选修3第三章《晶体结构与性质》全章教学设计

选修3第三章《晶体结构与性质》章教学设计东莞市第一中学刘国强一、本章教材体现的课标内容1、主题：第一节晶体的常识了解晶胞的概念，会计算晶胞中原子占有个数，并由此推导出晶体的化学式。2、主题：第二节分子晶体与原子晶体知道分子晶体与原子晶体的结构微粒、微粒间作用力的区别。了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。3、主题：第三节金属晶体知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。能列举金属晶体的基本堆积模型。知道金属晶体的结构微粒、微粒间作用力与分子晶体、原子晶体的区别。4、主题：第四节离子晶体能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。知道离子晶体的结构微粒、微粒间作用力与分子晶体。原子晶体、金属晶体的区别。了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。二、本章教材整体分析（一）教材地位本单元知识是在原子结构和元素周期律以及化学键等知识的基础上介绍的，是原子结构和化学键知识的延伸和提高；本单元知识围绕晶体作了详尽的介绍，晶体与玻璃体的不同，分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体，从构成晶体的微粒、晶胞、微粒间的作用力，熔沸点比较等物理性质做了比较，结合许多彩图及详尽的事例，对四大晶体做了阐述；同时，本单元结合数学立体几何知识，充分认识和挖掘典型晶胞的结构，去形象、直观地认识四种晶体，在学习本单元知识时，应多联系生活中的晶体化学，去感受生活中的晶体美，去感受环境生命科学、材料中的晶体知识。“本章比较全面而系统地介绍了晶体结构和性质，作为本书的结尾章，与前两章一起构成“原子结构与性质、分子结构与性质、晶体结构与性质”三位一体的“物质结构与性质”模块的基本内容。”“通过本章的学习，结合前两章已学过的有关物质结构知识，学生能够比较全面地认识物质的结构及结构对物质性质的影响，提高分析问题和解决问题的能力。”（二）内容体系本单元知识内容分为两大部分，第一节简单介绍晶体的常识，区别晶体与非晶体，认识什么是晶胞：第二部分分为三节内容，第二节“分子晶体和原子晶体”分别介绍了分子晶体和原子晶体的结构特征及晶体特性，在陈述分子晶体的结构特征时，以干冰为例，介绍了如果分子晶体中分子问作用力只是范德华力时，分子晶体具有分子密堆积特征；同时，教科书以冰为例，介绍了冰晶体里由于存在氢键而使冰晶体的结构具有其特殊性。在第三节“金属晶体”中，首先从“电子气理论”介绍了金属键及金属晶体的特性，然后以图文并茂的方式描述了金属晶体的四种基本堆积模式。在第四节“离子晶体”中，由于学生已学过离子键的概念，教科书直接给出了NaCl和CsCl两种典型离子晶体的晶胞，然后通过“科学探究”讨论了NaCl和CsCl两种晶体的结构；教科书还通过例子重点讨论了影响离子晶体结构的几何因素和电荷因素，而对键性因素不作要求。晶格能是反映离子晶体中离子键强弱的重要数据，教科书通过表格形式列举了某些离子晶体的晶格能，以及晶格能的大小与离子晶体的性质的关系。（三）重点难点1、晶体结构模型。2、金属晶体的原子堆积模型（四）方法指导1、重视新旧知识之间的内在联系本章内容跟前面所学的化学键有密切的联系。注意运用离子键、共价键、金属键、范德华力和氢键的有关知识来分析解释四种晶体的结构和性质。2、注意概念之间的联系和区别运用对比的方法，分析四种晶体的概念及性质，互相比较深入理解所学的知识。注意知识的系统化和网络化。3、对于晶体的类型，重点讲透四种晶体的概念、相互作用及重要物理性质，运用化学键的知识解释晶体的有关物理性质，运用晶体的性质来判断晶体类型，根据晶体类型来判断晶体的熔沸点等。4、注意学科之间的内在联系，利用数学的几何知识分析解决有关晶体结构知识。三、本章教学目标（一）全章总目标：1、了解分子晶体和原子晶体的特征，能以典型的物质为例描述分子晶体和原子晶体的结构与性质的关系。2、知道金属键的涵义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质；能列举金属晶体的基本堆积模型——简单立方堆积、钾型、镁型和铜型。