1、第 2 章 化学键 化学反应与能量第 1 节 化学键与化学反应本 节 分 析化学键概念的建立为学生从原子，分子水平认识物质的构成和化学反应打开了一扇窗，而深入研究和利用化学反应又是认识化学反应实质的基础。本节教材将这两条线索融合起来，使学生既了解了物质的构成，又认识了化学反应中物质变化和能量变化的实质。通过初中化学的学习，学生已经知道原子可以结合成分子，原子失去或得到电子后可以变成离子，离子可以结合成物质，但不知道原子是怎样结合成分子的，离子是怎样结合成物质；已知道化学反应过程中会发生物质的变化，但不知道物质变化的实质是什么；已知道燃烧是化学变化，物质燃烧要释放能量，但不知道化学反应过程中为什
2、么会伴随能量变化。本节在学生对原子结构有了比较深入了解的基础上解决上述问题。在前边原子结构和元素周期律知识的基础上，引导学生进一步探索原子是如何结合成为分子的。通过对化学键概念的建立，使学生在原子、分子的水平来认识物质的构成和化学反应。老教材把“物质的构成”和“化学反应中的能量变化”两个知识点分开来讲，两者知识跨度较大，前后联系不太紧密。实际上人们研究化学反应，有两个主要的目的：一个是研究物质的组成(或得到新的物质 )，二是研究物质变化时伴随的能量改变。两者是紧密联系的。新教材就突出了这一点，把化学变化和能量变化放到一起来讲，使学生懂得在物质发生化学变化的同时也伴随有能量的变化，从两个视角来关
3、注化学反应，从而为认识化学反应和应用化学反应奠定基础。课时分配：2 课时第 1 课时 化学键与化学反应中的物质变化整 体 构 思教学目标 1课标要求(1)通过了解化学键的含义及离子键、共价键的形成，增进学生对物质构成的认识。(2)通过化学键、离子键、共价键的教学，培养学生的想象力和分析推理能力。2三维目标知识与技能(1)了解化学键的含义及离子键、共价键的形成，增进对物质构成的认识。(2)了解化学反应的实质。(3)了解在化学键的角度上物质的分类。过程与方法(1)通过分析水通电分解的实验，知道化学键概念，并通过分析化学反应中化学键变化，总结出化学反应的实质。(2)通过实验观察和对 NaCl、HCl
4、 的形成过程的分析，了解离子键、共价键的形成原因和存在情况。(3)通过对离子键、共价键的概念深入对比分析，加深知识的理解。(4)从已有知识经验入手，在化学键的角度将物质分类，结合以前的分类方式，对物质分类建立全面的认识。情感态度与价值观(1)通过对化学键、共价键、离子键的学习，增强想象力和分析推理能力。(2)通过对化学反应实质的学习，提升对化学反应的价值的认识，从而赞赏化学科学对人类社会发展的贡献。教学分析 1教材分析本部分知识线索：化学键化学反应的实质离子键和共价键离子化合物和共价化合物。学习化学键，是为了更好地认识物质结构和化学反应的本质，因此，本节内容在整个中学化学中占有非常重要的地位。
5、本节教材属于化学基本理论之一，教材中缺少直观、形象的演示实验，比较抽象、枯燥。为了避免枯燥的讲授，教材中每一个问题都是以某一化学反应为背景展开的。因此在教学中注意认真分析教材编写意图，充分利用教材提供的图片资料和网络动画资源，或适当补充演示实验或实验录像，增强直观性和趣味性；充分利用栏目中的讨论题，组织学生展开讨论、交流，增强互动，关注学生形成概念的过程。化学键的破坏与形成仍是对原子结构理论的应用，注意引导学生从分析原子的相对稳定结构角度出发，分析化学变化中的能量变化和化学变化的实质。2学情分析(1)认知、思维水平：学生正处于生理的高速发展期，认识能力和知识水平都达到了较高的层次，他们正经历着
