高中化学 第一单元 走进化学工业 课题2 人工固氮技术-合成氨教学设计 新人教版选修2

高中化学第一单元走进化学工业课题2人工固氮技术——合成氨教学设计新人教版选修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析亲爱的小伙伴们，咱们今天要一起走进化学工业的奇妙世界，探索人工固氮技术的奥秘，特别是合成氨的过程。这节课，我们将会从教材的第一单元“走进化学工业”中选取课题二“人工固氮技术——合成氨”来学习。这个内容可是与我们日常生活息息相关哦，比如我们吃的面包、喝的啤酒，都离不开它呢！🥖🍺

咱们先来回顾一下，之前学习的氮元素和氨的知识，然后再深入探讨合成氨的反应原理、工艺流程以及工业应用。这样一来，咱们就能更好地理解这个知识点了。准备好了吗？让我们一起踏上这趟化学工业的探索之旅吧！🚀🧪二、核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究精神、创新意识和社会责任感。学生将通过学习人工固氮技术，理解化学在工业生产中的重要作用，培养运用化学知识解决实际问题的能力。同时，通过小组合作探究，提升团队协作和沟通能力，增强对化学科学的兴趣和热爱，为将来从事相关领域的工作打下坚实基础。三、重点难点及解决办法重点：

1.合成氨反应原理：学生需要理解氮气和氢气在高温高压及催化剂作用下合成氨的过程。

2.工业合成氨的工艺流程：掌握从原料处理到氨产品生成的整个流程。

难点：

1.高温高压条件下的化学反应：理解为何需要这些极端条件，以及它们对反应速率和产率的影响。

2.催化剂的作用：解释催化剂在合成氨过程中的关键角色，以及如何选择合适的催化剂。

解决办法：

1.通过实验演示和视频资料，让学生直观感受高温高压环境下的反应。

2.结合图表和实际工业案例，帮助学生理解催化剂在反应中的重要性，并通过小组讨论，引导学生探索不同催化剂的效果。四、教学方法与手段1.讲授法：结合多媒体课件，详细讲解合成氨的化学原理和工业流程，确保学生掌握基础知识。

2.讨论法：组织学生分组讨论，探讨不同催化剂对合成氨反应的影响，培养学生的分析能力和团队合作精神。

3.实验法：通过模拟实验，让学生亲身体验合成氨的过程，加深对理论知识的理解。

教学手段

1.多媒体课件：利用PPT展示合成氨的化学反应方程式、工艺流程图等，直观展示知识点。

2.视频资料：播放工业合成氨的现场视频，让学生了解实际生产过程。

3.互动软件：运用在线互动平台，进行实时问答和在线测试，提高课堂参与度和学习效果。五、教学过程教学过程如下：

一、导入新课

1.老师站在教室前，微笑着对学生们说：“同学们，今天我们要一起走进化学工业的奇妙世界，探索一个与我们日常生活息息相关的重要技术——人工固氮技术。你们有没有想过，我们平时吃的面包、喝的啤酒，它们是如何生产出来的呢？今天我们就来揭开这个谜底。”