3、能说明离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质；了解离子晶体的特征；了解晶格能的应用，知道晶格能的大小可以衡量离子晶体中离子键的强弱。4、知道分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的结构粒子、粒子间作用力的区别。5、在晶体结构的基础上进一步知道物质是由粒子构成的，并了解研究晶体结构的基本方法；敢于质疑，勤于思索，形成独立思考的能力；养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度。（二）各小节教学目标：第一节晶体的常识【知识与技能】1、从认识一般固体出发，重点了解晶体的基本特征、类型以及不同类型晶体的一般物理性质。2、晶体形成的途径及特性。3、晶体与非晶体的区别。4、晶胞的概念。5、晶胞中原子个数的计算。【过程与方法】通过让学生查阅相关资料，培养学生自主学习的意识和能力【情感态度与价值观】通过学习本节与生活、生产、科技相联系的知识，培养学生热爱科学、积极探索的精神第二节分子晶体与原子晶体【知识与技能】1、理解范德华力、键的实质2、了解范德华力与氢键关系3、了解范德华力、氢键与化学键的关系4、运用所学知识解释物质熔沸点变化的原因5、会运用所学知识判断晶体类型6、会区分范德华力、化学键与氢键7、知道分子晶体和原子晶体的特点8、了解常见的分子晶体和原子晶体【过程与方法】通过对分子晶体和原子晶体结构特点的学习，培养学生的抽象思维、发散思维和立体感【情感态度与价值观】1、树立事物是相互联系的观点2、培养辨证唯物主义观点3、培养学生从宏观到微观，从现象到本质的科学认识事物的方法第三节金属晶体【知识与技能】1、掌握金属键的概念。2、能初步用金属键理论来解释金属的特性。3、了解电子气理论并能用电子气理论解释金属通性。4、掌握金属原子堆积的4种基本模式。5、初步认识金属晶体结构与性质的关系。【过程与方法】1、对金属单质的物理性质异同点的比较与分析，培养学生运用理论解释实际问题的能力2、通过对金属晶体结构的学习与研究，培养学生观察能力，空间想像能力等【情感态度与价值观】1、过对金属健、金属晶体学习与认识，激发学生探索认识微观世界的兴趣2、通过对金属单质物理性质的学习，进一步坚定“结构决定性质”这一研究物质性质的科学理念，形成正确的科学研究方法与科学态度。第四节离子晶体【知识与技能】1、理解离子晶体的结构模型及其性质的一般特点。2、了解离子晶体中正负离子的电荷比和配位数的关系。3、了解决定离子晶体结构的重要因素。4、理解离子晶体的晶格能与性质的关系。【过程与方法】通过学习离子晶体的结构与性质，培养运用知识解决实际问题的能力，培养学生的空间想像能力【情感态度与价值观】通过学习离子晶体的结构与性质，激发学生探究热情与精神。进一步认识“结构决定物质性质”的客观规律四、本章的实施策略（一）课时安排第一节晶体的常识2课时+练习1课时第二节分子晶体与原子晶体4课时+练习2课时第三节金属晶体2课时+练习2课时第四节离子晶体3课时+练习2课时（二）“活动与探究”项目实施安排活动与探究内容第一节晶体的常识——第二节分子晶体与原子晶体运用模型分析金刚石晶体与石墨晶体的结构特点，讨论两者性质的差异。第三节金属晶体讨论为什么金属晶体具有良好的导电性、导热性和延展性？用乒乓球、胶水等物质制作、模拟金属晶体的堆积模型。第四节离子晶体制作典型的离子晶体的结构模型。比较氯化钠、氯化铯、氟化钙等离子晶体的结构特征。查阅资料：晶格能与岩浆晶出规则。（三）教学评价（纸笔、表现性评价）的设计1、纸笔评价选修3《晶体结构与性质》学业评价试卷本试卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试用时50分钟。