6、从习惯于感性思维、形象思维向更加关注理性思维、抽象思维的转轨期，所以在教学中注意借助直观的图片、动画、演示实验的同时，注意引导学生分析讨论、推测，使他们的认识过程从直观的体验和想象上升到理性的思维阶段。(2)学生的学习方式：经过高一半年的训练，学生善于质疑、主动思考、积极获取知识的学习习惯已基本养成，参与意识、合作意识已有较明显提高。(3)学生已有知识基础：通过第一章的学习，学生对原子结构知识有了比较深入的了解。结构决定性质的观点已基本建立起来。教学重点、难点 教学重点：化学键、离子键、共价键的含义，化学键与化学反应的实质，化学键与化学反应能量的关系。难点：对离子键、共价键的成因和本质理解。教
7、学方法 引导讨论法，分析推理、比较归纳法。课前准备 1多媒体教学课件离子键的形成过程。2图片资料。3课本有关栏目相关资料以及化学能源相关资料补充。板书设计 第 2 章 第 1 节 化学键与化学反应第 1 课时 化学键与化学反应的物质变化1化学键与物质变化(1)化学键：相邻的(两个或多个 )原子间的强烈相互作用。(2)化学反应中物质变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成。2化学键的类型(1)离子键：概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。形成条件：活泼的金属原子与活泼的非金属原子相互作用时，易形成离子键。实质：阴、阳离子之间的静电作用。(2)共价键概念：原子间通过共用电子对形成的化学键
8、。形成条件：非金属原子间相互作用时。实质：电性作用。3化学键与物质结构(1)离子化合物：含有离子键的化合物。如：NaCl、CaCl 2、KOH 、CaO 等。(2)共价化合物：只含有共价键的化合物。如：HCl、H 2O、CH 4、NH 3、CO 2。教 学 设 计情景导入 导入设计一：石油对国家发展是十分重要的， “石油黑金” 、 “石油血液” ，这是对石油价值的形象比喻。说明了石油在当今社会的重要性。面对世界的能源危机，有人想将水变成石油来解决能源问题，你觉得可行吗？(提示)石油主要由碳氢元素组成，原子间靠相互作用才形成了石油分子。导入设计二：引领学生观察图片木炭在空气中的燃烧，水在通电条件
9、下分解的实验图片。【设计思路】1.通过观察熟悉的化学反应引发对化学反应新的思考。了解化学反应中不仅会发生物质的变化，还伴有能量的变化。了解化学反应现象与物质种类、能量变化的联系，培养学生大胆质疑、勇于探索的科学精神。【问题思考】(1)为什么化学反应中会发生物质变化？化学反应中的最小微粒是什么？(2)水分子是如何分解生成 H2 和 O2 的？(3)你对化学反应有哪些新的认识和研究？【设计思路】初步认识化学能可以转化为热能、光能，电能可以转化为化学能。引导学生从微观角度认识化学反应的过程。理解反应物变为生成物的过程中，反应物首先被拆分成原子，原子之间又重新结合为新的分子。即化学反应中的最小微粒是原
10、子。【演示实验】水在通电的条件下分解：2H 2O 2H2O 2。= = = = =通 电 【问题思考】水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，氢氧原子间存在一种相互作用，才结合为水分子的，原子是化学反应的最小粒子，那么同学们思考一下，水的分解为什么要通电？【讨论互动】学生进行思考和讨论：水在通电的条件下分解，水分子中氢氧原子间存在着强烈作用，要破坏这种相互作用，就需要能量，通电正是为水分解提供所需能量。【设计思路】运用媒体教学方式，增加学生的学习兴趣。培养学生分析问题、解决问题的能力。【学生活动】思考，观看多媒体中水的模型，总结出只有原子相邻且相互作用强烈才能形成化学键。【成果展示】由此引出本
