《生產(chǎn)中反應(yīng)條件的控制》教學(xué)設(shè)計(jì)(部級(jí)優(yōu)課)x-化學(xué)教案

《化學(xué)反應(yīng)條件的控制——以硫酸工業(yè)為例》教學(xué)設(shè)計(jì)陜西省西安中學(xué)茍莉莉【教材依據(jù)】本節(jié)課選自人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)（選修2）》第一章《走進(jìn)化學(xué)工業(yè)》課題1《化工生產(chǎn)過程中的基本問題》。一．教學(xué)設(shè)計(jì)理念普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年）指出教學(xué)中應(yīng)重視從“知識(shí)為本”走向“觀念建構(gòu)”，讓學(xué)生在真實(shí)情境中體驗(yàn)學(xué)習(xí)過程。本節(jié)內(nèi)容利用科研文獻(xiàn)、真實(shí)數(shù)據(jù)、硫酸工業(yè)研究中的一手資料等創(chuàng)設(shè)真實(shí)而有價(jià)值的問題情境，層層深化，讓學(xué)生在真實(shí)情境中體驗(yàn)學(xué)習(xí)過程，促進(jìn)核心素養(yǎng)形成和發(fā)展。二．教學(xué)內(nèi)容分析1.學(xué)科知識(shí)價(jià)值。硫酸工業(yè)中化學(xué)反應(yīng)條件的控制不僅是基于硫及其化合物的轉(zhuǎn)化知識(shí)的應(yīng)用，也是化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡原理的具體體現(xiàn)，有助于提升學(xué)生在真實(shí)情境中的知識(shí)運(yùn)用、分析綜合能力2.學(xué)科方法價(jià)值。硫酸工業(yè)中化學(xué)反應(yīng)條件的控制學(xué)習(xí)，通過分析溫度、壓強(qiáng)、投料比等外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，可以幫助學(xué)生充分理解化學(xué)變化的基本規(guī)律，形成化學(xué)科學(xué)的基本觀念。3.學(xué)科思想價(jià)值。硫酸工業(yè)中溫度和壓強(qiáng)問題的解決兼顧了催化劑的選擇以及安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等因素，對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度的形成有深遠(yuǎn)的意義；硫酸工業(yè)中原料的選擇和原料的變化有助于學(xué)生樹立可持續(xù)發(fā)展觀念。三．學(xué)情分析1.知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了硫及其及其化合物的性質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)速率，化學(xué)平衡的相關(guān)原理知識(shí)，這是重要的影響本節(jié)課教學(xué)的先前知識(shí)，對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了幫助。2.認(rèn)知與能力基礎(chǔ)高二學(xué)生邏輯思維能力已趨于成熟，但仍需要進(jìn)一步加以引導(dǎo)完善；在閱讀、分析、篩選信息、合作交流能力等方面都有很大程度的發(fā)展。這些認(rèn)知能力因素是學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課必備的能力基礎(chǔ)。四．教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)1.教學(xué)目標(biāo)（1）知識(shí)與技能①知道工業(yè)制硫酸的基本原理。②了解化學(xué)反應(yīng)速率與平衡移動(dòng)原理對(duì)化工生產(chǎn)中條件控制的意義和作用。③了解經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保要素對(duì)反應(yīng)條件控制的影響。（2）過程與方法①通過感受生活、數(shù)據(jù)、資料等不同的情境和素材，關(guān)注化學(xué)反應(yīng)多個(gè)要素的聯(lián)系，對(duì)化學(xué)反應(yīng)條件控制的認(rèn)識(shí)由孤立認(rèn)識(shí)發(fā)展到系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。②通過分組討論，參與硫酸工業(yè)條件選擇的學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析能力、概括能力；表達(dá)交流能力，體會(huì)化學(xué)在實(shí)際生產(chǎn)中的控制方法與作用，深化對(duì)化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境的相互作用關(guān)系的理解。（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀①通過閱讀、篩選、加工信息，多角度動(dòng)態(tài)的分析化學(xué)變化，加深對(duì)硫酸工業(yè)條件選擇與控制的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)“變化觀念與平衡思想”素養(yǎng)的發(fā)展。②通過利用不同資源制硫酸的比較與方法選擇，對(duì)硫酸工業(yè)相關(guān)問題進(jìn)行價(jià)值判斷，在認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)的發(fā)展對(duì)自然資源的利用的過程中，促進(jìn)“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”素養(yǎng)的發(fā)展。2.