2024-2025学年高中化学选修2 化学与技术鲁科版教学设计合集

2024-2025学年高中化学选修2化学与技术鲁科版教学设计合集目录一、主题1空气资源氨的合成 1.1课题1空气分离 1.2课题2氨的工业合成 1.3课题3氨氧化法制硝酸 1.4复习与测试二、主题2海水资源工业制碱 2.1课题1海水淡化与现代水处理技术 2.2课题2氯碱生产 2.3课题3纯碱制造技术的发展 2.4复习与测试三、主题3矿山资源硫酸与无机材料制造 3.1课题1“设计”一座硫酸厂 3.2课题2陶瓷的烧制 3.3课题3金属冶炼和金属材料的保护 3.4复习与测试四、主题4化石燃料石油和煤的综合利用 4.1课题1从石油中获取更多的高品质燃油 4.2课题2源自石油的化学合成 4.3课题3煤的综合利用 4.4复习与测试五、主题5生物资源农产品的化学加工 5.1课题1由大豆能制得什么 5.2课题2玉米的化学加工 5.3复习与测试六、主题6化学·技术·社会 6.1课题1功能高分子材料的研制 6.2课题2药物的分子设计与化学合成 6.3课题3化学·技术·可持续性发展 6.4复习与测试主题1空气资源氨的合成课题1空气分离学校授课教师课时授课班级授课地点教具教材分析高中化学选修2《化学与技术》鲁科版，主题1“空气资源”中的“氨的合成”课题1“空气分离”，旨在让学生了解空气中各组分的分离方法及其应用，为后续学习氨的合成打下基础。本节课内容与实际生产生活紧密相连，通过学习空气分离的过程，学生能够理解气体物质的性质及其分离技术，掌握空气中主要成分的分离方法。

教材首先介绍了空气的组成，然后详细阐述了空气分离的原理及设备，包括深冷分离法和变压吸附法等。在此基础上，教材进一步探讨了空气分离在各领域的应用，如氨的合成、氧气的应用等。通过本节课的学习，学生将能够掌握空气分离的基本原理，为后续学习氨的合成提供必要的知识储备。核心素养目标1.科学探究与创新意识：通过探究空气分离的实验过程，培养学生提出问题、设计实验方案、进行实验操作、分析实验结果的能力，激发学生的创新思维。

2.实证意识与科学态度：引导学生基于实验现象和数据，形成对空气分离过程的理解和认识，培养学生严谨的科学态度和尊重事实的实证意识。

3.科学精神与社会责任：通过了解空气分离技术在工业生产和生活中的应用，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，增强学生的社会责任感。

4.跨学科综合能力：结合物理学、材料科学等相关知识，培养学生综合运用不同学科知识解决化学问题的能力。

5.信息获取与处理能力：培养学生从教材、网络等渠道获取空气分离相关信息的技能，提高信息筛选、整合和处理的能力。重点难点及解决办法重点：

1.空气分离的基本原理和过程。

2.深冷分离法和变压吸附法的操作原理和应用。

难点：

1.深冷分离过程中温度和压力变化对气体分离的影响。

2.空气分离设备的结构和工作原理。

解决办法：

1.通过模型演示和动画展示，直观地展现空气分离的原理和过程，帮助学生理解气体在不同温度和压力下的行为。

2.安排实验活动，让学生亲身体验空气分离的过程，通过实验数据分析，深入探讨深冷分离法的操作原理。

3.使用图表和实物图例，详细讲解空气分离设备的构造和工作原理，辅以视频资料，增强学生的直观感受。

4.设计问题驱动的课堂讨论，鼓励学生提出问题并寻找答案，激发学生思考和探究的兴趣，帮助突破难点。教学资源准备1.教材：提前发放《高中化学选修2化学与技术》鲁科版教材，确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料，以便学生预习和复习。

2.辅助材料：

-图片：收集空气分离设备、深冷分离法和变压吸附法操作过程的图片，用于课堂展示。

-图表：制作空气组成成分比例图、不同温度下气体溶解度曲线图等，帮助学生理解空气分离原理。

-视频：剪辑空气分离过程的相关视频，如实验室空气分离实验、工业空气分离装置等，用于课堂播放。

-文档：准备空气分离技术在工业生产和生活中的应用案例，如氨的合成、氧气的应用等，供学生阅读。

3.实验器材：

-实验室小型空气分离装置：用于演示空气分离过程，让学生直观地观察实验现象。

-温度计、压力计：用于测量实验过程中温度和压力的变化，以便学生分析实验数据。

-气体收集瓶、导管、乳胶管等：用于收集和传输气体，确保实验顺利进行。

-安全器材：如防护眼镜、实验手套等，确保实验过程的安全性。

4.教室布置：

-分组讨论区：将教室划分为若干小组，每组安排一张桌子，方便学生进行分组讨论和实验操作。

-实验操作台：在教室内设置实验操作台，确保实验过程中学生能够便捷地使用实验器材。

-投影仪和屏幕：用于展示图片、图表、视频等辅助材料，便于学生观看。

-黑板和粉笔：用于板书重要知识点、记录学生回答问题和讨论成果。

5.教学环境：

-保持教室安静、整洁，确保学生能够集中精力进行学习和实验。

-提前检查教室内的设备设施，如投影仪、电脑等，确保教学过程中设备正常使用。

-营造积极向上的学习氛围，鼓励学生提问和参与讨论，培养他们的探究精神和团队合作意识。

6.教学准备：

-提前熟悉教材内容，明确教学目标和重难点，准备好课堂讲解和讨论的素材。

-设计课堂提问和讨论题目，引导学生主动思考和参与。

-准备实验教程和实验报告，指导学生进行实验操作和数据分析。

-研究相关教学资源，如网络资料、专业书籍等，为课堂讲解提供丰富的信息来源。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标为理解空气的组成及空气分离的基本原理。

-设计预习问题：设计问题如“空气中主要成分有哪些？”“空气分离的方法有哪些？”等，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生阅读教材及预习资料，理解空气组成及分离方法。

-思考预习问题：学生针对预习问题进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生自主学习能力，通过预习资料提前介入学习内容。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解空气分离的基本原理，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示空气分离的实际应用案例，如氨的合成过程，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解深冷分离法和变压吸附法的原理，结合实际设备操作视频帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论，讨论不同分离方法的优势和限制，以及在实际生产中的应用。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“如何控制深冷分离过程中的温度和压力？”进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题，如“深冷分离法中如何实现气体的液化？”

-参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，分析不同空气分离方法的原理和应用。

-提问与讨论：学生针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解深冷分离法和变压吸附法的原理。

-实践活动法：设计实践活动，如模拟空气分离过程，让学生在实践中掌握分离技能。

-合作学习法：通过小组讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解空气分离知识点，掌握深冷分离法和变压吸附法的技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据空气分离课题，布置作业如设计一个简单的空气分离实验方案。

-提供拓展资源：提供与空气分离相关的拓展资源，如工业空气分离的视频、相关学术论文等。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：学生认真完成作业，尝试设计实验方案，巩固学习效果。

-拓展学习：学生利用拓展资源，进行进一步的学习和思考，如研究空气分离在工业中的应用。

-反思总结：学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的空气分离知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野，了解空气分离技术的实际应用。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。学生学习效果学生学习效果体现在以下几个方面：

