复习题PPT专用课堂实录内容

高中化学人教版选修3 晶胞结构的分析与计算

——第三章《晶体结构与性质》章复习（第2课时）

【课标分析】

通过微观“简单的晶胞”认识宏观“晶体的结构特点”，从微粒周期性有序排列的角度认识晶体具有自范性的宏观性质，通过计算晶胞中微粒数目认识宏观晶体的组成，培养学生分析问题寻找基本重复单元的意识，发展宏观辨识与微观探析的核心素养。

运用物质分类的观点，从组成微粒及微粒间作用力角度对晶体分类，逐一横向介绍各类晶体的微粒、结构、性质特点。本节课尝试将本章内容纵向对比实现整合，帮助学生形成

“微粒——微粒间作用力——微粒聚集成物质——物质表现的理化性质”的方法主线，引领学生从“原子结构与性质”、“分子结构与性质”

、“晶体结构与性质”三个层次认识“物质结构与性质”模块，深化对化学1、化学2模块中宏观物质性质、反应规律的本源性认识，体会选修3在化学学科教学中的地位、在认识宏观物质密度等性质上的价值，提升科学态度与社会责任素养。

新课标强调“借助模型认识晶体的结构特点”，培养学生类比迁移能力，帮助学生形成“物质间共性与个性普遍存在”的哲学印象，发展学生证据推理与模型认知素养，发挥化学课程的整体育人功能。

本章新授课后进行章专题复习，能有效帮助学生形成本章知识框架，让学会通过基本方法、基本特点、基本概念类比迁移解决陌生信息型问题，提升学生科学探究与创新意识素养。

【教材分析】

在整个高中化学课程教材体系中，选修3是在必修1、2的基础上具体研究“物质的组成与结构决定物质的性质与变化”，从四个维度展开：物质的元素组成决定性质、分子的组成决定了物质的性质、物质的结构决定物质性质、晶体的结构决定物质性质。第三章《晶体结构与性质》隶属第四维度，是对前三维度的综合、提升，抓住了研究原子形成物质的最后一环。

本章知识主线“微粒——微粒间作用力——微粒聚集成物质——物质表现的理化性质”，该章整合前两章“原子结构与性质”、“分子结构与性质”使之三位一体的教材价值定位。在章复习处理时，突出“微粒间作用力决定结构”、“结构决定性质”的方法主线，打破晶体类型间的人为界定，寻找不同类型晶体间认识过程的共性，运用一般模型解决各类晶体的复习问题。

本章复习课分作：“晶体类型的判断”、“晶胞结构的分析与计算”、“晶体性质的对比”三个专题，设计三节复习课、一节习题课。先建立晶体类型与物质物理性质间的联系，帮助学生形成微粒形成物质、物质克服作用力形成微粒的宏观、微观联系的感性认识，再引领学生透过宏观看微观，研究不同类型晶胞中微粒的定性位置与定量关系，通过计算密度来感受微观分析解决宏观问题的过程，形成宏微观对立统一的理性认识，充分体会学习物质结构与性质的方法与价值。

本节课重点复习第2个专题，以分摊法的基本方法解决陌生晶胞或原子晶体的组成分析，以晶胞的基本特点（平行面、平行棱相同，顶角一般相同）解决没有晶胞图或特殊晶胞的微粒间距或配位数分析，以密度、空间利用率等基本概念解决信息型物理量的计算，在不断“生成问题-发现问题-解决问题”的过程中，强化“解晶胞的一般程序模型”在解决新问题中的类比迁移，着重发展学生的“证据推理与模型认知”方面的核心素养。

【学情分析】

学习本章内容之前学生已经学习了原子结构与性质、分子结构与性质两章内容，学会了原子核外电子排布在原子轨道中的能量原因、原子半径等结构原因对元素性质的影响；学会了基于原子轨道间重叠程度大小分析共价键形成难易、中心原子价层电子对间的排斥力大小决定分子立体构型、分子的立体构型决定分子极性等方面的物质性质——初步形成了“作用力决定结构”、“结构决定性质”的方法主线。

本章专题复习之前，学生从熟悉的固体出发，把固体分为晶体和非晶体，引出了晶体的特征与晶胞的概念，并系统学习了分子晶体、原子晶体、金属晶体、离子晶体四大晶体的结构特征与性质差异。

高二学生已经具备了抽象思维的能力，可以进行较高级的抽象与概括，学生具有丰富的想象力和创造力，具备逻辑思维能力、小组合作能力。学生具备了在本节课对比整合出模型、类比迁移用模型的知识与能力储备。

