高中化學(xué) 第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè) 課題2 人工固氮技術(shù)-合成氨教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修2

高中化學(xué)第一單元走進(jìn)化學(xué)工業(yè)課題2人工固氮技術(shù)——合成氨教學(xué)設(shè)計(jì)新人教版選修2課題：科目：班級：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析親愛的小伙伴們，咱們今天要一起走進(jìn)化學(xué)工業(yè)的奇妙世界，探索人工固氮技術(shù)的奧秘，特別是合成氨的過程。這節(jié)課，我們將會(huì)從教材的第一單元“走進(jìn)化學(xué)工業(yè)”中選取課題二“人工固氮技術(shù)——合成氨”來學(xué)習(xí)。這個(gè)內(nèi)容可是與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)哦，比如我們吃的面包、喝的啤酒，都離不開它呢！????

咱們先來回顧一下，之前學(xué)習(xí)的氮元素和氨的知識，然后再深入探討合成氨的反應(yīng)原理、工藝流程以及工業(yè)應(yīng)用。這樣一來，咱們就能更好地理解這個(gè)知識點(diǎn)了。準(zhǔn)備好了嗎？讓我們一起踏上這趟化學(xué)工業(yè)的探索之旅吧！????二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神、創(chuàng)新意識和社會(huì)責(zé)任感。學(xué)生將通過學(xué)習(xí)人工固氮技術(shù)，理解化學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用，培養(yǎng)運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)，通過小組合作探究，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力，增強(qiáng)對化學(xué)科學(xué)的興趣和熱愛，為將來從事相關(guān)領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.合成氨反應(yīng)原理：學(xué)生需要理解氮?dú)夂蜌錃庠诟邷馗邏杭按呋瘎┳饔孟潞铣砂钡倪^程。

2.工業(yè)合成氨的工藝流程：掌握從原料處理到氨產(chǎn)品生成的整個(gè)流程。

難點(diǎn)：

1.高溫高壓條件下的化學(xué)反應(yīng)：理解為何需要這些極端條件，以及它們對反應(yīng)速率和產(chǎn)率的影響。

2.催化劑的作用：解釋催化劑在合成氨過程中的關(guān)鍵角色，以及如何選擇合適的催化劑。

解決辦法：

1.通過實(shí)驗(yàn)演示和視頻資料，讓學(xué)生直觀感受高溫高壓環(huán)境下的反應(yīng)。

2.結(jié)合圖表和實(shí)際工業(yè)案例，幫助學(xué)生理解催化劑在反應(yīng)中的重要性，并通過小組討論，引導(dǎo)學(xué)生探索不同催化劑的效果。四、教學(xué)方法與手段1.講授法：結(jié)合多媒體課件，詳細(xì)講解合成氨的化學(xué)原理和工業(yè)流程，確保學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識。

2.討論法：組織學(xué)生分組討論，探討不同催化劑對合成氨反應(yīng)的影響，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

3.實(shí)驗(yàn)法：通過模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)合成氨的過程，加深對理論知識的理解。

教學(xué)手段

1.多媒體課件：利用PPT展示合成氨的化學(xué)反應(yīng)方程式、工藝流程圖等，直觀展示知識點(diǎn)。

2.視頻資料：播放工業(yè)合成氨的現(xiàn)場視頻，讓學(xué)生了解實(shí)際生產(chǎn)過程。

3.互動(dòng)軟件：運(yùn)用在線互動(dòng)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)時(shí)問答和在線測試，提高課堂參與度和學(xué)習(xí)效果。五、教學(xué)過程教學(xué)過程如下：

一、導(dǎo)入新課

1.老師站在教室前，微笑著對學(xué)生們說：“同學(xué)們，今天我們要一起走進(jìn)化學(xué)工業(yè)的奇妙世界，探索一個(gè)與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的重要技術(shù)——人工固氮技術(shù)。你們有沒有想過，我們平時(shí)吃的面包、喝的啤酒，它們是如何生產(chǎn)出來的呢？今天我們就來揭開這個(gè)謎底?！?/p>

