2024-2025学年高中化学 主题1 空气资源 氨的合成 课题3 氨氧化法制硝酸教学设计 鲁科版选修2

2024-2025学年高中化学主题1空气资源氨的合成课题3氨氧化法制硝酸教学设计鲁科版选修2科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年高中化学主题1空气资源氨的合成课题3氨氧化法制硝酸教学设计鲁科版选修2设计思路同学们，今天咱们要一起探索的是“氨氧化法制硝酸”这一课题。这可是鲁科版选修2中非常实用的化学知识点哦！我打算从生活中的小实例入手，比如咱们平时用的洗涤剂、化肥，这些都是硝酸的应用呢。咱们先来个小调查，看看大家对这些产品背后的化学原理了解多少？接下来，我会用一系列生动有趣的实验和案例，帮助大家理解氨氧化法制硝酸的过程。咱们一起动手，感受化学的魅力吧！😊🔬💡核心素养目标重点难点及解决办法重点：氨氧化法制硝酸的反应原理及其在工业中的应用。

难点：氨氧化反应过程中的反应机理和条件控制。

解决办法与突破策略：

1.重点：通过实验演示氨氧化反应，引导学生观察反应现象，理解反应原理。

2.难点：利用模型或动画演示氨氧化反应机理，帮助学生理解复杂反应过程。

3.通过小组讨论，让学生分析不同条件对反应速率和产物的影响，培养分析问题和解决问题的能力。

4.结合实际案例，如硝酸工业的生产流程，让学生理解理论知识与实际应用的关系，增强知识迁移能力。教学资源-软硬件资源：多媒体教学平台、实验室安全防护设备、实验器材（如反应釜、温度计、流量计等）

-课程平台：学校内部化学教学平台、网络资源库

-信息化资源：化学教学软件、相关化学实验视频、在线化学知识库

-教学手段：实验演示、模型教学、多媒体课件展示、互动讨论教学流程1.导入新课

详细内容：首先，我会用一段简短的谈话引入新课，例如：“同学们，大家有没有想过，我们日常生活中用的化肥、洗涤剂等，背后都隐藏着怎样的化学奥秘呢？今天，我们就来揭开这个神秘的面纱，探究‘氨氧化法制硝酸’这一化学工艺。”（用时5分钟）

2.新课讲授

（1）氨氧化反应原理

详细内容：通过PPT展示氨氧化反应的化学方程式，结合动画演示反应过程，引导学生理解氨氧化反应的基本原理。（用时10分钟）

（2）氨氧化反应条件

详细内容：讲解氨氧化反应所需的温度、压力、催化剂等条件，并举例说明这些条件对反应速率和产物的影响。（用时10分钟）

（3）氨氧化法制硝酸的应用

详细内容：结合实际案例，如硝酸工业的生产流程，让学生了解氨氧化法制硝酸在工业中的应用。（用时10分钟）

3.实践活动

（1）实验演示

详细内容：进行氨氧化反应的实验演示，让学生观察反应现象，加深对反应原理的理解。（用时10分钟）

（2）小组讨论

详细内容：将学生分成小组，讨论氨氧化反应过程中的关键因素，如温度、压力、催化剂等，以及它们对反应的影响。（用时10分钟）

（3）案例分析

详细内容：提供氨氧化法制硝酸的实际案例，让学生分析案例中可能遇到的问题及解决方法。（用时10分钟）

4.学生小组讨论

（1）氨氧化反应条件对反应速率的影响

举例回答：比如，提高温度可以加快氨氧化反应速率，但同时也可能增加副反应的发生，因此需要控制适宜的温度。

（2）催化剂在氨氧化反应中的作用

举例回答：催化剂可以降低反应活化能，提高反应速率，同时也有利于选择性地生成目标产物。

（3）氨氧化法制硝酸过程中的安全问题

举例回答：在实验过程中，要注意避免氨气泄漏，防止对人体和环境造成伤害。

5.总结回顾

详细内容：首先，我会让学生回顾本节课所学内容，包括氨氧化反应的原理、条件、应用等。接着，我会强调本节课的重点和难点，如氨氧化反应机理、条件控制等，并结合实际案例进行讲解。最后，我会鼓励学生在课后进一步探究氨氧化法制硝酸的相关知识，提高自己的化学素养。（用时5分钟）

