2024-2025学年高中化学1.1物质结构研究的内容教案苏教版选择性必修2

1.1物质结构探讨的内容一、核心素养发展目标1.能结合物质微观结构，分析物质结构与其性质的关系；2.相识物质结构探讨对化学科学发展的意义。二、教学重点及难点重点物质结构与其性质的关系；难点物质结构与其性质的关系。三、教学方法讲授法、探讨法四、教学工具PPT五、教学过程【导入】在我们生活的世界中，物质资源丰富多样：有大自然赐予我们的，有人类通过自身的不断努力创建产生的。这些物质与人类的文明密切地联系在一起。要合理利用自然赐予我们的物质，创建性能更优异的物质，必需深化探讨物质的组成以及物质结构与其性质之间的相互关系。物质的性质和变更都与其组成和结构有关。例如，石墨和金刚石的组成一样，在纯氧中燃烧的产物也都是CO2，但为什么石墨质软、易传热、能导电，而金刚石却不导电、硬度最大？这就须要我们揭示物质构成的奇异以及物质结构与性质的关系，从中获得答案。【问】元素的原子结构是如何确定元素性质的呢？元素的原子结构与元素的金属性和非金属性的强弱之间有什么关系？【生】原子最外电子层上发生的变更。【展示】钠原子和氯原子形成氯化钠的围观过程。钠原子在化学反应中简洁失去最外电子层上的1个电子，形成带1个单位正电荷的阳离子(Na+)，钠元素表现出强的金属性；氯原子最外层上有7个电子，不简洁失去，在化学反应中倾向于获得1个电子，形成带1个单位负电荷的阴离子(Cl－)，氯元素表现出强的非金属性。在化学反应中，钠原子和氯原子通过电子的转移，分别形成稳定结构的钠离子和氯离子，再通过静电作用力生成氯化钠。【讲解并描述】探讨物质之间的化学反应，其本质就是探讨从一种结构（反应物）如何转变为另一种新的结构（生成物），须要对反应物、生成物的特征结构进行针对性的探讨，考察反应物中什么原子或原子团上的化学键简洁发生断裂，继而在什么位置上生成新的化学键。【展示】乙醇形成乙醛的结构变更图。【讲解并描述】上述反应发生在乙醇分子的羟基官能团上，即—OH失去1个H，与—OH相连的C上也失去1个H，形成新的CO双键，乙醇转化成乙醛分子（乙醛中含有醛基官能团），这个过程也被称为氧化（去氢）反应。【总结】探讨物质的特征结构，必需思索相关的一系列问题：同一元素或不同种元素的原子之间为什么能彼此结合？为什么元素原子之间所形成的化学键类型不同？为什么不同晶体中的微粒可以是原子、分子或离子？为什么有些元素能形成几种同素异形体？为什么有机化合物有同分异构体现象？分子中各原子的连接依次、连接方式以及原子在分子中的空间相对位置是怎样确定的？为什么分子具有确定的空间构型？等等。二、揭示物质结构与性质的关系【问】白磷在潮湿空气中发生缓慢的氧化反应，在40℃左右即可发生自燃；而红磷在300℃左右与氧气反应。两者组成的元素相同，为什么表现出的性质有如此明显的差异？【展示】白磷和红磷的结构图【生】白磷和红磷的结构不同【讲解并描述】白磷晶体是由白磷分子（P4）组成的分子晶体，分子呈正四面体结构，分子中P—P键键长是221pm，键角∠PPP是60°。因其中的P—P键弯曲而具有较大的张力，其键能较小，易断裂，所以白磷在常温、常压下就有很高的反应活性。红磷的链状结构比较稳定，室温下不与氧气反应。碳的同素异形体【展示】金刚石实物及微观结构的图片【讲解并描述】金刚石碳原子间结合坚实。金刚石也是自然界中自然存在的最坚硬的物质，可用于切割金属。【展示】石墨实物及微观结构的图片【讲解并描述】碳原子呈六边形结合成网状并层层重叠，层与层之间引力微弱，可以滑动。常用作润滑剂。【展示】木炭实物图片【讲解并描述】碳原子不规则结合，又称无定型碳。【展示】富勒烯实物及微观结构的图片【讲解并描述】碳原子结合形态呈中空足球状，其中空部分可以填入其他原子或分子。【展示】碳纳米管实物及微观结构的图片【讲解并描述】中空管状的富勒烯又称碳纳米管，它强度高、弹性佳，应用前景广泛。【问】为什么分子组成都是C2H6O的乙醇和二甲醚在性质上差异很大？例如，乙醇能与金属钠反应放出氢气而二甲醚却不能，乙醇易溶于水而二甲醚却不溶于水。【展示】乙醇和二甲醚的球棍模型。【生】二者属同分异构体。乙醇结构中含-OH，-OH能和金属钠反应放出氢气，-OH能和水分子之间形成氢键，故乙醇易溶于水。【问】许多磷的化合物的结构与P4的正四面体有关，如白磷在空气中燃烧，生成的产物之一是P4O10。试从结构上对该反应进行说明。【生】白磷中P—P键弯曲而具有较大的张力，其键能较小，易断裂。一个白磷分子共有六个P—P键，可结合六个氢原子，所以生成的产物之一是P4O10。【课堂小结】师生一起回顾和总结。物质结构探讨的内容相识物质的特征结构揭示物质结构与性质的关系【课堂练习】1．下列说法正确的是（）A．红磷转化为白磷，属于物理变更B．石墨导电，金刚石不导电，故二者不是同素异形体C．氧气和臭氧分子式不同，性质相同D．硫有S2、S4、S6