二、新課講授

1.老師首先介紹氮元素和氨的基本概念，讓學(xué)生了解氮元素在自然界中的分布以及氨在生活中的應(yīng)用。

2.接著，老師講解合成氨的反應(yīng)原理，通過化學(xué)反應(yīng)方程式和圖像展示氮?dú)夂蜌錃庠诟邷馗邏杭按呋瘎┳饔孟潞铣砂钡倪^程。

3.然后，老師詳細(xì)講解工業(yè)合成氨的工藝流程，包括原料處理、合成反應(yīng)、分離提純等環(huán)節(jié)，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)案例，讓學(xué)生了解合成氨的實(shí)際應(yīng)用。

三、課堂活動(dòng)

1.老師將學(xué)生分成若干小組，每個(gè)小組選擇一個(gè)催化劑，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其對合成氨反應(yīng)的影響，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，互相協(xié)作，討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分享實(shí)驗(yàn)心得，提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

四、課堂討論

1.老師引導(dǎo)學(xué)生討論高溫高壓條件下化學(xué)反應(yīng)的原理，讓學(xué)生理解為何需要這些極端條件，以及它們對反應(yīng)速率和產(chǎn)率的影響。

2.學(xué)生們圍繞催化劑的作用展開討論，探討如何選擇合適的催化劑，提高合成氨的產(chǎn)率。

五、鞏固練習(xí)

1.老師布置一道課后習(xí)題，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析一個(gè)工業(yè)合成氨的案例，加深對合成氨工藝流程的理解。

2.學(xué)生在課后自主完成習(xí)題，老師在下節(jié)課檢查學(xué)生的完成情況。

六、課堂總結(jié)

1.老師帶領(lǐng)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)難點(diǎn)，并總結(jié)合成氨技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性。

2.老師鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探究化學(xué)知識，提高自己的綜合素質(zhì)。

七、作業(yè)布置

1.老師布置一道拓展作業(yè)，要求學(xué)生查閱資料，了解我國合成氨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢。

2.學(xué)生在課后完成拓展作業(yè)，老師在下節(jié)課檢查學(xué)生的完成情況。

教學(xué)過程中，老師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，確保學(xué)生能夠掌握合成氨技術(shù)的核心知識。同時(shí)，通過課堂活動(dòng)、討論和鞏固練習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力、團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-工業(yè)合成氨的歷史背景：介紹哈柏-博施法的發(fā)展歷程，從最初的實(shí)驗(yàn)室研究到工業(yè)化的過程，以及這一技術(shù)在化學(xué)工業(yè)中的重要地位。

-合成氨的原料來源：探討氮?dú)夂蜌錃獾牟煌瑏碓?，如天然氣、煤炭、空氣分離等，以及它們在合成氨過程中的應(yīng)用。

-合成氨的環(huán)境影響：分析合成氨工業(yè)對環(huán)境的影響，包括能源消耗、排放物處理等，以及如何通過技術(shù)創(chuàng)新減少環(huán)境影響。

-合成氨的經(jīng)濟(jì)效益：討論合成氨工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，包括對農(nóng)業(yè)、工業(yè)和日常生活的貢獻(xiàn)，以及其在全球能源結(jié)構(gòu)中的角色。

-合成氨的工業(yè)應(yīng)用案例：研究不同合成氨工廠的實(shí)際應(yīng)用案例，如大型合成氨工廠的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)裝備和經(jīng)濟(jì)效益。

2.拓展建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀相關(guān)的科普書籍，如《化學(xué)工業(yè)的故事》等，以更廣泛地了解化學(xué)工業(yè)的歷史和發(fā)展。

-建議學(xué)生參加學(xué)校的化學(xué)興趣小組或科技社團(tuán)，參與相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和研究項(xiàng)目，親身體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂趣。

-建議學(xué)生利用圖書館資源，查閱關(guān)于合成氨的學(xué)術(shù)論文和技術(shù)報(bào)告，了解最新的科研動(dòng)態(tài)和技術(shù)進(jìn)展。

-組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)地考察，如參觀當(dāng)?shù)氐拇笮秃铣砂惫S，實(shí)地了解合成氨的生產(chǎn)過程和環(huán)境控制措施。

