3.2.1 分子晶体教学设计-2025-2026学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

教学设计 3.2.1 分子晶体 基本课程信息 年级 高二 课题 分子晶体 课时 1课时 授课教师 学情分析 知识基础：学生在必修阶段已经掌握了分子间作用力（范德华力、氢键）的概念及对物质熔沸点的影响，在本章前一节学习了晶体的基本特征、晶胞的计算方法，能够识别简单的晶胞结构，具备了学习分子晶体的知识储备。 能力基础：高二学生具备一定的观察分析、逻辑推理能力，但空间想象能力仍有待提升，对于 “分子间作用力如何决定晶体的堆积方式”“微观结构差异如何导致宏观性质不同” 等抽象问题的理解存在困难。 认知特点：学生对生活中的化学现象较为熟悉，容易产生学习兴趣，但容易混淆 “分子内共价键” 与 “分子间作用力”，对晶体结构的微观本质理解不够透彻，需要通过直观的模型展示和问题驱动逐步突破难点。 教材分析 本节课选自人教版（2019）高中化学选择性必修二第三章第二节《分子晶体与共价晶体》第一课时，是在学生学习了晶体的常识、晶体与非晶体的区别、晶胞的基本概念之后，对晶体类型进行的系统分类学习。本节课承接了必修阶段分子间作用力的知识，将微观作用力与晶体的宏观性质、微观结构建立联系，同时为后续共价晶体、离子晶体、金属晶体的学习奠定方法基础，起到了承上启下的关键作用。教材内容以 “宏观现象 - 微观结构 - 性质规律 - 实际应用” 为主线，依次介绍了分子晶体的定义、常见物质类型、物理性质、结构特征，并通过干冰、冰两个典型代表物的结构对比，突出了氢键对晶体结构和性质的特殊影响。同时，教材设置了 “思考与讨论”“资料卡片”“科学・技术・社会” 栏目，融入了镁在干冰中燃烧的实验、天然气水合物的应用等内容，既强化了学生对核心知识的理解，又体现了化学与生产生活、能源发展的紧密联系，符合新课标中 “素养为本” 的教学理念。 教学目标 宏观辨识与微观探析：通过观察干冰升华、冰融化等宏观现象，结合干冰、冰的晶体结构模型，从微观角度理解分子晶体中分子间作用力的类型及分子堆积方式对熔沸点、密度、硬度等宏观性质的影响，建立 “结构决定性质” 的化学观念。 证据推理与模型认知：基于不同分子晶体的熔点数据，推理出分子间作用力大小与分子结构的关系；构建干冰（面心立方密堆积）和冰（氢键型非密堆积）的晶体结构模型，能运用模型解释冰的密度比水小、干冰易升华等现象，培养证据推理和模型构建能力。 科学态度与社会责任：通过学习分子晶体在制冷剂、医药消毒等方面的应用，以及天然气水合物作为潜在能源的开发价值，认识化学科学对社会发展的重要贡献，培养严谨的科学态度和关注能源问题、服务社会的责任感。 教学重难点 重点 分子晶体的概念及构成粒子、微粒间作用力的特点。 分子晶体的物理性质规律及与分子间作用力的关系。 干冰和冰的晶体结构特征，分子密堆积与非密堆积的区别。 难点 氢键的方向性对分子晶体堆积方式和性质的影响。 从微观层面理解分子晶体熔沸点、密度差异的本质原因。 教学方法 讲授法、讨论法、多媒体辅助教学法 教学过程 【导入】 教师活动：展示冬季撒盐融冰的生活场景图片，同时演示干冰升华的小实验（将干冰放入烧杯中，观察白雾产生），提出问题：为什么撒盐能让冰快速融化？干冰在常温下为什么会直接变成气体，而不是先变成液体？这些现象背后隐藏着分子晶体怎样的微观奥秘？由此引入本节课的主题 —— 分子晶体。 学生活动：观察实验现象，结合生活经验思考教师提出的问题，产生探究兴趣，进入学习状态。 【活动1——分子晶体的概念与常见物质类型】 教师活动：引导学生回顾晶体的分类依据（构成粒子及粒子间作用力），给出分子晶体的定义：只含分子的晶体，或者分子间以分子间作用力结合形成的晶体叫做分子晶体。 随后展示分子晶体的构成粒子及作用力表格框架，引导学生填写：构成粒子为分子，微粒间作用力为分子间作用力，分子内原子间以共价键结合。 