分子极性的认知模型，借助球棍模型宏观判断。及时总结概括。借助实验、视频等多种手段。
教学评价。时间安排可更合理些；关注面可更大些。学生没搞懂BF3与NH3是极性还是非极性分子，问学生，答错；声音低，语速快。知识点难度大，可讲细点。
改进点。《共价键的极性》为新课教学，1课时，另需习题教学。声音放大，借助小蜜蜂；放慢语速。在理解的基础上借助习题强化知识点掌握。双原子分子
共价键的极性
正电中心和负电中心是否重合
分子极性
实例
不同种元素
极性键
不重合
极性分子
HCl
同种元素
非极性键
重合
非极性分子
H2、O2、Cl2
正电中心和负电中心是否重合
分子极性
实例
不重合
极性分子
HCN、H2O、NH3、CH3Cl
重合
非极性分子
CO2、BF3、CH4
1.教学内容分析
《共价键的极性》选自人教版选择性必修2第二章第三节，为本节的第一课时。从极性键与非极性键引入内容，重点是分子的极性和分子极性的判断方法，并以羧酸酸性为例探讨键的极性对化学性质的影响。
极性分子和非极性分子的判断
键的极性对化学性质的影响
极性键
非极性键
极性分子
非极性分子
复习概念 新知学习 宏微判断 应用价值
图1 《共价键的极性》主要内容和思路
本课时内容既是共价键、分子的空间结构相关内容的继续，又为下一课时《分子间作用力》的学习奠定基础，具有承上启下的过渡作用。
2.《课程标准》对本课教学内容的要求
知道分子可以分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。
3.《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求
1) 学习目标
通过成键原子的电负性差异，认识到共价键的极性，学习共价键的分类。通过分子中共价键极性判断分子极性的实践活动，学习分子极性的判断方法和规则。以不同羧酸的pKa差异为例，认识有机分子中不同基团之间的相互影响。在宏微结合实践分析中，提升证据推理与模型认知素养，并在分子结构修饰中体验化学对生命健康与社会进步的价值。
2) 评价目标
通过从共价键极性与分子空间构型视角判断分子的极性，诊断学生对分子极性的理解，发展学生从极性键向量判断分子极性水平。
4.《高中化学核心素养和质量标准》对本课教学内容的要求
核心素养1 宏观辨识与微观探析
水平2 能从物质的微观结构说明同类物质的共性和不同类物质性质差异及其原因。
核心素养3 证据推理与模型认知
水平1 能识别化学中常见的物质模型；
水平2 能从宏观和微观结合上收集证据，能依据证据分析问题，推出合理的结论。
二、学情分析
1.学生已有的认知水平和能力基础
经过《化学1》第四章和《物质结构与性质》第一章的学习，学生已经初步学习共价键和电负性的概念，会书写常见分子的电子式和结构式；经过《化学反应原理》第三章的学习，认识了酸的电离常数Ka。
2.学生学习本课可能遇到的困难和问题
极性分子和非极性分子的判断。
3.学生在学习过程中可能采取的各种学习策略
从已有的学科知识和生活经验出发并分析新知识，课上进行思考与讨论、总结归纳等，课下请教、做题练习、信息搜索等。
三、教学目标
1.知道共价键可分为极性键和非极性键；能利用电负性判断共价键的极性。
2.知道分子可分为极性分子和非极性分子，知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。
3.能根据键的极性和分子的结构特点来判断分子的极性，并据此对分子的一些典型性质及其应用做出解释。
四、教学重难点
教学重点：极性分子和非极性分子的判断
教学难点：极性分子和非极性分子的判断
五、教学策略与手段
1.教学模式
以学生为主体，引导进行讨论、分析和总结。教师指导，师生互动，学生实验、视频资源、PPT辅助等有机结合。
2.教学策略
开展总结概括、比较说明等活动，基于模型认知，运用实验事实、数据等证据素材。
3.教学手段及资源运用
