2024年高中化学 第二章 分子结构与性质 第三节 第1课时 键的极性和分子的极性 范德华力 氢键教学实录 新人教版选修3

2024年高中化学第二章分子结构与性质第三节第1课时键的极性和分子的极性范德华力氢键教学实录新人教版选修3课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、设计思路本节课以“键的极性和分子的极性、范德华力、氢键”为主题，结合新人教版选修3第二章的内容，通过实际案例分析，引导学生理解分子结构与性质的关系。通过实验演示和互动讨论，使学生掌握键的极性、范德华力、氢键的基本概念，并了解其在化学反应和实际应用中的重要性。二、核心素养目标1.培养学生的科学探究精神，通过实验和案例分析，提升学生观察、分析和解决问题的能力。

2.增强学生的科学思维，使学生能够运用结构与性质的关系来解释化学现象。

3.强化学生的社会责任感，引导学生认识到化学知识在环境保护和可持续发展中的重要作用。三、学情分析本节课面向的是高中二年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础，对物质的组成、性质以及化学反应有一定的认识。在知识层面，学生对原子结构、化学键等概念有所了解，但具体到键的极性和分子的极性等微观层面，学生的理解可能存在一定的困难。在能力方面，学生的实验操作技能和数据分析能力逐渐提高，但独立思考和创新能力有待加强。

学生的素质方面，部分学生可能对化学学习缺乏兴趣，对微观世界的探究热情不高。在行为习惯上，学生在课堂上的参与度参差不齐，部分学生可能存在依赖教师的讲解而缺乏主动学习意识的问题。这些因素对课程学习产生以下影响：

1.在理解键的极性和分子的极性时，学生可能难以将理论知识与实际应用相结合，需要教师通过生动的案例和实验来激发学生的学习兴趣。

2.学生在分析范德华力和氢键时，可能因为缺乏实践经验而感到困惑，需要教师通过实验演示和互动讨论来帮助学生建立直观的认识。

3.针对学生参与度不均的问题，教师应设计多样化的教学活动，激发学生的主动参与，同时关注个体差异，提供针对性的辅导。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：结合理论讲解，清晰阐述键的极性和分子的极性、范德华力、氢键的基本概念。

2.讨论法：组织学生围绕具体案例展开讨论，培养学生的分析问题和解决问题的能力。

3.实验法：通过实验演示，让学生直观感受分子结构与性质的关系，加深理解。

教学手段：

1.多媒体教学：利用PPT展示分子结构图和实验过程，提高教学内容的直观性和趣味性。

2.在线资源：整合网络教学资源，提供额外的学习材料，丰富学生的知识面。

3.互动平台：利用教学软件进行课堂互动，及时收集学生反馈，调整教学进度。五、教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：播放一段关于日常生活中的化学现象的视频，如水滴在玻璃上的不同行为，引发学生对分子间作用力的好奇。