1.知识掌握方面：

-学生能够准确描述空气的组成，包括氮气、氧气、氩气等主要成分及其比例。

-学生理解并掌握了空气分离的基本原理，包括深冷分离法和变压吸附法的操作过程。

-学生能够阐述深冷分离法中温度和压力对气体分离的影响，以及如何实现气体的液化和分离。

-学生了解空气分离技术在工业生产和生活中的应用，如氨的合成、氧气的医疗应用等。

2.实践操作方面：

-学生能够设计并实施简单的空气分离实验，通过实验观察和记录数据，分析实验结果。

-学生能够正确使用实验器材，如温度计、压力计、气体收集瓶等，掌握实验操作的基本技能。

-学生在实验过程中能够遵循实验安全规范，确保实验的安全性。

3.思维能力方面：

-学生通过预习和课堂学习，能够提出问题并自主寻找答案，培养了解决问题的能力。

-学生在小组讨论中能够积极思考，发表自己的观点，培养了批判性思维和创造性思维。

-学生通过课后拓展学习，能够将课堂上学到的知识应用到实际情境中，提高了知识迁移能力。

4.自主学习能力方面：

-学生通过预习，能够自主阅读教材和辅助材料，培养了自主学习的能力。

-学生在课后能够自主完成作业，通过拓展资源进行进一步学习，增强了学习的独立性和主动性。

5.团队合作能力方面：

-学生在课堂活动和实验操作中能够与同伴有效沟通，共同完成任务，培养了团队合作精神。

-学生在小组讨论中能够倾听他人意见，尊重他人观点，提高了沟通和协作能力。

6.科学素养方面：

-学生通过学习空气分离技术，了解了科学研究的方法和过程，提高了科学素养。

-学生能够基于实验数据和科学原理，进行合理的推理和判断，培养了科学思维能力。

7.社会责任感方面：

-学生通过了解空气分离技术在工业生产和生活中的应用，认识到科学技术对社会发展的贡献，增强了社会责任感。

-学生能够将所学知识与社会需求相结合，意识到自己作为未来科技工作者的责任和使命。典型例题讲解1.例题：某空气分离装置，在标准大气压下，通过深冷分离法将空气分离成氮气和氧气。已知氮气和氧气的沸点分别为-196℃和-183℃，分离过程中氮气和氧气的液化速率分别为0.5kg/h和0.3kg/h。求：

（1）分离装置的冷却速率；

（2）分离装置的功率。

答案：

（1）冷却速率=氮气液化速率+氧气液化速率=0.5kg/h+0.3kg/h=0.8kg/h

（2）功率=冷却速率×液化潜热=0.8kg/h×200kJ/kg=160kJ/h

2.例题：某工厂采用深冷分离法生产氧气，已知空气的流量为1000m³/h，氧气在空气中的体积分数为21%。求每小时可生产氧气的质量。

答案：氧气质量=空气流量×氧气体积分数×氧气的密度

氧气质量=1000m³/h×21%×1.43kg/m³=309.3kg/h

3.例题：某工厂采用变压吸附法分离空气中的氮气和氧气，已知氮气和氧气的吸附平衡压力分别为0.3MPa和0.5MPa。求在0.4MPa的压力下，氮气和氧气的吸附率。

答案：氮气吸附率=(0.3MPa-0.4MPa)/0.3MPa×100%=-33.33%

氧气吸附率=(0.5MPa-0.4MPa)/0.5MPa×100%=20%

4.例题：某空气分离装置，在标准大气压下，通过深冷分离法将空气分离成氮气和氧气。已知氮气和氧气的摩尔分数分别为0.78和0.21，分离过程中氮气和氧气的液化速率分别为0.5mol/h和0.3mol/h。求：

（1）分离装置的冷却速率；

（2）分离装置的功率。

答案：

（1）冷却速率=氮气液化速率+氧气液化速率=0.5mol/h+0.3mol/h=0.8mol/h

（2）功率=冷却速率×液化潜热=0.8mol/h×26.4kJ/mol=21.12kJ/h

5.例题：某工厂采用变压吸附法分离空气中的氮气和氧气，已知空气的流量为1000m³/h，氧气在空气中的体积分数为21%。求每小时可生产氧气的摩尔数。

答案：氧气摩尔数=空气流量×氧气体积分数×氧气的摩尔质量

氧气摩尔数=1000m³/h×21%×32g/mol=6720mol/h

补充说明：

1.在计算冷却速率和功率时，需注意单位换算，确保结果准确。

2.在计算氧气质量时，需注意氧气的密度随温度和压力的变化而变化，实际计算中需考虑具体条件。

3.在计算吸附率时，需注意吸附平衡压力与实际压力的差值，以及吸附剂对氮气和氧气的吸附能力差异。

4.在计算氧气摩尔数时，需注意氧气的摩尔质量随温度和压力的变化而变化，实际计算中需考虑具体条件。

5.在解决实际问题时，需综合考虑多种因素，如设备性能、操作条件、成本等，以确保解决方案的合理性和可行性。板书设计①空气的组成

-氮气：占78%

-氧气：占21%

-其他气体：占1%

②空气分离原理

-深冷分离法：利用气体的沸点差异

-变压吸附法：利用气体的吸附平衡差异

③空气分离过程

-压缩：提高空气压力

-冷却：降低空气温度

-分离：根据沸点差异分离氮气和氧气

④深冷分离法

-液化空气：冷却至低温

-分离液态空气：通过蒸馏分离氮气和氧气

⑤变压吸附法

-吸附空气：在高压下吸附氧气

-解吸空气：在低压下解吸氮气

⑥空气分离应用

-氨的合成：提供氮气

-医疗氧气：提供氧气

⑦空气分离设备

-深冷分离装置：冷却和蒸馏设备

-变压吸附装置：吸附和解吸设备

⑧空气分离技术

-环保：减少温室气体排放

-节能：提高能源利用效率课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾空气的组成，包括氮气、氧气、氩气等主要成分及其比例。

2.总结空气分离的基本原理，包括深冷分离法和变压吸附法的操作过程。

3.强调深冷分离法中温度和压力对气体分离的影响，以及如何实现气体的液化和分离。

4.概述空气分离技术在工业生产和生活中的应用，如氨的合成、氧气的医疗应用等。

5.强调学习空气分离技术的重要性，以及对环境保护和资源利用的意义。

当堂检测：

1.提问学生关于空气的组成，要求学生描述氮气、氧气、氩气等主要成分及其比例。

2.让学生解释深冷分离法和变压吸附法的原理，并举例说明。

3.提问学生关于深冷分离法中温度和压力对气体分离的影响，要求学生解释如何实现气体的液化和分离。

4.让学生列举空气分离技术在工业生产和生活中的应用，并说明其重要性。

5.提问学生关于空气分离技术对环境保护和资源利用的意义，要求学生举例说明。

解答：

1.空气的组成：氮气占78%，氧气占21%，氩气等其他气体占1%。

2.深冷分离法和变压吸附法的原理：深冷分离法利用气体的沸点差异，通过冷却和蒸馏分离氮气和氧气；变压吸附法利用气体的吸附平衡差异，通过吸附和解吸分离氮气和氧气。

3.深冷分离法中温度和压力的影响：降低温度和增加压力有利于气体的液化和分离。

4.空气分离技术的应用：氨的合成需要氮气，医疗氧气用于医疗急救等。

5.空气分离技术对环境保护和资源利用的意义：减少温室气体排放，提高能源利用效率。主题1空气资源氨的合成课题2氨的工业合成一、教学内容分析

1.本节课的主要教学内容为高中化学选修2《化学与技术》鲁科版主题1“空气资源”中的课题2“氨的工业合成”。具体内容包括氨的合成原理、哈柏-博施法的工艺流程、催化剂的作用、反应条件的选择以及氨的工业应用。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课是在学生已经学习了空气的成分、氮元素在自然界中的循环以及氮的固定等知识的基础上进行的。通过本节课的学习，学生可以了解到氨的合成原理及其在工业生产中的应用，进一步理解化学反应原理与实际生产之间的联系。具体教材章节和内容如下：

-教材章节：高中化学选修2《化学与技术》鲁科版主题1“空气资源”课题2“氨的工业合成”

-教学内容：

1)氨的合成原理

2)哈柏-博施法的工艺流程

3)催化剂的作用

4)反应条件的选择

5)氨的工业应用二、核心素养目标

1.科学探究与创新意识：培养学生通过实验和理论分析相结合的方法，探究氨合成反应的原理和条件，理解催化剂在化学反应中的作用，提高学生解决问题的能力和创新思维。

2.实践与综合应用：使学生能够将所学的化学知识与实际工业生产相结合，了解氨的工业合成过程，培养学生将理论知识应用于实际生产中的能力。

3.科学态度与社会责任：培养学生对化学科学的兴趣和好奇心，树立正确的科学态度，认识到化学在推动社会发展和人类进步中的重要作用，增强学生的社会责任感。三、教学难点与重点

