高中化學-氫鍵與物質性質教學設計學情分析教材分析課后反思

高中化學《物質結構與性質》選修模塊

第2章第4節(jié)（第二課時）氫鍵與物質性質

教學設計

學習目標：

1、理解氫鍵的形成，以及氫鍵對物質性質的影響。

2、了解范德華力、氫鍵與化學鍵的存在及關系，能區(qū)分范德華力、

化學鍵與氫鍵。

3、運用所學知識解釋物質物理性質變化的原因。

重點：氫鍵的形成，以及對物質性質的影響。

難點：氫鍵的形成。

【課前預習區(qū)】

序號學生任務設計意圖

閱讀教材內容，預習氫鍵的形成，以自學氫鍵的相關知識，提

1

及對物質性質的影響。高自學能力。

探查學生對水分子結構的

根據所學的分子結構知識,運用太空

2理解，為講解氫鍵的形成

泥制作水分子的空間結構模型。

及特點做準備。

復習生物學科中對于DNA雙螺旋結為跨學科進行知識整合提

3

構的描述，觀察DNA結構模型。供實物模型。

【課堂互動區(qū)】

教師活動學生活動設計意圖

引起興趣，聚焦

【導入】播放視頻觀看視頻，引發(fā)思考

水的存在

【溫故知新】

1.范德華力一般影響物質的哪些性質？

2.對結構和組成相似的物質，分子間作用力的大小運用范德華力知識，判

溫故知新

與什么因素有關？斷沸點高低

3.第IVA族的氫化物CH4>SiH4>GeH4、SnH4的

沸點呈怎樣的變化規(guī)律？第VIA族呢？

【質疑】展示沸點曲線，指出反常。

:匚\

善。卜\\

二

-9nol?______?______?______?_

2345

Period

圖1部分氫化物的沸點對照數據曲線，發(fā)現問引發(fā)知識沖突，

題，思索水反常的原因產生質疑

[PPT展示】

?沸點反常:氧族元素的氫化物中，常溫常壓下HzS、

H2Se>%Te都是氣體，只有水以液態(tài)存在。按照

一般規(guī)律，水的沸點應該低于H2s的沸點。

?反常膨脹：物質由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時，通常體積變

小，但水結冰后體積卻變大。充滿水的密閉容器，

結冰時甚至能將容器撐破。

?密度反常：物體都是熱脹冷縮，所以溫度升高時，

體積變大，密度變??；但水在0-4C之間是反常膨

脹，即熱縮冷脹，水從0上升到4℃的過程中，體

積變小，密度變大。

【探究活動1]結合表中數據，分析下列問題：分析數據，得出結論。探究電負性和原

①為什么H20分子間能形成氫鍵，而CH&分子間難【小結1]子半徑在形成氫

形成氫鍵？氫鍵的形成條件：鍵時的作用

②為什么NH3分子間能形成氫鍵，而HC1分子間難

形成氫鍵？氫鍵的表示：X—H-Y

原子半徑原子半徑氫鍵的強弱：

元素電負性元素電負性

/pm/pm

F4.071C13.099

03.573S2.5102

N3.075P2.1106完成【學以致用】1.2

C2.577—

【質疑】密度和體積反常與氫鍵有關嗎？【展示】用太空泥制作將水分子在結冰

的水分子模型再現氫時的氫鍵情況直

[Flash]水三態(tài)變化中的氫鍵情況鍵的方向性和飽和性。觀的呈現出來，

冰中氫鍵數目多，水中的氫鍵減少，水蒸氣中幾乎【小結2】對氫鍵的特征加

沒有氫鍵氫鍵的特征：深印象

有方向性、飽和性

【解釋】

水的密度反常和冰的

體積反常增大

【探究活動2】分析數據，小組討論，探究分子內氫鍵

鄰羥基苯甲酸和對羥基苯甲酸是同分異構體。得出結論。與分子間氫鍵對

鄰羥基苯甲酸的熔點為159℃,對羥基苯甲酸的【小結2】物質性質的影響

熔點為213℃?氫鍵的類型：

(1)分析鄰羥基苯甲酸和對羥基苯甲酸的結構，討分子間氫鍵、分子內氫

論二者形成的氫鍵類型有何差別？鍵

(2)二者的分子間作用力大小氫鍵對物質性質的影

關系如何，你是怎樣知道的？HH響：

(3)鄰羥基苯甲酸與對羥基苯f『山

分子間氫鍵加強分子

甲酸比較，分子間作用力發(fā)生較“總；

間作用力，沸點升高；

大改變的原因是什么？鄰*甲或裳附

分子內氫鍵削弱分子

間作用力，沸點降低。

【質疑】為什么說沒有水就沒有生命？

【提升】與其說沒有水就沒有生命，不如說沒有氫展示DNA雙螺旋結構?？鐚W科融合與運

鍵就沒有生命更加貼切。舉例蛋白質提供生命基礎，型，講解氫鍵的作用。用知識

DNA提供了遺傳信息，生命起源于原始海洋，等等。

完成課堂鞏固區(qū)練習。

【小結】氫鍵的形成、作用能大小、特點、對物質

課余時間探究巴氏消測查課堂達成度

性質的影響

毒法的原理。

【學以致用】

1.氨水溶液中可能存在哪些形式的氫鍵?

