《实验一 硫酸铜晶体里结晶水含量的测定》教学设计.docx
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1、实验一 硫酸铜晶体里结晶水含量的测定教学设计离子晶体、分子晶体和原子晶体(一) 一、学习目标 1.使学生了解离子晶体、分子晶体和原子晶体的晶体结构模型及其性质的一般特点。 2.使学生理解离子晶体、分子晶体和原子晶体的晶体类型与性质的关系 3.使学生了解分子间作用力对物质物理性质的影响 4.常识性介绍氢键及其物质物理性质的影响。 二、重点难点 重点:离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型;晶体类型与性质的关系 难点:离子晶体、分子晶体和原子晶体的结构模型;氢键 三、学习过程 (一)引入新课 复习提问 1.写出NaCl、CO2、H2O的电子式 。 2NaCl晶体是由Na+和Cl通过形成的晶体。 课
2、题板书第一节离子晶体、分子晶体和分子晶体(有课件) 一、离子晶体 1、概念:离子间通过离子键形成的晶体 2、空间结构 以NaCl、CsCl为例来,以媒体为手段,攻克离子晶体空间结构这一难点 针对性练习 例1如图为NaCl晶体结构图,图中直线交点处为NaCl晶体中Na+与Cl-所处的位置(不考虑体积的大小)。 (1)请将其代表Na+的用笔涂黑圆点,以完成NaCl晶体结构示意图。并确定晶体的晶胞,分析其构成。 (2)从晶胞中分Na+四周与它最近时且距离相等的Na+共有多少个? 解析下图中心圆甲涂黑为Na+,与之相隔均要涂黑 (1)分析图为8个小立方体构成,为晶体的晶胞, (2)计算在该晶胞中含有N
3、a+的数目。在晶胞中心有1个Na+外,在棱上共有4个Na+,一个晶胞有6个面,与这6个面相接的其他晶胞还有6个面,共12个面。又因棱上每个Na+又为四周4个晶胞所共有,所以该晶胞独占的是121/4=3个.该晶胞共有的Na+为4个。 晶胞中含有的Cl-数:Cl-位于顶点及面心处,每.个平面上有4个顶点与1个面心,而每个顶点上的氯离于又为8个晶胞(本层4个,上层4个)所共有。该晶胞独占81/8=1个。一个晶胞有6个面,每面有一个面心氯离子,又为两个晶胞共有,所以该晶胞中独占的Cl-数为61/2=3。 不难推出,n(Na+):n(Cl-)=4:4:1:1。化学式为NaCl. (3)以中心Na+为依据
4、,画上或找出三个平面(主个平面相互垂直)。在每个平面上的Na+都与中心Na+最近且为等距离。 每个平面上又都有4个Na+,所以与Na+最近相邻且等距的Na+为34=12个。 答案 (1)含8个小立方体的NaCl晶体示意图为一个晶胞 (2)在晶胞中Na+与Cl-个数比为1:1. (3)12个 3、离子晶体结构对其性质的影响 (1)离子晶体熔、沸点的凹凸取决于离子键的强弱,而离子晶体的稳定性又取决于什么?在离子晶体中,构成晶体的粒子和构成离子键的粒子是相同的,即都是阴、阳离子。离子晶体发生三态改变,破坏的是离子键。也就是离子键强弱即确定了晶体熔、沸点的凹凸,又确定了晶体稳定性的强弱。 (2)离子晶
5、体中为何不存在单个的小分子? 在离子晶体中,阴、阳离子既可以看作是带电的质点,又要以看作是带电的球体,其中,阳离子总是尽可能的多吸引阴离子、阴离子又总是尽可能多的吸引阴离子(只要空间条件允许的话)这种结构向空间延长,即晶体多大,分子就有多大,晶体内根本不存在单个的小分子,整个晶体就是一个大分子。 4、离子晶体的推断及晶胞折算 (1)如何推断一种晶体是离子晶体 方法一:由组成晶体的晶格质点种类分:离子化合物肯定为离子晶体。 方法二:由晶体的性质来分:依据导电性:固态时不导电而熔化或溶解时能导电的一般为离子晶体。 依据机械性能:具有较高硬度,且脆的为离子晶体。 (2)什么是晶胞?如何由晶胞来求算晶