【教学目标】

1.能根据分摊法确定晶体的组成；提高抽象思维能力，提升宏观辨识与微观探析的发展水平。

2.通过典型晶胞再认识，学会利用晶胞的基本特点分析晶体中微粒配位数，提高证据意识，发展学生证据推理与模型认知方面的核心素养。

3.建立解晶胞的一般观念、思维模型，能类比迁移相关知识解决新情境新问题；提升解决复杂问题的能力，发展科学探究与创新意识方面的核心素养。（重难点）

4.学会通过计算微观的晶胞中微粒数目、间距、质量等得到宏观的晶体密度；体会学科学习价值，感受学科魅力，培养科学态度与社会责任。（重难点）

【评价目标】

1.通过对运用分摊法分析原子晶体组成的交流和点评，诊断并发展学生科学探究的水平（定性水平、定量水平）。

2.通过PPT测试学生对常见晶胞的记忆熟练程度，诊断学生对晶胞特点的认识进阶（轮廓、位置、间距）。

3.通过对“每平方米面积上分散的晶体的质量”的小组合作探究、交流与展示，诊断并发展学生

运用“解晶胞一般程序模型”解决新情境新问题的结构化水平（视角水平、内涵水平）。

4.通过微观认识晶胞结构计算宏观晶体镍白铜合金的密度，诊断并发展学生对化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角）。

【教学重难点】

将单个原子当作研究起点，迁移运用分摊法分析原子晶体的组成需要打破由晶胞分析晶体组成的思维定式，且对分摊法的概念进行了本源性应用，属于本节课的难点。晶体密度及陌生信息型物理量的计算需综合运用晶体中微粒数目、间距，借助数学方法计算晶胞体积，属于对晶胞认识的综合计算，对学生解决问题的程序意识有较高要求，属于本节课的重难点。

【教学方法】

小组合作，科学探究——同桌间交流作业中共性错误，发现问题；

小组内多人讨论，以问题组形式导学驱动，寻找解决新问题的最优方案。

【课前学习任务单】

一、必须掌握知识清单

1.分摊法的含义，立方晶胞中各微粒位置对晶胞的贡献率

2.晶胞的概念、与晶体的关系及晶胞的特点

3.晶胞密度、空间利用率的计算公式

二、前置问题情境

描述某晶体结构的一个最小重复单元如图所示，列示计算以下问题

（1）列式分析该晶体的化学式是？

（2）

A原子周围最邻近的B原子有几个？B原子周围最邻近的A原子呢？

（3）若单个A、B原子的体积分别为m、n，晶胞边长为a，

则该晶体的空间利用率是多少？

（4）若单个A、B原子的质量分别为x、y，晶胞边长为a，则该晶体的密度是多少？

三、按要求独立完成学案上部分内容

【课堂教学过程】

教师教学活动

【引入】

在第一节课定性研究微粒形成晶体过程的基础上，这节课定量地看不同类型晶体在结构上的晶体性质作铺垫。

【展示学习目标】

明确学习目标能让我们的学习更有针对性。

【前置作业】

学生学习活动

设计意图及学生学习效果评测

【设计意图】

明确章复习主线“微粒间作用力——微粒聚集成物质——物质表现的理化性质”。

开门见山，明确学习任务

【设计意图】

的共性和个性特点，为下节课复习由结构决定

问题驱动：“解晶胞的一般程序是怎样的？”

思考、回答

概括：晶胞轮廓→微粒位置→微粒数目及间距

→配位数、密度、空间利用率等。

【每课一题】

基于组成微粒、微粒间作用力不同将晶体分类，不同类晶体结构不同、同类晶体结构也有不同，晶体结构的复杂性决定了研究晶胞结构遵循一定程序的必要性。

【主题一

晶胞中微粒数目】

问题1-1.某晶体的部分结构如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是多少？

问题1-2.金属六方最密堆积的晶胞只有正六棱柱的1/3，那么一个晶胞中含几个原子？

问题驱动：

“基本的解题方法是什么？”

引导学生自主纠错，“一个顶角被几个晶胞共用？”