第一卷（48分）一、选择题（每题4分，共48分，每题只有一个选项）1、下列物质中，化学式能准确表示该物质分子组成的是（）A、氯化铵NH4C1B、二氧化硅(Sio2)C、白磷(P4)D、硫酸钠(Na2SO4)2、实现下列变化时，需克服相同类型作用力的是（）A、食盐和蔗糖熔化B、钠和硫熔化C、碘和干冰升华D、二氧化硅和氧化钠熔化3、最近发现一种由钛（Ti）原子和碳原子构成的气态团簇分子，分子模型如图所示，其中圆圈表示钛原子，黑点表示碳原子，则它的化学式为（）A、TiCB、1413CTiC、74CTiD、1314CTi4、下列说法一定正确的是（）A、其水溶液导电的一定是离子晶体B、熔融态导电的一定是离子晶体C、固态导电的一定是金属晶体D、固态不导电熔融态导电的一定是离子晶体5、水分子间可通过一种叫“氢键”的作用（介于化学键和分子间作用力之间），彼此结合而形成（H2O）n,在冰中n值为5。即每个水分子都被其他4个水分子包围形成变形四面体，如图所示为（H2O）5单元，由无限个这样的四面体通过氢键相互连接成一个庞大的分子晶体，即冰。下列有关叙述正确的（）A、1mol冰中有4mol氢键B、1mol冰中有4×5mol氢键H2OC、平均每个水分子只有2个氢键H2OD、平均每个水分子只有5/4个氢键6、下列事实与氢键有关的是（）A、水加热到很高的温度都难以分解B、水结成冰体积膨胀C、CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高D、HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱7、下列金属的性质不能用“电子气理论”解释的是()A、导电导热性B、不透明，有金属光泽C、延展性和可塑性D、导体和半导体的区别8、下列说法中正确的是()A、金属键的形成是因为金属离子与自由电子之间的相互作用B、金属晶体的熔沸点一定比原子晶体的低C、金属晶体中金属离子电荷数越多，离子半径越小，金属键就越弱D、金属晶体中金属键的强弱与金属原子和自由电子无关9、已知CsCl晶体的密度为ρgcm/3，NA为阿伏加德罗常数，相邻的两个Cs的核间距为acm，如图所示，则CsCl的相对分子质量可以表示为()A、NaA··ρ3B、NaA··ρ36C、NaA··ρ34D、NaA··ρ3810、已知几种物质的熔点和沸点如下。据此判断．下列说法中错误的是()A、AlCl3晶体加热升华B、SiCl4是分子晶体C、单质X可能是原于晶体D、KBr中键的强度比NaCl中键的强度大11、下列各组物质的晶体中,化学键类型相同、晶体类型也相同的是()A、SO2和SiB、CO2和H2OC、NaCl和HClD、CCl4和KCl12、用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松，同时用射频电火花喷射氮气，此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜，这种化台物可以比金刚石更坚硬，其原因可能是()A、碳、氮原子构成网状结构的晶体B、碳、氮的单质化学性质均不活泼C、碳、氮键比金刚石中的碳碳键更长D、氮原于最外层电子数比碳原于多第二卷（52分）二、填空与简答：13、（14分）表示一些晶体中的某些结构，它们分别是NaClCsCl、、干冰、金刚石、石墨结构中的某一种的某一部分。（1）其中代表金刚石的是（填编号字母，下同）________，金刚石中每个碳原子与________个碳原子最接近且距离相等。金刚石属于________晶体；（2）其中代表石墨是________，其中每个正六边形占有的碳原子数平均为________个；（3）其中表示NaCl的是_____，每个Na周围与它最接近且距离相等的Na有____个；（4）代表CsCl的是_____，它属于________晶体，每个Cs与________个Cl紧邻；（5）代表干冰的是______，它属于________晶体，每个CO2分子与________个CO2分子紧邻；（6）上述五种物质熔点由高到低的排列顺序为________。14、（6分）已知几种物质的熔点和沸点如下：请参考上述数据回答下列问题：（1）工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁，电解Al2O3与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什不用电解MgO的方法生产铝，也不用电解AlCl3的方法生产铝？答_______________________________________________________。（2）设计可靠的实验证明MgCl2、A