2023-2024学年高中化学 4.1 分子的空间结构教案 苏教版选择性必修2

2023-2024学年高中化学4.1分子的空间结构教案苏教版选择性必修2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容分析本节课的主要教学内容来自苏教版选择性必修2的4.1章节，重点探讨分子的空间结构。教学内容涉及了VSEPR模型和杂化轨道理论，通过分析分子的电子对排布来推断分子的立体构型。这与学生已在先修课程中学习的原子结构和化学键理论紧密联系，特别是学生对离子晶体和共价分子的基本认识。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生掌握了元素周期表、原子轨道理论以及基本的化学键知识。在此基础上，本节课将帮助学生理解分子如何通过杂化轨道形成特定的空间结构，从而影响物质的性质和反应。通过本节内容的学习，学生将能将分子的微观结构与宏观性质联系起来，深化对化学世界的认识。核心素养目标本章节的核心素养目标在于培养学生以下几方面的能力：首先，通过对分子空间结构的探究，提高学生的宏观辨识与微观探析能力，使其能够从分子层面解释物质性质与变化。其次，通过杂化轨道理论的学习，增强学生的模型认知与构建能力，使其能够运用化学模型解决实际问题。再次，培养学生的科学探究精神，使其在分析分子结构的过程中，形成批判性思维与创新能力。最后，强化学生的科学态度与责任，使其在探究化学知识的过程中，认识到化学对生活、环境和社会的重要性，形成可持续发展观念。这些核心素养目标与课本内容紧密关联，旨在提高学生的化学学科素养。教学难点与重点1.教学重点：

-核心内容：本节课的重点是分子空间结构的判定，包括VSEPR模型的应用和杂化轨道理论的理解。

-详细重点：学生需掌握VSEPR模型的基本原则，能够根据分子中电子对的排布预测分子的几何形状；理解sp、sp²、sp³等杂化类型，并能应用于分子结构分析中。

-举例：如水分子的H-O-H角为104.5°，是由于氧原子的sp³杂化导致的。

2.教学难点：

-难点内容：本节课的难点在于学生需要将杂化轨道理论与实际分子的空间结构联系起来，以及在实际问题中应用VSEPR模型。

-详细难点：学生对杂化轨道概念的理解，特别是如何从原子轨道的线性组合推导出杂化轨道；在复杂分子中，如何区分键合电子对和孤对电子对，以及它们对分子形状的影响。

-举例：如氨分子NH₃中，氮原子的sp³杂化导致三角锥形的分子结构，学生需理解孤对电子对与键合电子对在分子形状形成中的作用。

在教学过程中，需针对这些重点和难点内容，通过图示、模型和实例讲解，帮助学生构建直观认识，并通过问题解决和讨论，促进学生对难点知识的理解和掌握。教学资源准备1.教材：确保每位学生都备有苏教版选择性必修2教材，以便课堂上随时查阅相关章节内容。

