2023-2024学年高中化学 3.1 金属键 金属晶体教学实录 苏教版选择性必修2

2023-2024学年高中化学3.1金属键金属晶体教学实录苏教版选择性必修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材分析2023-2024学年高中化学3.1金属键金属晶体教学实录苏教版选择性必修2。本节课主要围绕金属键和金属晶体的结构与性质展开，结合苏教版选择性必修2教材，引导学生理解金属键的本质，掌握金属晶体的结构特征，分析金属的性质。教学内容与课本紧密相连，注重理论联系实际，培养学生的科学探究能力和实践操作能力。核心素养目标培养学生对化学科学本质的理解，提升学生运用化学知识解释和解决实际问题的能力。通过金属键和金属晶体知识的学习，学生能够形成科学探究意识，提高实验操作技能，增强对化学现象的观察和思考能力。同时，培养学生科学态度和价值观，认识到化学在材料科学中的重要作用。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识。

学生在此前学习过程中已经接触了原子结构、化学键等基础知识，对物质的性质和变化有一定的认识。然而，对于金属键和金属晶体的概念和特性，学生可能还处于初步了解阶段，需要进一步深化理解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格。

高中学生对化学学科普遍持有较高的兴趣，尤其是对新材料、新技术等内容。在学习能力方面，学生具备一定的抽象思维能力，能够通过实验观察和数据分析来理解化学现象。学习风格上，部分学生偏好通过实验操作来学习，而另一部分学生则更倾向于理论学习和逻辑推理。

3.学生可能遇到的困难和挑战。

学生在学习金属键和金属晶体时，可能遇到的困难包括：理解金属键的本质和金属晶体的结构；将金属的性质与金属键和金属晶体结构联系起来；分析金属在化学反应中的行为。此外，学生可能对金属晶体的三维空间结构难以直观理解，需要通过模型或图像辅助学习。教学资源-软硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、化学实验器材（金属样品、显微镜、电子天平等）

-课程平台：学校内部教学平台、在线教育平台

-信息化资源：金属键和金属晶体相关的动画演示、教学视频、实验操作指导文档

-教学手段：实物展示、模型演示、互动式教学软件、小组讨论、实验操作教学流程1.导入新课

详细内容：以生活中的金属为例，如铝制易拉罐、铜质电线等，引导学生观察金属的物理性质，如延展性、导电性等。提出问题：“这些金属的物理性质是如何形成的？它们之间有什么内在联系？”从而引出金属键和金属晶体的概念，激发学生的学习兴趣。

用时：5分钟

2.新课讲授

（1）金属键的形成和本质

详细内容：通过动画演示，展示金属原子在金属晶体中的排列方式和电子的分布，引导学生理解金属键的形成过程。接着，讲解金属键的本质，强调金属键的非定域性和自由电子云的概念。

（2）金属晶体的结构

详细内容：介绍金属晶体的基本类型，如体心立方、面心立方、六方密堆积等，并结合实际金属的晶体结构进行讲解。通过模型展示，帮助学生直观理解金属晶体的三维空间结构。

（3）金属的性质与金属键、金属晶体结构的关系

详细内容：分析金属的物理性质，如延展性、导电性、导热性等，与学生已掌握的化学键知识进行对比，引导学生理解金属的性质与金属键、金属晶体结构之间的关系。

用时：15分钟

3.实践活动

（1）金属晶体结构模型制作

详细内容：学生分组，利用提供的材料（如硬纸板、橡皮筋等）制作金属晶体结构模型，如体心立方晶胞模型。在制作过程中，教师巡回指导，帮助学生理解和掌握金属晶体的结构。

（2）金属导电性实验

详细内容：学生分组，进行金属导电性实验，观察不同金属的导电性差异。通过实验，引导学生分析金属的导电性与金属键、金属晶体结构的关系。

（3）金属的化学性质探究

详细内容：学生分组，探究不同金属在酸、碱等溶液中的反应情况。通过实验，引导学生理解金属的化学性质与金属键、金属晶体结构的关系。

用时：15分钟

4.学生小组讨论

（1）金属键的本质

举例回答：金属键是一种非定域性的化学键，金属原子中的自由电子形成电子云，金属原子通过共享电子云而相互吸引。

（2）金属晶体的类型及其特点

举例回答：面心立方晶胞具有最高的配位数和最紧密的堆积方式，因此具有较好的延展性；体心立方晶胞具有较好的导热性。

（3）金属的性质与金属键、金属晶体结构的关系

举例回答：金属的导电性与其晶体结构有关，面心立方晶胞具有较好的导电性，因为自由电子云密度较高。

用时：10分钟

5.总结回顾

内容：对本节课所学内容进行总结，强调金属键、金属晶体结构及其性质之间的关系。同时，指出本节课的重难点，如金属键的本质、金属晶体的结构特点等。

举例：本节课通过实例和实验，使学生了解了金属键的形成和本质，金属晶体的结构及其特点，以及金属的性质与金属键、金属晶体结构的关系。本节课的重难点在于理解金属键的本质和金属晶体的结构特点。