6、体的化学式? 构成晶体的结构粒子是按着肯定的排列方式所形成的固态群体。在晶体结构中具有代表性的最小重复单位叫晶胞。 依据离子晶体的晶胞,求阴、阳离子个数比的方法? 处于顶点上的离子:同时为8个晶胞共有,每个离子有1/8属于晶胞。 处于棱上的离子:同时为4个晶胞共有,每个离子有1/4属于晶胞。 处于面上的离子;同时为2个晶胞共有,每个离子有1/2属于晶胞。 处于体心的离子:则完全属于该晶胞。 学生练习 题目:在高温超导领域中,有一种化合物叫钙钛矿,其晶体结构中有代表性的最小单位结构如图所示试回答: (1)在该晶体中每个钛离子四周与它最近且相等距离的钛离子有多少个? (2)在该晶体中氧、钙、钛的粒
7、子个数化是多少? 解析由图看出,在每个钛离于的同层左、右与前后、上下各层中都紧密排列着完全相同的钛离子,共有晶胞边长的6个钛离子。 至于同一晶胞中独占三元素粒子个数比,则从每种元素粒子是晶胞中的位置考虑。Ca2+位于立方体的中心为一个晶胞所独占;钛离子位于晶胞的顶点上,为相邻两层8个晶胞所共有(左右、前后、上中下、左右前后4个而上下中相同重复共8个),而每个晶胞独占有81/8=1个。氧离子位于棱上,在同一晶胞中,每个氧离子为同层的4个晶胞所共有,一个晶胞独占121/4=3个。故氧、钙、钛的粒子数之比为3:1:1 答案63:1:1 5、总结 1离子间通过离子键结合而成的晶体叫离子晶体。构成离子晶
8、体的微粒是阳离子和阴离子。离子晶体中,阳离子和阴离子间存在着较强的离子键,因此,离子晶体一般硬度较高,密度较大,熔、沸点较高。 2一般地讲,化学式与结构相像的离子晶体,阴、阳离子半径越小,离子键越强,熔、沸点越高。如:KCINaCINaF。 离子晶体针对性训练 一、选择题 1.下列性质中,可以证明某化合物内肯定存在离子键 的是() A.可溶于水B.有较高的熔点 C.水溶液能导电D.熔融状态能导电 2.下列物质中,含有极性键的离子化合是。 A.CaCl2B.Na202C.NaOHD.K2S 3.Cs是IA族元素,F是VIIA族元素,估计Cs和F形成 的化合物可能是 A.离子化合物B.化学式为Cs
9、F2 C.室温为固体D.室温为气体 4.某物质的晶体中含A、B、C三种元素,其排列方式 如图所示(其中前后两面心上的B原子未能画 出),晶体中A、B、C的中原子个数之比依次为 A.1:3:1B.2:3:1 C.2:2:1D.1:3:3 5.NaF,Nal,MgO均为离子化合物,依据下列数据,这 三种化合物的熔点凹凸依次是() 物质 NaF NaI MgO 离子电荷数 1 1 3 m 2.31 3.18 2.10 A.B. C.D. 6.在NaCl晶体中与每个Na+距离等同且最近的几个Cl-所围成的空间几何构型为() A.正四面体B.正六面体 C.正八面体D.正十二面体 7.如图是氯化铯晶体的晶
10、胞(晶体中最小的重复单元),已知晶体中2个最近的Cs+离子核间距为acm,氯化铯的式量为M,NA为阿伏加德罗常数,则氯化铯晶体的密度为 B.C.D. 二、填空题 8.参考下列熔点数据回答: 物质 NaF NaCl NaBr NaI 熔点 995 801 755 651 物质 NaCl KCl RbCl CsCl 熔点 801 776 715 646 钠的卤化物从NaF到NaI及碱金属的氯化物从NaCl到CsCl的熔点渐渐_这与_有关。随_增大_减小,故熔点_渐渐。 9.某离子晶体晶胞结构如下图所示,x位于立方体的 顶点,Y位于立方体中心。试分析: (1)晶体中每个Y同时吸引着_个X,每 个x同
