(教学设计)专题7第3单元能力课时2氮及其化合物转化关系的综合应用2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(苏教版2019)

(教学设计)专题7第3单元能力课时2氮及其化合物转化关系的综合应用2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(苏教版2019)课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容为专题7第3单元能力课时2氮及其化合物转化关系的综合应用，内容来源于2023-2024学年新教材高中化学必修第二册（苏教版2019）。本节课将重点讨论以下几个方面的内容：

1.氮气与氢气的反应，合成氨的工业应用；

2.氨水的制备与性质；

3.硝酸的制备与性质；

4.氮及其化合物的相互转化关系。

教学内容与学生已有知识的联系：

学生在之前的学习中已经掌握了氮族元素的基本性质，以及化学反应的基本原理。在此基础上，本节课将引导学生运用已有知识，分析氮及其化合物的转化关系，并通过实际案例了解氮气与氢气反应合成氨的工业应用。此外，学生还将学习氨水的制备与性质，以及硝酸的制备与性质，进一步拓宽化学知识视野。二、核心素养目标本节课的核心素养目标包括：

1.提高学生的科学探究能力：通过分析氮及其化合物的转化关系，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。

2.培养学生的科学思维：使学生掌握化学反应的基本原理，能够运用化学知识解释实际问题。

3.提升学生的科学素养：通过学习氮及其化合物的性质和应用，使学生了解化学在工业生产和生活中的重要作用，增强学生对化学科学的认识。

4.培养学生的实践能力：通过实验操作，使学生掌握氨水和硝酸的制备方法，提高学生的动手能力。

5.增强学生的团队协作能力：通过小组讨论和合作，培养学生沟通交流、合作解决问题的能力。三、学习者分析1.学生已经掌握了相关知识：在进入本节课之前，学生应该已经掌握了氮族元素的基本性质、化学反应的基本原理、以及无机化学中的一些基本概念。此外，学生还应该具备一定的实验操作能力和团队协作经验。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：对于化学学科，学生可能对实验操作、物质性质探究和化学应用等方面比较感兴趣。在学习能力方面，学生应该具备一定的逻辑思维、分析问题和解决问题的能力。在学习风格上，部分学生可能偏爱实验操作和实践经验，而另一部分学生可能更擅长理论学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习和理解氮及其化合物的转化关系方面，学生可能会遇到以下困难和挑战：

-转化关系的复杂性和多样化，需要学生具备较强的逻辑思维和分析能力；

-合成氨的工业应用涉及较多实际案例，学生需要将理论知识与实际问题相结合；

-氨水和硝酸的制备与性质实验操作具有一定的复杂性，需要学生在实验中注意安全并掌握操作技巧；

-学生需要在学习过程中充分发挥团队协作能力，共同解决问题，这对部分学生可能是一定的挑战。四、教学方法与手段教学方法：

1.实验法：通过安排实验操作，让学生亲身体验氨水和硝酸的制备过程，增强学生的实践能力，提高学习兴趣。

2.讨论法：组织学生进行小组讨论，分享各自对氮及其化合物转化关系的理解和观点，培养学生的团队协作能力和科学思维。

3.问题驱动法：提出与实际应用相关的问题，激发学生的好奇心，引导学生主动探究氮及其化合物的转化关系，提高学生的科学探究能力。

教学手段：

1.多媒体设备：利用多媒体课件，通过图片、视频等形式直观展示氮及其化合物的性质和转化关系，提高学生的学习兴趣和理解能力。

2.教学软件：运用教学软件进行模拟实验，帮助学生更好地理解实验原理和操作步骤，提高实验教学的效果和安全性。

3.在线学习平台：引导学生利用在线学习平台进行预习和复习，提供丰富的学习资源，帮助学生自主学习和拓展知识。

4.互动式教学工具：运用互动式教学工具，如教学游戏、虚拟实验室等，激发学生的学习兴趣，培养学生主动探索和实践的能力。

5.评价体系：建立全面客观的评价体系，包括平时成绩、实验操作、小组讨论等，全面评估学生的学习情况，激发学生的学习动力。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对氮及其化合物转化关系的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道氮及其化合物在化学反应中的转化关系吗？它们在工业生产和生活中有什么重要应用？”

展示一些关于氮及其化合物转化关系的图片或视频片段，让学生初步感受化学反应的魅力。

简短介绍氮及其化合物转化关系的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.氮及其化合物基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解氮及其化合物的基本概念、组成元素和转化原理。

过程：

讲解氮及其化合物的定义，包括其主要组成元素和结构。

详细介绍氮及其化合物的组成元素和转化原理，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.氮及其化合物案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解氮及其化合物的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的氮及其化合物案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解氮及其化合物的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用氮及其化合物解决实际问题。

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，每组选择一个与氮及其化合物相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、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，同时加深全班对氮及其化合物的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

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，强调氮及其化合物转化关系的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括氮及其化合物的基本概念、组成元素、转化原理和案例分析等。

强调氮及其化合物在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用氮及其化合物。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于氮及其化合物转化关系的短文或报告，以巩固学习效果。六、拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-约翰逊，A.T.，&韦斯，A.J.（2018）。《氮的化学：从自然界到工业应用》。本书详细介绍了氮的化学性质、氮循环以及氮在工业生产中的应用。

