2024-2025学年高中化学 第一单元 走进化学工业 1.3 纯碱的生产教案1 新人教版选修2

2024-2025学年高中化学第一单元走进化学工业1.3纯碱的生产教案1新人教版选修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析本节课的主要教学内容是人教版选修2高中化学第一单元“走进化学工业”中的1.3节“纯碱的生产”。教学内容围绕纯碱的工业生产过程，包括索尔维法的基本原理、反应方程式的书写、生产流程及条件控制。这一节内容与学生已有知识——如化学反应原理、化学方程式的平衡、以及初中阶段学习的盐类的基础知识有密切联系。通过本节的学习，学生将能把之前学习的理论知识与实际工业生产相结合，深入理解纯碱这一重要化工产品的制备过程及其在国民经济中的应用。核心素养目标本节课的核心素养目标旨在培养学生的化学学科思维能力、科学探究能力及社会责任感。通过学习纯碱的生产过程，使学生能够运用化学知识解释生产中的现象，提升理论联系实际的能力；培养学生在实际问题中分析、解决化学问题的能力，强化科学探究与创新意识；同时，通过了解纯碱在国民经济中的作用，增强学生对化学工业的社会影响的认识，激发学生的社会责任感，使其在学习中逐步形成正确的价值观和科学态度。教学难点与重点1.教学重点

-索尔维法生产纯碱的基本原理：包括碳酸钠的生成反应、二氧化碳的循环利用、以及电解质溶液中离子的迁移等。

-反应方程式的书写与平衡：强调反应物与生成物之间的化学平衡，以及在实际生产中如何通过调节反应条件来优化产率。

-生产流程的掌握：学生需要了解从原料的预处理到产品的后处理整个流程，包括石灰石的煅烧、二氧化碳的吸收、溶液的电解等关键步骤。

-条件控制的重要性：理解温度、压力、浓度等参数对反应过程的影响，以及这些条件如何影响纯碱的质量和产率。

2.教学难点

-索尔维法中离子交换原理的理解：学生需要理解在电解过程中离子交换的复杂性，以及为什么这种交换对于纯碱的生成至关重要。

-化学平衡在工业生产中的应用：学生往往难以将理论上的化学平衡知识应用到实际生产中，如何通过调整反应条件来实现最大化的产率和纯度。

-工业规模操作的认识：学生对工业规模的生产设备、流程和操作缺乏直观认识，难以理解工业生产与实验室制备之间的差异。

-环境与经济因素的综合考虑：在纯碱生产中，如何平衡经济效益和环境保护，这是学生需要深入思考的问题。

举例说明：

-重点：在讲解索尔维法原理时，教师可通过动画或模型展示碳酸钠的生成过程，强调Na+和Cl-的交换机制。通过对比实验数据，让学生理解为何要在特定的温度和压力下进行电解。

-难点：针对化学平衡的应用，教师可以设计问题，如“如何通过调节CO2的流量来提高NaHCO3的生成率？”通过案例分析和数学模型，帮助学生理解平衡移动的原理。同时，可以通过视频资料展示工业生产现场，让学生了解实际生产中如何操作和控制这些条件。教学方法与策略1.教学方法选择

-讲授法：用于介绍纯碱生产的基本原理、反应方程式和工业流程等理论知识，确保学生掌握核心概念。

-讨论法：针对生产过程中的条件控制、环境影响等问题，组织学生进行小组讨论，鼓励发表见解，促进深度思考。

-案例研究：选取具体纯碱生产企业的实际案例，分析其生产流程、技术改进和环保措施，让学生了解理论与实践的结合。

-项目导向学习：设计模拟工业生产的项目任务，学生通过团队合作，解决实际问题，培养应用能力和创新能力。

2.教学活动设计

-角色扮演：学生模拟工业生产中的不同角色，如工程师、操作员、环保专家等，从不同角度分析纯碱生产的各个方面。

-实验活动：安排索尔维法的小型实验，让学生亲身体验反应过程，观察现象，加深对理论知识的理解。

-游戏化学习：设计互动游戏，如模拟生产流程的棋盘游戏，让学生在游戏中学习工业生产的步骤和策略。

-研究性学习：鼓励学生自主查找资料，研究纯碱生产的历史、现状和未来发展趋势，提高信息处理和分析能力。

3.教学媒体和资源使用

-PPT：制作包含图文、动画和视频的PPT课件，直观展示纯碱生产的过程和关键环节。

-视频：播放工业生产现场、设备运作和工艺流程的视频，增加学生的直观感受。

-在线工具：利用网络资源，如虚拟实验室、在线模拟软件等，提供学生进行自主学习和技术探讨的平台。

-实物模型：展示纯碱生产设备的模型，帮助学生理解复杂的生产工艺和设备结构。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

-目标：引起学生对纯碱生产的兴趣，激发其探索欲望。

-过程：

-开场提问：“你们知道纯碱是什么吗？它在我们的生活中有什么作用？”