1.教学重点

-氨的工业合成原理：理解氮气和氢气在催化剂作用下合成氨气的化学反应方程式，以及反应的化学平衡原理。

-哈柏-博施法的工艺流程：掌握氨合成过程中的关键步骤，包括原料气的制备、压缩、反应、冷却和分离等环节。

-催化剂的作用：明确催化剂在降低反应活化能、提高反应速率方面的作用。

2.教学难点

-反应条件的优化：学生可能难以理解如何选择合适的温度、压力和催化剂来优化氨的合成反应，例如，为什么在500℃左右的高温和300MPa左右的高压下反应速率最高。

-化学平衡的动态理解：学生对化学平衡的动态特性理解不足，可能难以掌握在平衡状态下反应物和生成物的浓度关系。

-实际工业应用中的经济性考量：学生可能难以理解如何在保证氨合成效率的同时，考虑生产成本和能源消耗。

例如，教学重点中的氨的工业合成原理，学生需要掌握以下细节：

-化学反应方程式：N₂(g)+3H₂(g)→2NH₃(g)

-反应的化学平衡：勒沙特列原理的应用，反应的可逆性和平衡常数。

教学难点中的反应条件优化，学生需要理解以下细节：

-温度和压力对反应速率的影响：温度升高反应速率加快，但超过一定温度后速率反而下降；压力增大反应速率增大。

-催化剂的选择和作用：不同催化剂对反应速率的影响，以及催化剂在反应过程中的角色。四、教学方法与手段

教学方法：

1.讲授法：通过系统的讲解，使学生理解氨的工业合成原理、哈柏-博施法的工艺流程以及催化剂的作用。教师将重点讲解反应机理、工艺步骤和关键参数，确保学生掌握核心知识。

2.讨论法：在课堂上组织小组讨论，让学生探讨氨合成过程中可能遇到的问题和解决方案，如反应条件的优化、催化剂的选择等。通过讨论，激发学生的思维，培养他们的合作能力和批判性思维。

3.实验法：设计简单的模拟实验，让学生通过实验观察氨合成反应的现象，加深对反应原理的理解。例如，通过模拟不同温度和压力下的反应速率变化，让学生直观感受到条件对反应的影响。

教学手段：

1.多媒体教学：使用多媒体设备展示氨的工业合成流程图、催化剂作用机理动画、实际工业生产场景等，以形象直观的方式帮助学生理解抽象的化学过程。

2.教学软件：利用化学模拟软件，如ChemDraw或虚拟实验室软件，让学生在虚拟环境中进行氨合成反应的模拟实验，提高学生的实践操作能力。

3.网络资源：引导学生利用网络资源，如在线化学教育平台、学术文章和工业案例研究，以拓展学生的知识视野，增强他们对化学在工业中应用的认识。

具体的教学流程设计如下：

1.导入新课

-利用多媒体展示氨的重要性及其在工业中的应用，激发学生的兴趣。

2.知识讲解

-教师使用PPT和板书结合的方式，系统讲解氨的合成原理、哈柏-博施法工艺流程和催化剂的作用。

3.小组讨论

-学生分组讨论氨合成过程中的关键问题，如如何选择合适的催化剂、优化反应条件等。

4.模拟实验

-学生在教师的指导下，利用教学软件进行氨合成反应的模拟实验，观察不同条件下的反应结果。

5.总结反馈

-教师总结本节课的重点内容，对学生的讨论和实验结果进行点评和反馈。

6.课后拓展

-布置相关的课后作业，如查阅资料了解氨合成工业的历史发展、撰写关于氨合成反应条件的研究报告等。五、教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对氨的工业合成的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

-开场提问：“你们知道氨在工业生产中的重要性吗？它与我们的生活有什么关系？”

-展示一些关于氨的工业应用的图片或视频片段，如化肥生产、炸药制造等，让学生初步感受氨的魅力和重要性。

-简短介绍氨的工业合成的基本概念和其在工业生产中的地位，为接下来的学习打下基础。

2.氨的工业合成基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解氨的工业合成的定义、组成部分和原理。

过程：

-讲解氨的工业合成的定义，包括其主要反应物和生成物。

-详细介绍氨合成过程中的关键组成部分，如反应器、催化剂、压缩和冷却系统等，使用图表或示意图帮助学生理解。

-通过实例或案例，让学生更好地理解氨的工业合成在实际工业生产中的应用和作用。

3.氨的工业合成案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解氨的工业合成的特性和重要性。

过程：

-选择几个典型的氨的工业合成案例进行分析，如哈柏-博施法的实际应用案例。

-详细介绍每个案例的背景、工艺流程、技术特点和经济意义，让学生全面了解氨的工业合成的多样性或复杂性。

-引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用氨的工业合成解决实际问题。

-小组讨论：让学生分组讨论氨的工业合成的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

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，每组选择一个与氨的工业合成相关的主题进行深入讨论，如催化剂的选择、反应条件的优化等。

