2.3.2 分子间作用力教学设计-2025-2026学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

教学设计 2.3.2 分子间作用力 基本课程信息 年级 高二 课题 分子间作用力 课时 1课时 授课教师 学情分析 学生已系统掌握共价键的形成、极性及分子的极性等知识，知道物质存在三态变化，但对三态变化的微观本质缺乏认知；容易混淆 “分子间作用力” 与 “化学键”，误认为分子间作用力是化学键的一种；对氢键的本质、形成条件及分子间氢键与分子内氢键的区别理解困难，无法准确解释水的沸点反常、冰浮在水面上等特殊现象。此外，学生将微观作用力与宏观性质关联的能力有待提升，需要通过直观的动画和实验辅助理解。 教材分析 本节课是《物质结构与性质》模块分子结构与性质主题的核心内容，承接前序 “共价键的极性” 知识，从分子间相互作用的微观视角揭示物质三态变化、熔沸点差异、溶解性等宏观物理性质的本质，是连接分子微观结构与物质宏观性质的关键桥梁。它既完善了微粒间相互作用的知识体系，又为后续学习晶体结构、有机化合物的物理性质奠定了理论基础，在整个模块中起到了承上启下的重要作用。教材编排遵循 “现象引入→概念建构→规律总结→应用拓展” 的逻辑：以干冰汽化吸热、气体液化等生活现象引入范德华力，通过实验数据归纳范德华力的特点及影响因素；以氧族、碳族氢化物沸点的反常现象为驱动，引入氢键的概念，详细讲解氢键的形成条件、类型及对物质性质的影响；结合碘的萃取实验，总结 “相似相溶” 规律；最后融入壁虎爬墙、生物大分子中的氢键等科学应用，体现化学知识与生命科学、材料科学的密切联系。教材设置了 “思考与讨论”“科学・技术・社会” 等栏目，注重培养学生的数据分析能力和科学探究精神，落实 “宏观辨识与微观探析” 的核心素养。 教学目标 宏观辨识与微观探析：能从物质的三态变化、熔沸点差异、溶解性等宏观现象出发，关联分子间的范德华力和氢键作用，建立 “微观分子间作用力→宏观物理性质” 的认知逻辑。 证据推理与模型认知：通过分析氢化物沸点数据、卤素单质熔沸点变化等证据，推理范德华力和氢键的存在及影响规律；构建分子间作用力的作用模型，能运用模型解释和预测物质的物理性质。 科学态度与社会责任：了解分子间作用力在仿生材料、生命科学中的应用，感受化学理论对科技发展的推动作用，体会化学知识对解释自然现象、改善人类生活的重要意义。 教学重难点 重点 范德华力的特点、影响因素及对物质熔沸点的影响。 氢键的形成条件、类型及对物质性质的影响。 “相似相溶” 规律的应用。 难点 范德华力的特点、影响因素及对物质熔沸点的影响。 氢键的形成条件、类型及对物质性质的影响。 “相似相溶” 规律的应用。 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：展示蜘蛛侠飞檐走壁的电影片段，提问：蜘蛛侠为什么能在光滑的墙壁上自由攀爬？现实中壁虎也能在天花板上爬行，这背后隐藏着什么化学奥秘？结合学生的回答，引出：壁虎的脚掌与墙壁之间存在着一种微弱的分子间作用力 —— 范德华力，这种力虽然微弱，但大量分子间的范德华力叠加起来，足以支撑壁虎的体重。今天我们就来学习分子间的两种主要作用力：范德华力和氢键。 学生活动：观看电影片段，思考壁虎攀爬的原因，产生探究分子间作用力的兴趣，明确本节课的学习任务。 【活动1——范德华力及其对物质性质的影响】 教师活动：首先提出问题：干冰汽化会吸收大量的热，这个过程中有没有破坏分子内的共价键？为什么会吸热？引导学生得出：干冰汽化时，分子本身没有变化，只是分子间的距离增大，说明分子之间存在相互作用力，汽化时需要克服这种作用力，因此吸热。 讲解范德华力的概念：分子间普遍存在的相互作用力，由荷兰物理学家范德华最早研究，因此得名。强调范德华力的三个核心特点： 普遍存在：所有分子之间都存在范德华力，但只有分子充分接近时才会体现（如固体和液体中）。 作用力很弱：比化学键的键能小 1~2 个数量级，因此分子晶体的熔沸点较低。 无方向性和饱和性：只要空间允许，一个分子周围可以尽可能多地吸引其他分子。 注意：原子晶体（如金刚石、）、离子晶体中不存在范德华力，只有分子晶体中存在。 展示卤素单质（）的熔沸点数据表，提问：为什么卤素单质的熔沸点随着相对分子质量的增大而升高？