-展示纯碱产品和应用的照片或视频片段，让学生初步感受纯碱的广泛应用。

-简短介绍纯碱的基本概念和工业重要性，为接下来的学习打下基础。

2.纯碱基础知识讲解（10分钟）

-目标：让学生了解纯碱的基本概念、生产原理和工业流程。

-过程：

-讲解纯碱的定义，包括其主要成分和化学性质。

-详细介绍索尔维法的原理和步骤，使用图表或示意图帮助学生理解。

-通过实际工业生产的案例，让学生更好地理解纯碱的制备过程和关键因素。

3.纯碱生产案例分析（20分钟）

-目标：通过具体案例，让学生深入了解纯碱生产的技术特性和环境经济影响。

-过程：

-选择几个典型的纯碱生产案例进行分析。

-详细介绍每个案例的生产技术、效率、环境影响等，让学生全面了解纯碱工业的实际情况。

-引导学生思考这些案例对实际生产的影响，以及如何优化生产过程以实现可持续发展。

4.学生小组讨论（10分钟）

-目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

-过程：

-将学生分成若干小组，每组探讨一个与纯碱生产相关的问题，如效率提升、环保措施等。

-小组内讨论该问题的现状、挑战以及可能的解决方案。

-每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

-目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对纯碱生产知识点的认识和理解。

-过程：

-各组代表依次上台展示讨论成果。

-其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

-教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

-目标：回顾本节课的主要内容，强调纯碱生产的重要性和意义。

-过程：

-简要回顾纯碱的基本概念、生产原理、案例分析等学习内容。

-强调纯碱在工业和国民经济中的重要作用，鼓励学生深入探索和应用相关知识。

-布置课后作业：让学生撰写一篇关于纯碱生产的短文或报告，以巩固学习效果。拓展与延伸1.拓展阅读材料

-《化学工业发展史》：了解化学工业的发展脉络，特别是纯碱工业的历史变迁。

-《工业化学工艺学》：深入探讨索尔维法的工艺细节，以及纯碱生产中的技术进步。

-《环境科学与工程》：研究纯碱生产对环境的影响，以及如何通过技术改进实现绿色生产。

-《化工过程分析与优化》：分析纯碱生产过程中的能量消耗、物质循环和经济效益，探索优化路径。

-《化学工程师手册》：了解化学工程师在纯碱生产中的职责和技能要求，为学生未来职业规划提供参考。

2.课后自主学习和探究

-研究纯碱在不同行业中的应用，如玻璃制造、洗涤剂生产等，了解其作用和重要性。

-探索纯碱生产过程中的能源和资源节约措施，分析其对可持续发展的贡献。

-调查纯碱生产企业的环保措施，了解其在减少污染物排放和提高生态效益方面的努力。

-研究国内外纯碱生产技术的发展趋势，预测未来可能的创新点和突破方向。

-分析纯碱市场供需情况，结合经济、政策和环境因素，预测纯碱工业的发展前景。

鼓励学生在课后通过以上拓展阅读材料和自主学习任务，进一步加深对纯碱生产及其相关领域的理解，提升跨学科的综合分析和应用能力。同时，通过这些探究活动，学生能够更好地认识到化学工业在现代社会中的重要作用，以及作为一名化学学习者应承担的社会责任。板书设计①重点知识点

-索尔维法

-Na2CO3的生成反应

-CO2的循环利用

-电解质溶液中的离子迁移

-化学平衡在工业生产中的应用

-工业生产中的条件控制

②关键词

-纯碱

-碳酸钠

-索尔维法

-电解

-化学平衡

-绿色生产

③重点句

-"索尔维法通过离子交换实现纯碱的生产。"

-"化学平衡是优化纯碱产率和质量的关键因素。"

-"工业生产中的条件控制直接影响纯碱的产量和环保效果。"

板书设计：

```

纯碱生产

├──索尔维法

│├──Na2CO3生成反应

│├──CO2循环利用

│└──离子迁移

├──化学平衡

│└──条件控制

└──绿色生产

```

板书设计采用树状结构，清晰地展示了纯碱生产的核心知识点和它们之间的关系。关键词和重点句突出，便于学生快速捕捉重要信息。整体设计简洁明了，同时具有一定的艺术性和趣味性，有助于激发学生的学习兴趣和主动性。课堂1.提问：在课堂讲解过程中，通过提问了解学生对纯碱生产基本概念、原理和流程的理解程度，及时纠正错误概念。

2.观察：观察学生在小组讨论、实验操作、课堂展示等活动中的表现，评估学生的合作能力、实践能力和表达能力。

3.测试：设计随堂测试，检测学生对纯碱生产相关知识点的掌握程度，如填空题、选择题、简答题等，及时发现问题并进行解决。

九、作业评价

1.对学生的作业进行认真批改，包括书面作业和实验报告，及时反馈学生的学习效果。

2.点评学生的作业，指出优点和不足，鼓励学生继续努力，提高作业质量。

3.针对作业中普遍存在的问题，进行集中讲解和辅导，帮助学生巩固知识点。

4.定期总结学生的学习情况，对表现优秀的学生给予表扬，对学习有困难的学生给予关心和帮助。课后拓展1.拓展内容

-阅读材料：《化学工业发展史》、《工业化学工艺学》、《环境科学与工程》、《化工过程分析与优化》、《化学工程师手册》。

-视频资源：纯碱生产企业的实际生产流程、设备