結合NH?H2O==NH4++OH一電離過程，說明實際存在的氫鍵是

哪一種？

2.下列幾種氫鍵由強到弱的順序為o（填序號）

a.O—H--Ob.N—H-Nc.F—H-Fd.O—H-

N

3.填空，并指出氫鍵類型。

OH

①Q-CHO的沸點比“YIXCHC的沸點o

②有機物中小分子的醇和竣酸溶于水。

OHOH

③有機物A和BC用蒸儲法進行分離，首

先被蒸出的是______ONH2

【課堂鞏固區(qū)】

1.判斷下列說法正誤：

①水分子間存在氫鍵，所以水是非常穩(wěn)定的化合物。（）

②氫鍵具有方向性和飽和性，是一種比范德華力更強的化學鍵。（）

③DNA的雙螺旋空間結構是由氫鍵的方向性決定的。（）

④可燃冰（CH4-8H2O）中甲烷分子與水分子之間存在氫鍵。（）

2.H2O中的①O—H鍵、②分子間范德華力和③氫鍵從強到弱依次為

3.結合圖2分析以下問題：

①水分子中中心原子的雜化方式為

②冰融化、水氣化、水受熱分解，依次破壞了

圖2冰的結構

③與每個水分子緊鄰的水分子有個

【拓展探究】巴氏消毒法一般在60?82℃,對食品進行加熱處理，

達到殺死微生物的目的，是一種既能達到消毒目的又不損害食品品質

的方法。

【學習效果評測及方法】

1.運用課堂觀測法，收集課堂學生參與學習的活躍度。

2.通過課堂練習的正確率，反饋知識理解和掌握的情況。

關于學情的研究

青島十七中化學組趙噪

學習本節(jié)課知識之前，學生在《化學2（必修）》教材中初步認

識了共價鍵和離子鍵的兩種強相互作用；在《物質結構與性質》選修

模塊的學習中，又從電負性、雜化理論等角度深入認識共價鍵和離子

鍵，同時補充了化學鍵中的金屬鍵，并在前一課時接觸到了分子間弱

相互作用中的范德華力。

這些已有知識對“氫鍵”概念的準確學習和表達，既有幫助，也

有干擾。例如，氫鍵的方向性與飽和性容易與共價鍵混淆，氫鍵的名

稱容易讓學生在辨認時只找含氫原子的物質。教師在授課時要緊緊抓

住學生的這些已有認識，提出新問題，激發(fā)他們對已有概念的矛盾沖

突，進而構建新的概念體系。教學中，應從學生熟知的生活現象和已

有認知出發(fā)，引導他們學習和掌握氫鍵不同于化學鍵和范德華力的特

殊性。

為了本節(jié)課的順利進行，可以根據學生的學習基礎，布置課前微

課預習；也可以組建組內異質、組間同質的學習小組，共同完成預習

任務。

《氫鍵與物質性質》效果分析

1.課堂練習正確率反饋表

類別題號測查知識點答對人數/正確率

1氫鍵的形成條件42100%

2氫鍵的強弱判斷3890.5%

學以致用

不同類型的氫鍵