-建議學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)論壇或社交媒體上的化學(xué)討論，與其他學(xué)生和專業(yè)人士交流學(xué)習(xí)心得，拓寬知識面。

-提供一些在線課程資源，如MOOC（大型開放在線課程），讓學(xué)生通過視頻講座和互動(dòng)練習(xí)，加深對合成氨技術(shù)的理解。

-鼓勵(lì)學(xué)生撰寫關(guān)于合成氨的科技小論文或項(xiàng)目報(bào)告，鍛煉他們的科研能力和寫作技巧。

-安排學(xué)生進(jìn)行角色扮演，模擬化學(xué)工程師，設(shè)計(jì)合成氨的工藝流程，提高他們的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新思維。七、教學(xué)反思與改進(jìn)親愛的小伙伴們，一堂課的結(jié)束，對我來說也是一堂深刻的反思課。今天我們要聊聊人工固氮技術(shù)——合成氨的教學(xué)反思。

1.反思課堂互動(dòng)

回顧今天的教學(xué)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在課堂討論環(huán)節(jié)表現(xiàn)得很積極，對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析也很有見解。但同時(shí)，我也注意到一些同學(xué)在回答問題時(shí)，對于某些細(xì)節(jié)理解不夠深入。這說明我在教學(xué)過程中可能過于注重理論知識的傳授，而忽視了學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。在未來的教學(xué)中，我打算增加更多的案例分析，讓學(xué)生在實(shí)際情境中運(yùn)用所學(xué)知識，提高他們的實(shí)踐能力。

2.反思教學(xué)方法

在講授合成氨的化學(xué)反應(yīng)原理時(shí)，我使用了多媒體課件和實(shí)驗(yàn)演示相結(jié)合的方法。這種教學(xué)方法雖然直觀，但也存在一定的局限性。有些學(xué)生反映，由于課件的文字較多，他們難以在短時(shí)間內(nèi)消化吸收。因此，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中，適當(dāng)減少課件文字，增加圖片和視頻等多媒體元素，讓學(xué)生更容易理解和接受。

3.反思學(xué)生參與度

今天課堂上，大部分學(xué)生都能積極參與討論，但仍有少部分學(xué)生表現(xiàn)出沉默。這讓我意識到，我在課堂上的互動(dòng)設(shè)計(jì)可能還不夠豐富，未能充分調(diào)動(dòng)所有學(xué)生的積極性。為了解決這個(gè)問題，我打算在接下來的教學(xué)中，設(shè)計(jì)更多小組討論、角色扮演等互動(dòng)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在參與中學(xué)習(xí)，提高他們的課堂參與度。

4.反思教學(xué)效果

5.反思改進(jìn)措施

針對以上反思，我制定了以下改進(jìn)措施：

（1）在今后的教學(xué)中，注重理論聯(lián)系實(shí)際，通過案例分析、實(shí)驗(yàn)演示等多種方式，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

（2）優(yōu)化多媒體課件，減少文字內(nèi)容，增加圖片、視頻等多媒體元素，提高教學(xué)效果。

（3）豐富課堂互動(dòng)形式，設(shè)計(jì)更多小組討論、角色扮演等環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的課堂參與度。

（4）針對催化劑等難點(diǎn)知識，增加教學(xué)時(shí)間，通過實(shí)驗(yàn)和案例，幫助學(xué)生深入理解。八、作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

為了幫助學(xué)生鞏固本節(jié)課關(guān)于人工固氮技術(shù)——合成氨的知識，以下是一些作業(yè)布置建議：

1.完成課后練習(xí)題：要求學(xué)生獨(dú)立完成教材中關(guān)于合成氨反應(yīng)原理、工藝流程和應(yīng)用的相關(guān)練習(xí)題，以檢驗(yàn)他們對知識點(diǎn)的掌握程度。

2.設(shè)計(jì)合成氨工藝流程圖：學(xué)生需要根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，繪制一個(gè)簡化的合成氨工藝流程圖，并標(biāo)注關(guān)鍵步驟和設(shè)備。