11、时吸引着_个Y,该晶体的化学式 为_。 (2)晶体中在每个X四周与它最接近且距离相等 的X共有_个。 (3)晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角 XYX的度数为_。 (4)设该晶体的摩尔质量为Mgmol-1,晶体密度为cm-3,阿伏加德罗常数为NA则晶体中两个距离最近的X中心间的距离为_。 10.晶体具有规则的几何外型、晶体中最基本的重复单 位称为晶胞。NaCl晶体结构如图所示。已知FexO 晶体晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x值小于1 测知FexO晶体密度为=5.71gcm-3,晶胞边长为 4.2810-10m。 (1)FexO中x值(精确至O.01)为 (2)晶体中的Fe分别为F
12、e2+、Fe3+,在Fe2+和 Fe3+的总数中,Fe2+所占分数(用小数表示,精确至0.001)为_。 (3)此晶体的化学式为_。 (4)与某个Fe2+(或Fe3+)距离最近且等距离的O2-围成的空间几何形态是_。 (5)在晶体中,铁元素间最短距离为_cm 11.有一种蓝色晶体,它的结构特征是Fe2+和Fe3+分别占据立方体互不相邻的顶点,而CN-离子位于立方体的棱上。 (1)依据晶体结构特点,推出其化学式(用最简洁整数表示)_。 (2)此化学式带何种电荷?用什么样的离子(用Mn+表示)与其结合成中性的化学式?写出此电中性的化学式。 答: (3)指出(2)中添加离子在晶体结构中的什么位置。
13、答: 12.1986年,瑞士两位科学家发觉一种性能良好的金属氧化物超导体,使超导工作取得突破性进展,为此两位科学家获得了1987年的Nobel物理学奖。其晶胞结构如图。 (1)依据图示晶胞结构,推算晶体中Y,Cu,Ba和O原子个数比,确定其化学式 (2)依据(1)所推出的化合物的组成,计算其中Cu原子的平均化合价(该化合物中各元素的化合价为Y+3,Ba+2,Cu+2和Cu+3)试计算化合物中这两种价态Cu原子个数比 离子晶体针对性练习答案 一、选择题 1.D2.C3.AC4.A5.B6.C7.C 二、填空题 8.降低阴离子半径由F-到I-渐渐增大离半径阴、阳离子相互吸引降低 9.(1)48XY
14、2(或Y2X) (2)12(3)10928 (4) 10.(1)0.92(2)0.826 (3) (4)正八面体(5)3.0310-10 11.(1)FeFe(CN)6- (2)带一个单位负电荷,可用Na+,K+,Rb+(用M+表示)与之结合MFeFe(CN)6 (3)M+在每隔一个立方体的体心上。 12.(1)YBa2Cu3O7 (2)Cu2+:Cu3+=2:1 试验:测定小灯泡的功率教案示例 试验:测定小灯泡的功率教案示例 (一)教学目的 1驾驭用伏安法测定小灯泡的额定功率和小灯泡不在额定电压下的功率。 2加深对额定功率、实际功率的理解。 3进一步提高学生运用电流表、电压表和滑动变阻器的实
