高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 物质的聚集状态与晶体的常识教学设计

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 物质的聚集状态与晶体的常识教学设计，共9页。教案主要包含了课堂练习等内容，欢迎下载使用。


课题
《物质的聚集状态与晶体的常识》
单元
3
学科
化学
年级
高二
教材
分析
本章内容比较系统地介绍了晶体结构与性质，内容比较丰富。第三章作为选修性必修2结尾章，与前两章一起构成“原子、分子、晶体的结构与性质”三位一体的物质结构与性质模块的基本内容。本节教学内容是人教版高中化学选择性必修第二册第三章《晶体结构与性质》第一节《物质的聚集状态与晶体常识》第一课时。本节课作为第三章的开篇之节，有承上启下的重要作用，为进一步学习四种晶体类型打下坚实的理论基础，同时也对之前学习的原子分子结构理论进一步应用到晶体中做准备。
本节安排了“物质的聚集状态与晶体常识”这部分内容。学生通过学习这部分知识，认识物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料。培养变化观念与平衡思想的核心素养。了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞，培养证据推理与模型认知的核心素养。知道晶体X射线衍射实验时测定物质结构的基本方法和实验手段。培养科学探究与创新意识核心素养。
教学目标与核心素养
变化观念与平衡思想：认识物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料。
证据推理与模型认知：了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶胞。
科学探究与创新意识：知道晶体X射线衍射实验时测定物质结构的基本方法和实验手段。
重点
难点
晶体与非晶体的概念、晶体的自范性、各向异性等特点
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
【思考】 20世纪前，人们认为物质的三态变化只是分子间距离发生了变化。20世纪初，通过X射线衍射等实验手段，发现许多常见的晶体中并无分子。
气态和液态物质也不一定是由分子构成。
思考
通过思考，引发学生兴趣，提高学生学习积极性。
讲授新课
第一节 物质的聚集状态与晶体常识
第一课时 物质的聚集状态与晶体常识
一、物质的聚集状态
1.物质的聚集状态
①通常物质有三种存在状态,这三种状态通常是指固态、液态和气态。现代科技发现物质的聚集状态除了三态外还有更多的物质聚集状态，如等电子体、离子液体、晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。
②一般来说,纯净物具有固定的熔点,玻璃没有固定的熔点,在某一温度范围内软化。
2.物质的组成
(1)CO2、SO2、CO是由分子组成的;氯化钠、氟化钙是由阳离子和阴离子组成的;金刚石和二氧化硅是由原子组成的。
(2)等离子体是由电子、阳离子和电中性粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的气态物质,等离子体具有良好的导电性和流动性。
(3)离子液体是熔点不高的仅由离子组成的液态物质。
3.等离子体
(1)概念：气态物质在高温或者在外加电场激发下，分子发生分解，产生电子和阳离子等。这种由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体称为等离子体。
(2)特点
等离子体是一种特殊的气体
等离子体具有良好的导电性和流动性。
(3)应用
运用等离子体显示技术可以制造等离子体显示器；
利用等高子体可以进行化学合成；
核聚变也是在等离子态下发生的等。
4.液晶
(1)概念：物质加热到达到熔点后，先呈浑浊态，再加热达到一定温度时，浑浊态变透明清亮态，将熔点至澄清点温度范围内的物质状态称为液晶。
(2)特征：
液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性、黏度、性变形等，又具有晶体的某些物理性质，如导热性、光学性质等。
(3)应用
液晶已有广泛的应用。例如，手机、电脑和电视的液晶显示器，由于施加电场可使液晶的长轴取向发生不同程度的改变，从而显示数字、文字或图像。再如，合成高强度液晶纤维已广泛应用于飞机、火箭、坦克、舰船、防弹衣、防弹头盔等。
二、晶体与非晶体
1.晶体和非晶体的概念
(1)晶体
①概念：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈周期性排列而构成的具有规则几何外形的固体。
②分类：
根据组成晶体的微粒和微粒间的相互作用，可分为
绝大多数常见的固体是晶体
只有如玻璃、炭黑之类的物质属于非晶体
(2)非晶体
概念：内部微粒(原子、离子或分子)在三维空间里呈相对无序排列而构成的不具有规则几何外形的固体。
常见的晶体和非晶体
晶体：食盐、冰、铁、铜等。
非晶体：玻璃、橡胶等。
晶体中粒子排列的周期性是指一定方向上每隔一定距离就重复出现的排列，粒子排列的周期性导致晶体呈现规则的几何外形。
判断下列物质是晶体还是非晶体：
2．晶体的特点
(1)自范性