-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，同时加深全班对氨的工业合成的认识和理解。

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，强调氨的工业合成的重要性和意义。

过程：

-简要回顾本节课的学习内容，包括氨的工业合成的基本概念、工艺流程、案例分析等。

-强调氨的工业合成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氨的工业合成知识。

-布置课后作业：让学生撰写一篇关于氨的工业合成的短文或报告，以巩固学习效果。六、拓展与延伸

1.拓展阅读材料

-《化学工业发展史》：介绍化学工业的发展历程，特别是氨合成工业的历史背景和技术进步。

-《现代催化科学》：深入探讨催化剂在化学反应中的作用，以及催化剂的研究进展和应用。

-《化学反应工程》：分析化学反应工程的基本原理，包括反应器设计、反应动力学和热力学等。

-《工业气体生产与技术》：详细介绍工业气体（如氮气、氢气）的生产方法、工艺流程和技术创新。

-《化学与环境》：讨论化学工业对环境的影响，以及如何实现绿色化学和可持续发展。

2.课后自主学习和探究

-研究不同催化剂对氨合成反应的影响：学生可以自主查阅资料，了解不同催化剂的特性和在氨合成中的应用，比较它们的效果和优缺点。

-探究氨合成反应条件对产率的影响：学生可以设计实验或模拟实验，研究温度、压力、原料比例等条件变化对氨合成反应产率的影响。

-分析氨的工业应用案例：学生可以选择一个氨的工业应用领域，如化肥生产、制药工业等，深入研究其工艺流程、技术要求和市场前景。

-调查化学工业的安全与环保问题：学生可以调查当地或国内外化学工业的安全事故案例，分析事故原因和预防措施，探讨化学工业的环保问题及解决方案。

-开展科学小论文写作：鼓励学生结合本节课内容，选择一个感兴趣的话题，如“氨的合成与未来能源发展”，撰写科学小论文，提升写作能力和科学思维能力。

-参观化学工业现场：如果条件允许，组织学生参观化学工业现场，如化肥厂、化工厂等，让学生亲身体验化学工业的生产过程，增强实践认知。

-利用网络资源学习：鼓励学生利用网络资源，如在线课程、教育平台、科研论文等，自主学习更多关于氨合成和化学工业的知识。七、教学评价与反馈

1.课堂表现：

-学生参与度：观察学生在课堂上的参与情况，包括提问、回答问题和互动交流的积极性。

-注意力集中：评估学生在课堂上的注意力是否集中，是否能够跟随教师的讲解和引导。

-知识掌握：通过课堂提问或小测验，检查学生对氨的工业合成相关知识的理解和掌握程度。

2.小组讨论成果展示：

-讨论深度：评价学生在小组讨论中是否能深入探讨问题，提出合理的解决方案和创新性建议。

-表达能力：观察学生在展示讨论成果时的表达能力，包括语言组织、逻辑性和说服力。

-团队协作：评估小组成员之间的协作情况，如分工是否合理、是否能够有效沟通和解决问题。

3.随堂测试：

-知识掌握：通过随堂测试，检查学生对氨的工业合成原理、工艺流程和催化剂作用等关键知识的掌握情况。

-应用能力：测试题目设计应包含应用性问题，评估学生将理论知识应用于实际问题的能力。

-时间管理：随堂测试的时间控制，确保学生能够在规定时间内完成测试，提高时间管理意识。

4.课后作业与探究：

-完成情况：检查学生课后作业的完成情况，包括作业的整洁度、正确性和深度。

-探究活动：评价学生参与课后探究活动的积极性，如科学小论文的撰写、调查报告的完成等。

-创新思维：在探究活动中，鼓励学生提出创新性观点和解决方案，评估其创新思维能力。

5.教师评价与反馈：

-针对性反馈：针对每个学生的课堂表现、小组讨论和随堂测试情况，给予具体的、个性化的反馈，指出学生的优点和需要改进的地方。

-综合评价：对整个班级的学习情况进行综合评价，总结班级的整体表现和存在的问题。

-改进建议：根据评价结果，提出针对性的改进建议，如加强课堂互动、优化教学方法、提供更多探究机会等。

-鼓励与激励：对表现出色的学生给予表扬和鼓励，激发学生的学习热情和自信心。

-持续关注：对学生的学习情况进行持续关注，定期进行评价和反馈，帮助学生不断提升学习能力。八、内容逻辑关系

1.氨的工业合成原理

①重点知识点：N₂与H₂的化学反应方程式、化学平衡原理、勒沙特列原理。

②重点词：催化剂、活化能、化学平衡、反应速率。

③重点句：“在催化剂的作用下，氮气和氢气反应生成氨气，该反应是可逆的，并遵循化学平衡原理。”

2.哈柏-博施法的工艺流程

①重点知识点：原料气的制备、压缩、催化合成、冷却和分离。

②重点词：反应器、压缩机、冷却器、分离器。

③重点句：“哈柏-博施法通过一系列精细的工艺步骤，将氮气和氢气转化为液态氨。”

3.催化剂的作用

①重点知识点：催化剂的定义、作用机理、催化剂的选择性。

②重点词：催化活性、选择性、稳定性。

③重点句：“催化剂通过提供另一条反应路径，降低反应的活化能，从而加快反应速率。”

板书设计：

一、氨的工业合成原理

1.化学反应方程式：N₂+3H₂⇌2NH₃

2.化学平衡：勒沙特列原理

3.催化剂作用：降低活化能，提高反应速率

二、哈柏-博施法的工艺流程

1.原料气制备

2.气体压缩

3.催化合成

4.冷却和分离

5.液态氨的获取

三、催化剂的作用

1.定义：改变化学反应速率而不被自身消耗的物质

2.作用机理：提供另一条反应路径，降低活化能

3.选择性：催化剂对特定反应的偏好性

板书设计要求条理清晰，重点突出，简洁明了，便于学生理解和记忆关键概念和流程。九、教学反思与改进

1.设计反思活动

-教师自评：在教学结束后，教师应反思教学目标的达成情况，分析教学内容、教学方法和教学手段的有效性。

-学生反馈：通过问卷调查或课堂讨论，收集学生对教学的意见和建议，了解学生对知识的掌握程度和学习体验。

-同伴观察：邀请其他教师观摩课堂，从第三方的角度提供反馈，帮助教师发现问题并改进教学。

2.制定改进措施

-优化教学内容：根据学生的反馈和教学效果，调整教学内容，确保知识的深度和广度适合学生的认知水平。

-创新教学方法：探索更多样化的教学方法，如游戏化教学、项目式学习等，以激发学生的学习兴趣和主动性。

-提升教学手段：利用最新的教育技术，如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等，增强教学效果和学生的参与度。

-强化实践环节：增加实验和实践活动，让学生在实践中理解和应用所学知识，提高动手能力和解决问题的能力。

-跟进学习效果：定期对学生的学习效果进行跟踪评估，及时调整教学策略，确保教学目标的实现。

-个性化辅导：针对学生的不同学习特点，提供个性化的辅导和支持，帮助每个学生取得进步。

-教学资源共享：与其他教师分享教学资源和经验，共同提升教学质量。

-继续教育与培训：参加相关的继续教育和培训，不断提升自身的教学能力和专业素养。

-家校合作：与家长保持沟通，共同关注学生的学习进展，形成教育合力。

-评价体系的完善：建立科学合理的教学评价体系，全面评价学生的学习成果和教师的教学效果。

-教学策略的调整：根据教学评价结果，及时调整教学策略，确保教学目标的实现。

-教学内容的更新：关注化学工业的最新发展，及时更新教学内容，保持教学的前沿性和实用性。

-教学方法的创新：探索新的教学方法，如翻转课堂、在线学习等，提高教学效果和学生的学习兴趣。

-教学资源的整合：整合各种教学资源，如教材、网络资源、实验设备等，为学生提供丰富的学习资源。

-教学环境的优化：改善教学环境，如教室布置、实验设备等，为学生提供更好的学习条件。

-教学目标的明确：明确教学目标，确保教学内容的针对性和有效性。

-教学过程的监控：监控教学过程，及时发现问题并进行调整。

-教学效果的评估：评估教学效果，为教学改进提供依据。十、课后作业

1.研究不同催化剂对氨合成反应的影响，并撰写一篇简短报告，分析不同催化剂对反应速率和选择性的影响。

2.设计一个实验方案，研究温度和压力对氨合成反应速率的影响，并预测在不同条件下反应速率的变化趋势。

3.调查氨的工业应用案例，选择一个案例进行深入研究，并撰写一篇报告，分析其工艺流程、技术要求和市场前景。

4.研究化学工业的安全与环保问题，选择一个化学工业的安全事故案例，分析事故原因和预防措施，并提出解决方案。

5.结合本节课内容，选择一个与氨合成相关的主题，如“氨的合成与未来能源发展”，撰写一篇科学小论文，提出创新性观点和解决方案。主题1空气资源氨的合成课题3氨氧化法制硝酸主备人备课成员教学内容教材：高中化学选修2《化学与技术》鲁科版

主题1：空气资源

课题3：氨氧化法制硝酸

教学内容主要包括以下章节：

1.氨的合成：介绍哈柏法合成氨的原理、条件及化学方程式，包括N2和H2在催化剂、高温高压条件下的反应过程。

2.氨氧化法制硝酸的原理：阐述氨在催化剂存在下氧化生成一氧化氮，一氧化氮进一步氧化生成二氧化氮，最后二氧化氮与水反应生成硝酸的过程。

3.硝酸的工业制法：介绍硝酸工业生产的主要步骤，包括氨的氧化、二氧化氮的吸收及硝酸的浓缩等。

4.硝酸的性质与用途：分析硝酸作为强氧化剂、强酸的性质，以及其在工业、农业、医药等领域的应用。

5.环保与安全：强调硝酸生产过程中产生的污染物处理措施，以及安全操作规程，提高学生的环保意识。核心素养目标分析1.科学素养：通过学习氨氧化法制硝酸的原理，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，提高学生对化学反应原理的理解和科学探究的兴趣。

2.创新意识：引导学生关注化学反应条件的优化，激发学生探索科学规律、提出新思路、新方法的创新意识。

3.实践能力：通过分析硝酸工业制法的实际过程，培养学生运用化学知识解决实际生产问题的能力，提高学生的实践操作技能。

4.环保意识：强调硝酸生产过程中的环保措施和安全操作规程，培养学生关注环境保护、遵守安全规范的良好习惯。

5.跨学科能力：结合物理、数学等学科知识，培养学生综合运用多学科知识解决实际问题的能力。教学难点与重点1.教学重点

-氨的合成原理：重点讲解哈柏法合成氨的反应方程式、反应条件（如温度、压力、催化剂的作用）以及化学平衡的影响因素。

-氨氧化法制硝酸的流程：详细阐述氨氧化、二氧化氮的吸收和硝酸的生成过程，强调关键步骤和反应机理。

-硝酸的工业应用与环保措施：介绍硝酸在工业中的应用实例，以及生产过程中的环保处理措施。

举例：讲解哈柏法合成氨时，通过实际工业生产中的温度、压力参数，让学生理解反应条件对产率的影响。

2.教学难点

-催化剂的作用机制：学生可能难以理解催化剂如何降低活化能、加快反应速率，以及催化剂的选用原则。

-化学平衡的移动：学生可能难以掌握勒夏特列原理在氨合成反应中的应用，以及如何通过调整反应条件来优化产率。

-硝酸生成的复杂反应路径：学生可能难以理解氨氧化生成一氧化氮、二氧化氮，以及二氧化氮与水反应生成硝酸的具体过程。

举例：在讲解催化剂的作用时，可以通过对比有无催化剂条件下的反应速率图，帮助学生形象理解催化剂的作用。在讲解化学平衡移动时，可以通过实际工业生产中的案例，如提高压力对氨合成反应的影响，来帮助学生理解勒夏特列原理的应用。讲解硝酸生成过程时，可以通过流程图和反应方程式的结合，帮助学生逐步理解反应步骤和产物生成。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时步骤师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材

