2023年人教版《配合物与超分子》精品教案.pdf

《2023年人教版《配合物与超分子》精品教案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年人教版《配合物与超分子》精品教案.pdf（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、新课标人教版选择性必修 2 第三章第四节 配合物与超分子 教学设计 配合物（第 1 课时）一、教学内容分析 本节课内容为选择性必修 2 物质结构与性质 第三章“晶体结构与性质”第四节第一部分：配合物。内容分三个部分，第一部分介绍配位键的概念和形成条件，第二部分介绍简单配合物的形成，第三部分介绍配合物的应用。第一部分，教材首先设置真实问题情境，以“无水硫酸铜是白色的，但 CuSO45H2O 晶体却是蓝色的，这是为什么呢？”“硫酸铜溶液呈天蓝色”这样的宏观证据制造认知冲突，再通过一组对比实验使学生在微观上体会到可能是Cu2+与 H2O 结合成的离子呈天蓝色，Cu2+与 H2O 之间可能有较大的作用

2、力存在，进而引出配位键概念。内容编排体现了宏观辨识与微观探析相结合的思想。同时，教材用球棍模型表征了Cu(H2O)42+中的化学键，帮助学生进一步理解配位键的本质。第二部分，在配位键的概念形成后，教材进一步通过 3 个实验，一方面用明线突出介绍了 3 种简单配合物的制备和性质，建构配合物的认知模型，突出了本册“物质结构与性质”这一主题；另一方面用暗线让学生认识到配位键不仅存在于金属离子与某些分子间，也能存在于金属离子与某些离子间，加深对配位键本质和配合物理论的理解，从而利于学生将配位键和配合物自然地纳入到已有知识系统中，实现了知识的结构化，更新了学生的知识结构。第三部分，教材介绍配合物广泛存在

3、于自然界中，并举例说明了配合物在生产、生活、科学研究等方面的广泛应用，并配以“资料卡片”拓宽学生的视野。二、学生分析 本节内容前，学生通过分子结构的学习，掌握了共价键知识，一般共价键的形成方式是成键双方原子各提供一个单电子，而形成共价键还有其他方式，学习配位键能打破他们对共价键固有的认识。学生还通过分子结构的学习，掌握了杂化轨道理论。这些都是学习配位键和配合物理论的必备基础。但因本节内容非常抽象，所以教学中可以多运用实验探究和多媒体辅助教学的方式让学生感受典型配合物的形成过程，体验配合物中中心离子和配体间的作用。三、教学目标 1.理解配位键作用、配合物的概念、成键条件和表示方法。2.了解配合物

4、的结构和性质的多样性和复杂性。3.认识常见配合物，了解配合物在生活中的应用，激发学生学习化学的积极性。4.通过铜离子的变色实验体验配合物中中心离子和配体间的作用，培养动态平衡思维模型的迁移能力。5.通过硫酸四氨合铜制备的实验感受典型配合物的形成过程，并培养学生对配合物空间构型的质疑、分析和归纳的能力。教学重点：配位键作用和配合物的结构 教学难点：配合物中中心离子和配体间的作用 四、教学媒体与资源的选择与应用 1.教学用PPT 文件一个（含视频、动画、图片和课堂作业等）2.希沃交互智能一体机一个、希沃学生平板若干个 3.药品：CuSO4、CuCl2、CuBr2、NaCl、K2SO4、KBr 等固

5、体 0.1mol/L 硫酸铜溶液、1mol/L 氨水、95%乙醇、0.1mol/L 氯化铁溶液、0.1mol/L 硫氰化钾溶液、0.1mol/L 氯化钠溶液、0.1mol/L 硝酸银溶液、0.1mol/L H2SO4 溶液、足量的水 4.仪器：点滴板 1 块、试管架 1 个、试管若干、滴管若干、小烧杯 2 个、药匙若干、玻璃棒 1 根 五、教学过程 教学环节 教学活动 解读与评价 一、创设情境引入教学【创设情境】播放 PPT 图片（展示溶有金的王水溶液）并据此讲述波尔溶解金奖章的故事，引入主题。【讲述】波尔巧用王水溶解金生成了可溶于水的配合物。什么是配合物呢？【解读】通过 PPT 向学生提供真

6、实的情境素材，用化学知识结合历史故事，激发学生的学习兴趣和探究意识，引发学生对科学家的崇敬之情和爱国情怀。【解读】引入教学 二、实验探究学习新知【引导分析】如果取少量硫酸铜固体溶于水，再向硫酸铜水溶液中逐滴加入氨水直至过量，会有什么实验现象？最终产物是什么？【学生活动】讨论以下两个问题，进行实验探究、分析作答。1.为什么五水硫酸铜是蓝色而硫酸铜是白色？【实验探究 1】学生分组完成课本 P95 实验 3-2，用平板拍照实验现象，提交到希沃交互智能一体机分享展示。2.Cu2+与 H2O 是如何结合的？【结论】1配位键：定义：电子对给予-接受键。形成条件：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形