概括：晶胞轮廓变化，晶胞中微粒对一个晶胞的贡献率变化，带来解决问题的困难。

问题1-3.氮化碳结构如下图所示，其硬度超透过具体问题，自主整合形成有序解决同类问题的程序模型

答、单独回答

同桌间交流作业中共性错在教师点拨下自主解决问题

小组讨论，科学探究，汇报展示

通过常见晶胞结构，给予学生用程序模型解决问题的证据，加深学生对建模用模必要性的认识。

【设计意图】

法有困难，设计小问题、步步为营，提高学生课堂参与度。

使用“解晶胞的一般程序模型”，概括用模注意事项“先看晶胞轮廓”，轮廓不同微粒对晶胞的贡献率不同，形成注重“微粒数目×单个晶胞中贡献率” 的思维模型。

由晶胞分析晶体组成，类比迁性有序排列，选择单个原子作研究对象，分析原子晶体的组成。

分摊法的基本方法得到拓展深化，既在复习中丰富知识的认识，又提高类比迁移、建模用模能力，提升宏观辨识与微观探析的发展水平。

思考、集体回章复习课学生自主总结解题方过金刚石，则其化学式是？（写出分析过程）

问题驱动：引导学生自主纠错，“与C原子结合的N原子形成的空间构型是？”

点评：该晶体不是层状结构，一个C并未被四个重复单元共用。

设计问题组：

解题的基本方法是？

有相当于晶胞的结构吗？

有常见的晶胞吗？

如何应用基本的解题方法？

点评：晶体中微粒周期有序排列，晶胞无隙并置得晶体，运用分摊法以晶胞组成确定晶体组成；原子晶体不同或同种原子间交替连接，提示我们以单个原子作为研究的起点，1个C结合4个N，每个N被3个C共用，对一个C的贡献为1/3，故晶体组成为C3N4。

误，发现问题，移到根据原子晶体中原子周期

概括：通过复习，对分摊法的基本方法，从重复单元的选择、微粒对重复单元贡献率两个角度拓展深化。

【主题二

晶胞中微粒间距】

问题2-1. NaCl晶胞中，与Na+紧邻的Cl-构成的空间构型是什么？

问题驱动：引导学生自主纠错，“为什么是正八面体？”

概括：“紧邻”理解为距离最近且距离相等。通过位置得微粒间距，经过数目分析得空间构型。

晶胞的晶胞参数为acm，则该晶体中距离最近的两个阳离子核间的距离是多少？

问题驱动：“对常见晶胞应该掌握到何种层次？”

问题2-3.KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图

K 与O间的最短距离是多少？

与K紧邻的O的个数是？

与O紧邻的K的个数是？

概括：通过复习，对晶体的特点，结合常见晶胞再认识，并用其解决缺陷晶胞中微粒数目与间距的分析，形成基本特点灵活运用的认识。

【主题三

晶胞中数目间距综合计算】

问题3-1.某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示，若合金的密度为dg·cm-3，晶胞参数a如何求解？

问题驱动：引导学生自主纠错，“晶体的密度如何计算？”

概括：计算晶胞密度时需用一个晶胞中所有微粒实际质量的和除以一个晶胞的体积。

问题3-2.在一定温度下NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”（如图），可以认为氧离子作密置单层排列，镍离子填充其中，计算每

思考、集体回答、单独回答

【设计意图】

“解晶胞一般程序模型”再运用，从基本物理量密度计算类比迁移到信息型物理量的求算。灵通过活运用相关知识解决新情境新问题，提升解决复杂问题的能力，发展科学探究与创新意识方面的核心素养。

思考、集体回

【设计意图】

通过晶体中微粒位置确定微粒间距，对比多个间距找到紧邻，

“解晶胞一般程序模型”再运用，体会晶胞的基本特点（顶角相同，平行面相同，平行棱相同）的使用

问题驱动，引发学生深入思考，让晶胞的基本特点深入学生内心，转化为解决问题的思维模型。

提升用模解决问题的能力，培养学生证据推理与模型认知方面的核心素养。

【学习效果测评】

展示常见晶胞图示，测试学生对常见晶胞的记忆熟练程度，评价对晶胞特点的认识水平。

问题2-2.NiO晶体结构与NaCl晶体类似，其答、单独回答

平方米面积上分散的该晶体的质量（氧离子的

半径为r m，用含有r的代数式表达结果，写出计算过程（相对原子质量O 16，Ni59）

设计问题组：

哪个物理量与题目中信息物理量相似？

该物理量的含义是什么？

求该物理量的一般步骤是什么？

通过解决新物理量的计算强化“重复单元轮廓→位置→微粒数目及间距→配位数、密度、空间利用率等”的解题程序的使用印象。

【再次展示学习目标】

【课堂小结】

中是否形成了解题的观念？

概括：听懂复习课，形成勤复习会复习的习惯，科学地学化学其乐无穷，人生需要多回头，反思提升完善自我，不忘初心

砥砺前行。

小组讨论，科学探究，汇报展示

【学习效果测评】

课前预习对学生分层要求，大多数学生课上开始做问题3-2。通过科学探究、汇报展示，提高学生表述个人观点的能力，提升解题思维有序意识，增强出现偶发状况的应变能力，打破哑巴式解题的常规测评模式。