11、节课的第一个概念。化学键：相邻的(两个或多个 )原子间的强烈相互作用。【知识拓展】(1)不相邻的，作用一般就不强烈。如果相邻但不强烈，也无法形成化学键，如水分子中的氢原子与氢原子。(2)原子：是广义上的原子，既包括不带电的中性原子，也包括阴阳离子。(3)相互作用：既包括排斥也有吸引( 既有原子核与电子的吸引，也有原子核与原子核、电子与电子的排斥)。【设计思路】培养学生深入分析知识的能力。【理论支持】用多媒体展示水分解时分子中化学键变化情况：观察到水分子中氢原子与氧原子的化学键断裂，形成了单个氢原子和氧原子，氢原子与氢原子间，氧原子与氧原子间又分别形成了新的氢氢化学键和氧氧化学键，从而生成氢气和
12、氧气。【讨论互动】下列化学反应中断裂了哪些化学键又新形成了哪些化学键，探究化学反应的本质是什么？2H2O 2 2H2O = = = = =点 燃 H2Cl 2 2HCl = = = = =点 燃 N23H 2 2NH3 = = = = =催 化 剂 一 定 条 件【学生活动】思考、分析、讨论：氢氢化学键和氧氧化学键断裂，形成了氢氧化学键。氢氢化学键和氯氯化学键断裂，形成了氢氯化学键。氮氮化学键和氢氢化学键断裂，形成了氮氢化学键。【归纳总结】在这些化学反应中都有旧化学键断裂和新化学键生成。【设计思路】了解化学反应中化学键变化，培养学生正确的分析观和合作精神。【深入探究】现在同学们讨论一下水通过化
13、学变化能变成石油吗？【分组讨论】不能，不符合元素守恒，氢氧键断裂，无法形成石油分子中的碳氢键和碳碳键。【归纳总结】理论上是可以的，但在当今的技术上，其生产成本太高，远超其使用价值。无法实现大规模的工业生产。所以未来能源的开发使用就要靠你们了。【情景导入】化学家们在进行科学研究时，发现无法用同一种理论，正确地解释所有类型的化合物，由此，对化学键进行了分类。【问题思考】元素分为金属元素和非金属元素，那么不同类型的元素组成的物质化学键有什么不同呢？【教师点拨】我们以金属元素与非金属元素组成的 NaCl 和非金属元素组成的 HCl 为例：(画出 Na、 Cl、H 的原子结构示意图)。【实验探索】播放实
14、验录像氯气有毒，借助多媒体不仅快捷，而且不会因氯气的毒性或气体扩散使得满屋刺激性气味而影响教学)请同学们注意观察实验现象。钠在氯气中的燃烧实验录像：2NaCl 2 2NaCl= = = = =点 燃 氢气在氯气中的燃烧实验录像：H 2Cl 2 2HCl= = = = =点 燃 【交流分享】观察实验现象，做记录：(1)钠在氯气中燃烧，钠发出黄光，产生大量白烟，生成白色固体。(2)氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，产生大量的热。思考其形成过程的区别。【设计思路】讨论、详析实验现象，培养学生的实验探究能力、情感态度和价值观。【深入探究】NaCl 的形成过程(演示钠、氯原子结构示意图，并动态演示 Na
15、Cl 的形成过程) ：在 NaCl 的形成过程中，Na 是金属元素，易失去最外层一个电子，达 8 电子稳定结构。Cl 是非金属元素，易得到一个电子，达 8 电子稳定结构。当钠原子和氯原子靠近时，钠原子失去最外层的一个电子形成钠阳离子，氯原子最外层得到钠的一个电子形成氯阴离子(两者最外层均达到稳定结构)，阴、阳离子靠静电作用形成化学键离子键。【归纳总结】离子键：阴、阳离子靠静电作用形成化学键。一般存在于活泼金属和活泼非金属之间。【深入探究】HCl 的形成过程 (演示氢、氯原子结构示意图，并动态演示 HCl 的形成过程)：观察到氢、氯都是非金属元素，都不易失去，而是各提供一个电子，形成一对共用电子