-确保每位学生都配备鲁科版高中化学选修2《化学与技术》教材，以便于学生跟随课程进度自学和复习。

-分发学习资料，包括本节课的教学目标、重点难点总结、课后习题等，帮助学生明确学习要求和巩固知识点。

2.辅助材料

-图片资源：收集氨合成塔、硝酸生产流程、催化剂结构等图片，用于课堂上展示和讲解。

-图表资源：准备哈柏法合成氨的化学平衡图、氨氧化法制硝酸的反应路径图等，帮助学生理解反应过程。

-视频资源：搜索并剪辑氨合成、硝酸生产的科普视频，以及相关化学反应的动画演示，用于课堂上播放。

-网络资源：整理与教学内容相关的网络链接，如科普文章、在线问答等，供学生课后拓展阅读。

3.实验器材

-实验室设备：确认实验室内的实验台、通风设备、安全设施等是否齐全且功能正常。

-化学试剂：准备氨水、过氧化氢、硝酸铜等实验用试剂，确保其浓度、纯度符合实验要求。

-实验仪器：准备试管、烧杯、滴定管、酒精灯、天平等基本实验仪器，以及专用的催化剂、气体收集装置等。

-安全器材：准备防护眼镜、手套、实验服等个人防护装备，以及灭火器、砂桶等应急安全器材。

4.教室布置

-分组讨论区：根据学生人数，将教室划分为若干小组，每组配备讨论桌椅，便于学生分组讨论和合作学习。

-实验操作台：设置实验操作台，确保实验桌面积足够，实验用品摆放有序，便于学生进行实验操作。

-教学演示区：在教室前方设置投影仪、白板等教学设备，以便于教师进行教学演示和互动。

-学习氛围营造：通过悬挂化学元素周期表、科学家肖像、化学实验规则等，营造积极向上的学习氛围。

5.教学技术支持

-确保投影仪、电脑、音响等教学设备正常工作，提前测试多媒体资源的播放效果。

-准备备用设备，如投影仪、电脑等，以防止教学过程中设备故障。

-培训学生使用实验室设备，确保学生能够正确使用实验器材，了解安全操作规程。

6.教学环境优化

-确保教室内的照明、通风良好，为长时间的学习提供舒适的环境。

-安排学生座位，避免学生长时间面对屏幕，减少眼睛疲劳。

-在教室内设置急救箱，准备常用药品和急救器材，以应对突发情况。

7.教学反馈与评价

-设计教学反馈表，收集学生对教学资源、教学方法、教学内容等的意见和建议。

-安排课后小测验或小组讨论报告，评价学生对本节课知识的掌握程度。教学过程设计1.导入环节（5分钟）

-创设情境：播放一段关于硝酸在工业中应用的短视频，如化肥生产、炸药制造等，让学生初步了解硝酸的重要性。

-提出问题：询问学生“我们日常生活中接触到的硝酸有哪些形式？”“硝酸是如何合成的？”以此激发学生的好奇心和求知欲。

2.讲授新课（20分钟）

-氨的合成：讲解哈柏法合成氨的原理，通过板书化学方程式和反应条件，引导学生理解反应过程。

-用时：5分钟

-氨氧化法制硝酸：详细介绍氨氧化生成一氧化氮、二氧化氮，以及二氧化氮与水反应生成硝酸的过程。

-用时：8分钟

-硝酸的工业应用与环保措施：结合教材内容，讲解硝酸在工业中的应用以及生产过程中的环保处理措施。

-用时：7分钟

3.师生互动环节（10分钟）

-分组讨论：将学生分成小组，讨论以下问题：

-“哈柏法合成氨的催化剂有哪些特点？”

-“氨氧化过程中，哪些因素会影响硝酸的产量？”

-用时：5分钟

-小组分享：每组选派一名代表，汇报讨论结果，教师对学生的回答进行点评和补充。

-用时：5分钟

4.巩固练习（5分钟）

-练习题：发放练习题，要求学生独立完成，题目涉及氨的合成条件、氨氧化法制硝酸的步骤等。

-点评：教师选取部分学生的答案进行点评，针对学生的错误进行讲解。

5.课堂小结（2分钟）

-教师总结本节课的重点内容，强调氨的合成和氨氧化法制硝酸的关键步骤。

-提醒学生复习巩固所学知识，为下一节课的学习做好准备。

6.课堂提问（3分钟）

-教师提问学生关于本节课的内容，检查学生对新知识的理解和掌握情况。

-鼓励学生提出问题，教师解答，促进学生的思考和深入学习。

注意：在教学过程中，教师应注重引导和启发学生，鼓励学生积极参与讨论和提问，通过师生互动，提高学生的核心素养能力。同时，教师应根据学生的实际情况，灵活调整教学节奏和内容，确保教学目标的实现。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：学生能够熟练掌握哈柏法合成氨的反应原理、条件及催化剂的作用，了解氨氧化法制硝酸的全过程，包括一氧化氮和二氧化氮的生成，以及硝酸的形成。

2.理解应用：学生能够理解化学反应平衡的概念，并能够应用勒夏特列原理来分析氨合成反应的优化条件，如温度、压力和催化剂的选择。

3.实践能力：通过课堂讨论和练习，学生能够将理论知识与实际工业生产相结合，了解硝酸在工业中的应用，并能够提出初步的环保处理措施。

4.科学探究：学生能够通过实验观察和数据分析，探究不同条件下氨合成反应的产率变化，培养科学探究精神和实验操作能力。

5.创新意识：学生在学习过程中，能够提出新的思考问题和改进方案，如在氨氧化过程中，探讨如何提高一氧化氮的转化率，以及如何降低生产成本。

6.核心素养提升：学生在学习过程中，不仅掌握了化学知识，还提升了科学素养、创新意识、实践能力和环保意识等核心素养。

7.学习习惯养成：学生在完成练习和参与讨论的过程中，养成了主动学习、合作交流的学习习惯，提高了学习效率。

8.思维能力增强：通过课堂提问和小组讨论，学生的逻辑思维、批判性思维和创造性思维得到了锻炼和提升。

9.问题解决能力：学生在面对复杂化学问题时，能够运用所学知识，通过分析、推理和实验验证来解决问题。

10.自我反思能力：学生在学习过程中，能够自我评估学习效果，识别自身不足，并制定改进计划。教学反思这节课我选择了高中化学选修2《化学与技术》鲁科版中的主题1空气资源，课题3氨氧化法制硝酸作为教学内容。通过本节课的学习，我发现学生们在理解氨的合成和氨氧化法制硝酸的过程中表现出了不同的学习状态和理解程度。以下是我对本节课的反思：

课堂上，我通过创设情境和提出问题的方式导入新课，学生们表现出较高的兴趣和参与度。我发现，当教学内容与学生的生活实际相结合时，他们更容易产生学习动力。这一点在讲解硝酸在工业中的应用时得到了验证，学生们对于化肥、炸药等产品的生产过程表现出浓厚的兴趣。

在讲授新课的过程中，我尽量用简洁明了的语言解释复杂的化学原理，并通过板书和多媒体资源帮助学生理解。然而，我也发现有些学生在理解催化剂的作用和化学平衡的移动方面存在困难。这提示我在今后的教学中，需要更多地采用实例和实验来帮助学生形象地理解这些概念。

