3.4配合物與超分子《探究配合物在水溶液中行為》教學(xué)設(shè)計(jì)高二上學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

《探究配合物在水溶液中行為》教學(xué)設(shè)計(jì)課型：理論知識(shí)課課時(shí)：一課時(shí)【教材及學(xué)情分析】人教版高中化學(xué)選擇性必修二《物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》是以提高學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)為核心，引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)去探究物質(zhì)性質(zhì)，本節(jié)內(nèi)容為配合物的相關(guān)性質(zhì)探究，在學(xué)習(xí)過程中需要貫徹《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的思想：努力開拓學(xué)生視野，注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究和創(chuàng)新精神。在學(xué)習(xí)配合物之前教材已經(jīng)安排學(xué)習(xí)了核外電子排布規(guī)律、化學(xué)鍵、化學(xué)平衡等內(nèi)容，為學(xué)習(xí)配合物的知識(shí)奠定了基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)科的靈魂，為更好完成教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課設(shè)計(jì)了八個(gè)實(shí)驗(yàn)，促使學(xué)生從宏觀現(xiàn)象到微觀認(rèn)知的過渡，引導(dǎo)學(xué)生用變化觀念和平衡思想去理解配合物的性質(zhì)，利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓情境與學(xué)生一般經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生去提問，去思考，去創(chuàng)新。在教材設(shè)置實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上增加實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了學(xué)生小組討論、提出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、小組合作探究以及得出結(jié)論等環(huán)節(jié)，充分滿足了學(xué)生的探知欲望和鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)活潑的教學(xué)情境，幫助學(xué)生理解和掌握化學(xué)知識(shí)和技能，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維，培訓(xùn)學(xué)生的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)也考慮到實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)要講究實(shí)效，不能為了探究而探究，避免探究活動(dòng)泛化、探究過程程式化和表面化；同時(shí)也要把握好探究的水平，避免淺嘗輒止。本節(jié)課不僅讓學(xué)生能夠掌握配位鍵和配合物的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)挖掘教學(xué)內(nèi)容在化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展方面的獨(dú)特價(jià)值，設(shè)計(jì)和開展多種形式的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，有目的、有計(jì)劃地引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)，注重引導(dǎo)學(xué)生在化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)化的自主建構(gòu)中理解化學(xué)核心觀念，設(shè)計(jì)基于真實(shí)情境的問題解決任務(wù)，使學(xué)生在解決問題的活動(dòng)中逐步發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。