-布朗，W.L.，&卡罗尔，K.S.（2016）。《氨的合成与工业应用》。本书重点讨论了氨的合成方法、氨在工业中的应用以及氨的环保处理技术。

-威廉姆斯，D.R.，&莱顿，D.W.（2017）。《硝酸工业：化学与技术》。本书深入探讨了硝酸的制备方法、硝酸的应用以及硝酸工业的发展历程。

2.课后自主学习和探究：

-让学生进一步研究氮及其化合物的其他应用领域，如农业、医药等，并撰写一篇相关报告。

-组织学生进行小实验，探究氮气与氢气的反应条件，比较不同催化剂对合成氨反应的影响。

-让学生查阅相关文献，了解我国氮肥工业的发展现状和挑战，并提出自己的看法和建议。

-鼓励学生参加相关的学术竞赛或科技创新活动，将所学知识运用到实际问题的解决中。

-引导学生关注nitrogencycle、nitrogenfixation、ammoniasynthesis等关键词在学术界的最新研究动态，以培养学生的学术敏感性和追踪前沿的能力。七、重点题型整理题型1：氮及其化合物的性质和转化关系

题目：根据以下化学反应方程式，判断产物是什么？并说明理由。

$$\ce{N2(g)+3H2(g)->2NH3(g)}$$

答案：产物是氨气（NH3）。根据化学反应方程式，氮气（N2）和氢气（H2）在催化剂的作用下，发生反应生成氨气（NH3）。

题型2：氮及其化合物的制备方法

题目：实验室中如何制备氨水？请简要说明实验步骤和原理。

答案：实验室中可以通过以下步骤制备氨水：

1.将固体氢氧化钙（Ca(OH)2）加入水中，制备澄清石灰水。

2.将澄清石灰水加入含有氯化铵（NH4Cl）的溶液中，充分搅拌。

3.加热混合溶液，观察到氨气（NH3）的产生，同时溶液变浑浊。

4.冷却混合溶液，得到氨水（NH3·H2O）。

题型3：氮及其化合物的应用

题目：硝酸在工业中的应用有哪些？请列举至少三种。

答案：硝酸在工业中的应用包括：

1.制造硝酸盐类肥料：硝酸是制造硝酸钾、硝酸铵等硝酸盐类肥料的重要原料。

2.生产炸药：硝酸与其他物质混合可以制造炸药，如硝酸甘油。

3.制造化学品：硝酸是制造硝基化合物、染料、塑料等化学品的重要原料。

题型4：氮及其化合物的环境保护

题目：氨气在工业生产中的排放对环境有什么影响？请简要说明。

答案：氨气在工业生产中的排放对环境有以下影响：

1.酸雨：氨气溶于水生成氨水，进一步与空气中的氧气反应形成硝酸，参与酸雨的形成。

2.空气污染：氨气具有刺激性气味，排放到空气中会对人体健康造成危害，同时也会影响动植物的生长。

3.水体污染：氨气排放到水体中，会导致水体富营养化，影响水生生态系统的平衡。

题型5：氮及其化合物的实验操作

题目：如何在实验室中制备硝酸？请详细说明实验步骤、原理和注意事项。

答案：实验室中可以通过以下步骤制备硝酸：

1.将浓硫酸（H2SO4）缓慢加入水中，搅拌均匀，制备硫酸水溶液。

2.将硝酸银（AgNO3）固体加入硫酸水溶液中，观察到白色沉淀（AgCl）的生成。

3.过滤白色沉淀，得到硝酸溶液（HNO3）。

4.注意事项：在实验过程中，要严格遵守实验室安全规定，避免剧烈搅拌或溅溶液，防止硝酸溶液飞溅造成伤害。八、教学评价与反馈1.课堂表现：

课堂表现评价主要关注学生在课堂上的参与度、提问回答情况以及与同学的互动。学生应该积极参与课堂讨论，主动提问，并与同学进行有效的交流。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论成果展示评价关注学生对小组讨论主题的理解、分析问题的能力以及提出的创新性想法。学生应该能够清晰地表达自己的观点，并对小组讨论的主题有深入的理解。

3.随堂测试：

随堂测试评价关注学生对氮及其化合物转化关系的掌握程度。学生应该能够正确解答与氮及其化合物转化关系相关的题目，并能够运用所学知识分析实际问题。

4.课后作业：

课后作业评价关注学生对课堂所学知识的巩固和拓展。学生应该能够完成课后作业，并对所学知识有更深入的理解和应用。

5.教师评价与反馈：

教师评价与反馈关注学生的整体表现，包括课堂表现、小组讨论成果展示、随堂测试和课后作业。教师应该提供具体的反馈，指出学生的优点和需要改进的地方，鼓励学生继续努力，提高学习效果。板书设计1.氮及其化合物的性质和转化关系

①N2+3H2->2NH3

②NH3+H2O->NH3·H2O

③NH3·H2O->NH4++OH-

④NO+O2->NO2

⑤NO2+O2->NO3-

2.氮及其化合物的制备方法

①实验室制备氨水：Ca(OH)2+NH4Cl->CaCl2+2H2O+NH3·H2O

②实验室制备硝酸：H2SO4+AgNO3->Ag