总用时：45分钟拓展与延伸六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料

-《工业化学》中关于硝酸生产的章节，介绍工业硝酸生产的工艺流程和设备。

-《环境化学》中关于氮氧化物污染及其控制的章节，讨论硝酸生产过程中可能产生的环境问题及解决方案。

-《化学工艺学》中关于催化剂的章节，深入探讨氨氧化反应中催化剂的作用机理和选择标准。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究

-让学生查阅有关氨氧化法制硝酸的历史背景，了解该工艺的发展历程和工业应用的重要性。

-布置学生查阅有关催化剂的资料，探讨催化剂在提高氨氧化反应效率和选择性的作用。

-引导学生思考如何通过调整工艺条件来降低氨氧化法制硝酸过程中的能耗和污染排放。

3.设计课后实践活动

-安排学生进行模拟实验，通过调整反应条件（如温度、压力、催化剂等）来观察氨氧化反应的变化，并分析实验结果。

-鼓励学生设计实验方案，研究不同催化剂对氨氧化反应的影响，撰写实验报告。

-组织学生参观相关化工企业，了解硝酸生产的第一手资料，并与理论知识相结合。

4.探讨相关化学知识

-讨论硝酸在农业、医药、军事等领域的应用，以及其对社会发展的重要性。

-分析硝酸生产过程中可能涉及的安全问题和环境保护措施，提高学生的环保意识。

-探索硝酸与其他化学物质反应的可能性，拓展学生的化学知识视野。

5.创设跨学科学习项目

-结合生物化学知识，探讨硝酸在生物体内代谢中的作用，以及其对生物体的影响。

-联合物理学知识，研究氨氧化反应过程中的热力学和动力学问题。

-通过跨学科的项目研究，培养学生的综合素养和创新能力。板书设计①氨氧化法制硝酸反应原理

-氨（NH₃）与氧气（O₂）在催化剂存在下反应生成一氧化氮（NO）和水（H₂O）

-化学方程式：4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O

②氨氧化反应条件

-温度：约450-500°C

-压力：约1.5-2.0MPa

-催化剂：铂、铑、钼等贵金属催化剂

③氨氧化法制硝酸的应用

-工业生产硝酸的主要方法

-硝酸在化肥、炸药、染料、塑料等领域的应用

-硝酸生产过程中的环境问题和污染控制措施作业布置与反馈作业布置：

1.完成课本中的相关练习题，包括选择题、填空题和简答题，以巩固对氨氧化法制硝酸反应原理的理解。

-选择题：判断以下说法是否正确，并解释理由。

-填空题：根据氨氧化法制硝酸的反应方程式，填写缺失的化学式。

-简答题：简述氨氧化法制硝酸的反应条件及其对反应的影响。

2.设计一个实验方案，模拟氨氧化反应，包括实验目的、原理、步骤、预期结果和注意事项。

-实验目的：通过实验验证氨氧化反应的原理和条件。

-原理：氨与氧气在催化剂作用下反应生成一氧化氮和水。

-步骤：详细描述实验操作步骤，包括试剂的准备、实验装置的搭建、实验过程的控制等。

-预期结果：记录实验现象，分析实验结果，并与理论预期进行对比。

-注意事项：强调实验安全，如避免氨气泄漏、正确使用实验器材等。

3.撰写一篇小论文，探讨氨氧化法制硝酸在环境保护中的应用和挑战。

-引言：简要介绍氨氧化法制硝酸在环境保护中的重要性。

-主体：分析氨氧化法制硝酸对减少氮氧化物排放的贡献，以及可能的环境挑战。

-结论：总结氨氧化法制硝酸在环境保护中的应用前景和未来发展方向。

作业反馈：

1.及时批改作业，确保每个学生的作业都能得到反馈。

2.对于选择题和填空题，检查学生的答案是否准确，对于错误的地方，用红笔标注并注明正确答案。

