人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第三节 分子的性质第三课时教学设计

这是一份人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第三节 分子的性质第三课时教学设计，共8页。教案主要包含了溶解性，手性，无机含氧酸分子的酸性等内容，欢迎下载使用。

课题：第三节 分子的性质(3)
授课班级
课 时
第三课时
教
学
目
的
知识
与
技能
1、从分子结构的角度，认识“相似相溶”规律。
2、了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。
3、能用分子结构的知识解释无机含氧酸分子的酸性。
过程
与
方法
1、培养学生分析、归纳、综合的能力
2、采用比较、讨论、归纳、总结的方法进行教学
情感
态度
价值观
重 点
手性分子和无机含氧酸分子的酸性
难 点
手性分子和无机含氧酸分子的酸性
知
识
结
构
与
板
书
设
计
五、溶解性
1、“相似相溶”的规律：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。
2、溶解度影响因素：
(1) 溶剂的极性
(2) 分子结构的相似性。
(3)分子间作用力和氢键
六、手性
1、具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。
2、手性碳原子：如果一个碳原子所连接的四个原子或原子团各不相同，则该碳原子称为手性碳原子。
3、手性分子的用途
七、无机含氧酸分子的酸性
1、对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。
2、含氧酸的通式可写成(HO)mROn，R相同，n值越大，酸性越强。
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
[复习]分子的极性判断标准，分子间作用力对物质性质的影响。
[过渡]今天我们利用已学过的分子结构理论，继续研究物质的其它性质。
[板书]五、溶解性
[讲]物质相互溶解的性质十分复杂，有许多制约因素，如温度、压强等。从分子结构的角度，存在“相似相溶”的规律。蔗糖和氨易溶于水，难溶于四氯化碳；而萘和碘却易溶于四氯化碳，难溶于水。如果分析溶质和溶剂的结构就可以知道原因了：蔗糖、氨、水是极性分子，而萘、碘、四氯化碳是非极性分子。通过对许多实验的观察和研究，人们得出了一个经验性的“相似相溶”的规律：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。
[板书]1、“相似相溶”的规律：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。
［讲］由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂；难溶于非极性分子组成的溶剂；非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。
[讲]水是极性溶剂，根据“相似相溶”，极性溶质比非极性溶质在水中的溶解度大。如果存在氢键，则溶剂和溶质之间的氢键作用力越大，溶解性越好。相反，无氢键相互作用的溶质在有氢键的水中的溶解度就比较小。
［投影］
[板书]2、溶解度影响因素：
(1) 溶剂的极性
[讲]此外，“相似相溶”还适用于分子结构的相似性。例如，乙醇的化学式为CH3CH20H，其中的一OH与水分子的一OH相近，因而乙醇能与水互溶；而戊醇CH3CH2CH2CH2CH20H中的烃基较大，其中的一OH跟水分子的一OH的相似因素小得多了，因而它在水中的溶解度明显减小。
[板书] (2) 分子结构的相似性。
［讲］溶质分子与溶剂分子之间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。如CH4和HCl在水中的溶解情况，由于CH4与H2O分子间的作用力很小，故CH4几乎不溶于水，而HCl与H2O分子间的作用力较大，故HCl极易溶于水；同理，Br2、I2与苯分子间的作用较大，故Br2、I2易溶于苯中，而H2O与苯分子间的作用力很小，故H2O很难溶于苯中。
[板书](3)分子间作用力和氢键
［讲］当溶质分子和溶剂分子间形成氢键时，会使溶质的溶解度增大。
[强调]另外，如果遇到溶质与水发生化学反应的情况，如SO2与水发生反应生成亚硫酸，后者可溶于水，因此，将增加SO2的溶解度。
[思考与交流]1、比较NH3和CH4在水中的溶解度。怎样用相似相溶规律理解它们的溶解度不同？
2．为什么在日常生活中用有机溶剂(如乙酸乙酯等)溶解油漆而不用水?
3、在一个小试管里放入一小粒碘晶体，加入约5mL蒸馏水，观察碘在水中的溶解性(若有不溶的碘，可将碘水溶液倾倒在另一个试管里继续下面的实验)。在碘水溶液中加入约1mL四氯化碳(CCl4)，振荡试管，观察碘被四氯化碳萃取，形成紫红色的碘的四氯化碳溶液。再向试管里加入1mL浓碘化钾(KI)水溶液，振荡试管，溶液紫色变浅，这是由于在水溶液里可发生如下反应：I2+I—＝I3—。实验表明碘在纯水还是在四氯化碳中溶解性较好?为什么?