3.研究報(bào)告：讓學(xué)生選擇一個(gè)與合成氨工業(yè)相關(guān)的課題，如“合成氨工業(yè)對環(huán)境的影響”或“合成氨工業(yè)的未來發(fā)展趨勢”，撰寫一份研究報(bào)告。

4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：對于參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，要求他們撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，記錄實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果分析以及實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決方案。

作業(yè)反饋：

1.及時(shí)批改：對于學(xué)生提交的作業(yè)，我將確保在下次課前完成批改，以便學(xué)生能夠及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況。

2.個(gè)性化反饋：在批改作業(yè)時(shí)，我將不僅給出對答案的正確與否的反饋，還會(huì)針對每個(gè)學(xué)生的具體問題進(jìn)行個(gè)性化的評語。

3.共性問題分析：對于作業(yè)中出現(xiàn)的共性問題，我會(huì)在課堂上進(jìn)行講解，幫助學(xué)生理解和改正。

4.改進(jìn)建議：對于每個(gè)學(xué)生的作業(yè)，我會(huì)給出具體的改進(jìn)建議，比如如何提高解題技巧、如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。

5.鼓勵(lì)與激勵(lì)：在作業(yè)反饋中，我也會(huì)給予學(xué)生鼓勵(lì)和肯定，特別是對于那些表現(xiàn)突出的學(xué)生，以激勵(lì)他們繼續(xù)努力。重點(diǎn)題型整理在合成氨的教學(xué)中，以下是一些重點(diǎn)題型，旨在幫助學(xué)生深入理解和應(yīng)用所學(xué)知識：

1.化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫

-題型：請寫出氮?dú)夂蜌錃庠诟邷馗邏杭按呋瘎┳饔孟潞铣砂钡幕瘜W(xué)反應(yīng)方程式。

-答案：N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)（在催化劑存在下）

2.工藝流程圖分析

-題型：分析以下合成氨工藝流程圖，并說明每個(gè)步驟的目的。

-答案：

-原料處理：將氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行壓縮和凈化，以獲得高純度的反應(yīng)氣體。

-合成反應(yīng)：在催化劑的作用下，氮?dú)夂蜌錃庠诟邷馗邏合路磻?yīng)生成氨氣。

-分離提純：通過冷凝和吸收等方法，將氨氣從反應(yīng)混合物中分離出來。

-氨的液化：將氨氣冷卻至液態(tài)，以便儲(chǔ)存和運(yùn)輸。

3.催化劑的選擇

-題型：為什么在合成氨過程中需要使用催化劑？列舉幾種常用的催化劑及其特點(diǎn)。

-答案：催化劑能降低反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率，常用的催化劑有鐵催化劑、鉬催化劑等。鐵催化劑具有活性高、選擇性好的特點(diǎn)。

4.高溫高壓條件的影響

-題型：解釋為什么合成氨需要在高溫高壓條件下進(jìn)行，并分析這些條件對反應(yīng)速率和產(chǎn)率的影響。

-答案：高溫高壓條件下，反應(yīng)速率加快，有利于提高產(chǎn)率。然而，過高的壓力會(huì)增加設(shè)備的成本和能耗，因此在工業(yè)生產(chǎn)中需要尋找一個(gè)平衡點(diǎn)。

5.環(huán)境影響與可持續(xù)發(fā)展

-題型：合成氨工業(yè)對環(huán)境有哪些影響？如何實(shí)現(xiàn)合成氨工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展？

-答案：合成氨工業(yè)主要影響包括能源消耗、排放物處理等。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，可以采取以下措施：提高能源利用效率、采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、開發(fā)新型催化劑、回收和利用副產(chǎn)物等。內(nèi)容邏輯關(guān)系①人工固氮技術(shù)概述

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：人工固氮的定義、意義、歷史背景。

-關(guān)鍵詞：人工固氮、氮循環(huán)、農(nóng)業(yè)需求、工業(yè)生產(chǎn)。

②合成氨的化學(xué)反應(yīng)原理

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：氮?dú)夂蜌錃夂铣砂钡幕瘜W(xué)方程式、反應(yīng)條件、催化劑的作用。

-關(guān)鍵詞：氮?dú)?、氫氣、氨、哈?博