2.提出问题：引导学生思考这些现象背后的原因，引出“分子结构与性质”这一主题。

二、讲授新课（20分钟）

1.键的极性和分子的极性（5分钟）

-讲解键的极性形成的原因，以H2O和CH4为例，说明极性键和非极性键。

-讲解分子的极性，分析H2O和CH4分子的极性差异，引入偶极矩概念。

2.范德华力（5分钟）

-介绍范德华力的类型和作用，通过实例说明其在物质状态变化中的作用。

-展示范德华力在分子间作用中的重要性。

3.氢键（5分钟）

-解释氢键的形成条件和特点，以水分子为例，展示氢键在分子间的存在。

-讨论氢键对物质性质的影响。

三、巩固练习（10分钟）

1.小组讨论：分组讨论H2O和CH4分子的极性差异，总结出影响分子极性的因素。

2.实验演示：展示范德华力和氢键的实验，如液氮气化实验，让学生观察现象并分析原因。

四、课堂提问（5分钟）

1.提问：范德华力和氢键在物质性质上的差异有哪些？

2.学生回答，教师点评。

五、师生互动环节（5分钟）

1.学生提问：关于键的极性和分子极性的问题。

2.教师解答，并引导学生思考。

六、创新教学环节（5分钟）

1.分子模型制作：让学生利用彩色纸条和胶带制作H2O和CH4的分子模型，加深对分子结构直观认识。

2.分子性质游戏：设计一个分子性质游戏，让学生在游戏中学习和巩固分子结构与性质的知识。

七、总结与拓展（5分钟）

1.总结本节课所学内容，强调键的极性、分子的极性和分子间作用力的重要性。

2.拓展：讨论分子结构与性质在材料科学、药物设计等领域的应用。

教学过程设计总用时：45分钟六、教学资源拓展1.拓展资源：

-分子结构模型：介绍不同类型的分子结构模型，如球棍模型、比例模型等，以及它们在化学教学中的应用。

-分子轨道理论：简要介绍分子轨道理论的基本概念，包括σ键和π键的形成，以及杂化轨道理论。

-化学键类型：详细列举不同类型的化学键，如离子键、共价键、金属键等，并分析它们在分子结构中的作用。

-分子间作用力：探讨范德华力、氢键等分子间作用力的类型和特点，以及它们对物质性质的影响。

-物质性质与结构的关系：分析物质的物理性质（如熔点、沸点、溶解度）和化学性质（如反应活性）与分子结构之间的关系。

2.拓展建议：

-学生可以通过实验室的模型或在线资源制作分子结构模型，加深对分子空间构型的理解。

-鼓励学生阅读有关分子轨道理论的科普文章或书籍，以了解更深入的化学原理。

-建议学生收集不同类型的化学键在自然界和工业中的应用实例，如离子晶体、共价分子和金属合金。

-通过实验或模拟软件，让学生观察和比较不同分子间作用力对物质性质的影响。

-组织学生进行小组项目，研究特定物质的分子结构对其性质的影响，如水的高沸点、氢键在蛋白质中的作用等。

-引导学生阅读关于分子结构与药物设计的文献，了解分子结构如何影响药物的疗效和副作用。

-探讨分子结构与材料科学的关系，如纳米材料的设计和制备，以及它们在能源、环境等领域的应用。

-鼓励学生参与化学竞赛或科学展览，通过实际操作和展示，提高对分子结构与性质的理解和兴趣。

-提供在线课程或视频讲座，让学生在课外时间进一步学习分子结构与性质的相关知识。七、反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.融入案例教学：在讲解键的极性和分子的极性时，结合具体的工业案例，如农药分子结构对药效的影响，让学生体会化学知识的应用价值。

2.强化实验互动：在范德华力和氢键的讲解中，增加学生参与的实验环节，让学生通过亲自动手操作，更直观地感受分子间作用力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对微观结构的理解较为困难：在教学过程中发现，部分学生对于分子结构与性质的关系理解不够深入，需要通过更多直观的教学方法来加强。

2.学生参与度不够：在课堂讨论和实验环节，部分学生的参与度不高，可能是因为缺乏兴趣或者对实验操作不够熟悉。

3.评价方式单一：目前主要依靠学生的课堂表现和作业完成情况来评价学习效果，缺乏多元化的评价手段。

反思改进措施（三）

1.加强微观结构教学：通过制作分子结构模型、动画演示等方式，帮助学生建立微观世界的概念，加深对键的极性和分子的极性的理解。

2.提高学生的参与度：设计更具互动性的教学活动，如小组竞赛、角色扮演等，激发学生的学习兴趣，让学生在活动中学习和成长。

3.丰富评价方式：除了传统的课堂表现和作业评价，可以引入实验报告、学生互评等多元化评价方式，全面评估学生的学习成果。

4.加强与学生的沟通：定期与学生交流，了解他们的学习需求和困难，及时调整教学策略，确保教学效果。

5.结合实际应用：在教学中引入更多与实际生活相关的案例，让学生感受到化学知识的应用价值，提高学习的积极性。

6.鼓励学生自主探究：在课堂教学中，鼓励学生提出问题，引导他们自主探究解决问题，培养学生的创新能力和自主学习能力。八、典型例题讲解1.例题：计算下列分子中键的极性，并说明原因。