[汇报]1、NH3为极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分子，根据“相似相溶”规则，NH3易溶于水，而CH4不易溶于水。并且NH3与水之间还可形成氢键，使得NH3更易溶于水。
2、油漆是非极性分子，有机溶剂如乙酸乙酯也是非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据“相似相溶”规则，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。
3、实验表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性较好。这是因为碘和四氯化碳都是非极性分子，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而水是极性分子。
[展示]模型：
[设问]看一看两个分子的立体结构，像不像一双手那样?它们不能相互叠合？
[板书]六、手性
[实践]每个同学亮出自己的左又手。看能否完全重合？
［投影］
[板书]1、具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。有手性异构体的分子叫做手性分子。
[讲]手性分子在生命科学和生产手性药物方面有广泛的应用。如图所示的分子，是由一家德国制药厂在1957年10月1日上市的高效镇静剂，中文药名为“反应停”，它能使失眠者美美地睡个好觉，能迅速止痛并能够减轻孕妇的妊娠反应。然而，不久就发现世界各地相继出现了一些畸形儿，后被科学家证实，是孕妇服用了这种药物导致的随后的药物化学研究证实，在这种药物中，只有图左边的分子才有这种毒副作用，而右边的分子却没有这种毒副作用。人类从这一药物史上的悲剧中吸取教训，不久各国纷纷规定，今后凡生产手性药物，必须把手性异构体分离开，只出售能治病的那种手性异构体的药物。
［投影］
[板书]2、手性碳原子：如果一个碳原子所连接的四个原子或原子团各不相同，则该碳原子称为手性碳原子。
[讲]2001年10月诺贝尔奖授予了在手性催化反应方面所取得卓著成绩的美国和日本的三位科学家。有机物分子中如果在一个碳原子上连接有4个不同的基团，则会形成两种不同的四面体空间构型，它们互为镜像，互称为对映异构体，如同人的左右手一样，外形相似而不能重合。科学上把这种现象称为“手性”，这样的碳原子称为手性碳原子，具有这种特性的分子称为手性分子，例如乳酸分子：
［投影］
［讲］合成药物绝大多数为手性分子。研究表明，在药物分子的对映异构体中，只有一种对疾病有治疗作用，而另一种则没有药效，甚至对人体有毒副作用。手性催化剂只催化或者主要催化一种手性分子的合成，可以比喻成握手——手性催化剂像迎宾的主人伸出右手，被催化合成的手性分子像客人，总是伸出右手去握手。
[板书]3、手性分子的用途
［讲］构成生命体的有机物约大多数为手性分子。两个手性分子的性质不同，且手性有机物中必定含手性碳原子。手性分子的主要应用是生产手性药物和手性催化剂，手性催化剂只催化或主要催化一种手性分子的合成。
[自学]科学史话：了解巴斯德实验室合成的有机物酒石酸盐并制得手性机物酒石酸盐过程。
［投影］
[讲]无机含氧酸看成是由氢离子和酸根离子组成的。例如，H2S04是由H＋和SO42－组成，实际上在它们的分子结构中，氢离子却是和酸根上的一个氧相连接的，所以它们的结构式应是：
［投影］
[板书]七、无机含氧酸分子的酸性
［讲］无机含氧酸之所以能显酸性，是因为其分子中含有—OH，而—OH上的H在水分子的作用下能够电离H＋、而显示一定的酸性。
[讲]我们知道，H2S04和HN03是强酸，而H2S03和HN02是弱酸，即从酸性强弱来看：H2S03酸性强弱 HClO[板书]1、对于同一种元素的含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强。
[思考]那么如何解释这种现象呢？
[讲]化学上有一种见解，认为含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，导致R—O—H中O的电子向R偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强。
[板书]2、含氧酸的通式可写成(HO)mROn，R相同，n值越大，酸性越强。
［讲］如硼酸(H3BO3 、(HO)3B)强度与次氯酸(HOCl)相近，但我们要注意的是，碳酸可表示为(HO)2CO，非羟基氧原子数为1，酸强度与中强酸磷酸似乎相似。但碳酸实为弱酸。原因是CO2溶于水中只有很小的一部分生成H2CO3，与按CO2全部转化为H2CO3来估算的强度相比，酸性要弱很多，故H2CO3为弱酸。
[小结]我们还要注意的是，酸性的大小 与—OH的数目即m数值大小无关，如H3PO4为中强酸，并非强酸。同主族元素或同周期元素最高价含氧酸的酸性比较，根据非金属性强弱去比较 。也可根据元素周期表判断，或是根据化合价来判断。总之，酸性的判断要多咱方法综合运用。
教学回顾：