在师生互动环节，我组织了分组讨论，让学生们有机会相互交流和分享自己的想法。我发现这种形式能够有效促进学生之间的合作和思考，但同时也发现部分学生在表达自己的观点时还不够自信。我计划在后续的教学中，更多地鼓励这些学生发表意见，提高他们的自信心。

巩固练习环节让我看到学生们对知识点的掌握程度。大部分学生能够完成练习题，但也有一些学生对于某些细节问题的理解不够深入。我意识到，我在课堂上可能需要更多地关注这些学生的个别需求，提供更多的个别辅导。

总的来说，本节课的教学效果基本达到了预期目标。但在教学过程中，我也发现了一些不足之处，比如对于难点的讲解不够深入，学生参与度不够均衡等。在今后的教学中，我会根据这些反思，调整教学策略，努力提高教学效果，帮助学生们更好地理解和掌握化学知识。重点题型整理题型一：填空题

1.哈柏法合成氨的化学方程式为________，该反应需要使用________作为催化剂。

答案：N2+3H2→2NH3；铁触媒

2.在氨氧化法制硝酸过程中，氨在催化剂的作用下氧化生成________，进一步氧化生成________，最终与水反应生成硝酸。

答案：一氧化氮；二氧化氮

题型二：简答题

1.请简述哈柏法合成氨的反应条件及其对反应的影响。

答案：哈柏法合成氨的反应条件包括高温（约450-500℃）、高压（约150-300atm）和铁触媒催化剂。这些条件有利于提高反应速率和氨的产率。

2.硝酸在工业生产中有哪些主要用途？

答案：硝酸在工业生产中主要用于制造化肥、炸药、塑料、染料等产品，同时也是一种重要的化工原料。

题型三：计算题

1.在氨氧化法制硝酸过程中，如果反应物氨和氧气的摩尔比为1:5，求氧气过量百分之多少？

答案：氧气过量的百分比为（5-1）/5×100%=80%

2.已知某硝酸生产过程中，氨的转化率为80%，求实际生产中每吨氨能生产多少吨硝酸？

答案：每吨氨能生产硝酸2×80%=1.6吨

题型四：分析题

1.分析氨氧化法制硝酸过程中，催化剂的作用及其对反应的影响。

答案：催化剂在氨氧化法制硝酸过程中起到降低反应活化能、加快反应速率的作用。催化剂的选择和使用对反应的产率和选择性有很大影响。

2.讨论在硝酸生产过程中，如何通过调整反应条件来优化硝酸产量。

答案：在硝酸生产过程中，可以通过调整温度、压力、氧气浓度等反应条件来优化硝酸产量。例如，适当提高温度和压力，增加氧气浓度，可以提高硝酸的产率。

题型五：应用题

1.假设你是一名化工工程师，负责设计一个氨氧化法制硝酸的生产流程。请简述你的设计思路。

答案：设计思路包括选择合适的催化剂、确定最佳的反应条件（如温度、压力、氧气浓度等），以及设计合理的工艺流程，包括氨的氧化、二氧化氮的吸收和硝酸的生成等步骤。

2.请结合所学知识，提出一种减少硝酸生产过程中污染物排放的方法。

答案：可以采用先进的尾气处理技术，如选择性催化还原（SCR）技术，减少氮氧化物的排放。此外，优化生产工艺，提高原料利用率，也是减少污染物排放的有效方法。主题1空气资源氨的合成复习与测试一、教材分析

高中化学选修2《化学与技术》鲁科版主题1“空气资源”中的“氨的合成”章节，旨在让学生理解氨的合成原理、工艺流程及其在实际生产中的应用。本节课内容与课本紧密关联，涵盖了以下要点：

1.氨的合成反应原理，包括氮气与氢气的反应条件、催化剂的作用以及反应的化学方程式。

2.氨的合成工艺流程，如哈柏法、布朗过程等，以及各自的特点和优缺点。

3.氨的合成在生产生活中的应用，如肥料、炸药、制药等领域的应用。

4.氨的合成过程中的能量转化和环境保护。

本节课的教学目标是使学生掌握氨的合成原理、工艺流程和应用，提高学生对化学与实际生产生活的认识，培养其科学素养。课程设计将围绕这些内容展开，注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力和创新思维能力。二、核心素养目标

1.科学探究：通过氨的合成实验原理的学习，培养学生设计实验、观察实验现象、分析实验结果的能力，提高学生的实验操作技能。

2.实证意识：通过分析氨的合成工艺流程，使学生能够基于事实和证据进行推理，形成科学的认识。

3.科学态度：培养学生对化学现象的好奇心和探究精神，形成严谨的科学态度和批判性思维。

4.创新实践：引导学生运用所学知识，探讨氨的合成在生产生活中的实际应用，激发学生的创新意识，培养解决实际问题的能力。

5.环保意识：在氨的合成学习中，教育学生关注化学反应对环境的影响，提高学生的环保意识。三、教学难点与重点

1.教学重点

-氨的合成反应原理：详细讲解氮气与氢气在高温高压及催化剂作用下合成氨的反应方程式，强调反应条件对产率的影响。

-氨的合成工艺流程：重点介绍哈柏法的具体步骤，包括原料气的制备、净化、压缩、催化合成和氨的分离等环节。

-氨的合成应用：强调氨在肥料、制药等领域的应用，以及其对社会发展的重要性。

2.教学难点

-催化剂的作用机制：学生可能难以理解催化剂如何降低反应活化能，提高反应速率。举例说明催化剂在反应中不参与反应物和生成物的化学计量，而是通过提供另一条反应路径来加速反应。

-高温高压条件的理解：学生可能对高温高压条件对反应的影响理解不深，可以通过对比常温常压下的反应速率和产率，帮助学生理解高温高压的必要性。

-反应的可逆性：学生可能难以掌握可逆反应的特点，可以通过实际例子（如反应的平衡常数）来说明反应的可逆性，并解释如何通过改变条件来移动平衡。

-实际生产中的能量转化和环保问题：学生可能不清楚氨的合成过程中的能量转换和环保措施，可以结合实际生产案例，分析能量利用效率和减少污染的途径。四、教学资源

-硬件资源：多媒体教室、投影仪、计算机、实验器材

-软件资源：化学模拟软件、PPT教学课件

-课程平台：校园网络教学平台

-信息化资源：数字化教材、在线化学教育资源库

-教学手段：小组讨论、实验演示、案例分析五、教学实施过程

1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过校园网络教学平台，发布预习资料，包括氨的合成反应原理、工艺流程的PPT和一段哈柏法的视频，要求学生了解氨的合成过程。

-设计预习问题：设计问题如“氨的合成反应需要哪些条件？”“哈柏法的步骤是什么？”等，引导学生深入思考。

-监控预习进度：通过平台监控学生的预习进度，确保每个学生都能完成预习任务。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生根据预习任务要求，阅读资料，理解氨的合成反应原理和工艺流程。

-思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，记录下自己的理解和不明白的地方。

-提交预习成果：学生将预习笔记和问题提交至平台，供教师检查和反馈。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主探索，培养独立思考能力。

-信息技术手段：利用教学平台和微信群，实现资源的共享和预习进度的监控。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过一个关于化肥发展史的短视频，引出氨的合成课题，激发学生兴趣。

-讲解知识点：详细讲解氨的合成原理，强调反应条件和催化剂的作用，并通过实例说明。

-组织课堂活动：设计小组讨论，让学生探讨不同工艺流程的优缺点。

-解答疑问：针对学生的疑问，进行解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，积极思考氨的合成原理及其应用。

-参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，分享自己的观点。

-提问与讨论：学生针对不懂的问题提出疑问，并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过讲解，帮助学生深入理解氨的合成反应原理。

-实践活动法：通过小组讨论，让学生在实践中掌握氨的合成工艺流程。

-合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队合作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置与氨的合成相关的作业，如设计一个简化版的氨合成实验。