7、成的共价键。表示方法：AB（A 是提供孤电子对的原子，B 是接受孤电子对或提供空轨道的原子）。【演示】动画视频：NH+形成 4【讲述】配位键同样具有饱和性和方向性。一般来说，多数过渡金属的原子或离子形成配位键的数目是基本不变的，如Ag形成 2 个配位键；Cu2形成 4 个配位键等。【学生活动】阅读教材并思考：NH4Cl 和Cu(H2O)4SO4 哪个是配位化合物？【结论】配位化合物的概念：把金属离子(或原子)与某些分子或离子(称为配体)以配位键结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。【讲述】配合物的组成：Cu(H2O)4 SO4 配合物溶于水易电离为内界配离子和外界离子，那内界配离子中中心

8、离子和配体间呢？【学生活动】思考以下三个问题，完成实验探究 2 和 3：硫酸四氨合铜的制备和转化，仔细观察现象、小组讨论回答。【实验探究 2】2 位学生在讲台上合作完成课本 P96 实验【解读】提出具体实例，并提出具体探究的问题，引导学生思考的方向。【解读】通过对比试验培养学生的思维方法，引导学生自我建构配位键形成的本质。【评价】能根据现象说明 溶液呈天蓝色，满意；能从微观视角说明 Cu2+与H2O 结合成的离子或水合铜离子呈天蓝色，其他离子没有颜色，加分。【解读】若能根据 H3O+的形成提出Cu(H2O)42+中 Cu2+与H2O 的结合方式，满意；若能说出配位键的定义、形成条件，加分。【解

9、读】从本质上定义配位键。【解读】加深对配位键的理解。【评价】回答正确，满意；能说明理由，加分。【解读】明确配合物概念。【解读】介绍配合物的组成。【解读】引导学生明确内外界间离子键的断裂和內界中配位键的强度。【解读】带着感知硫酸四氨 3-3，1 位学生用平板同时拍摄实验过程，并在希沃交互智能一体机上同步分享展示。注意：（1）硫酸铜溶液取 4mL。（2）取用氨水要迅速。（3）逐滴滴加氨水至过量。【讲解】结构测定的实验证明，无论在深蓝色的透明溶液中，还是在析出的深蓝色的晶体中，深蓝色都是由于存在Cu(NH3)4 2+。1.说明硫酸四氨合铜中化学键的种类和强度。【强调】NH3 分子中氮原子的孤电子对进

10、入Cu2的空轨道，Cu2与 NH3 分子中的氮原子通过共用氮原子提供的孤电子对 形 成 配 位 键。配 离 子 Cu(NH3)42 可 表 示 为 。【实验探究 3】将实验 3-3 最后一步，改为一个对比试验：滴加H2SO4 溶液，观察现象。由 2 位学生继续完成对比实验，1 位学生用平板同时拍摄实验过程，并在希沃交互智能一体机上同步分享展示。2.不同配体与同一中心离子的配位能力相同吗？3.从化学实验事实角度出发，解释动态原理过程。【讲解】配位键的强度有大有小，有的配合物很稳定，有的很不稳定。配位键越强，配合物越稳定。Cu2+在不同配体之 合铜的体验目标，完成硫酸四氨合铜的制备。【评价】准确描

11、述实验现象（滴加氨水后，试管中先出现蓝色沉淀，氨水过量后沉淀逐渐溶解，得到深蓝色的透明溶液。加入 95%乙醇并用玻璃棒摩擦试管壁后，析出深蓝色晶体），满意；能从微观视角解释原因或写出方程式：Cu22NH3H 2O=Cu(OH)22NH、Cu(OH)2 4 4NH3=Cu(NH3)4(OH)2，加分。【评 价】能 准 确 说 出Cu(NH3)4 SO4 的内界离子、外界离子、中心离子、配体，满意；能准确说出化学键的种类和强度，加分。【解读】通过增补对比实验，使学生理解 Cu2+可在不同强弱配体之间传递，发展学生“变化观念与平衡思想”素养。【评价】准确描述实验现象（滴加 H2SO4 溶液后，颜色变