①定义：晶体能自发呈现多面体外形的性质。②形成条件：晶体生长的速率适当，如果凝固速率过快，常得到粉末或没有规则几何外形的块状物。③本质原因：晶体中粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列（晶体内部粒子排列的有序性）。
本质上，晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间里呈现周期性有序排列的宏观表象。非晶体粒子的排列则相对无序，无自范性。
(2)各向异性
晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。
同一晶体中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，因此，晶体的许多物理性质，如硬度、导热性、导电性、光学性质等，常常随方向的不同而有所差异。
非晶体则不具有物理性质各向异性的特点
(3)熔点
晶体的熔点固定，常利用固体是否有固定的熔点间接确定某固体是否属于晶体。
非晶体没有固定的熔点。
(4)外形和内部质点的高度有序性
(5)晶体能使X-射线产生的衍射
晶体物质能使X-射线产生衍射，非晶体只有散射效应。这是测定晶体结构的重要实验方法。
3.晶体与非晶体的区别
4.获得晶体的途径
实验3-1：
（1）用研钵把硫磺粉末研细，放入蒸发皿中，放在三脚架的铁圈上，用酒精灯加热至熔融态，自然冷却结晶后，观察实验现象。
硫加热融化，自然冷却结晶后，得到黄色晶体。
（2）在一个小烧杯里加入少量碘，用一个表面皿在小烧杯，并在表面皿上加少量冷水、把小烧杯放在石棉网上小火加热，观察实验现象。
固体直接变成紫色蒸气，蒸气遇冷又重新凝聚成紫黑色的固体。
（3）在250ml烧杯中加入半杯饱和氯化钠溶液，用滴管滴入浓盐酸，观察实验现象。
有细小白色晶体析出。
思考与讨论：
（1）图3-7是某同学找到的一张玻璃结构的示意图，根据这张图判断玻璃是不是晶体？为什么？
答：在人力作用下形成的有规则几何外形的固体不是晶体。玻璃微观粒子原子排列相对无序。
（2）根据晶体物理性质的各向异性的特点，能鉴别用玻璃仿造的假宝石。请你列举一些可能有效的方法鉴别假宝石。
答：利用宝石的导热性、硬度；采用X-射线衍射实验等。
【课堂练习】
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)晶体具有各向同性,非晶体具有各向异性。 ( )
(2)熔融态物质快速冷却即可得到晶体。( )
(3)粉末状的固体也有可能是晶体。( )
(4)不同晶体中晶胞的大小和形状都相同。( )
(5)雪花是水蒸气凝华得到的晶体。( )
答案： (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
2.普通玻璃和水晶的根本区别在于( )
A.外形不一样
B.普通玻璃的基本构成粒子无规则性地排列,水晶的基本构成粒子按一定规律做周期性重复排列
C.水晶有固定的熔点,普通玻璃无固定的熔点
D.水晶可用于能量转换,普通玻璃不能用于能量转换
答：B
3.下列物质都是固体,其中不属于晶体的是( )
①橡胶 ②水晶 ③冰 ④干冰 ⑤冰醋酸 ⑥石蜡⑦玻璃
A.①⑥⑦ B.①②⑦ C.②④⑤⑦ D.①③⑥⑦
答：A
4.下列关于物质聚集状态的叙述中,错误的是( )
A.物质只有气、液、固三种聚集状态
B.气态是高度无序的体系存在状态
C.固态中的原子或者分子结合得较紧凑,相对运动较弱
D.液态物质的微粒间距离和作用力的强弱介于固态和气态之间,表现出明显的流动性
答：A解析:物质的聚集状态除了气、液、固三态外,还有液晶、等离子体等;物质处于气态时,分子间距离大,分子运动速度大,体系处于高度无序状态;对于固态物质,原子或分子相距很近,只能在一定的位置上做不同程度的振动;对液态物质而言,粒子间距离比固态中的大一些,粒子间作用力也比固态中的小一些,粒子的运动比固体明显活跃,使之表现出流动性。
5.下列叙述正确的是( )
A.具有规则几何外形的固体一定是晶体
B.晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形
C.具有各向异性的固体一定是晶体
D.一种物质不是晶体就是非晶体
答案：C。
6.下图是天然水晶球里的玛瑙和水晶,两者的根本区别在于( )
A.外形不一样,构成两者的原子不同
B.构成玛瑙的粒子无规律性排列,构成水晶的粒子按一定的规律作周期性重复排列
C.水晶有固定的熔点,而玛瑙无固定熔点
D.水晶可用于能量转换,玛瑙制品可用作装饰品
答：B 解析:晶体和非晶体的本质区别在于内部粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列,玛瑙和水晶的成分均为SiO2。
7.下列物质中，属于晶体的是________(填序号)。
A．橡胶 B．玻璃
C．食盐 D．水晶 E．塑料
F．胆矾 G．陶瓷
答： CDF

思考讨论
思考
认真思考
思考讨论
思考讨论
认识物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料。培养变化观念与平衡思想的核心素养。
归纳总结
了解晶体中微粒的空间排布存在周期性，认识简单的晶体，培养证据推理与模型认知的核心素养。
了解晶体的特点，学会辨识晶体与非晶体的差异。
知道晶体X射线衍射实验时测定物质结构的基本方法和实验手段。培养科学探究与创新意识核心素养。
通过实验探究，理解三种获得晶体的途径。
应用晶体的特点辨识晶体与非晶体。
检测反馈
课堂小结
一、物质的聚集状态与晶体常识
板书
一、物质的聚集状态与晶体常识