本節(jié)課對(duì)學(xué)生分析能力、思維能力要求比較高，因此本節(jié)課設(shè)計(jì)將知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律，提出有意義的實(shí)驗(yàn)探究問題，根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和資料做出預(yù)測(cè)和假設(shè)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒刂品磻?yīng)條件并順利完成實(shí)驗(yàn)；能收集和表述實(shí)驗(yàn)證據(jù)，基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論。教學(xué)設(shè)計(jì)按照小組實(shí)驗(yàn)→觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象→提出疑問→討論交流→提出猜想→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)論證→歸納總結(jié)的思路進(jìn)行?！窘虒W(xué)目標(biāo)】（1）學(xué)習(xí)配合物的組成結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì)。（2）能從變化觀念和平衡思想去分析配合物的性質(zhì)，從而形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的認(rèn)知和模型。（3）用實(shí)驗(yàn)探究、小組實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生宏觀辨識(shí)和證據(jù)推理能力，引導(dǎo)學(xué)生從平衡思想去分析配合物在水溶液中的行為?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】（1）配位鍵和配合物的基礎(chǔ)知識(shí)掌握。（2）用平衡思想去理解配合物在水溶液中的一些性質(zhì)?！窘虒W(xué)手段】化學(xué)變化小組合作動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、宏觀辨識(shí)主要知識(shí)總結(jié)歸納書寫介紹配位鍵，并學(xué)習(xí)配位鍵的形成條件和配合物的組成結(jié)構(gòu)。配位鍵的概化學(xué)變化小組合作動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、宏觀辨識(shí)主要知識(shí)總結(jié)歸納書寫介紹配位鍵，并學(xué)習(xí)配位鍵的形成條件和配合物的組成結(jié)構(gòu)。配位鍵的概念和形成條件，配合物的概念和組成結(jié)構(gòu)。宏觀辨識(shí)與微觀辨析變化觀念與平衡思想從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象去猜想深藍(lán)色溶液形成過程，最終利用平衡思想從微觀粒子角度去分析［Cu(NH3)4］2+形成過程。CuSO4與氨水反應(yīng)的過程，在形成配合物時(shí)對(duì)物質(zhì)溶解性和配位鍵的穩(wěn)定性有影響。從離子角度去猜想CuCl2溶液濃度不同顏色差異的原因，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去證明自己的猜想。并設(shè)計(jì)改變外界條件對(duì)平衡體系的影響，從而去復(fù)習(xí)勒夏特例原理。根據(jù)顏色疊加效應(yīng)分析得知［Cu(H2O)4］2+［Cu(Cl)4］2在體系中存在一種平衡關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生用平衡思想去分析配合物的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識(shí)教學(xué)媒體教學(xué)媒體媒體內(nèi)容使用方法使用效果情景導(dǎo)入情景導(dǎo)入口述、播放創(chuàng)設(shè)情境多媒體小組實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)板書【教學(xué)流程】情境線活動(dòng)線知識(shí)線素養(yǎng)線三幅畫中用到普魯士藍(lán)，這個(gè)配合物是什么？有什么化學(xué)鍵？有什么性質(zhì)？溶液中滴加氨水過程。證據(jù)推理與證據(jù)推理與模型認(rèn)知實(shí)驗(yàn)1：稀CuCl2溶液和濃CuCl2溶液顏色差異的原因。實(shí)驗(yàn)2：加熱稀CuCl2溶液會(huì)有什么變化？