结合生活中的例子，判断分子是否有极性的认知模型，借助常见分子的球棍模型宏观判断，实验教学，学生课外自主学习拓展新知。
4.教学流程
图2 《共价键的极性》教学流程
六、教学过程
1.情境引入
你知道微波炉的加热原理吗？
图3 微波炉
微波炉的加热原理是以物料吸收微波能，是物料中极性分子与微波电磁场相互作用的结果。在外加交变电磁场作用下，物料中极性分子随外加交变电磁场极性变更而交变取向，如此众多的极性分子因频繁相互间摩擦损耗，使电磁能转化为热能。
微波炉是利用其内部的磁控管，将电能转变成微波，当微波被食物吸收时，食物内极性分子快速振荡，这种震荡的宏观表现就是食物被加热了。
任务一：温故知新，键的极性和分子的极性
经过化学1第四章《化学键》的学习，我们已经知道共价键有极性键和非极性键。由不同原子形成的共价键，电子对会发生偏移，是极性键，电子对不发生偏移是非极性键。
图4 氯化氢分子中的极性共键，氯气分子中的非极性键
下列物质中，既含有非极性键又含有极性键的是
A．NaOH B．Na2O2 C．H2O2 D．H2S
2.新知学习
共价键有极性键和非极性键之分，分子是否也有极性分子和非极性分子之分？
分子的正电中心和负电中心不重合，使分子的某一部分呈正电性，另一部分呈负电性，这样的分子是极性分子。分子的正电中心和负电中心重合，使分子没有带正电和带负电的两部分，这样的分子是非极性分子。
(1)以下双原子分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子? 完成下列表格。
H2 O2 Cl2 HCl
表1 共价键的极性与分子极性的关系
设计意图：从简单分子入手，建立判断分子是否有极性的认知模型，初步学会判断分子极性的方法，即分子的正电中心和负电中心是否重合。
3.宏微判断
任务二：学以致用，分子极性的判断
图5 常见的极性分子与非极性分子
根据上图，思考和回答下列问题：
(2)P4和C60是极性分子还是非极性分子?
图6 P4和C60的球棍模型
(3)以下化合物分子中，哪些是极性分子，哪些是非极性分子?
CO2 HCN H2O NH3 BF3 CH4 CH3Cl
图7 常见分子的球棍模型
设计意图：结合实物球棍模型（或利用ChemBiDraw Ultra 12.0的插件CS Chem3D Mdel进行Ball＆Stick投影展示），宏微结合，便于判断掌握。
表2 共价键的极性与多原子分子极性的关系
总结归纳：只含非极性键的分子一定是非极性分子；含有极性键的分子，如果分子空间结构不对称，则为极性分子，如果分子空间结构呈对称，则为非极性分子。
可以根据分子的正电中心和负电中心是否重合，非极性分子正电中心与负电中心重合，极性分子正电中心与负电中心不重合。
我们还可以根据化学键的极性的向量和，化学键的极性的向量和等于零是非极性分子，化学键的极性的向量和不等于零是极性分子。
图8 判断CO2、H2O、NH3、BF3的极性的向量和的图解
4.实验证实
任务三：实践真知，分子的极性实验
学生实验：取两支酸式滴定管，分别装有H2O和CCl4，控制活塞使液体成细丝状流下。用带电的玻璃棒靠近H2O柱和CCl4液柱，观察现象。
图8 分子的极性实验
观察实验现象，并作分析和交流讨论。H2O属于极性分子，用带电的玻璃棒靠近，H2O柱向玻璃棒一侧弯曲；CCl4属于非极性分子，用带电的玻璃棒靠近，CCl4液柱不弯曲。
设计意图：构建宏微联系。通过实验探究激发兴趣，使“极性”这一抽象的概念直观形象化，促进对概念的理解和掌握，建立结构与性质之间的联系。
科学·技术·社会
表面活性剂和细胞膜，播放小视频——《表面活性剂：使溶液体系发生变化的物质》。
设计意图：贴近生活的教学内容，优化栏目功能，外显学科核心素养。
5.应用价值
任务四：学以致用，键的极性对化学性质的影响
温故知新，以乙酸为例，复习酸的电离常数Ka
CH3COOHCH3COO- + H+
羧酸的酸性可用pKa（pKa ＝ -lgKa）的大小来衡量，pKa 越小，酸性越强。
表3 不同羧酸的pKa