16、，使彼此都达到稳定结构。原子间通过共用电子对形成的化学键叫共价键。【归纳总结】共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。一般非金属元素之间形成共价键。【深入探究】从成键微粒、成键实质、成键条件区分离子键和共价键，学生讨论并填写本表格。【分组讨论】共价键 离子键成键微粒 原子 阴、阳离子成键实质 共用电子强相互作用 阴、阳离子间静电作用成键条件一般为非金属元素原子之间或非金属元素和某些金属元素原子之间活泼金属元素(A、A 元素 )原子与活泼非金属元素(A、A) 原子之间【练习】指出下列物质的微粒所含的键型并填入表格：CaO、MgCl 2、H 2O、CH 4、NaCl、NH 3、CO 2H2O、C
17、H 4、NH 3、CO 2 CaO、MgCl 2、NaCl【资料在线】世界上元素只有 100 多种，但目前已知化合物已超过 1 000 万种了。元素是怎样形成化合物的，这是化学家共同关心的问题。最早化学家假设原子和原子之间是用一个神秘的钩钩住的，这种设想至今仍留下痕迹，化学键的“键”字就有钩的意思。1916 年，德国科学家柯塞尔考察大量的事实后得出结论：任何元素的原子都要达到稳定结构。柯塞尔的理论能解释许多离子化合物的形成，但无法解释非离子型化合物。1923年，美国化学家路易斯发展了柯塞尔的理论，提出共价键的电子理论：两种元素的原子可以相互共用一对或多对电子，以便达到稀有气体原子的电子结构，这
18、样形成的化学键叫做共价键。【情景导入】我们知道化合物根据不同的依据有多种分类方式，同学们以前学习过根据化合物的性质，将化合物分为：酸、碱、盐、氧化物、氢化物等。根据导电能力，化合物分为：电解质和非电解质。人们又根据化合物所含化学键的不同，将化合物又分为：离子化合物和共价化合物。【设计思路】结合新知识，巩固旧知识。【概括提升】离子化合物：含有离子键的化合物。如：NaCl、CaCl 2、KOH 、CaO 等。共价化合物：只含有共价键的化合物。如：HCl、H 2O、CH 4、NH 3、CO 2。【分组讨论】含有离子键的一定是离子化合物，含有共价键的一定是共价化合物吗？NH4NO3 是共价化合物还是离
19、子化合物？酸、碱、盐、氧化物中哪些属于离子化合物，哪些属于共价化合物？【答疑解惑】含有离子键的一定是离子化合物，含有共价键的不一定是共价化合物。如 NH4NO3 既是含离子键又含共价键的离子化合物。离子化合物：酸、强碱、大部分盐、金属氧化物。共价化合物：弱碱、少数的盐、非金属氧化物。【设计思路】设置有难度梯度的问题组，培养学生解决问题的能力和循序渐进、稳扎稳打的科学态度。增进学生的团队合作精神。【知识拓展】化学键与物质的性质是紧密联系的，离子键和共价键都是比较强的化学键，要破坏这些化学键都需要较多的能量，例如，氯化钠、碳酸钙、氧化镁等物质是离子化合物，他们熔化时要破坏离子键，由于离子键很强，因
20、此它们的熔点也很高。氮分子发生化学反应时要破坏分子内很强的共价键，由于该共价键很难破坏，因此氮分子化学性质很稳定。再如金刚石完全是由共价键构成的，金刚石熔化时要破坏内部的共价键，因此金刚石的熔沸点、硬度等都非常高。【研究学习】理解化学键与物质熔沸点及稳定性的关系。【设计思路】增加知识的深度，以促进学生的积极探索，使学生学的深刻和扎实。【归纳总结】以问题形式总结本节课教学重点、难点1什么是化学键？2化学键有几种主要类型？3共价化合物、离子化合物与构成它们的微粒以及微粒之间存在的化学键类型存在什么关系？4化学反应中的物质的变化实质是什么？【学生活动】(1)回忆所学化学键知识，思考问题；(2)与同学