教學(xué)環(huán)節(jié)一：學(xué)習(xí)配位鍵的形成過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【引入】有一種昂貴的顏料，維米爾用它完成戴珍珠耳環(huán)的少女而身負(fù)巨債，梵高用它畫出曠世名作星空，“只此青綠，只此一卷”的千里江山圖也用了這個(gè)顏料，大家知道這個(gè)顏色叫什么嗎？普魯士藍(lán)，主要成分是六氰合鐵化亞鐵鉀，是一種配合物，什么叫配合物呢？配合物內(nèi)存在什么化學(xué)鍵呢？通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)能幫我們解決這個(gè)問題。聆聽，思考將配合物與文化藝術(shù)相聯(lián)系，以此做引入，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也提高學(xué)生文學(xué)素養(yǎng)。【提問】大家先寫一下氨氣的電子式【提問】根據(jù)電子式我們看到氨氣已經(jīng)達(dá)到共價(jià)鍵的飽和性，它又如何與氫離子結(jié)合形成銨根離子呢？【講解】氮原子的5個(gè)價(jià)電子有3個(gè)與氫成鍵，還剩一對(duì)孤電子對(duì)，氫離子的1S軌道是空的，氫離子會(huì)向氮靠近，氮也很大方的將自己的一對(duì)孤電子對(duì)共享給氫離子，從而形成銨根離子，我們將這樣一方提供孤電子對(duì)，一方提供空軌道，形成“電子對(duì)給予_接受”的化學(xué)鍵叫配位鍵?！净卮稹克伎?，討論，聆聽以學(xué)生熟悉的氨分子和銨根離子去講解配位鍵的形成過程，降低學(xué)生對(duì)陌生知識(shí)接受的難度?！局v解】銨根離子的配位鍵可以以箭頭的形成表示，也可以用小短線表示，當(dāng)用短線表示時(shí)，我們看到這個(gè)配位鍵與其他三個(gè)氮?dú)涔矁r(jià)鍵沒有區(qū)別，所以配位鍵也是一種特殊的共價(jià)鍵。聆聽，記筆記。進(jìn)一步學(xué)習(xí)配位鍵的表示方法和特性。【提問】形成配位鍵需要什么條件呢？【講解】回答非常完美，?！净卮稹啃枰环教峁┛哲壍?，一方提供孤電子對(duì)。聆聽，記筆記。向?qū)W生簡(jiǎn)單介紹一些常見能提供孤電子對(duì)或空軌道的粒子，為后續(xù)的學(xué)習(xí)鋪墊。見能提供孤電子對(duì)的粒子有提供空軌道的粒子有H+、Cu2+、Ag+、Fe3+、Zn2+、Mg2+等，一般過渡金屬離子更能提供空軌道。教學(xué)環(huán)節(jié)二：學(xué)習(xí)配合物的組成結(jié)構(gòu)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【講解】通常將金屬離子或原子與某些分子或離子以配位鍵結(jié)合形成的化合物叫配位化合物，簡(jiǎn)稱配合物，比如氫氧化二氨合銀，硫酸四氨合銅。聆聽，記筆記。講解配合物的定義?！局v解】我們以硫酸四氨合銅為例來(lái)分析配合物的組成，四氨合銅離子為內(nèi)界，硫酸根離子為外界，內(nèi)外界以離子鍵結(jié)合，所以在水溶液中內(nèi)界與外界可以完全電離。內(nèi)界四氨合銅離子是配離子，是配合物的特征部分，由銅離子與氨分子以配位鍵相結(jié)合，銅離子提供空軌道，稱為中心離子，氨分子提供孤電子對(duì)，稱為配體，氨分子中是氮原子提供孤電子對(duì)，所以氮原子稱為配位原子，配體與中心離子以配位鍵結(jié)合，一般不易解離。內(nèi)界帶兩個(gè)正電荷，所以外界需要兩個(gè)負(fù)電荷去平衡電荷。聆聽，記筆記。盡量讓學(xué)生理解內(nèi)界、外界、中心離子、配體、配位原子這些名詞。了解配合物內(nèi)存在的化學(xué)鍵?！菊n堂練習(xí)】現(xiàn)在大家根據(jù)我們學(xué)習(xí)完成這個(gè)表格。完成課堂練習(xí)。根據(jù)學(xué)習(xí)的知識(shí)去解決問題，學(xué)以致用，并及時(shí)鞏固。教學(xué)環(huán)節(jié)三：探究配離子的轉(zhuǎn)化教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【引入】學(xué)習(xí)完配合物的基礎(chǔ)知識(shí)后，我們來(lái)一起配制配合物，大家小組合作，按照實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)，并觀學(xué)生小組合作實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的習(xí)慣。并引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)。察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?！咎釂枴磕銈冃〗M做實(shí)驗(yàn)的過程中觀察到什么現(xiàn)象呢？【提問】這位同學(xué)回答得非常詳細(xì)，那我想接著問你一個(gè)問題，你知道藍(lán)色沉淀是什么嗎？【提問】那后續(xù)的深藍(lán)色溶液又是如何形成的呢？