12、为天蓝色），满意；能从微观视角解释原因或写出方程式：Cu(NH3)4(OH)2 3H2SO4=CuSO4 2H2O 2(NH4)2SO4，加分。【评价】能回答不同，满意；能指出配位键的强弱，加分。【评价】能根据现象分析出正向转化：Cu(H2O)4 SO4 Cu(OH)2 Cu(NH3)4 SO4；加入硫酸后，又可发生逆向转化：Cu(NH3)4(OH)2 Cu(H2O)4 SO4，满意；能解释原因，加分。间传递时，由弱配体向强配体的转化，只需加入强配体即可；而逆向的转化，往往是通过对强配体的破坏或强制性的平衡移动才能实现。三、归因分析建构模型【质疑】如何检验Fe3+？【学生活动】阅读课本 P97

13、 页，讨论以下两个问题，进行以下实验探究、分析作答。【实验探究4】学生分组完成课本P97 实验3-4和实验3-5，用平板拍照实验现象，提交到希沃交互智能一体机分享展示。1.观察实验现象，分析产生这种现象的原因，并总结配合物的形成原理和应用。2.哪些金属离子（原子）与哪些分子或离子能形成配合物？【结论】播放配合物模型认知微课1.配合物的组成：(1)中心离子（原子）是提供空轨道接受孤电子对的离子（原子），一般都是带正电荷的阳离子。由于许多过渡金属元素的离子对多种配体具有很强的结合力，因而多为过渡金属元素的离子。(2)配体是提供孤电子对的阴离子或分子，配体中直接同中心离子（原子）配位的原子叫做配位原

14、子。配位原子必须是含有孤电子对的原子，如 NH3 中的 N 原子，H2O 中的 O 原子等。(3)配位数是直接与中心离子（原子）形成的配位键的数目。2.形成配合物的原理：形成配合物的中心离子(原子)必须存在空轨道，配体一般都存在着孤电子对。当配体接近中心离子(原子)时，为了增加成键能力，中心离子(原子)用能量相近的空轨道杂化，配体的孤电子对填到中心离子(原子)已杂化的空轨道中形成配离子。配离子的立体构型、配位数及稳定性等主要决定于杂化轨道的数目和类型。内界配离子中中心离子和配体间通常不能电离。3.配合物的应用：当配合物形成时，会因结构改变引起性质改变：(1)颜色的改变：当简单离子形成配离子时，

15、常会发生颜色变化。我们可根据颜色变化判断配离子是否生成，也可用于简单离子的检验等。(2)溶解度的改变：一些难溶于水的金属氯化物、溴化物、碘化物、氰化物可以依次溶解于过量的Cl-、Br-、I-、CN-离子和氨中形成可溶性的配合物，常在生产中应用于物质的分 离和提纯等。【解读】将教材实验内容设计为问题，引导学生温故知新，逐步建立配合物的认知模型。【评价】能解释配合物的形成，满意；能举例配合物在生产生活等方面的应用，加分。【评价】能说出：常见金属离子有Fe3、Ag、Cu2、Zn2、Cr3+等；常见配体有分子（NH3、H2O、CO等）、离子（Cl、OH、CN、SCN 等）；满意。【解读】建立配合物的组

16、成、形成原理与应用间的关联，形成配合物的认知模型，发展学生“宏观辨识与微观探析”素养。【学生活动】分析配位键与非极性键、极性键的区别与联系 【评价】能说出配位键的本质，满意；能说出特征，加分。四、归纳整理形成方法【结论】配位键与非极性键、极性键的区别与联系【解读】建立“新知”与“旧知”的联系，更新知识结构。配位键中的共用电子对是由成键单方提供的，而其他的共价键的共用电子对是由成键双方提供的。这正是理解配位键的本质和形成条件的关键和难点。类型 比较 共价键 非极性键 极性键 配位键 本质 相邻原子间的共用电子对(电子云重叠)与原子核间的静电作用 成 键条 件(元素 种类)成键原子得、失电子能力相

17、同(同种非金属)成键原子得、失电子能力差别较小(不同非金 属或少数金属与非金属)成键原子一方有孤电子对(配体)，另一 方有空轨道(中心离子)特征 有方向性、饱和性 五、问题解决及时评价【学生活动】教师在希沃交互智能一体机上将课堂练习发送到学生平板，学生在平板上完成并提交。教师可根据大数据统计的答题正确率来诊断学生的水平。1.阅读课本 P98 页“资料卡片”，指出图 3-43 中的配位键、配位原子和配位数。2.波尔溶金的原理是：Au+HNO8+4HCl=HAuCl4+NO+2H2O，分析HAuCl4和抗癌药物顺铂Pt(NH3)2Cl2 的中心离子、配位体和配位数。3.向下列配合物的水溶液中加入

