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2019-2020年高中化學《晶體的常識》教案5 新人教版選修3 教學內容分析： 本節(jié)內容是安排在原子結構、分子結構以及結構決定性質的內容之后來學習，對于學生的學習有一定的理論基礎。本節(jié)內容主要是通過介紹各種各樣的固體為出發(fā)點來過渡到本堂課的主題——晶體和非晶體。而晶體和非晶體的學習是以各自的自范性和微觀結構比較為切入點，進而得出得到晶體的一般途徑以及晶體的常見性質和區(qū)分晶體的方法。 教學目標設定： 1、通過實驗探究理解晶體與非晶體的差異。 2、學會分析、理解、歸納和總結的邏輯思維方法，提高發(fā)現問題、分析問題和解決問題的能力。 3、了解區(qū)別晶體與非晶體的方法，認識化學的實用價值，增強學習化學的興趣。 教學重難點： 1、晶體與非晶體的區(qū)別 2、晶體的特征 教學方法建議：探究法 教學過程設計： [新課引入]：前面我們討論過原子結構、分子結構，對于化學鍵的形成也有了初步的了解，同時也知道組成千萬種物質的質點可以是離子、原子或分子。又根據物質在不同溫度和壓強下，物質主要分為三態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，下面我們觀察一些固態(tài)物質的圖片。 [投影]：1、蠟狀白磷； 2、黃色的硫磺； 3、紫黑色的碘； 4、高錳酸鉀 [講述]：像上面這一類固體，有著自己有序的排列，我們把它們稱為晶體；而像玻璃這一類固體，本身原子排列雜亂無章，稱它為非晶體，今天我們的課題就是一起來探究晶體與非晶體的有關知識。 [板書]：一、晶體與非晶體 [板書]：1、晶體與非晶體的本質差異 [提問]：在初中化學中，大家已學過晶體與非晶體，你知道它們之間有沒有差異？ [回答]：學生：晶體有固定熔點，而非晶體無固定熔點。 [講解]：晶體有固定熔點，而非晶體無固定熔點，這只是晶體與非晶體的表觀現象，那么他們在本質上有哪些差異呢？ [投影] 晶體與非晶體的本質差異 自范性 微觀結構 晶體 有 原子在三維空間里呈周期性有序排列 非晶體 沒有 原子排列相對無序 [板書]：自范性：晶體能自發(fā)性地呈現多面體外形的性質。 [解釋]：所謂自范性即“自發(fā)”進行，但這里得注意，“自發(fā)”過程的實現仍需一定的條件。 例如：水能自發(fā)地從高處流向低處，但不打開攔截水流的閘門，水庫里的水不能下瀉。 [板書]：注意：自范性需要一定的條件，其中最重要的條件是晶體的生長速率適當。 [投影]：通過影片播放出，同樣是熔融態(tài)的二氧化硅，快速的冷卻得到瑪瑙，而緩慢冷卻得到水晶過程。 [設問]：那么得到晶體的途徑，除了用上述的冷卻的方法，還有沒有其它途徑呢？你能列舉哪些？ [板書]：2、晶體形成的一段途徑： （1）熔融態(tài)物質凝固； （2）氣態(tài)物質冷卻不經液態(tài)直接凝固（凝華）； （3）溶質從溶液中析出。 [投影圖片]： 1、從熔融態(tài)結晶出來的硫晶體； 2、凝華得到的碘晶體； 3、從硫酸銅飽和溶液中析出的硫酸銅晶體。 [探究實驗]：完成教材實驗3-1，請同學們認真觀察，并提問同學觀察到什么現象。 [回答]：首先碘升華，然后在表面皿下面出現碘的固體。 [講解]：事實上，這里提到的固體就是凝華得到的碘晶體。 [過渡]：許多固體的粉末用肉眼是看不見晶體的，但我們可以借助于顯微鏡觀察，這也證 明固體粉末仍是晶體，只不過晶粒太小了！ [投影]：晶體二氧化硅和非晶體二氧化硅的示意圖 [提問]：小組討論，通過比較，可以得出什么樣結論。 [回答]：晶體的原子排列有序，而非晶體則不是。 [講述]：從本質上來說，晶體的自范性是晶體中粒子在微觀空間里所呈的現周期性。 [講述]：通過前面對晶體與非晶體的討論，現在我們來總結一下，晶體有哪些特點： [板書]：3、晶體的特點： （1）有固定的幾何外形； （2）有固定的熔點； （3）有各向異性。 [解析]：對于同一幅圖案來說,從不同的方向審視,也會產生不同的感受,那么對于晶體來說,許多物理性質：如硬度、導熱性、光學性質等，因研究角度不同而產生差異，即為各向異性。 例如：藍晶石（Al2O3SiO2）在不同方向上的硬度不同；石墨在與層垂直的方向上的導電率與層平行的方向上的導電率1∕104。 [小結]：可以根據晶體特點區(qū)別某一固體屬于晶體還是非晶體。然而，得出區(qū)別晶體與非晶體最可靠的方法是利用x-射線衍射實驗。 [提問]：通過這節(jié)課的學習，現在請你用一句話來定義晶體，應該怎么說？ [回答]：學生1、內部原子有規(guī)律的排列的物質； 學生2、內部原子有規(guī)律的排列，且外觀為多面體的固體物質。 [板書]：4、晶體的定義： 質點（分子、離子、原子）在空間有規(guī)則地排列成的，具有整齊外型，以多面體出 現的固體物質。 練習： 1、下列關于晶體與非晶體的說法正確的是： 晶體一定比非晶體的熔點高 晶體有自范性但排列無序 非晶體無自范性而且排列無序 固體SiO2一定是晶體 2、區(qū)別晶體與非晶體最可靠的科學方法是： 熔沸點 硬度 顏色 x-射線衍射實驗 3、在我們的生活中遇到許多固體，通過今天這節(jié)課的學習，我們知道固體可以分為晶體與非晶體。請你舉出常見的晶體與非晶體的實例。 答案：1、C；2、D；3、晶體：瑪瑙、水晶、硫晶體等等；非晶體玻璃、水泥等等。 4、下列不屬于晶體的特點是： 一定有固定的幾何外形 一定有各向異性 一定有固定的熔點 一定是無色透明的固體 5、下列過程可以得到晶體的有： 對NaCl飽和溶液降溫，所得到的固體 氣態(tài)H2O冷卻為液態(tài)，然后再冷卻成的固態(tài) 熔融的KNO3冷卻后所得的固體 將液態(tài)的玻璃冷卻成所得到的固體 6、晶體具有各向異性。如藍晶石（Al2O3SiO2）在不同方向上的硬度不同；又如石墨在與層垂直的方向上的導電率與層平行的方向上的導電率1∕104。晶體的各向異性主要表現在是： ①硬度 ②導熱性 ③導電性 ④光學性質 A、①③ B、②④ C、①②③ D、①②③④ 7、一些不法商人制造假寶石來牟取暴利，你能否根據晶體物理性質的各向異性的特點，列舉出一些可能有效鑒別假寶石的方法？ 第二課時 一、晶胞 定義：晶體結構中的基本單元叫晶胞 二、晶胞中原子個數的計算方法： 位于晶胞頂點的微粒，實際提供給晶胞的只有1/8； 位于晶胞棱邊的微粒，實際提供給晶胞的只有1/4； 位于晶胞面心的微粒，實際提供給晶胞的只有1/2； 位于晶胞中心的微粒，實際提供給晶胞的只有1。 練習： 1、現有甲、乙、丙、丁四種晶胞（如圖2-8所示），可推知：甲晶體中A與B的離子個數比為；乙晶體的化學式為；丙晶體的化學式為______；丁晶體的化學式為______。 2、鈣-鈦礦晶胞結構如圖2-9所示。觀察鈣-鈦礦晶胞結構，求該晶體中，鈣、鈦、氧的微粒個數比為多少？ 3、晶體硼的基本結構單元都是由硼原子組成的正二十面體，其中含有20個等邊三角形的面和一定數目的頂角，每個頂角各有一個硼原子。如圖2-10所示，回答：（1）鍵角____；（2）晶體硼中的硼原子數____個；B—B鍵____條？ 4、在碳單質的成員中還有一種混合型晶體——石墨，如圖2-11所示。它是層狀結構，層與層之間依靠作用力相結合。每層內部碳原子與碳原子之間靠作用力相結合，其鍵角。分析圖中每個六邊形含有個碳原子。 5、C70分子是形如橢球狀的多面體，該結構的建立基于以下考慮： （1）C70分子中每個碳原子只跟相鄰的3個碳原子形成化學鍵； （2）C70分子中只含有五邊形和六邊形； （3）多面體的頂點數、面數和棱邊數的關系遵循歐拉定理：頂點數+面數-棱邊數=2。 根據以上所述確定：（1）C70分子中所含的單鍵數和雙鍵數；（2）C70分子中的五邊形和六邊形各有多少？