【回答】硫酸銅溶液是藍(lán)色的，滴加一滴氨水后出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加氨水過量后發(fā)現(xiàn)藍(lán)色沉淀溶解，溶液變成深藍(lán)色?！净卮稹繗溲趸~思考，討論?！局v解】我們可以從上一步藍(lán)色沉淀體系中存在的粒子去分析，有氫氧化銅，硫酸根離子，銨根離子，氫氧化銅是弱電解質(zhì)可以電離產(chǎn)生銅離子，那滴加氨水過量后沉淀消失，老師猜想是不是氫氧化銅它可以直接與堿反應(yīng)呢?！咎釂枴看蠹矣X得還有沒有其他可能？【回答】老師我覺得可能是氫氧化銅和硫酸根離子與氨水反應(yīng)的。老師我覺得是氫氧化銅部分電離產(chǎn)生的銅離子與氨水反應(yīng)了。引導(dǎo)學(xué)生從微觀粒子角度去分析?！拘〗M實(shí)驗(yàn)】大家提出的猜想都有一定的道理，那現(xiàn)在請(qǐng)大家小組討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去證明自己的猜想，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，最后告訴老師你們的猜想是否合理?！局v解】大家回答非常棒，根據(jù)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)論證我們知道這個(gè)深藍(lán)色溶液是氫氧化銅電離產(chǎn)生的銅離子與氨水反應(yīng)的結(jié)果，那深藍(lán)色是因?yàn)橛惺裁戳Ｗ幽?？【回答】我們組是證明猜想1，我們?cè)O(shè)計(jì)向硫酸銅溶液中加稀氫氧化鈉，一開始看到有藍(lán)色沉淀，繼續(xù)滴加稀氫氧化鈉過量后發(fā)現(xiàn)還是有藍(lán)色沉直接與堿反應(yīng)不合理?！净卮稹课覀兘M證明的是猜想二，我們?cè)O(shè)計(jì)向反應(yīng)得到的深藍(lán)色溶液中滴加硝酸鋇，看到有白色沉淀，說(shuō)明溶液中有游離態(tài)的硫酸根離子，也說(shuō)明猜想二不合理。學(xué)生通過提出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證去獲取知識(shí)，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。【回答】我們組證明的是猜想三，我們?cè)O(shè)計(jì)向深藍(lán)色溶液中加入光亮的鋁片，一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明體系中無(wú)游離態(tài)的銅離子，說(shuō)明猜想三合理。象【講解】科學(xué)家利用x射線衍射證明深藍(lán)色溶液是因?yàn)榇嬖谒陌焙香~離子，那四氨合銅離子是怎么形成的呢？我們接下來(lái)從微觀粒子的角度去分析實(shí)驗(yàn)過程，硫酸銅是強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離產(chǎn)生銅離子和硫酸根離子，銅離子有空軌道，水分子有孤電子對(duì)，銅離子與水分子以配位鍵結(jié)合形成四水合銅離子，滴加一滴氨水產(chǎn)生氫氧化銅沉淀，氨水是弱電解質(zhì)可部分電離產(chǎn)生氫氧根離子，要形成氫氧化銅沉淀，還需要銅離子，說(shuō)明四水合銅離子可以部分解離產(chǎn)生銅離子，滴加氨水過量產(chǎn)生深藍(lán)色四氨合銅離子，是因?yàn)闅溲趸~部分電離產(chǎn)生銅離子與氨水中的氨分子以配位鍵結(jié)合形成四氨合銅離子。從整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程來(lái)看，體系中存在平衡狀態(tài)，氨水的添加使得平衡狀態(tài)發(fā)生改變。聆聽，討論，思考，記筆記。引導(dǎo)學(xué)生從微觀粒子轉(zhuǎn)化去分析配合物的形成過程，構(gòu)建學(xué)生的變化觀念與平衡思想?！咎釂枴磕谴蠹铱梢詫懗鱿蛄蛩徙~溶液加氨水過量的離子方程式嗎？【提問】通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，在【回答】四水合銅離子是易溶的，加少量氨水形成沉淀氫氧化銅，加氨水過量產(chǎn)生易溶的四氨合銅離子，在這個(gè)過程中物質(zhì)溶解性發(fā)生改變；這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)是四水合銅離子轉(zhuǎn)化為四氨合銅離子，兩個(gè)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決問題能力。形成配合物時(shí)對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)有什么影響呢？