高中化学-氢键与物质性质教学设计学情分析教材分析课后反思

高中化学《物质结构与性质》选修模块

第2章第4节（第二课时）氢键与物质性质

教学设计

学习目标：

1、理解氢键的形成，以及氢键对物质性质的影响。

2、了解范德华力、氢键与化学键的存在及关系，能区分范德华力、

化学键与氢键。

3、运用所学知识解释物质物理性质变化的原因。

重点：氢键的形成，以及对物质性质的影响。

难点：氢键的形成。

【课前预习区】

序号学生任务设计意图

阅读教材内容，预习氢键的形成，以自学氢键的相关知识，提

1

及对物质性质的影响。高自学能力。

探查学生对水分子结构的

根据所学的分子结构知识,运用太空

2理解，为讲解氢键的形成

泥制作水分子的空间结构模型。

及特点做准备。

复习生物学科中对于DNA双螺旋结为跨学科进行知识整合提

3

构的描述，观察DNA结构模型。供实物模型。

【课堂互动区】

教师活动学生活动设计意图

引起兴趣，聚焦

【导入】播放视频观看视频，引发思考

水的存在

【温故知新】

1.范德华力一般影响物质的哪些性质？

2.对结构和组成相似的物质，分子间作用力的大小运用范德华力知识，判

温故知新

与什么因素有关？断沸点高低

3.第IVA族的氢化物CH4>SiH4>GeH4、SnH4的

沸点呈怎样的变化规律？第VIA族呢？

【质疑】展示沸点曲线，指出反常。

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善。卜\\

二

-9nol।______।______।______।_

2345

Period

图1部分氢化物的沸点对照数据曲线，发现问引发知识冲突，

题，思索水反常的原因产生质疑

[PPT展示】

・沸点反常:氧族元素的氢化物中，常温常压下HzS、

H2Se>%Te都是气体，只有水以液态存在。按照

一般规律，水的沸点应该低于H2s的沸点。

•反常膨胀：物质由液态变为固态时，通常体积变

小，但水结冰后体积却变大。充满水的密闭容器，

结冰时甚至能将容器撑破。

•密度反常：物体都是热胀冷缩，所以温度升高时，

体积变大，密度变小；但水在0-4C之间是反常膨

胀，即热缩冷胀，水从0上升到4℃的过程中，体

积变小，密度变大。

【探究活动1]结合表中数据，分析下列问题：分析数据，得出结论。探究电负性和原

①为什么H20分子间能形成氢键，而CH&分子间难【小结1]子半径在形成氢

形成氢键？氢键的形成条件：键时的作用

②为什么NH3分子间能形成氢键，而HC1分子间难

形成氢键？氢键的表示：X—H-Y

原子半径原子半径氢键的强弱：

元素电负性元素电负性

/pm/pm

F4.071C13.099

03.573S2.5102

N3.075P2.1106完成【学以致用】1.2

C2.577—

【质疑】密度和体积反常与氢键有关吗？【展示】用太空泥制作将水分子在结冰

的水分子模型再现氢时的氢键情况直

[Flash]水三态变化中的氢键情况键的方向性和饱和性。观的呈现出来，

冰中氢键数目多，水中的氢键减少，水蒸气中几乎【小结2】对氢键的特征加

没有氢键氢键的特征：深印象

有方向性、饱和性

【解释】

水的密度反常和冰的

体积反常增大

【探究活动2】分析数据，小组讨论，探究分子内氢键

邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸是同分异构体。得出结论。与分子间氢键对

邻羟基苯甲酸的熔点为159℃,对羟基苯甲酸的【小结2】物质性质的影响

熔点为213℃»氢键的类型：

(1)分析邻羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸的结构，讨分子间氢键、分子内氢

论二者形成的氢键类型有何差别？键

(2)二者的分子间作用力大小氢键对物质性质的影

关系如何，你是怎样知道的？HH响：

(3)邻羟基苯甲酸与对羟基苯f『山

分子间氢键加强分子

甲酸比较，分子间作用力发生较“总；

间作用力，沸点升高；

大改变的原因是什么？邻*甲或裳附

分子内氢键削弱分子

间作用力，沸点降低。

【质疑】为什么说没有水就没有生命？

【提升】与其说没有水就没有生命，不如说没有氢展示DNA双螺旋结构模跨学科融合与运

键就没有生命更加贴切。举例蛋白质提供生命基础，型，讲解氢键的作用。用知识

DNA提供了遗传信息，生命起源于原始海洋，等等。

完成课堂巩固区练习。

【小结】氢键的形成、作用能大小、特点、对物质

课余时间探究巴氏消测查课堂达成度

性质的影响

毒法的原理。

【学以致用】

1.氨水溶液中可能存在哪些形式的氢键?