15、力。 (二)试验器材 磁性黑板,电路元件卡片一套。 学生分组试验器材:每组配备干电池二节(或低压学生电源),电压表、电流表、滑动变阻器、开关各一只,“1.5伏”的小灯泡及灯座各一只,导线若干。 (三)教学过程 1师生共同探讨试验预习题17题(在老师启发下,老师问,学生答),边探讨边板书:试验目的、原理、器材、试验电路图、数据表格。 当探讨到试验器材时学生回答一个器材,老师在磁性黑板上贴上相应的器材卡片。学生回答完,磁性黑板上贴有如图1所示的器材卡片。然后让学生视察自己试验桌上的器材,再回答下列问题:(下列问题在课前就写在黑板上相应的“器材”位置处) 小灯泡的额定电压是_伏; 滑动变阻器:最大电
16、阻值是_欧; 最大允许电流是_安; 电压表量程选_伏; 电流表量程选_安; 电源_用。 开关一个,导线若干。 当探讨到5、6两题,先后请三位同学上黑板,第一位同学画出自己设计的试验电路图,其次位同学根据第一位同学的电路图把磁性黑板上的图9梍4连接起来,第三位同学把自己设计的数据表格写到黑板上。 2老师讲解并描述试验留意事项(把下面(1)、(2)两点课前写在黑板上)( 1)连接电路时,开关应_,滑动变阻器的滑片应置于_位置。(可比照图9一4讲解并描述) (2)使U=1.2U额时,要当心移动滑动变阻器,以免因实际电压超过额定电压过大,烧坏灯泡。 3学生试验,老师巡回指导。 试验步骤: (1)根据电
17、路图连接实物,并仔细检查各部分接线是否正确,是否符合要求,若没有把握,可请老师检查。 (2)使小灯泡两端电压等于额定电压,视察小灯泡的发光状况,在数据表格中登记U、I,算出P额。 (3)使小灯泡两端电压约为额定电压的1.2倍,记录和计算。 (4)使小灯泡两端的电压低于额定电压,记录和计算。 4试验数据分析和小结 (l)试验完毕,请几组同学汇报试验结果,选一试验做得好的同学将数据填入黑板上的表中。 (2)探讨 从试验看出,小灯泡在什么状况下正常发光?在什么状况下小灯泡比正常状况更亮?这样做好不好?在什么状况下小灯泡比正常状况下暗? 运用用电器时,为什么应当让它在额定电压下工作? 若为了测定小灯泡
18、的额定功率,试验中发觉电压表的示数是2伏,那么滑动变阻器的滑片P应向哪个方向移动?若电压表的示数是1.2伏,又如何?(比照图9梍4分析。) 两只额定电压都是1.5伏的相同的小灯泡,如何连接才能正常发光?(串联,电源电压是3伏;并联,电源电压是1.5伏。) (3)老师小结P实与P额的三种关系和用电器只有在额定电压下运用才能正常工作。 (四)说明 l运用磁性黑板,可以激发学生学习爱好,而对于学习一般或较差,实力不够的同学,还可帮助他们顺当连接线路,做好试验。如无磁性黑板可用绒布板(或其他)代替。 2器材卡片的制作是这样:找一张较硬的白纸(如挂历纸),裁成一个长约13厘米、宽12厘米的长方形,在白纸
19、上画出图形,如要制作灯泡卡片,就在白纸上画出如图9梍5所示的灯泡图形,用水彩笔涂上色调,然后在纸上订上订书针或别上三四个圆形针,这样灯泡卡片就做好了,就可以往磁性黑板上贴。如用薄铁皮做也是一样。 3试验前,要向学生强调留意事项(2),在U=1.2U额的时间不要过长,尽量少损坏小灯泡。电源最好用干电池,也是为了少损坏灯泡。 4对于基础好的学生,完成试验较快,可再发给他们一个“2.5V”的小灯泡,共用电池。把“1.5V”“2.5V”两个小灯泡串联起来,视察谁亮?为什么?若并联呢? 金属晶体教学设计 金属晶体教学设计教材分析:金属晶体选择人教版选修3第三单元课题三,本单元主要介绍四种晶体的结构及其性
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