33992.9%

對物質性質的影響

1綜合運用3685.7%

課堂

2氫鍵的作用能范圍42100%

鞏固區(qū)

3綜合運用4197.6%

關于教材內容的研究

青島十七中化學組趙蝶

“氫鍵”是高中化學教材《物質結構與性質》選修模塊的第二章

第4節(jié)分子間作用力與物質性質的第二課時，不同版本的現行教材對

“氫鍵”知識的呈現順序和具體表述略有不同，但均與課標要求一致,

難度較低。本節(jié)內容結合前序課程，大大發(fā)展和深化了學生的已有概

念，將他們對微粒間相互作用的認識提升到一個嶄新的高度。

分子間作用力是一種普遍存在于分子之間的作用力，作用能比化

學鍵的鍵能小1-2個數量級。教材在學生認識了原子間強相互作用一

一化學鍵的基礎上，系統(tǒng)的介紹了分子間作用力的特點和這種作用力

對物質熔點、沸點、溶解度等性質產生的主要影響，使學生對于微觀

粒子間的相互作用有一個較為全面的認識。關于氫鍵，教材從生活實

際出發(fā)，聯系學生熟悉的水的性質和生物科學的有關知識，將微觀粒

子的結構對宏觀物質的性質的決定作用清晰的展現出來。因此，水的

特殊性是氫鍵學習過程中的一個物質載體，是學生進行概念學習的一

個優(yōu)質模型。

本節(jié)課與第一章中的電負性知識聯系密切，對于水形成的晶體冰

在第三章的分子晶體中還有涉及，因此，氫鍵的內容承前啟后，是研

究物質性質時經常用到的概念，也是學生容易出錯的概念之一。鑒于

微觀概念的教學既抽象又難懂，可以課堂借助動畫模擬、圖片展示、

實驗驗證等手段，幫助學生形成和運用概念，進而了解氫鍵的存在對

物質性質的影響和對生物體生存的重要意義。

本節(jié)課的教學目標如下：

1.使學生知道氫鍵的形成條件、類型、特點及氫鍵對物質性質（如

熔點、沸點、溶解度）的影響。

2.使學生了解分子間作用力，特別是氫鍵對于水的特殊性質的影

響作用，了解氫鍵對于自然界存在和生命科學的重大意義。

教學重點是氫鍵的形成，以及氫鍵對物質性質的影響。

教學難點是判斷氫鍵的形成，根據物質性質或分子結構判斷氫鍵

的類型。

第二章第四節(jié)分子間作用力與物質性質，共2課時，范德華力與

物質性質、氫鍵與物質性質各1課時，完成新授課。

注重概念生成，滲透學科融合

一一《氫鍵與物質性質》觀評記錄

青島十七中化學組

磨課、聽課也是互相學習的過程。近期，組內圍繞趙嫌老師執(zhí)教

的《氫鍵》一課進行了多輪聽課、磨課、修改、錄制，這既是執(zhí)課教

師的不斷成長，也是組內共同學習進步的契機。通過本節(jié)''一師一優(yōu)