结合NH・H2O==NH4++OH一电离过程，说明实际存在的氢键是

哪一种？

2.下列几种氢键由强到弱的顺序为o（填序号）

a.O—H--Ob.N—H-Nc.F—H-Fd.O—H-

N

3.填空，并指出氢键类型。

OH

①Q-CHO的沸点比“YIXCHC的沸点o

②有机物中小分子的醇和竣酸溶于水。

OHOH

③有机物A和BC用蒸储法进行分离，首

先被蒸出的是______ONH2

【课堂巩固区】

1.判断下列说法正误：

①水分子间存在氢键，所以水是非常稳定的化合物。（）

②氢键具有方向性和饱和性，是一种比范德华力更强的化学键。（）

③DNA的双螺旋空间结构是由氢键的方向性决定的。（）

④可燃冰（CH4-8H2O）中甲烷分子与水分子之间存在氢键。（）

2.H2O中的①O—H键、②分子间范德华力和③氢键从强到弱依次为

3.结合图2分析以下问题：

①水分子中中心原子的杂化方式为

②冰融化、水气化、水受热分解，依次破坏了

图2冰的结构

③与每个水分子紧邻的水分子有个

【拓展探究】巴氏消毒法一般在60〜82℃,对食品进行加热处理，

达到杀死微生物的目的，是一种既能达到消毒目的又不损害食品品质

的方法。

【学习效果评测及方法】

1.运用课堂观测法，收集课堂学生参与学习的活跃度。

2.通过课堂练习的正确率，反馈知识理解和掌握的情况。

关于学情的研究

青岛十七中化学组赵噪

学习本节课知识之前，学生在《化学2（必修）》教材中初步认

识了共价键和离子键的两种强相互作用；在《物质结构与性质》选修

模块的学习中，又从电负性、杂化理论等角度深入认识共价键和离子

键，同时补充了化学键中的金属键，并在前一课时接触到了分子间弱

相互作用中的范德华力。

这些已有知识对“氢键”概念的准确学习和表达，既有帮助，也

有干扰。例如，氢键的方向性与饱和性容易与共价键混淆，氢键的名

称容易让学生在辨认时只找含氢原子的物质。教师在授课时要紧紧抓

住学生的这些已有认识，提出新问题，激发他们对已有概念的矛盾冲

突，进而构建新的概念体系。教学中，应从学生熟知的生活现象和已

有认知出发，引导他们学习和掌握氢键不同于化学键和范德华力的特

殊性。

为了本节课的顺利进行，可以根据学生的学习基础，布置课前微

课预习；也可以组建组内异质、组间同质的学习小组，共同完成预习

任务。

《氢键与物质性质》效果分析

1.课堂练习正确率反馈表

类别题号测查知识点答对人数/正确率

1氢键的形成条件42100%

2氢键的强弱判断3890.5%

学以致用

不同类型的氢键

33992.9%

对物质性质的影响

1综合运用3685.7%

课堂

2氢键的作用能范围42100%

巩固区

3综合运用4197.6%

关于教材内容的研究

青岛十七中化学组赵蝶

“氢键”是高中化学教材《物质结构与性质》选修模块的第二章

第4节分子间作用力与物质性质的第二课时，不同版本的现行教材对

“氢键”知识的呈现顺序和具体表述略有不同，但均与课标要求一致,

难度较低。本节内容结合前序课程，大大发展和深化了学生的已有概

念，将他们对微粒间相互作用的认识提升到一个崭新的高度。

分子间作用力是一种普遍存在于分子之间的作用力，作用能比化

学键的键能小1-2个数量级。教材在学生认识了原子间强相互作用一

一化学键的基础上，系统的介绍了分子间作用力的特点和这种作用力

对物质熔点、沸点、溶解度等性质产生的主要影响，使学生对于微观

粒子间的相互作用有一个较为全面的认识。关于氢键，教材从生活实

际出发，联系学生熟悉的水的性质和生物科学的有关知识，将微观粒

子的结构对宏观物质的性质的决定作用清晰的展现出来。因此，水的

特殊性是氢键学习过程中的一个物质载体，是学生进行概念学习的一

个优质模型。

本节课与第一章中的电负性知识联系密切，对于水形成的晶体冰

在第三章的分子晶体中还有涉及，因此，氢键的内容承前启后，是研