教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（1）教學(xué)重點(diǎn)：工業(yè)制硫酸的基本原理；化學(xué)反應(yīng)速率與平衡移動(dòng)原理對(duì)化工生產(chǎn)中條件控制的意義和作用；經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保要素對(duì)反應(yīng)條件控制的影響。（2）教學(xué)難點(diǎn)：綜合速率、平衡、經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保等因素理解化學(xué)反應(yīng)中條件控制。五、教學(xué)方法與思路1.教法與學(xué)法：①教法：情境教學(xué)法、問題教學(xué)法②學(xué)法：信息分析學(xué)習(xí)法、小組討論法2.教學(xué)思路：六、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課堂引入【圖文信息1】20世紀(jì)末化學(xué)品產(chǎn)量排名，硫酸位于第一位【圖文信息2】硫酸的用途50%以上用于制化肥，還用于藥物、蓄電池等；1874年，李鴻章在天津建立“淋硝廠”生產(chǎn)硫酸用于制備無煙火藥介紹，講解觀察，思考了解硫酸生產(chǎn)在化學(xué)工業(yè)中的地位【提問】自然界中的含硫物質(zhì)有什么？我們?nèi)绾潍@得硫酸？提問引導(dǎo)思考總結(jié)、回答探討工業(yè)制硫酸的原理【學(xué)生活動(dòng)1】①如果以硫磺為原料制硫酸,你能寫出對(duì)應(yīng)化學(xué)方程式嗎？②焙燒硫鐵礦制備二氧化硫時(shí)同時(shí)有氧化鐵生成，你能寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎？提問思考，書寫回憶硫元素及其化合物知識(shí)書寫原理【介紹】工業(yè)制硫酸的設(shè)備及基本環(huán)節(jié)講解思考、聆聽【圖文信息1】沸騰爐的變化【提問】粉碎硫鐵礦的目的是什么？提問觀察，辨析思考，回答了解工業(yè)生產(chǎn)硫酸的基本環(huán)節(jié)學(xué)生根據(jù)已知理論提出自己的觀點(diǎn)【學(xué)生活動(dòng)2】催化氧化是硫酸生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)，為了提高效率，減少SO2的污染，可以從哪些化學(xué)反應(yīng)原理角度去分析？引導(dǎo)，提問，歸納學(xué)生觀點(diǎn)小組討論，提出觀點(diǎn)，小組之間相互評(píng)價(jià)交流【交流與討論】1.接觸室里SO2和O2的比例對(duì)SO2轉(zhuǎn)化率有什么影響？你選擇的濃度比是什么？2.SO2的催化氧化反應(yīng)什么壓強(qiáng)條件下有利于SO3的生成？你選擇的壓強(qiáng)是什么？（一個(gè)大氣壓=0.1MPa）再給出實(shí)際因素：【實(shí)際問題】加壓對(duì)設(shè)備與安全要求高，同時(shí)會(huì)增加成本和能耗。3.SO2的催化氧化反應(yīng)什么溫度條件下有利于SO3的生成？你能解釋原因嗎？你選擇的溫度是什么？【實(shí)際問題】實(shí)際生產(chǎn)中我們應(yīng)該怎么選擇SO2的催化氧化溫度？展示文獻(xiàn)中有關(guān)催化劑的描述。提供數(shù)據(jù)提問引導(dǎo)給出實(shí)際數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇小組交流，互評(píng)思考反思讓學(xué)生在真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)資料中進(jìn)行選擇，再根據(jù)實(shí)際的條件選擇產(chǎn)生認(rèn)知沖突，考慮實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中條件控制的參考因素。關(guān)注化學(xué)反應(yīng)多個(gè)要素的聯(lián)系，對(duì)化學(xué)反應(yīng)條件控制的認(rèn)識(shí)由孤立認(rèn)識(shí)發(fā)展到系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。通過小組匯報(bào)交流，實(shí)現(xiàn)學(xué)生互評(píng)，增強(qiáng)學(xué)生的求知欲【總結(jié)】化工生產(chǎn)中的條件控制歸納，總結(jié)分析思考思考經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保要素對(duì)反應(yīng)條件控制的影響生產(chǎn)中還可以進(jìn)行什么技術(shù)改進(jìn)【圖文信息2】技術(shù)改進(jìn)——接觸室中的能量利用低溫SO2與空氣的混合氣體進(jìn)入接觸室時(shí)，在熱交換器的外管中流動(dòng)，從塔頂進(jìn)入第一個(gè)催化劑層，然后進(jìn)入熱交換器內(nèi)管，最終生成的SO3通過內(nèi)管從塔底流出接觸室。通過這樣的熱交換把反應(yīng)時(shí)生成的熱傳遞給進(jìn)入接觸時(shí)需要預(yù)熱的氣體?！咎釂枴窟@種原理和我們熟悉的哪種化學(xué)儀器相似？點(diǎn)撥、提問閱讀分析思考思考，回答任何化工生產(chǎn)都涉及傳質(zhì)、傳熱、傳動(dòng)和反應(yīng)器。介紹傳熱（能量的傳導(dǎo)），從節(jié)能角度感受實(shí)際生產(chǎn)中的能量利用利用冷凝管強(qiáng)化逆流原理中的熱量的傳導(dǎo)。如何選擇制酸方法？硫鐵礦還是硫磺制酸【學(xué)生活動(dòng)3】角色扮演，評(píng)價(jià)與選擇工業(yè)制硫酸的方法【關(guān)注現(xiàn)在】我國(guó)硫資源結(jié)構(gòu)【展望未來】2005——2015十年間我國(guó)硫資源結(jié)構(gòu)變化提問介紹討論，交流互相評(píng)價(jià)思考利用不同資源制硫酸的比較與方法選擇，對(duì)化學(xué)問題進(jìn)行價(jià)值判斷，初步形成可持續(xù)發(fā)展思想與綠色化學(xué)觀念課后發(fā)展性作業(yè)【發(fā)展性課后作業(yè)】任務(wù)1：以小組為單位在物質(zhì)類別——化合價(jià)二維圖中繪制硫酸工業(yè)中硫的轉(zhuǎn)化途徑，并歸納條件控制的要點(diǎn)與方法。任務(wù)2：查閱資料，尋找吸收塔