3.对于简答题，评估学生的回答是否完整、准确，是否能够结合所学知识进行分析。

4.对于实验方案，检查实验设计的合理性、步骤的清晰性和安全性，对不足之处提出改进意见。

5.对于小论文，评估学生的论述是否具有逻辑性、观点是否明确，对论文中的错误或不足之处进行指正。

6.通过课堂提问、小组讨论等方式，鼓励学生表达自己的观点，并对作业中的问题进行深入探讨。

7.对于作业中的亮点，给予表扬和鼓励，激发学生的学习兴趣和积极性。

8.定期与学生交流，了解他们在学习过程中的困惑和需求，提供个性化的辅导和帮助。课后作业1.**计算题**：

某氨氧化反应中，氨的转化率为80%，已知初始氨的物质的量为10mol，计算生成一氧化氮的物质的量。

-解答：氨的转化率为80%，即转化了10mol×80%=8mol的氨。根据化学方程式4NH₃+5O₂→4NO+6H₂O，每4mol氨生成4mol一氧化氮，因此生成的一氧化氮的物质的量也是8mol。

2.**应用题**：

某工厂采用氨氧化法制硝酸，如果每天需要生产500kg硝酸，假设硝酸的质量分数为68%，计算每天需要多少氨（NH₃）。

-解答：首先计算每天生产的硝酸物质的量：500kg×68%/63.01g/mol≈34.6mol（硝酸的摩尔质量为63.01g/mol）。根据化学方程式，每4mol氨生成4mol硝酸，因此需要的氨的物质的量为34.6mol。

3.**实验设计题**：

设计一个实验方案，验证氨氧化反应中催化剂对反应速率的影响。实验中应包括哪些步骤？

-解答：实验步骤包括：

1.准备两组相同的氨氧化反应装置，一组使用催化剂，另一组不使用。

2.在两组装置中分别加入相同量的氨和氧气。

3.记录两组装置中反应开始和结束的时间，比较反应速率。

4.分析实验结果，得出催化剂对反应速率的影响。

4.**分析题**：

分析氨氧化法制硝酸过程中，温度对反应速率和产物分布的影响。

-解答：温度升高，反应速率加快，但同时也会增加副反应的发生，可能导致产物分布的变化。例如，温度过高可能导致一氧化氮进一步氧化生成二氧化氮。

5.**讨论题**：

讨论氨氧化法制硝酸过程中，如何提高氮氧化物的转化率，减少副反应的发生。

-解答：提高氮氧化物的转化率可以通过以下方法：

1.控制反应温度，找到最佳温度范围，既保证反应速率，又减少副反应。

2.使用高效催化剂，提高反应的选择性。

3.优化反应器设计，提高混合效率，减少反应物和产物的损失。

4.采用连续流动反应器，减少反应物的停留时间，降低副反应的发生。教学反思教学反思是一项非常重要的工作，它可以帮助我们不断改进教学方法，提升教学质量。今天，我就来和大家分享一下我在这堂“氨氧化法制硝酸”教学过程中的几点反思。

首先，我觉得在教学过程中，我尽量做到了从学生的角度出发，以激发他们的学习兴趣为出发点。比如，我在导入新课时，就从一个日常生活中的例子入手，让学生感受到化学知识与实际生活的紧密联系。我发现，这种贴近生活的方式，确实能够引起学生的兴趣，使他们更加主动地参与到课堂中来。

然而，我也意识到，在教学过程中，我还存在一些不足。比如，我在讲解氨氧化反应条件时，可能过于注重理论知识的传授，而忽略了与实际应用相结合。在今后的教学中，我打算通过更多实际的案例，让学生明白理论知识是如何在实际生产中发挥作用的。

此外，我在课堂上的互动环节，可能还不够充分。有时候，学生虽然提出了问题，但我并没有给他们足够的时间去思考和讨论。在今后的教学中，我计划更加注重课堂互动，鼓励学生发表自己的观点，并通过小组讨论的形式，培养他们的团队合作能力和问题解决能力。

在教学过程中，我还发现了一个问题，那就是学生的实验操作能力有待提高。在实验演示环节，我发现有些学生对于实验器材的使用还不够熟练，操作过程中出现了错误。