21、交流、讨论。回答问题； (3)概括、整合本节课程内容。课堂小结 本节课我们主要学习和讨论了化学键的含义，认识离子键、共价键的形成过程与形成条件的特征、实质。化学键是为了更好地认识物质结构和化学反应的本质，对于学好化学和解决实际问题是非常重要的。课堂作业 1下列变化中，没有化学键断裂和形成的是( ) 。A冰的熔化 BO 2 变成 O3C电解水生成 H2 和 O2 D合成氨答案：解析：选 A。只要发生化学变化就一定有化学键的断裂和形成，冰的熔化是物理变化，故答案为 A。2根据化学反应的实质是旧的化学键断裂，新的化学键形成这一理论，下列变化不属于化学反应的是( )。A水在高温加热后变成水蒸气 B生石
22、灰变成熟石灰C石墨转变为金刚石 D钠投入水中答案：解析：选 A。水经高温变为水蒸气是物理变化，没有化学键的断裂和生成；B 、C、D 均为化学变化。3下列哪一组元素的原子之间反应可以形成离子键( ) 。原子 a b c d e f gM 层电子数 1 2 3 4 5 6 7Aa 和 c Ba 和 fCd 和 g De 和 g答案：解析：选 B。判断出 a、b、c、d、e、f、g 分别为：Na、Mg、 Al、Si、P、S、Cl，根据活泼的金属与活泼的非金属元素原子之间形成的化学键是离子键可知答案为 B。4下列说法正确的是( )。A形成离子键的阴阳离子间只存在静电吸引力BHF、HCl、HBr、HI
23、的热稳定性和还原性均依次减弱C第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强D元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果答案：解析：选 D。离子键是阴、阳离子之 间的静电作用而形成的，包括静电吸引力和排斥力，故 A 错；F、Cl、Br、I 随着原子序数的递增，非金属性逐渐减弱，其氢化物的热稳定性依次减弱，还原性依次增强，B 项错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，但稀有气体除外，C 项错误；元素周期律的根本原因是元素原子核外电子排布的周期性变化的结果，D 项正确。5下面是我们熟悉的物质，用序号填空：O 2 金刚石 NaBr H 2SO4 Na 2CO3 NH 4
24、Cl NaHSO 4 Ne Na 2O2 NaOH(1)这些物质中，只含共价键的是_；只含离子键的是 _；既含共价键又含离子键的是_；不存在化学键的是_。(2)属于共价化合物的是_；属于离子化合物的是_ 。(3)将 NaHSO4 溶于水，破坏了 NaHSO4 中的_，写出其电离方程式_；NaHSO 4 熔融状态下电离，破坏了_键，写出其电离方程式_。答案：解析：O 2、金刚石中只含共价键，H 2SO4只含共价键，是共价化合物；NaBr 中只含离子键，是离子化合物；Na 2CO3、NH4Cl、NaHSO4、Na2O2、NaOH 都既含离子键又含共价键，是离子化合物；稀有气体 Ne 是单原子分子，
25、不含任何化学键。NaHSO 4溶于水电离时，Na 与HSO 之间的离子 键被破坏，HSO 中“H ”与“SO 4”之间的共价键也受到破坏；而在熔 4 4融状态电离时只断裂离子键。答案：(1) (2) (3)离子键和共价键 NaHSO 4=Na H SO 24离子 NaHSO 4=Na HSO 4教学反思 通过引导学生回忆已有知识，对常见的化学反应现象发生的原因进行分析、思考、猜测的同时，指导学生初步运用原子结构知识解释化学键形成的原因，并初步学会运用化学键知识解释化学变化中物质变化的实质。培养学生善于发现问题和解决问题的学习习惯。注意根据学生的认知特征，引导学生从感性认识上升到理性认识阶段。即：注意感知理解构建。引导学生在已有认知结构的基础上构建新的认知体系，使学生能较好地突破本节课的重点、难点。