2.辅助材料：准备分子空间结构的相关图片、VSEPR模型和杂化轨道的图表，以及分子3D模型的视频资料，增强学生的视觉认知。

3.实验器材：若条件允许，准备分子模型套件，供学生亲自动手搭建分子结构，加深对理论知识的理解。

4.教室布置：将教室分为讲解区、讨论区和实验操作区，为学生提供互动、合作和探索的空间，便于开展小组活动和实验操作。教学过程设计1.导入环节（5分钟）

-创设情境：通过展示一些日常生活中的物质，如水、氨、甲烷等，引导学生思考这些物质的空间结构对其性质的影响。

-提出问题：为什么水分子的形状是弯曲的？氨分子为什么呈现三角锥形？激发学生的好奇心和学习兴趣。

2.讲授新课（15分钟）

-VSEPR模型介绍：解释VSEPR模型的基本原理，通过图示和动画演示电子对的排布如何决定分子的几何形状。

-杂化轨道理论：讲解杂化轨道的概念，以氧原子和氮原子为例，解释sp、sp²、sp³杂化的过程和特点。

-实例分析：分析水分子和氨分子的空间结构，展示如何应用VSEPR模型和杂化轨道理论进行结构预测。

3.巩固练习（10分钟）

-小组讨论：将学生分成小组，每组选择一个分子（如甲烷、二氧化碳等），讨论其空间结构，并解释其形成的杂化类型。

-课堂提问：教师随机抽取小组代表回答，并给予即时反馈，纠正错误概念，加深理解。

4.创新教学（10分钟）

-3D模型演示：使用3D分子模型软件或实体模型套件，让学生直观地观察分子的空间结构，增强立体感知。

-分子结构设计：学生利用杂化轨道理论，设计一个具有特定几何形状的分子，并解释其杂化类型。

5.核心素养能力拓展（5分钟）

-问题解决：提出一个实际化学问题，如分子形状与反应活性关系，引导学生运用所学知识进行分析。

-批判性思维：鼓励学生提出不同的观点和解释，对分子结构的预测进行批判性思考。

6.教学双边互动（5分钟）

-学生展示：学生展示自己的设计成果，解释设计理念，教师和其他学生提出问题或反馈。

-总结评价：教师总结本节课的重要知识点，强调学生的核心素养能力发展，并对学生的学习情况进行评价。

7.课堂小结（5分钟）

-学生总结：邀请几名学生分享本节课的收获和学习体会。

-教师点评：教师点评学生的总结，强调课程难点和重点，布置课后作业。教学资源拓展1.拓展资源：

-推荐阅读：引导学生阅读教材中关于分子空间结构的拓展阅读部分，以及相关的化学期刊文章，深入了解分子结构与性质之间的关系。

-视频资料：推荐学生观看科学教育视频，如“化学空间”系列，这些视频详细介绍了分子的杂化轨道和空间结构，以及这些结构在实际应用中的重要性。

-实验演示：鼓励学生参观实验室，观察一些典型分子的制备和表征实验，如晶体结构分析、红外光谱等，以直观感受分子结构的实际意义。

2.拓展建议：

-研究案例：鼓励学生选择一个特定的分子，如药物分子或生物大分子，研究其空间结构及其对功能的影响，并撰写研究报告。

-创新设计：启发学生尝试设计新的分子结构，探索其在材料科学、药物设计等领域的潜在应用，培养创新意识和实践能力。

-小组研讨：组织学生参与小组研讨，针对分子结构在实际化学问题中的应用进行深入探讨，如分子识别、催化作用等。

-跨学科学习：建议学生结合物理、生物等其他学科知识，探讨分子结构在不同领域中的交叉应用，如生物大分子的结构与功能关系。

-实地考察：如果可能，组织学生参观科研机构或企业，了解分子结构在工业生产和科学研究中的应用，增强学习的现实意义。板书设计①重点知识点：

-VSEPR模型

-杂化轨道理论

-分子空间结构的判定

②关键词：

-电子对排布

-几何形状

-sp、sp²、sp³杂化

-水分子、氨分子

③核心句：

-"分子的形状决定了其性质。"

-"杂化轨道是原子轨道的线性组合，影响分子的空间结构。"

-"VSEPR模型预测分子的几何形状。"

板书设计示例：

```

分子的空间结构

├──VSEPR模型

│├──电子对排布

│└──分子几何形状

└──杂化轨道理论

├──sp、sp²、sp³杂化

└──水分子、氨分子的结构

分子的形状→性质

```

板书设计以清晰的结构展示重点知识点，通过关键词和核心句的提炼，帮助学生记忆和掌握课程内容。同时，板书布局整齐，具有一定的艺术性和趣味性，有助于激发学生的学习兴趣和主动性。教学反思与总结在本节课中，我尝试运用了多种教学方法，如情境创设、小组讨论和实验演示，以激发学生的学习兴趣和参与度。通过回顾整个教学过程，我发现以下几方面的得失：

1.教学策略方面：在导入环节，通过展示日常生活中的物质，成功引发了学生对分子空间结构的思考。然而，在讲授新课过程中，我意识到对VSEPR模型和杂化轨道理论的讲解还需更生动形象，以便学生更好地理解。

2.教学管理方面：在小组讨论环节，我注意到部分学生参与度不高，可能是因为对讨论主题不感兴趣或基础知识掌握不牢固。为此，我计划在今后的教学中，针对不同学生的需求，设置更具针对性的讨论主题。

3.教学方法方面：在巩固练习环节，我采用了课堂提问和小组展示的形式，让学生充分参与到教学过程中。但我也发现，部分学生在回答问题时，对知识点的掌握不够扎实。因此，我将在今后的教学中加强对学生的个别辅导，帮助他们巩固知识点。

教学总结：

1.学生在知识方面的收获：通过本节课的学习，学生掌握了VSEPR模型和杂化轨道理论，能运用这些知识分析分子的空间结构。

2.技能方面的进步：学生在小组讨论和课堂提问中，提高了自己的表达能力和团队合作能力。

3.情感态度方面的变化：学生对化学学科产生了更浓厚的兴趣，认识到分子结构在实际生活中的重要性。

针对教学中存在的问题和不足，我提出以下改进措施和建议：

1.在讲解新课内容时，运用更多实例和动画，帮助学生形象地理解VSEPR模型和杂化轨道理论。

2.在小组讨论环节，加强对学生的引导，确保每位学生都能积极参与讨论。

3.加强课堂互动，关注学生的反馈，及时调整教学方法和策略。

4.针对不同学生的学习需求，设计更具针对性的教学活动，提高教学效果。重点题型整理-题目：根据VSEPR模型，判断氨分子（NH₃）的几何形状。

-答案：氨分子呈现三角锥形结构，因为氮原子经过sp³杂化，形成四个等价的σ键。

2.题型二：解释分子结构对性质的影响

-题目：解释为什么水分子（H₂O）是极性分子。

-答案：水分子呈现V形结构，氧原子的sp³杂化导致其带有两对孤电子对，使得分子呈现极性，因此水分子具有极性。

3.题型三：分析分子的杂化类型

-题目：分析甲烷分子（CH₄）中碳原子的杂化类型。

-答案：甲烷分子中，碳原子经过sp³