-提供拓展资源：提供相关的化学工业发展资料，如氨的合成在肥料工业中的应用案例。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生具体的反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：学生认真完成作业，巩固课堂上学到的知识。

-拓展学习：学生利用提供的资源，进行更深入的学习。

-反思总结：学生对自己的学习过程进行反思，总结学习成果和不足。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主完成作业，发展自主学习能力。

-反思总结法：引导学生进行自我反思，提升学习效果。六、知识点梳理

1.氨的合成反应原理

-氮气（N2）和氢气（H2）在高温（约450-500℃）、高压（约150-300atm）以及催化剂（如铁催化剂）的作用下，发生化学反应生成氨气（NH3）。

-反应方程式：N2+3H2⇌2NH3

-该反应为可逆反应，存在化学平衡，通过勒夏特列原理可以解释平衡移动。

-催化剂的作用是降低反应活化能，加速反应速率，但不改变反应平衡位置。

2.氨的合成工艺流程

-哈柏法：是最早工业化的氨合成方法，包括以下几个步骤：

-原料气的制备：通过天然气、石油或煤炭制取氢气和氮气。

-气体净化：去除原料气中的杂质，如二氧化碳、水蒸气等，以防止催化剂中毒。

-气体压缩：将净化后的气体压缩到反应所需的高压。

-催化合成：在催化剂的作用下，氢气和氮气反应生成氨气。

-氨的分离：将生成的氨气从反应混合气中分离出来，通常通过冷却和condensation。

-改进工艺：布朗过程、液相氨合成法等。

3.氨的合成应用

-农业肥料：氨是制造氮肥的重要原料，如尿素、硝酸铵等。

-制药工业：氨用于合成多种药物，如抗生素、维生素等。

-化工原料：氨是许多化工产品的原料，如塑料、合成纤维、炸药等。

-其他应用：氨还用于制冷剂、清洁剂等产品。

4.氨的合成过程中的能量转化

-反应热：氨的合成是一个放热反应，释放出大量的热量，这部分热量可以用于发电或工艺过程中的其他加热需求。

-能量效率：提高氨的合成能量效率是化工领域的一个重要研究方向，包括提高反应条件、优化工艺流程等。

5.环境保护与氨的合成

-催化剂中毒：原料气中的硫、磷等杂质会导致催化剂中毒，降低催化剂活性，需要通过气体净化来减少对环境的影响。

-废气处理：氨合成过程中产生的废气需要经过处理后才能排放，以减少对大气环境的污染。

-节能减排：提高氨合成过程中的能源利用效率，减少温室气体排放。

6.实验室氨的合成

-实验室中氨的合成通常使用较小的反应釜，通过控制反应条件来模拟工业生产过程。

-实验室合成氨的目的是为了研究反应机理、优化工艺参数等。

7.氨的物理性质

-氨气在常温常压下是一种无色、有刺激性气味的气体。

-氨气易溶于水，溶解后形成氨水，具有碱性。

-液氨的沸点约为-33℃，在高压下可以液化。

8.氨的化学性质

-氨是一种碱性气体，可以与酸反应生成盐。

-氨在高温下可以分解为氮气和氢气。

-氨可以参与多种化学反应，如氧化、硝化等。

9.氨的检测与分析

-氨的浓度可以通过气相色谱、质谱等方法进行检测。

-氨水中的氨含量可以通过滴定法进行分析。

10.氨的安全与储存

-氨气具有刺激性，高浓度下对人体有害，需在通风良好的环境中操作。

-氨气易燃，与空气混合可形成爆炸性混合物，需严格储存和管理。

-液氨在储存和运输过程中需要专用容器，并采取相应的安全措施。七、课后拓展

1.拓展内容：

-阅读材料：《化学与技术》鲁科版选修2中关于氨的合成的章节，特别是关于哈柏法的详细介绍和氨的工业应用部分。

-视频资源：化学工业中氨合成工艺的动画演示，如哈柏法工艺流程的视频。

-案例分析：选取一些实际应用氨的案例，如尿素工厂的氨合成装置、氨在农业中的应用等。

2.拓展要求：

-学生需在课后阅读上述材料，了解氨的合成在工业生产中的应用和重要性。

-观看视频资源，通过视觉和动画效果加深对氨合成工艺的理解。

-收集和分析案例，思考氨在现代社会中的角色以及可能面临的挑战和解决方案。

以下是具体的拓展活动：

a.工业氨合成工艺的深入研究：

-学生可以查阅相关资料，了解不同类型的氨合成工艺，如改进的哈柏法、液相氨合成法等。

-分析这些工艺的优缺点，以及它们在工业中的应用情况。

b.氨在农业中的应用：

-学生可以通过图书馆或网络资源，了解氨在农业中作为肥料的角色。

-分析氨肥对作物生长的影响，以及如何合理使用氨肥以减少对环境的影响。

c.氨的化学性质和安全问题：

-学生应研究氨的化学性质，包括其与酸、碱、氧化剂和还原剂的反应。

-探讨氨泄漏可能带来的危害，以及相关的安全防护措施。

d.氨的合成与环境保护：

-学生可以研究氨合成过程中可能产生的副产品和废物，以及如何进行废物的处理和回收。

-分析氨合成对环境的影响，以及工业界为减少环境影响所采取的措施。

e.氨合成技术的未来发展：

-学生可以探索氨合成技术的最新研究进展，如新型催化剂的开发、节能技术的应用等。

-预测氨合成技术在未来的发展方向，以及可能对社会和环境产生的影响。

3.教师指导与帮助：

-教师可以提供相关的书籍、期刊文章等阅读材料，帮助学生进行深入的研究。

-对于学生在拓展过程中遇到的问题，教师应及时解答，并提供必要的学术支持。

-鼓励学生参与讨论，分享自己的研究心得和发现，促进知识的交流和碰撞。

-组织学生进行小组讨论或报告会，让学生展示自己的研究成果，提高他们的表达和沟通能力。

通过这些拓展活动，学生不仅能够加深对氨的合成的理解，还能够培养他们的自主学习能力、批判性思维和解决问题的能力。同时，这些活动也有助于学生将课堂所学知识应用于实际生活，增强他们的社会责任感。八、教学反思与总结

教学反思：

首先，我对本节课的教学过程进行了回顾和反思。在教学过程中，我采用了多种教学方法，如讲授法、实践活动法、合作学习法等，旨在激发学生的学习兴趣，提高他们的学习效果。同时，我也注重教学策略的应用，如通过导入新课、讲解知识点、组织课堂活动、解答疑问等环节，引导学生深入理解氨的合成原理、工艺流程和应用。在教学管理方面，我注重学生的课堂纪律和参与度，通过小组讨论、角色扮演、实验等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。然而，在教学过程中也存在一些不足之处。例如，部分学生对氨的合成原理和工艺流程的理解不够深入，可能需要我在今后的教学中进一步加强对这部分内容的讲解和辅导。此外，学生在拓展应用方面的能力还有待提高，我需要在今后的教学中加强这方面的训练和指导。

教学总结：

本节课的教学效果总体上是积极的。学生在知识方面，对氨的合成原理、工艺流程和应用有了更深入的理解。在技能方面，通过实践活动和小组讨论，学生的实验操作能力和团队合作能力得到了提升。在情感态度方面，学生对化学与实际生产生活的联系有了更深刻的认识，增强了他们的社会责任感。然而，在教学过程中也存在一些问题。部分学生对氨的合成原理和工艺流程的理解不够深入，需要我在今后的教学中加强这部分内容的讲解和辅导。此外，学生在拓展应用方面的能力还有待提高，我需要在今后的教学中加强这方面的训练和指导。

针对教学中存在的问题和不足，我提出以下改进措施和建议：

1.加强对氨的合成原理和工艺流程的讲解，通过实例和实验演示，帮助学生深入理解相关知识。

2.设计更具挑战性的拓展应用活动，如让学生设计一个简化版的氨合成实验，提高他们的实践操作能力和创新思维能力。

3.利用信息技术手段，如在线平台、微信群等，实现资源的共享和预习进度的监控，提高教学效果。

4.加强与学生的互动，及时解答他们在学习过程中遇到的问题，提高他们的学习积极性。

5.定期组织学生进行自我反思和总结，帮助他们发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。九、板书设计