18、AgNO3 溶液不能生成AgCl 沉淀的是（）ACo(NH3)4Cl2Cl BCo(NH3)3Cl3 CCo(NH3)6Cl3 DCo(NH3)5ClCl2【解读】设计问题解决，诊断学生对配合物认知模型的运用水平。【评价】正确完成 1、2 题，满意；正确完成第 3 题，加分。六、作业设计诊断反馈【基础性作业】完成课本 P100 页“练习与应用”17 题。【拓展性作业】1.完成课本P100 页“练习与应用”第 9 题。2.查阅资料，整理配合物在生产生活等方面的应用，用图文并茂的形式制作成一篇电子文档上交。【解读】通过基础性作业诊断和评价学生对配位键本质的理解和对配合物认知模型的运用水平；通过拓展

19、性作业拓展学生视野，诊断并发展学生对化学学科价值的认 识水平。附：板书设计：第四节 配合物与超分子 一、配合物 1.配位键：定义形成条件 表示方法 2.配位化合物：定义配合物的组成配合物的稳定性配合物的应用 六、教学评价与反思 配位键和配合物都是抽象的概念，是中学化学学习中的难点内容。本节课基于学生已有的对化学键和杂化轨道理论的认识，根据结构决定性质这一化学的核心观念，创设真实的问题情境，并以对比实验探究的方法，引导学生突破难点，自我建构对配位键本质和配合物形成条件的认识。具体来说，本节课有以下的特点：1.制造认知冲突，激发学生好奇心 教学引入时呈现的PPT图片、历史故事都是源于生活且学生熟悉

20、的真实情景：为什么无水硫酸铜是白色的，但五水硫酸铜晶体却是蓝色的？历史故事：物理学家波尔利用了什么原理巧用王水溶解金生成了无色溶液？不仅如此，所选素材以及后续对比实验中硫酸铜溶液也呈现蓝色与学生已有的认识发生冲突（铜离子呈天蓝色），激发了学生的好奇心。在配合物的认知模型建立后，又引导学生回到这个情景问题中来，首尾呼应，使学生顿时豁然开朗，获得了成功的喜悦，让学生体会到化学学科的价值，激发了学生学习化学的热情。还通过熟悉的历史故事引发了学生对科学家的崇敬之情和对祖国的热爱，发展了学生“科 学精神与社会责任”核心素养。2.利用思维的可视化设计，引导学生自我建构 本节教学最大的挑战是对配合物中中心离

21、子和配体间的作用的理解，为突破这一难点，教师设置了 3 组实验对比，通过对比，学生更直观生动地体验到了配合物结构和性质的多样性和复杂性，也由此建构了配合物理论模型。这种对比设计实现了思维的“可视化”，降低了知识的抽象性，使学生能顺利地实现新知的自我建构，发展了学生“证据推理与模型认知”核心素养。尤其是通过铜离子的变色实验，从实验事实出发，让学生从感性认知入门，体验了配合物中中心离子和配体间的作用，还通过增补对比实验，经过实验过程的逻辑分析，引领学生参与教学活动，使学生理解Cu2+可在不同强弱配体之间传递，发展了学生“变化观念与平衡思想”核心素养。3.注重知识的发展逻辑，引导学生逐步深入 在学生

22、认识配位键的本质后，教师及时组织了“归因分析 建构模型”这一环节的教学，引导学生分析配位键与配合物形成间的关联，从而帮助学生构建了配合物的“认知模型”，不仅使学生认识到了配位键这一知识的功能价值，同时帮助学生进一步巩固了“结构决定性质”这一化学的核心观念，发展了学生“宏观辨识与微观探析”核心素养。配位键作为一种特殊的共价键，与已经学过的极性键、非极性键两种作用相比，有何区别和联系呢？这是学生此时会自然产生的疑问。于是，教师及时组织“归纳整理 形成方法”的教学环节，教学的逻辑性清晰自然。教师直接利用表格对比形式进行归纳整理，帮助学生实现了知识的结构化。4.重视学生活动设计，关注日常学习评价 教师

23、不仅在教学中设计了专门的课内反馈评价环节“问题解决 及时评价”，更是通过多个学生活动将评价贯穿于教学的全过程，这一意图从教学设计的“解读与评价”栏中清晰可见。教师将活动表现评价、提问与点评、作业练习等评价方式结合起来，积极实践新课程倡导的“教、学、评”一体化理念。教师还遵循了评价的“满意原则和加分原则”，对学生的实际表现进行分层评价，这有利于激励不同层次的学生。例如在实验探究 1 活动中，对学生的不同表现给与了不同的评价：能根据现象说明溶液呈天蓝色，满意；能从微观视角说明 Cu2+与 H2O 结合成的离子或水合铜离子呈天蓝色，其他离子没有颜色，加分。这两种层次的评价其实都具有激励作用，关注的是不同学生都能获得发展。5.建议：由于配合物理论非常抽象，教学中要根据学情，适当降低问题解决的难度；同时利用实验探究体验和多媒体辅助教学，使本来很难理解的过程变得易于接受。