概括：通过复习，对密度的基本概念强化理解，

能力等角度自【设计意图】

效果，对课堂自我评价。引领学生透过知识看能力、结合能力看素养。提升学生学习自信、帮助学生认识到化学的学科价值、与学生共享个人发展与成长的快乐。落实立德树人根本任务、发展素质教育、弘扬科学精神、让课堂成为提升学生核心素养的主阵地。

从知识、方法、学生对照学习目标，检查学习问题：经过本节课，学习了哪些知识？在头脑主总结

【课后反思】

一、教学的闪光点

1.单元整体设计，实现深度学习。

教学设计中对一章内容弄进行了有效整合，由浅入深、层层递进地设计了“晶体类型的判断”、“晶胞结构的分析与计算”、“晶体性质的对比”三个专题，并通过专题2的复习对晶体组成的进行了重点突破，避免了面面俱到，找到了分析问题的程序模型，“授之以渔”。

2.教学环节相对完整、过程流畅、结构清晰；课堂容量适当，时间布局合理。

基于一般晶体结构分析建立解晶胞的一般程序模型，理顺出微粒数目、微粒间距、密度与空间利用率等综合计算三个层次作为本节课知识主线，以分摊法的基本方法、晶胞的基本特点、密度的基本概念为方法主线，在模型运用中发现问题、解决问题，在宏观性质微观探究的过程中体会化学学科价值。

3.注重分析晶体组成问题思路的结构化，注重基于“学习任务”开展“素养为本”的教学。

通过微观的晶胞结构分析解决宏观的晶体组成认识，提升学生的宏观辨识与微观探析方面的

素养；建立解决同类问题的程序模型，并不断运用模型优化模型，在解决真实问题时不断挖掘支持结论的证据，发展学生证据推理与模型认知方面的核心素养；运用解晶胞的一般程序模型解决真实的问题（原子晶体组成分析、晶体中紧邻微粒的空间构型、层状晶体中每平方米面积上分散的质量），发展科学探究与创新意识方面的素养；通过计算微观的晶胞中微粒数目、间距、质量等得到宏观的晶体密度，体会《物质结构与性质》模块学习价值，感受学科魅力，培养科学态度与社会责任。

4.充分体现学生的主体地位，尊重学生个体差异。学生学习兴趣浓厚，积极主动，参与度高，在学习活动中获得良好体验，课堂气氛活跃有序。

课前学生学案全批全改，寻找学生出错症结，课上学生自主纠错针对性强。对学生已有知识深耕细作，创设真实问题情境，知识问题化，问题情景化，设计问题或问题组引领学生找准解决问题的突破口，训练学生有序思维能力，提升科学探究与创新意识素养。如主题3，对张浩源同学步步紧逼，深挖密度基本概念在解决晶体密度时细节处理，让荆健同学感觉豁然开朗更让张浩源同学印象深刻；设计层层递进地问题组，使学生在小组谈论中不容易迷失方向，实现了教师对课堂“放出去、收回来”的预想。

5.注重“教、学、评”一体化。

章复习课深广度、知识整合形式、课堂呈现形式、学习目标难以把握，很容易走入就题论题、知识面面俱到的怪圈。本节课试着陈题新讲、旧情境新角度，试图戳中学生痛点，引起学生思维共鸣，看似课堂容量不大，却帮助学生发现问题并解决了问题，对新授课后章复习课的上法进行了较好的尝试。

二、教学的失误点

1.概括归理能力不够，做出的复习要求太空洞，只注重少些概括字数造成学生复习可操作性差。

2.未在课上充分挖掘学生认识上的错误，缺乏倾听学生观点的耐心。

三、教学的发展点

1.工作中总是错误地认为课上完全解决学生问题花时间太多，通过本节课让我发现学生课上暴露问题、发现问题、解决问题才是最真实的学习过程，在今后的教学中要努力尝试。

2.平时不善言谈的学生也勇于表达自己的观点，是他们的展示使自己的课堂教学更高效，要用发展的眼光看待自己的教学和自己的学生，相信自己的学生更要相信自己。

3.新课程标准对教师把握教学内容的能力、信息化教学设计的能力、校外课外化学教学资源的开发能力等有了更高的要求，在教学中应不断更新教育理念，勇于做出教学创新性实践，敢于担当育人树人的历史使命，成为“塑造学生品格、品行、品味的大先生”。