用时：5分钟

总计用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-金属的腐蚀与防护：介绍金属腐蚀的类型（如电化学腐蚀、化学腐蚀）及其防护措施，如镀层、涂层、阴极保护等。

-金属的合金化：探讨合金的概念、类型和制备方法，以及合金的强化机制和应用实例。

-金属的物理性质：深入研究金属的弹性、塑性、磁性、导电性、导热性等物理性质，以及这些性质在工程中的应用。

-金属的化学性质：扩展金属与氧气、酸、碱等物质的反应，以及金属的氧化还原反应。

2.拓展建议：

-鼓励学生查阅相关书籍或资料，深入了解金属腐蚀与防护的原理和应用。

-组织学生进行小课题研究，探讨特定金属合金的制备和应用，如不锈钢、钛合金等。

-安排学生参观金属材料实验室或工厂，实地观察金属的加工过程和应用场景。

-利用网络资源，观看金属物理性质和化学性质的实验演示视频，增强学生的直观理解。

-鼓励学生参与化学竞赛或科技创新活动，将所学知识应用于解决实际问题。

-提供金属学相关的在线课程或讲座，拓宽学生的知识面和视野。

-通过小组合作，让学生设计并实施简单的金属实验，如金属的硬度测试、导电性测试等。

-引导学生关注金属材料在环境保护和能源利用方面的最新研究进展。

-组织学生撰写金属材料的科普文章，提高学生的写作能力和科普意识。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学法的应用

在本次教学中，我尝试将实际生活中的金属应用案例引入课堂，如高铁、飞机、船舶等领域的金属材料选择。这种方法不仅提高了学生的学习兴趣，而且有助于他们将理论知识与实际应用相结合，增强了学习的实用性和针对性。

2.多媒体教学手段的融合

利用多媒体教学设备，如投影仪、电脑等，结合动画、视频等多种形式，将抽象的金属键和金属晶体结构形象化，帮助学生更好地理解这些概念。这种教学手段的融合，使得课堂氛围更加生动，学生的参与度也相应提高。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对金属键本质的理解不够深入

在教学过程中，我发现部分学生对金属键的本质理解不够深入，尤其是在金属键的自由电子云概念上存在困惑。这说明我在讲解过程中可能过于依赖直观演示，而忽视了深入的理论阐述。

2.实践活动中学生参与度不足

在实践活动环节，如金属晶体结构模型制作、金属导电性实验等，部分学生的参与度不高，可能是由于对实验目的和操作步骤不够明确，或者是对实验结果缺乏期待。

3.课堂评价方式单一

目前的课堂评价主要依赖于学生的课堂表现和实验报告，缺乏对学生在课堂讨论、小组合作等方面的综合评价。这种评价方式的单一性可能不利于全面了解学生的学习状况。

反思改进措施（三）改进措施

1.深化金属键本质讲解

在今后的教学中，我将更加注重对金属键本质的理论讲解，结合实例和图示，帮助学生建立清晰的知识体系。同时，鼓励学生提出问题，通过讨论和解答来深化理解。

2.优化实践活动设计

为了提高学生在实践活动中的参与度，我将优化实验设计，确保实验目的明确、操作步骤清晰。同时，通过设置实验挑战和奖励机制，激发学生的实验兴趣。

3.丰富课堂评价方式

为了更全面地评价学生的学习状况，我将采用多元化的评价方式，包括课堂表现、小组讨论、实验报告、课后作业等。此外，还可以引入学生自评和互评，促进学生的自我反思和团队合作能力。课堂小结，当堂检测课堂小结：