課”的組織打磨，主要從以下幾個方面進行了突破：

一、設計認知沖突，推動課堂生成

沖突L依據前一節(jié)課范德華力知識，學生可以判斷第IVA族氫

化物沸點正常，但第VIA族乩0的沸點出現反常，形成認知沖突，引

發(fā)學生思考，引出氫鍵的存在。由于氫鍵的存在，一定程度上增強了

分子間作用力，所以表現為沸點反常增高。

沖突2：學生根據氫鍵的強弱分析出HF中氫鍵強于H20中的氫

鍵，但水的沸點卻高于HF,說明水的分子間作用力更強。學生在概

念學習中再次遇到認知沖突，老師結合學生的水分子模型，引導得出

氫鍵的方向性和飽和性，解釋了水中因氫鍵數目多而導致沸點升高的

真實原因。

沖突3：學生認識了氫鍵，但在分析鄰羥基苯甲酸與對羥基苯甲

酸的沸點時，再次出現認知沖突，都能形成氫鍵，為什么鄰羥基苯甲

酸的沸點低，對羥基苯甲酸的沸點高？這一事實再次引起學生興趣,

探究問題的原因，最終分析出氫鍵的類型不同，對分子間作用力的影

響不同。

二、注重思維探究，加深概念認知

本節(jié)課在重點難點教學中，安排了兩處小組合作探究，均以提供

數據、設置問題組的形式呈現，引導學生剖析問題，形成邏輯，最終

抵達問題的核心，符合最近發(fā)展區(qū)理論。

探究活動1,旨在探究氫鍵的形成條件，這是本節(jié)課的核心內容。

化學需要微觀思維，此處用兩個水分子結構分析氫鍵的形成，對于學

生微觀思維的建立非常好。學案上提供了第二、三周期部分非金屬元

素的原子半徑和電負性數據，讓學生分析得出什么條件有利于形成氫

鍵。這幾處教學素材的選擇非常好，能夠啟發(fā)學生思維，引導學生自

主思考得出結論。

探究活動2,旨在探究不同類型的氫鍵對物質性質的影響，也是

學生不容易記憶的模糊知識。通過鄰羥基苯甲酸與對羥基苯甲酸的沸

點和結構比較，得到“分子內氫鍵削弱分子間作用力，沸點降低”的

結論，將氫鍵類型與沸點高低有機的聯系在一起，方便記憶，增進了

對氫鍵的認識。

三、整合學科資源，滲透科學思想

當前分科教學是主流，導致學科教師對其他學科的知識和方法不

了解，學科各自為政。而對學生來說，9個學科都學，學生有可能進

行學科融合，降低學習負擔，提升學習效率。針對這個問題，組內劉

娜老師曾在《文理融合視角下的化學教學研究》中，梳理了化學教材

中的學科融合點。教師能否融合，在多大程度融合，取決因素之一是

教師的知識視野是否開闊。這節(jié)課中，趙老師對“沒有氫鍵就沒有生

命”,DNA中的氫鍵思考深入，并展示了DNA雙螺旋的模型，讓我們

體會到化學與生物的融合，體會到小小氫鍵的重大作用。這也讓學生

體會到學科之間是相通的，互為支持和補充的。學生在對相關知識進

行解釋和描述時，恰恰就是對剛學習的氫鍵知識進行復習和運用。

另外，課堂利用多媒體引入新課、體現微觀結構，將傳統(tǒng)和現代

技術手段結合，很好的提升了教學效益。老師在核心知識、易錯點處

實行板書，或者讓學生板書，展示了思維過程，規(guī)范了符號表達。可

見設計教學時，思考了多媒體、板書、學案的優(yōu)化組合，各歸其位。

不足及改進建議：概念原理課，要特別注重概念的形成過程，學

生開始接受新知識時可以再放慢節(jié)奏，增加幾個變式練習，讓學生對

新知識稍作消化和沉淀，為后續(xù)拓展提升打好基礎。這節(jié)課的素材豐

富，可以考慮適當減少部分氫鍵的應用素材，進而突出主干知識，課

堂節(jié)奏會更加流暢。

（觀評教師：付敏劉娜韓碩）

《氫鍵與物質性質》評測練習

【學以致用】

2.氨水溶液中可能存在哪些形式的氫鍵?