都是配離子，氨分子與銅離子形成的配位鍵比水分子與銅離子形成的配位鍵更強(qiáng)，在這個(gè)過程中配位鍵強(qiáng)弱發(fā)生改變。教學(xué)環(huán)節(jié)四：探究外界條件對(duì)配合物的影響教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【引入】初中我們學(xué)習(xí)水溶液中如果有銅離子會(huì)呈藍(lán)色，那是否所有的銅鹽溶液都是藍(lán)色呢？【演示實(shí)驗(yàn)】這里有兩個(gè)試管，里面裝的都是固體氯化銅，現(xiàn)在向這試管了加入3ml的水，振蕩試管，觀察溶液顏色。聆聽，思考。利用學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生探究欲望和學(xué)習(xí)興趣。稀CuCl2溶液濃CuCl2溶液【回答】稀氯化銅溶液呈藍(lán)色，濃氯化銅溶液呈綠色?！咎釂枴磕菫槭裁绰然~溶液濃度大時(shí)是綠色呢？【小組實(shí)驗(yàn)】我們先來(lái)分析一下氯化銅溶液中的粒子組成，有銅離子、氯離子和水分子，氯化銅溶液濃度大顏色不一樣我們可以猜測(cè)可能是銅離子濃度大導(dǎo)致的，也有可能是氯離子濃度大導(dǎo)致的，大家現(xiàn)在小組討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去證明自己的猜想，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。【回答】我們組證明猜想一，我們向硫酸銅溶液加硫酸銅固體，觀察到溶液藍(lán)色加深，這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明濃度大的氯化銅溶液呈綠色不是因?yàn)殂~離學(xué)生通過提出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證去獲取知識(shí)，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。加CuSO【回答】我們組證明猜想二，我們向硫酸銅溶液中加氯化鈉固體，發(fā)現(xiàn)溶液由藍(lán)色變?yōu)榫G色，說(shuō)明猜想二是正確的。加NaCl固體【提問】大家討論設(shè)計(jì)得非常棒，通過大家的實(shí)驗(yàn)我們獲知濃氯化銅溶液呈綠色與氯離子濃度大有關(guān)，那呈綠色的粒子是什么呢？以提問的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究，引導(dǎo)學(xué)生用變化觀念與平衡思想去分析現(xiàn)象。同時(shí)復(fù)習(xí)了外界條件對(duì)平衡體系的影響?！局v解】我們根據(jù)前面學(xué)習(xí)已經(jīng)知道銅離子與水分子以配位鍵結(jié)合形成四水合銅離子是藍(lán)色的，銅離子也可以與氯離子結(jié)合形成四氯合銅離子，是黃色的。【提問】根據(jù)根據(jù)顏色疊加效應(yīng)，我們可以推測(cè)濃氯化銅溶液呈綠色是因?yàn)橛惺裁措x子呢？【講解】那這兩種配離子在濃氯化銅溶液中同時(shí)存在，說(shuō)明它們存在一種平衡關(guān)系?！咎釂枴考訜嵯÷然~溶液會(huì)不會(huì)有什么變化呢？我們一起來(lái)做一下實(shí)驗(yàn)?！咎釂枴空f(shuō)明升高溫度四氯合銅離子的量變多，說(shuō)明上述反應(yīng)是一個(gè)什么反應(yīng)呢？【回答】說(shuō)明有四水合銅離子和四氯合銅離子。觀看演示實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)【回答】通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象我們看到加熱稀氯化銅溶液溶液，顏色變綠?！净卮稹课鼰岱磻?yīng)?！咎釂枴客ㄟ^這個(gè)實(shí)驗(yàn)，在形成配合物時(shí)對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)有什么影響呢？【回答】物質(zhì)的顏色發(fā)生改變。教學(xué)環(huán)節(jié)五：總結(jié)配合物在水溶液中的行為在形成配合物時(shí)，對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)有哪些影響？1、物質(zhì)溶解性發(fā)生改變2、配位鍵穩(wěn)定性改變3、物質(zhì)顏色會(huì)改變【課堂練習(xí)】為研究配合物的形成及性質(zhì)，研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法不正確的是()①向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至過量②③晶體的化學(xué)式為[Cu(NH3)4]