今天我们学习了金属键和金属晶体的知识，这是一个非常重要的化学概念，它解释了金属的许多特性，如导电性、导热性和延展性。以下是本节课的主要内容：

1.金属键的形成：金属原子通过共享自由电子云形成金属键，这种键是非定域性的，使得金属具有独特的物理性质。

2.金属晶体的结构：金属晶体主要有体心立方、面心立方和六方密堆积三种类型，它们决定了金属的物理性质。

3.金属的性质：金属的导电性、导热性和延展性等性质与金属键和金属晶体的结构密切相关。

当堂检测：

1.选择题

（1）金属键的特点是：（）

A.定域性化学键B.非定域性化学键C.共价键D.离子键

（2）下列物质中，属于金属晶体的是：（）

A.氯化钠B.硅C.铜D.氧气

（3）金属的延展性主要取决于：（）

A.金属键的强度B.金属原子的半径C.金属晶体的结构D.金属的导电性

2.填空题

（1）金属键是一种_______化学键，金属原子通过_______形成金属键。

（2）金属晶体的基本类型有_______、_______和_______。

（3）金属的导电性、导热性和延展性等性质与_______密切相关。

3.简答题

请简述金属键的形成过程以及金属晶体的三种基本类型。课后作业1.实验报告

设计一个实验方案，验证铜在空气中加热时的化学性质变化。包括实验目的、实验原理、实验步骤、预期结果和实验数据分析。

答案：

实验目的：观察铜在空气中加热时的颜色变化，分析其化学性质的变化。

实验原理：铜在空气中加热时，会与氧气发生反应，生成氧化铜。

实验步骤：

（1）将一小块铜片放在试管中。

（2）将试管加热至铜片表面变黑。

（3）观察铜片表面的颜色变化，记录数据。

（4）冷却后，用稀盐酸清洗试管，观察铜片表面的变化。

预期结果：铜片表面变黑，生成氧化铜。用稀盐酸清洗后，铜片表面恢复原色。

实验数据分析：通过观察铜片表面颜色变化，可以判断铜在空气中加热时与氧气发生了反应。

2.讨论题

讨论金属在工业中的应用，并分析这些应用中金属性能的重要性。

答案：

金属在工业中的应用非常广泛，如建筑、汽车制造、航空航天等。以下是一些例子及其金属性能的重要性：

（1）钢铁用于建筑，其强度和韧性是保证建筑安全的关键。

（2）铝合金用于汽车制造，其轻质和高强度有助于提高汽车的燃油效率和行驶安全。

（3）钛合金用于航空航天，其耐高温、耐腐蚀和强度高，是航空航天材料的重要选择。

3.应用题

某金属的熔点为1064℃，其导电性为铜的1/10。请计算在相同条件下，该金属的电导率相对于铜的电导率降低了多少？

答案：

设铜的电导率为σ铜，该金属的电导率为σ金属。根据电导率的定义，有：

σ铜=ρ铜*A*L/t

σ金属=ρ金属*A*L/t

其中，ρ铜和ρ金属分别为铜和该金属的电阻率，A和L分别为导体横截面积和长度，t为通过导体的时间。

由于电导率与电阻率成反比，我们可以得到：

σ金属/σ铜=ρ铜/ρ金属

已知铜的导电性为该金属的10倍，即σ金属=1/10*σ铜，代入上式得：

1/10=ρ铜/ρ金属

ρ金属=10*ρ铜

因此，该金属的电导率相对于铜的电导率降低了90%。

4.创新题

设计一种新型金属复合材料，并说明其可能的应用领域。

答案：

设计一种新型金属复合材料，可以采用以下思路：

（1）选择两种具有互补性能的金属，如钛和铝。

（2）通过合金化或复合技术，将这两种金属结合在一起。

（3）优化复合材料的微观结构，提高其综合性能。

可能的应用领域：

（1）航空航天：新型金属复合材料可以用于制造飞机和航天器的结构部件，提高其强度和耐腐蚀性。

（2）医疗器械：新型金属复合材料可以用于制造骨科植入物，提高其生物相容性和力学性能。

（3）电子设备：新型金属复合材料可以用于制造电子设备的结构件，提高其导电性和耐热性。

5.综合题

分析金属在环境保护中的作用，并提出减少金属污染的措施。

答案：

金属在环境保护中的作用：

（1）金属资源的高效利用：金属在工业生产中的应用，可以提高资源利用效率，减少资源浪费。

（2）金属污染的治理：金属污染是环境问题之一，金属的回收和再利用可以减少污染物的排放。

减少金属污染的措施：

（1）推广绿色生产技术：采用清洁生产技术，减少金属生产过程中的污染物排放。

（2）加强金属回收利用：建立完善的金属回收体系，提高金属回收利用率。

（3）加强金属废弃物处理：对金属废弃物进行分类处理，防止重金属污染。板书设计①金属键的形成

-金属原子失去外层电子，形成正离子

-电子脱离原子核束缚，成为自由电子