1.第一页板书：

-标题：氨的合成原理

-内容：

-反应方程式：N2+3H2⇌2NH3

-反应条件：高温、高压、催化剂

-催化剂：铁催化剂

-反应特点：放热反应、可逆反应

2.第二页板书：

-标题：氨的合成工艺流程

-内容：

-哈柏法：原料气制备、气体净化、气体压缩、催化合成、氨的分离

-其他工艺：布朗过程、液相氨合成法

3.第三页板书：

-标题：氨的合成应用

-内容：

-农业肥料：尿素、硝酸铵

-制药工业：抗生素、维生素

-化工原料：塑料、合成纤维、炸药

4.第四页板书：

-标题：氨的合成过程中的能量转化

-内容：

-反应热：放热反应，热量利用

-能量效率：提高能量利用效率的方法

5.第五页板书：

-标题：环境保护与氨的合成

-内容：

-催化剂中毒：气体净化

-废气处理：减少污染

-节能减排：降低能耗

6.第六页板书：

-标题：氨的物理性质

-内容：

-氨气：无色、刺激性气味

-溶解性：易溶于水

-液氨：沸点、液化条件

7.第七页板书：

-标题：氨的化学性质

-内容：

-碱性：与酸反应生成盐

-可燃性：易燃、爆炸性

-反应性：氧化、硝化等反应

8.第八页板书：

-标题：氨的检测与分析

-内容：

-气相色谱、质谱：检测氨气浓度

-滴定法：分析氨水中的氨含量

9.第九页板书：

-标题：氨的安全与储存

-内容：

-刺激性：对人体有害

-易燃性：爆炸性混合物

-储存管理：专用容器、安全措施主题2海水资源工业制碱课题1海水淡化与现代水处理技术课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：高中化学选修2化学与技术

2.教学年级和班级：高二年级，化学选修班

3.授课时间：2022年11月8日，星期三，第3节课

4.教学时数：1课时二、核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要包括以下几个方面：

1.科学探究与创新意识：通过探究海水淡化的过程，培养学生的实验操作能力，鼓励学生提出假设，设计实验方案，验证实验结果，从而提高学生的科学探究能力和创新意识。

2.科学态度与社会责任：引导学生关注海水淡化与现代水处理技术在解决全球水资源问题中的重要作用，培养学生的环保意识和社会责任感。

3.实践操作与综合运用：通过课堂演示和实验操作，让学生掌握海水淡化的基本原理和操作技能，培养学生将理论知识应用于实际问题的能力。

4.信息获取与处理：培养学生通过查阅资料、分析数据等方式获取海水淡化相关信息的能力，以及运用所学知识对信息进行加工和处理的能力。

5.团队合作与交流：在实验过程中，鼓励学生分工合作，共同完成任务，培养学生的团队合作精神和交流沟通能力。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

-学生已经学习了基本的化学原理，包括溶液的浓度、物质的分离和提纯方法。

-学生对海水的基本组成和性质有一定的了解。

-学生在初中阶段接触过简单的海水淡化方法。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

-学生对环境问题和可持续发展表现出较高的兴趣，特别是与水资源相关的议题。

-学生具备一定的实验操作能力和科学探究能力，能够进行简单的实验设计和数据分析。

-学生的学习风格多样，有的喜欢通过实验学习，有的喜欢通过案例学习，有的则偏好理论学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

-学生可能对海水淡化的复杂流程和原理理解不深，需要通过具体的案例和实验来加深理解。

-学生在实验操作中可能会遇到技术性问题，需要教师的指导和同伴的帮助。

-学生可能难以将海水淡化技术与社会实际需求联系起来，需要通过讨论和思考来提高认识。四、教学资源-硬件资源：多媒体教学设备、实验仪器（如蒸馏装置、过滤设备）、实验试剂（如海水样本、化学试剂）。

-软件资源：化学教学软件、实验模拟程序。

-课程平台：学校教学管理系统、在线学习平台。

-信息化资源：数字化教材、教学视频、在线习题库。

-教学手段：小组讨论、实验演示、学生实验操作、案例分析。五、教学过程设计1.导入环节（用时5分钟）

-利用多媒体展示海水淡化的实际应用场景，如干旱地区的水源问题、海水淡化厂的运作等。

-提出问题：“我们为什么要进行海水淡化？海水淡化有哪些方法？”

-学生分组讨论，每组派代表分享讨论结果。

-教师总结学生的回答，引出本节课的主题。

2.讲授新课（用时20分钟）

-讲解海水淡化的原理，包括蒸馏法、反渗透法等。

-通过图示和动画展示不同海水淡化方法的操作流程和原理。

-介绍现代水处理技术，包括预处理、膜分离技术等。

-结合课本内容，详细讲解每个步骤的科学原理和实际应用。

3.巩固练习（用时10分钟）

-学生分组进行实验模拟，选择一种海水淡化方法，模拟操作过程。

-教师巡回指导，解答学生在操作过程中遇到的问题。

-实验结束后，每组学生汇报实验结果，讨论实验中遇到的问题和解决方案。

4.课堂提问与互动（用时5分钟）

-教师提出问题：“海水淡化过程中可能会遇到哪些环境问题？如何解决？”

-学生思考并回答，教师给予反馈。

-教师提出问题：“海水淡化技术在哪些领域有重要应用？”

-学生分享自己的想法，教师总结并拓展相关知识。

5.情境互动环节（用时5分钟）

-设计一个情境，假设学生是一家中型海水淡化厂的工程师，需要为一座新城市设计一套海水淡化方案。

-学生分组讨论，考虑淡化方法、成本、环境影响等因素。

-每组提出设计方案，并进行简短的汇报。

6.总结与反馈（用时5分钟）

-教师总结本节课的重点内容，强调海水淡化技术的重要性。

-学生分享本节课的学习收获和疑问。

-教师针对学生的反馈给予解答和指导。

7.作业布置（用时5分钟）

-布置作业：根据本节课的学习，写一篇关于海水淡化技术的短文，包括原理、应用和未来发展趋势。

整个教学过程设计旨在通过情境导入、知识讲授、实验操作和互动讨论等多种方式，激发学生的学习兴趣，巩固新知识，并通过情境互动环节培养学生的创新思维和问题解决能力。六、拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《海水淡化技术及其应用》

-《现代水处理技术进展》

-《海水淡化与可持续发展》

-《海水淡化工程案例分析》

-《海水淡化设备的研发与应用》

2.课后自主学习和探究：

-研究不同海水淡化方法的优缺点，并撰写研究报告。

-调查本地区水资源状况，分析海水淡化技术的适用性。

-探究海水淡化过程中的能量消耗和环境影响。

-分析海水淡化技术在国内外的发展趋势。

-设计一个简单的海水淡化实验，验证所学原理。

-阅读相关科研论文，了解海水淡化技术的最新研究成果。

-参观当地的水处理厂或海水淡化设施，了解实际操作流程。

-通过网络资源，了解全球海水淡化项目的分布和运行情况。

-参与学校或社区的水资源保护活动，将所学知识应用于实践。

-与同学组成学习小组，定期讨论海水淡化相关的科学问题和实际应用。七、课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾本节课的主题“海水淡化与现代水处理技术”，强调海水淡化在解决全球水资源问题中的重要性。

2.总结海水淡化的基本原理和方法，包括蒸馏法、反渗透法等，以及各自的特点和应用。

3.强调现代水处理技术在提高水质、保护环境方面的作用，包括预处理、膜分离技术等。

4.提醒学生关注海水淡化过程中可能遇到的问题，如能量消耗、环境影响等，并思考解决策略。

5.鼓励学生将所学知识应用于实际生活，关注水资源保护，提高环保意识。

当堂检测：

1.填空题

-海水淡化的目的是__________。

-常见的海水淡化方法有__________、__________等。

-现代水处理技术包括__________、__________等。

2.判断题

-（√/×）海水淡化技术可以解决全球水资源短缺问题。

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