结合上表中的pKa数据，引导分析酸性：氯乙酸 ＜ 二氯乙酸 ＜ 三氯乙酸的变化原因。
由于氯的电负性较大，极性：Cl3C— ＞ Cl2CH— ＞ ClCH2—，导致三氯乙酸中的羧基的极性最大，更易电离出氢离子。
学生活动：依次讨论分析，再给出解释说明——酸性三氯乙酸 ＜ 三氟乙酸；丙酸＜乙酸＜甲酸。
氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子；烃基（符号是R—）是推电子基团，烃基越长，推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱。
在充分讨论、比较和分析的基础上，归纳总结得出结论，即羧酸的酸性强弱与其分子的组成和结构有关。
设计意图：利用数据定量证据推理微观结构与宏观性质的联系。
强化运用：为什么钠和水的反应比钠和乙醇的反应剧烈？
图9 钠和水的反应、钠和乙醇的反应
钠和水的反应2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑
钠和乙醇的反应2Na＋2CH3CH2OH → 2CH3CH2ONa＋H2↑
乙醇分子中的C2H5—是推电子基团，使得乙醇分子中的电子云向着远离乙基的方向偏移，羟基的极性比水分子中的小，因而钠和乙醇的反应不如钠和水的剧烈。
科学·技术·社会
分子结构修饰与分子的性质，科学知识在生活中的应用，学生课后自主阅读。
七、课堂小结
学生总结，进行知识梳理。回忆本节课所学知识，教师点评并作补充，协助对所学内容进行归纳整理，补充完善。
八、形成性练习
1．使用微波炉加热，具有使受热物质均匀、表里一致、速率快、热效率高等优点。其工作原理是通电使炉内的微波场以几亿的高频改变电场的方向，水分子因而能迅速摆动，产生热效应，这是因为
A．水分子具有极性共价键 B．水分子中有共用电子对
C．水由氢、氧两种元素组成 D．水分子是极性分子
2．下列叙述中不正确的是
A．卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性也越强，稳定性也越强
B．以极性键结合的分子，不一定是极性分子
C．判断A2B或AB2型分子为极性分子必须知道该分子的空间构型
D．非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合
3．已知N、P同属于元素周期表的ⅤA族元素。NH3呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N﹣H键间的夹角是107°。
（1）N4分子的空间结构为，它是一种 （填“极性”或“非极性”）分子。
（2）PH3分子与NH3分子的结构 （填“相同”、“相似”或“不相似”），P﹣H键 （填“有”或“无”）极性，PH3分子 （填“有”或“无”）极性。
（3）NCl3是一种淡黄色油状液体，下列对NCl3的有关描述不正确的是 。（填标号）
a．该分子呈平面三角形 b．该分子为极性分子 c．该分子中的化学键为极性键
九、板书设计
十、教学反思
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教学评价。时间安排可更合理些；关注面可更大些。学生没搞懂BF3与NH3是极性还是非极性分子，问学生，答错；声音低，语速快。知识点难度大，可讲细点。
改进点。《共价键的极性》为新课教学，1课时，另需习题教学。声音放大，借助小蜜蜂；放慢语速。在理解的基础上借助习题强化知识点掌握。双原子分子
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正电中心和负电中心是否重合
分子极性
实例
不同种元素
极性键
不重合
极性分子
HCl
同种元素
非极性键
重合
非极性分子
H2、O2、Cl2
正电中心和负电中心是否重合
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