引导学生分析：结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间的范德华力越大，熔沸点越高。 再展示Ar和CO的范德华力数据：两者相对分子质量相近（Ar 为 40，CO 为 28），但 CO 的范德华力更大，沸点更高。提问：这说明范德华力还与什么因素有关？引导学生得出：相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大。 总结范德华力的影响因素：相对分子质量越大，范德华力越大；分子极性越大，范德华力越大。 结合 “科学・技术・社会” 栏目，简单介绍壁虎爬墙的原理：壁虎脚掌的细毛与墙壁分子之间的范德华力叠加，产生足够的附着力。 学生活动：思考干冰汽化的微观本质，理解范德华力的概念；观察实验数据，自主归纳范德华力的影响因素；了解范德华力在仿生材料中的应用。 【活动2——氢键及其对物质性质的影响】 教师活动：展示氧族氢化物和碳族氢化物的沸点曲线图，提问：按照范德华力的规律，相对分子质量越大，沸点越高，为什么的沸点远高于？为什么的沸点也出现了反常？ 引出氢键的概念：当氢原子与电负性很大、半径很小的原子 X形成共价键时，共用电子对强烈偏向 X，使氢原子几乎成为 “裸露” 的质子，这个带部分正电的氢原子会与另一个分子中电负性很大、含有孤电子对的原子 Y产生静电作用，这种作用力就是氢键。 讲解氢键的表示方法：X—H…Y，其中 X、Y 为 F、O、N，“—” 表示共价键，“…” 表示氢键。强调氢键的形成条件： 存在与电负性很大的原子形成共价键的 H 原子； 存在电负性很大、含有孤电子对且半径较小的原子（F、O、N）。 讲解氢键的特征： 方向性：氢键通常沿 X—H 键轴方向形成，使 X—H…Y 在同一直线上，这样 X 和 Y 之间的排斥力最小，体系最稳定。 饱和性：每个 H 原子只能形成一个氢键，每个 Y 原子最多能形成与孤电子对数相同的氢键。 展示邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛的结构及熔点数据，提问：两者分子式相同，为什么熔点差异很大？引导学生区分两种氢键： 分子间氢键：氢键存在于不同分子之间，如对羟基苯甲醛、H₂O、HF，会使物质的熔沸点升高。 分子内氢键：氢键存在于同一分子内部，如邻羟基苯甲醛、硝酸，会使物质的熔沸点降低。 讲解氢键对物质性质的影响： 对熔沸点的影响：分子间氢键使熔沸点升高，分子内氢键使熔沸点降低。对溶解性的影响：如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，如极易溶于水，乙醇、乙酸能与水以任意比互溶。 对密度的影响：冰中水分子通过氢键形成正四面体结构，存在许多空隙，因此冰的密度比液态水小，能浮在水面上。 结合教材图片，介绍生物大分子中的氢键：蛋白质的二级结构、DNA 的双螺旋结构都是通过氢键维持的，氢键对生命物质的高级结构和生物活性具有重要意义。 演示碘的萃取实验：向碘水中加入四氯化碳，振荡后静置，观察到溶液分层，下层呈紫红色。讲解 “相似相溶” 规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。强调：如果溶质与溶剂之间能形成氢键，会显著增大溶解度。 学生活动：观察沸点曲线图，发现氢化物沸点的反常现象，产生探究氢键的兴趣；理解氢键的形成条件和表示方法；对比两种氢键的差异，分析熔点不同的原因；观察萃取实验，掌握相似相溶规律；了解氢键在生命科学中的重要作用。 板书设计 分子间作用力 一、范德华力 概念：分子间普遍存在的微弱相互作用 特点：普遍存在、很弱、无方向性饱和性 影响因素：相对分子质量越大，范德华力越大；分子极性越大，范德华力越大 对性质的影响：结构相似的分子，相对分子质量越大，熔沸点越高 二、氢键 表示、形成条件 特征：方向性、饱和性 类型：分子间氢键、分子内氢键 对性质的影响：熔沸点、溶解性、密度 三、相似相溶规律 极性溶质易溶于极性溶剂，非极性溶质易溶于非极性溶剂 氢键会增大溶解度 作业设置 1.完成教材课后习题，整理范德华力和氢键的特点及对物质性质的影响。 2.解释为什么冰的密度比水小，为什么冬天湖面结冰时鱼能在水下生存。 3.查阅资料，了解氢键在药物设计、食品科学中的应用，撰写一篇简短的科普短文。 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 $