結合NH?H2O==NH4++OH—電離過程，說明實際存在的氫鍵是

哪一種？

2.下列幾種氫鍵由強到弱的順序為o（填序號）

a.O—H-Ob.N—H-Nc.F—H-Fd.O—H-

N

3.填空，并指出氫鍵類型。

OH

a。的沸點比H（Y2>—CHS的沸點

①o

②有機物中小分子的醇和竣酸._____溶于水。

OHOH

③有機物A和B用蒸儲法進行分離，首

先被蒸出的是—

NH2

【課堂鞏固】

1.判斷正誤：

①水分子間存在氫鍵，所以水是非常穩(wěn)定的化合物。（）

②氫鍵具有方向性和飽和性，是一種比范德華力更強的化學鍵。（）

③DNA的雙螺旋空間結構是由氫鍵的方向性決定的。（）

④可燃冰（CH4-8H2O）中甲烷分子與水分子之間存在氫鍵。（）

2.H2O中的①O—H鍵、②分子間范德華力、③氫鍵從強到弱依次為

OHOH

3.有機物A^）-NH2和BC）用蒸儲法進行分離，首先

被蒸出的是______。

4.結合圖2分析以下問題：

①水分子內中心原子的雜化方式為

②冰融化、水氣化、水受熱分解，依次破壞了

③與每個水分子緊鄰的水分子有個

《氫鍵與物質性質》課后反思

青島十七中化學組趙嫌

一'教學思路反思

1.深入研究教材，知識剖析與整合到位。本節(jié)課教學目標的要

求較低，但氫鍵在生活及生物、物理等學科的學習中極為普遍，也是

學生感覺在掌握時比較難以把握的一個概念。因此，本節(jié)課著力在氫

鍵的形成條件、強弱比較、對性質的影響等幾處，引入定量思想，用

數據說話，讓學生準確把握“性質一一微觀作用力一一強弱影響因素”

的思路，知道能否形成氫鍵，氫鍵的強弱如何及數目多少。為了知識

的完整性，將分子晶體中對冰中氫鍵數目的計算整合到此處，作為氫

鍵方向性和飽和性的應用進行處理，從學生掌握情況來看效果滿意。

2.細致研究教法，概念形成與辨析到位?！段镔|結構與性質》模

塊學習，主要以微觀概念原理學習為主，學生感覺比較抽象，概念辨

析有困難，需要很好的空間想象能力和推理演繹能力。因此，本節(jié)課

在教學方法選擇時，突出了認知沖突設置，促進概念形成與辨析；采

用實物模型展示，增強微觀概念直觀度。

設置認知沖突，驅動課堂學習。概念學習需要準確理解概念的內

涵，本節(jié)課設置了3次認知沖突，幫助學生認識和理解氫鍵形成過程

中的核心問題。沖突L學生根據范德華力可以判斷第IVA族氫化物

沸點變化規(guī)律，但第VIA族H2的沸點出現反常，形成認知沖突，引

發(fā)學生思考，認識到氫鍵的存在。沖突2：學生根據氫鍵的強弱分析

出HF中氫鍵強于H20中的氫鍵，但水的沸點卻高于HFo學生分析氫

鍵的方向性和飽和性，得出水中因氫鍵數目多而導致沸點升高。沖突

3：學生根據氫鍵知識分析鄰羥基苯甲酸與對羥基苯甲酸的沸點時，

再次出現認知沖突，都能形成氫鍵，為什么鄰羥基苯甲酸的沸點低,

對羥基苯甲酸的沸點高？這一事實再次引起學生興趣，探究問題的原

因，最終分析出氫鍵的類型不同，對分子間作用力的影響不同。三次

認知沖突很好的驅動學生不斷認