二、新课讲授

1.老师首先介绍氮元素和氨的基本概念，让学生了解氮元素在自然界中的分布以及氨在生活中的应用。

2.接着，老师讲解合成氨的反应原理，通过化学反应方程式和图像展示氮气和氢气在高温高压及催化剂作用下合成氨的过程。

3.然后，老师详细讲解工业合成氨的工艺流程，包括原料处理、合成反应、分离提纯等环节，并结合实际生产案例，让学生了解合成氨的实际应用。

三、课堂活动

1.老师将学生分成若干小组，每个小组选择一个催化剂，通过实验验证其对合成氨反应的影响，并记录实验数据。

2.学生在实验过程中，互相协作，讨论实验结果，分享实验心得，提高团队协作能力。

四、课堂讨论

1.老师引导学生讨论高温高压条件下化学反应的原理，让学生理解为何需要这些极端条件，以及它们对反应速率和产率的影响。

2.学生们围绕催化剂的作用展开讨论，探讨如何选择合适的催化剂，提高合成氨的产率。

五、巩固练习

1.老师布置一道课后习题，让学生运用所学知识分析一个工业合成氨的案例，加深对合成氨工艺流程的理解。

2.学生在课后自主完成习题，老师在下节课检查学生的完成情况。

六、课堂总结

1.老师带领学生回顾本节课所学内容，强调重点难点，并总结合成氨技术在工业生产中的重要性。

2.老师鼓励学生在课后继续探究化学知识，提高自己的综合素质。

七、作业布置

1.老师布置一道拓展作业，要求学生查阅资料，了解我国合成氨产业的发展现状及未来趋势。

2.学生在课后完成拓展作业，老师在下节课检查学生的完成情况。

教学过程中，老师应关注学生的学习情况，及时调整教学策略，确保学生能够掌握合成氨技术的核心知识。同时，通过课堂活动、讨论和巩固练习，培养学生的实际操作能力、团队合作精神和创新意识。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-工业合成氨的历史背景：介绍哈柏-博施法的发展历程，从最初的实验室研究到工业化的过程，以及这一技术在化学工业中的重要地位。

-合成氨的原料来源：探讨氮气和氢气的不同来源，如天然气、煤炭、空气分离等，以及它们在合成氨过程中的应用。

-合成氨的环境影响：分析合成氨工业对环境的影响，包括能源消耗、排放物处理等，以及如何通过技术创新减少环境影响。

-合成氨的经济效益：讨论合成氨工业的经济效益，包括对农业、工业和日常生活的贡献，以及其在全球能源结构中的角色。

-合成氨的工业应用案例：研究不同合成氨工厂的实际应用案例，如大型合成氨工厂的生产规模、技术装备和经济效益。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读相关的科普书籍，如《化学工业的故事》等，以更广泛地了解化学工业的历史和发展。

-建议学生参加学校的化学兴趣小组或科技社团，参与相关的实验和研究项目，亲身体验化学实验的乐趣。

-建议学生利用图书馆资源，查阅关于合成氨的学术论文和技术报告，了解最新的科研动态和技术进展。

-组织学生进行实地考察，如参观当地的大型合成氨工厂，实地了解合成氨的生产过程和环境控制措施。

-建议学生参与网络论坛或社交媒体上的化学讨论，与其他学生和专业人士交流学习心得，拓宽知识面。

-提供一些在线课程资源，如MOOC（大型开放在线课程），让学生通过视频讲座和互动练习，加深对合成氨技术的理解。

-鼓励学生撰写关于合成氨的科技小论文或项目报告，锻炼他们的科研能力和写作技巧。

-安排学生进行角色扮演，模拟化学工程师，设计合成氨的工艺流程，提高他们的实践操作能力和创新思维。七、教学反思与改进亲爱的小伙伴们，一堂课的结束，对我来说也是一堂深刻的反思课。今天我们要聊聊人工固氮技术——合成氨的教学反思。

1.反思课堂互动

回顾今天的教学，我发现学生在课堂讨论环节表现得很积极，对于实验结果的分析也很有见解。但同时，我也注意到一些同学在回答问题时，对于某些细节理解不够深入。这说明我在教学过程中可能过于注重理论知识的传授，而忽视了学生实际应用能力的培养。在未来的教学中，我打算增加更多的案例分析，让学生在实际情境中运用所学知识，提高他们的实践能力。

2.反思教学方法

在讲授合成氨的化学反应原理时，我使用了多媒体课件和实验演示相结合的方法。这种教学方法虽然直观，但也存在一定的局限性。有些学生反映，由于课件的文字较多，他们难以在短时间内消化吸收。因此，我计划在未来的教学中，适当减少课件文字，增加图片和视频等多媒体元素，让学生更容易理解和接受。

3.反思学生参与度

今天课堂上，大部分学生都能积极参与讨论，但仍有少部分学生表现出沉默。这让我意识到，我在课堂上的互动设计可能还不够丰富，未能充分调动所有学生的积极性。为了解决这个问题，我打算在接下来的教学中，设计更多小组讨论、角色扮演等互动环节，让学生在参与中学习，提高他们的课堂参与度。