究物质性质时经常用到的概念，也是学生容易出错的概念之一。鉴于

微观概念的教学既抽象又难懂，可以课堂借助动画模拟、图片展示、

实验验证等手段，帮助学生形成和运用概念，进而了解氢键的存在对

物质性质的影响和对生物体生存的重要意义。

本节课的教学目标如下：

1.使学生知道氢键的形成条件、类型、特点及氢键对物质性质（如

熔点、沸点、溶解度）的影响。

2.使学生了解分子间作用力，特别是氢键对于水的特殊性质的影

响作用，了解氢键对于自然界存在和生命科学的重大意义。

教学重点是氢键的形成，以及氢键对物质性质的影响。

教学难点是判断氢键的形成，根据物质性质或分子结构判断氢键

的类型。

第二章第四节分子间作用力与物质性质，共2课时，范德华力与

物质性质、氢键与物质性质各1课时，完成新授课。

注重概念生成，渗透学科融合

一一《氢键与物质性质》观评记录

青岛十七中化学组

磨课、听课也是互相学习的过程。近期，组内围绕赵嫌老师执教

的《氢键》一课进行了多轮听课、磨课、修改、录制，这既是执课教

师的不断成长，也是组内共同学习进步的契机。通过本节''一师一优

课”的组织打磨，主要从以下几个方面进行了突破：

一、设计认知冲突，推动课堂生成

冲突L依据前一节课范德华力知识，学生可以判断第IVA族氢

化物沸点正常，但第VIA族乩0的沸点出现反常，形成认知冲突，引

发学生思考，引出氢键的存在。由于氢键的存在，一定程度上增强了

分子间作用力，所以表现为沸点反常增高。

冲突2：学生根据氢键的强弱分析出HF中氢键强于H20中的氢

键，但水的沸点却高于HF,说明水的分子间作用力更强。学生在概

念学习中再次遇到认知冲突，老师结合学生的水分子模型，引导得出

氢键的方向性和饱和性，解释了水中因氢键数目多而导致沸点升高的

真实原因。

冲突3：学生认识了氢键，但在分析邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲

酸的沸点时，再次出现认知冲突，都能形成氢键，为什么邻羟基苯甲

酸的沸点低，对羟基苯甲酸的沸点高？这一事实再次引起学生兴趣,

探究问题的原因，最终分析出氢键的类型不同，对分子间作用力的影

响不同。

二、注重思维探究，加深概念认知

本节课在重点难点教学中，安排了两处小组合作探究，均以提供

数据、设置问题组的形式呈现，引导学生剖析问题，形成逻辑，最终

抵达问题的核心，符合最近发展区理论。

探究活动1,旨在探究氢键的形成条件，这是本节课的核心内容。

化学需要微观思维，此处用两个水分子结构分析氢键的形成，对于学

生微观思维的建立非常好。学案上提供了第二、三周期部分非金属元

素的原子半径和电负性数据，让学生分析得出什么条件有利于形成氢

键。这几处教学素材的选择非常好，能够启发学生思维，引导学生自

主思考得出结论。

探究活动2,旨在探究不同类型的氢键对物质性质的影响，也是

学生不容易记忆的模糊知识。通过邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸的沸

点和结构比较，得到“分子内氢键削弱分子间作用力，沸点降低”的

结论，将氢键类型与沸点高低有机的联系在一起，方便记忆，增进了

对氢键的认识。

三、整合学科资源，渗透科学思想

当前分科教学是主流，导致学科教师对其他学科的知识和方法不

了解，学科各自为政。而对学生来说，9个学科都学，学生有可能进

行学科融合，降低学习负担，提升学习效率。针对这个问题，组内刘

娜老师曾在《文理融合视角下的化学教学研究》中，梳理了化学教材

中的学科融合点。教师能否融合，在多大程度融合，取决因素之一是

教师的知识视野是否开阔。这节课中，赵老师对“没有氢键就没有生

命”,DNA中的氢键思考深入，并展示了DNA双螺旋的模型，让我们

体会到化学与生物的融合，体会到小小氢键的重大作用。这也让学生