接着组织学生分组讨论，结合已有知识列举属于分子晶体的物质类型，教师进行补充和归纳，整理出所有非金属氢化物、部分非金属单质、部分非金属氧化物、稀有气体、几乎所有的酸、绝大多数有机物六大类，并对应举例。 学生活动：回顾晶体分类的相关知识，理解分子晶体的定义，记录注意事项；分组讨论并列举常见的分子晶体，在教师引导下完成物质类型的归纳，区分分子晶体与其他晶体的构成差异。 【活动2——分子晶体的物理性质及规律】 教师活动：展示教材中 “某些分子晶体的熔点” 数据表，提出问题：观察表格中的数据，分子晶体的熔点有什么共同特点？为什么会呈现这样的特点？ 引导学生从分子间作用力的强弱角度分析，得出分子晶体熔沸点低、硬度小、部分易升华的结论。进一步追问：对于组成和结构相似且不含氢键的分子晶体，熔沸点如何变化？举例说明。学生活动：分析熔点数据，总结分子晶体熔沸点低的共性，结合分子间作用力的知识解释原因；思考并回答组成结构相似的分子晶体熔沸点的变化规律，举例验证；理解导电性和溶解性规律，通过案例练习判断晶体类型，巩固所学知识。 【活动3——分子晶体的结构特征】 教师活动：首先展示干冰的晶胞结构模型，引导学生观察干冰晶胞的形状（面心立方），提问：干冰晶胞中，分子位于哪些位置？一个晶胞中含有多少个分子？每个分子周围等距离且最近的分子有多少个？带领学生进行晶胞计算，得出每个干冰晶胞含 4 个 分子，配位数为12的结论。 讲解干冰中只存在范德华力，分子采取密堆积方式，即一个分子周围最多有12个紧邻分子，并列举 等分子密堆积的例子。 接着提出问题：如果分子间除了范德华力还有氢键，堆积方式会发生变化吗？展示冰的晶体结构模型，引导学生观察冰中水分子的连接方式，提问：一个水分子周围有几个紧邻的水分子？为什么和干冰的配位数不同？讲解氢键具有方向性，迫使水分子形成四面体结构，导致晶体中存在较大空隙，属于分子非密堆积。进一步解释冰融化时密度先增大后减小的原因，以及干冰熔沸点比冰低但密度比冰大的原因。 最后组织学生讨论教材中的 “思考与讨论”：硫化氢和水分子结构相似，但硫化氢晶体中一个分子周围有12个紧邻分子，而冰中只有4个，为什么？ 学生活动：观察干冰晶胞模型，完成晶胞中分子数和配位数的计算，理解分子密堆积的特点；观察冰的结构模型，对比干冰的结构差异，理解氢键的方向性对堆积方式的影响；分组讨论硫化氢与冰的配位数差异问题，用所学知识解释原因，突破教学难点。 【活动4——分子晶体的应用与拓展】 教师活动：结合教材 “资料卡片”，介绍干冰作为制冷剂的应用，以及镁在干冰中燃烧的实验现象和反应原理，强调干冰易升华的特性。随后展示 “科学・技术・社会” 栏目中天然气水合物（可燃冰）的相关内容，介绍可燃冰的结构、成分、储量及作为潜在能源的优势，同时提及我国南海神狐海域可燃冰试采的成果，引导学生思考可燃冰开采过程中可能面临的环境问题。 学生活动：阅读教材资料，了解分子晶体在生产生活中的应用；交流讨论可燃冰的开发价值和潜在风险，认识化学与能源、环境的关系，提升社会责任感。 板书设计 分子晶体 一、定义 只含分子，分子间以分子间作用力结合的晶体 构成粒子：分子 作用力：分子间作用力；分子内：共价键 常见物质类型：非金属氢化物、部分非金属单质、部分非金属氧化物、稀有气体、几乎所有的酸、绝大多数有机物 二、物理性质 熔沸点低、硬度小、易升华；固态、熔融态不导电，部分水溶液导电；溶解性：相似相溶 三、结构特征 分子密堆积 分子非密堆积 四、应用 干冰制冷剂、可燃冰（潜在能源） 作业设置 1.梳理本节课的核心知识点，绘制分子晶体的知识思维导图，重点区分分子密堆积与非密堆积的结构和性质差异。 2.结合分子间作用力的知识，分析并解释三组不同类型分子晶体的熔沸点差异原因，总结影响分子晶体熔沸点的所有因素。 3.查阅相关资料，了解一种新型分子晶体材。 教学反思 课后 反思 优点： 不足： 改进措施： 课堂 评价 学科网（北京）股份有限公司 $