4.反思教学效果

5.反思改进措施

针对以上反思，我制定了以下改进措施：

（1）在今后的教学中，注重理论联系实际，通过案例分析、实验演示等多种方式，提高学生的实践操作能力。

（2）优化多媒体课件，减少文字内容，增加图片、视频等多媒体元素，提高教学效果。

（3）丰富课堂互动形式，设计更多小组讨论、角色扮演等环节，提高学生的课堂参与度。

（4）针对催化剂等难点知识，增加教学时间，通过实验和案例，帮助学生深入理解。八、作业布置与反馈作业布置：

为了帮助学生巩固本节课关于人工固氮技术——合成氨的知识，以下是一些作业布置建议：

1.完成课后练习题：要求学生独立完成教材中关于合成氨反应原理、工艺流程和应用的相关练习题，以检验他们对知识点的掌握程度。

2.设计合成氨工艺流程图：学生需要根据所学内容，绘制一个简化的合成氨工艺流程图，并标注关键步骤和设备。

3.研究报告：让学生选择一个与合成氨工业相关的课题，如“合成氨工业对环境的影响”或“合成氨工业的未来发展趋势”，撰写一份研究报告。

4.实验报告：对于参与实验的学生，要求他们撰写实验报告，记录实验过程、结果分析以及实验中遇到的问题和解决方案。

作业反馈：

1.及时批改：对于学生提交的作业，我将确保在下次课前完成批改，以便学生能够及时了解自己的学习情况。

2.个性化反馈：在批改作业时，我将不仅给出对答案的正确与否的反馈，还会针对每个学生的具体问题进行个性化的评语。

3.共性问题分析：对于作业中出现的共性问题，我会在课堂上进行讲解，帮助学生理解和改正。

4.改进建议：对于每个学生的作业，我会给出具体的改进建议，比如如何提高解题技巧、如何改进实验设计等。

5.鼓励与激励：在作业反馈中，我也会给予学生鼓励和肯定，特别是对于那些表现突出的学生，以激励他们继续努力。重点题型整理在合成氨的教学中，以下是一些重点题型，旨在帮助学生深入理解和应用所学知识：

1.化学反应方程式的书写

-题型：请写出氮气和氢气在高温高压及催化剂作用下合成氨的化学反应方程式。

-答案：N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)（在催化剂存在下）

2.工艺流程图分析

-题型：分析以下合成氨工艺流程图，并说明每个步骤的目的。

-答案：

-原料处理：将氮气和氢气进行压缩和净化，以获得高纯度的反应气体。

-合成反应：在催化剂的作用下，氮气和氢气在高温高压下反应生成氨气。

-分离提纯：通过冷凝和吸收等方法，将氨气从反应混合物中分离出来。

-氨的液化：将氨气冷却至液态，以便储存和运输。

3.催化剂的选择

-题型：为什么在合成氨过程中需要使用催化剂？列举几种常用的催化剂及其特点。

-答案：催化剂能降低反应的活化能，提高反应速率，常用的催化剂有铁催化剂、钼催化剂等。铁催化剂具有活性高、选择性好的特点。

4.高温高压条件的影响

-题型：解释为什么合成氨需要在高温高压条件下进行，并分析这些条件对反应速率和产率的影响。

-答案：高温高压条件下，反应速率加快，有利于提高产率。然而，过高的压力会增加设备的成本和能耗，因此在工业生产中需要寻找一个平衡点。

5.环境影响与可持续发展

-题型：合成氨工业对环境有哪些影响？如何实现合成氨工业的可持续发展？

-答案：合成氨工业主要影响包括能源消耗、排放物处理等。为了实现可持续发展，可以采取以下措施：提高能源利用效率、采用清洁生产技术、开发新型催化剂、回收和利用副产物等。内容逻辑关系①人工固氮技术概述

-重点知识点：人工固氮的定义、意义、历史背景。

-关键词：人工固氮、氮循环、农业需求、工业生产。

②合成氨的化学反应原理

-重点知识点：氮气和氢气合成氨的化学方程式、反应条件、催化剂的作用。

-关键词：氮气、氢气、氨、哈柏-博