体会到学科之间是相通的，互为支持和补充的。学生在对相关知识进

行解释和描述时，恰恰就是对刚学习的氢键知识进行复习和运用。

另外，课堂利用多媒体引入新课、体现微观结构，将传统和现代

技术手段结合，很好的提升了教学效益。老师在核心知识、易错点处

实行板书，或者让学生板书，展示了思维过程，规范了符号表达。可

见设计教学时，思考了多媒体、板书、学案的优化组合，各归其位。

不足及改进建议：概念原理课，要特别注重概念的形成过程，学

生开始接受新知识时可以再放慢节奏，增加几个变式练习，让学生对

新知识稍作消化和沉淀，为后续拓展提升打好基础。这节课的素材丰

富，可以考虑适当减少部分氢键的应用素材，进而突出主干知识，课

堂节奏会更加流畅。

（观评教师：付敏刘娜韩硕）

《氢键与物质性质》评测练习

【学以致用】

2.氨水溶液中可能存在哪些形式的氢键?

结合NH・H2O==NH4++OH—电离过程，说明实际存在的氢键是

哪一种？

2.下列几种氢键由强到弱的顺序为o（填序号）

a.O—H-Ob.N—H-Nc.F—H-Fd.O—H-

N

3.填空，并指出氢键类型。

OH

a。的沸点比H（Y2>—CHS的沸点

①o

②有机物中小分子的醇和竣酸._____溶于水。

OHOH

③有机物A和B用蒸储法进行分离，首

先被蒸出的是—

NH2

【课堂巩固】

1.判断正误：

①水分子间存在氢键，所以水是非常稳定的化合物。（）

②氢键具有方向性和饱和性，是一种比范德华力更强的化学键。（）

③DNA的双螺旋空间结构是由氢键的方向性决定的。（）

④可燃冰（CH4-8H2O）中甲烷分子与水分子之间存在氢键。（）

2.H2O中的①O—H键、②分子间范德华力、③氢键从强到弱依次为

OHOH

3.有机物A^）-NH2和BC）用蒸储法进行分离，首先

被蒸出的是______。

4.结合图2分析以下问题：

①水分子内中心原子的杂化方式为

②冰融化、水气化、水受热分解，依次破坏了

③与每个水分子紧邻的水分子有个

《氢键与物质性质》课后反思

青岛十七中化学组赵嫌

一'教学思路反思

1.深入研究教材，知识剖析与整合到位。本节课教学目标的要

求较低，但氢键在生活及生物、物理等学科的学习中极为普遍，也是

学生感觉在掌握时比较难以把握的一个概念。因此，本节课着力在氢

键的形成条件、强弱比较、对性质的影响等几处，引入定量思想，用

数据说话，让学生准确把握“性质一一微观作用力一一强弱影响因素”

的思路，知道能否形成氢键，氢键的强弱如何及数目多少。为了知识

的完整性，将分子晶体中对冰中氢键数目的计算整合到此处，作为氢

键方向性和饱和性的应用进行处理，从学生掌握情况来看效果满意。

2.细致研究教法，概念形成与辨析到位。《物质结构与性质》模

块学习，主要以微观概念原理学习为主，学生感觉比较抽象，概念辨

析有困难，需要很好的空间想象能力和推理演绎能力。因此，本节课

在教学方法选择时，突出了认知冲突设置，促进概念形成与辨析；采

用实物模型展示，增强微观概念直观度。

设置认知冲突，驱动课堂学习。概念学习需要准确理解概念的内

涵，本节课设置了3次认知冲突，帮助学生认识和理解氢键形成过程

中的核心问题。冲突L学生根据范德华力可以判断第IVA族氢化物

沸点变化规律，但第VIA族H2的沸点出现反常，形成认知冲突，引

发学生思考，认识到氢键的存在。冲突2：学生根据氢键的强弱分析

出HF中氢键强于H20中的氢键，但水的沸点却高于HFo学生分析氢

键的方向性和饱和性，得出水中因氢键数目多而导致沸点升高。冲突

3：学生根据氢键知识分析邻羟基苯甲酸与对羟基苯甲酸的沸点时，

再次出现认知冲突，都能形成氢键，为什么邻羟基苯甲酸的沸点低,

对羟基苯甲酸的沸点高？这一事实再次引起学生兴趣，探究问题的原

因，最终分析出氢键的类型不同，对分子间作用力的影响不同。三次

认知冲突很好的驱动学生不断认