-HCl分子中H-Cl键的极性

-CO2分子中C=O键的极性

解答：HCl分子中H-Cl键的极性较大，因为H和Cl的电负性差异较大，Cl原子对电子的吸引力更强，导致H-Cl键带有极性。CO2分子中C=O键的极性也较大，尽管C和O的电负性差异不如H和Cl明显，但由于CO2分子的线性结构，使得两个C=O键的极性方向相反，导致分子整体没有极性。

2.例题：判断下列分子是否具有极性，并说明理由。

-CH4分子

-NH3分子

解答：CH4分子是非极性分子，因为它的正四面体结构使得四个C-H键的极性方向相互抵消，分子整体没有净偶极矩。NH3分子是极性分子，由于其三角锥形结构，使得N-H键的极性无法完全抵消，导致分子具有净偶极矩。

3.例题：比较H2O和HF分子的极性，并解释原因。

-H2O分子的极性与HF分子的极性比较

解答：H2O分子的极性大于HF分子。虽然F的电负性大于O，但H2O分子中存在两个O-H键，且分子结构是弯曲的，使得极性方向不容易抵消。而HF分子中只有一个H-F键，且分子结构较直，极性方向较容易抵消，因此H2O分子的极性更强。

4.例题：解释为什么NH3分子能够形成氢键，而PH3分子不能。

-NH3分子中氢键的形成与PH3分子中氢键的形成对比

解答：NH3分子中的N原子具有较高的电负性和较小的原子半径，这使得N-H键具有较大的极性，从而能够形成氢键。而PH3分子中的P原子电负性较低，原子半径较大，导致P-H键的极性较小，不足以形成氢键。

5.例题：比较H2O分子和H2S分子的性质，并解释差异。

-H2O分子与H2S分子的性质比较

解答：H2O分子和H2S分子在物理性质上存在显著差异。H2O分子由于氢键的存在，具有较高的沸点、熔点和溶解度。而H2S分子由于缺乏氢键，这些物理性质较低。此外，H2O分子与H2S分子的化学反应活性也有所不同，H2O分子更稳定，而H2S分子更易被氧化。板书设计①键的极性和分子的极性

-键的极性：由电负性差异引起，电负性差异越大，键的极性越强。

-分子的极性：由分子中键的极性以及分子的空间构型决定。

-偶极矩：表示分子极性的物理量，计算公式为μ=q*d，其中q为电荷量，d为电荷间距离。

②范德华力

-范德华力：分子间的一种弱相互作用力，包括色散力、诱导力和取向力。

-色散力：由瞬时偶极产生的相互作用力，普遍存在于所有分子之间。

-诱导力：由永久偶极引起的分子间相互作用力。

-取向力：由永久偶极间的相互作用力，只在极性分子之间存在。

③氢键

-氢键：一种特殊的分子间作用力，存在于氢原子与高电负性原子（如F、O、N）之间。

-氢键的特点：方向性、饱和性、强度介于共价键和范德华力之间。

-氢键的影响：影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质。课堂1.课堂评价：

-提问环节：通过课堂提问，检验学生对键的极性、分子的极性、范德华力、氢键等概念的理解程度。设计不同层次的问题，包括基本概念、应用分析和推理判断，以覆盖不同认知水平的学生。

-观察学生互动：在讨论和实验环节，观察学生的参与度、合作能力以及解决问题的能力，评估学生的实践操作技能。

-实时反馈：在课堂教学中，教师应给予学生即时的反馈，对于正确的回答给予肯定，对于错误的回答耐心指导，帮助学生纠正理解上的偏差。

2.课堂互动评价：

-小组讨论：评估学生在小组讨论中的表现，包括是否能够积极参与、是否能够提出有建设性的意见、是否能够倾听他人的观点等。

-实验操作：通过观察学生的实验操作过程，评价其实验技能和实验报告的撰写能力。

-角色扮演：在模拟实验或案例分析中，评价学生的角色扮演能力，包括对角色的理解、对情境的处理以及团队协作的表现。

3.作业评价：

-作业批改：对学生的作业进行细致的批改，关注学生的基础知识掌握情况、解题思路的清晰度以及计算的正确性。

-作业反馈：在批改作业后，及时给予学生书面或口头反馈，指出作业中的错误和不足，并提供改进的建议。

-作业展示：鼓励学生展示自