2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué) 專題7 氮與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展 第1單元 氮的固定教案 蘇教版必修2

2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)專題7氮與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展第1單元氮的固定教案蘇教版必修2主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是氮的固定。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系如下：

1.學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了空氣中各成分的體積分?jǐn)?shù)，知道氮?dú)庠诳諝庵械谋壤^大，但對其性質(zhì)和作用尚未深入了解。

2.學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)的基本概念，為本節(jié)課氮的固定反應(yīng)的學(xué)習(xí)提供了基礎(chǔ)。

3.學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)接觸過一些化學(xué)反應(yīng)的類型，如合成反應(yīng)、置換反應(yīng)等，為本節(jié)課氮的固定反應(yīng)的分類提供了依據(jù)。

4.學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)了質(zhì)量守恒定律，為本節(jié)課氮的固定反應(yīng)的計(jì)算提供了理論依據(jù)。

5.學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)了解了化學(xué)方程式的書寫方法和步驟，為本節(jié)課氮的固定反應(yīng)的方程式書寫提供了技能支持。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.科學(xué)探究：通過學(xué)習(xí)氮的固定，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃或設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價(jià)、表達(dá)與交流的能力。

2.科學(xué)思維：通過學(xué)習(xí)氮的固定，培養(yǎng)學(xué)生的分類與歸納、模型與建模、預(yù)測與假設(shè)、批判與評價(jià)等思維能力。

3.科學(xué)態(tài)度：通過學(xué)習(xí)氮的固定，培養(yǎng)學(xué)生的積極主動(dòng)、勤于思考、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、勇于創(chuàng)新等科學(xué)態(tài)度。

4.科學(xué)價(jià)值觀：通過學(xué)習(xí)氮的固定，培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展觀念、環(huán)保意識、團(tuán)隊(duì)合作精神等科學(xué)價(jià)值觀。

5.科學(xué)技能：通過學(xué)習(xí)氮的固定，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、數(shù)據(jù)處理與分析能力、信息收集與處理能力等科學(xué)技能。

6.科學(xué)交流：通過學(xué)習(xí)氮的固定，培養(yǎng)學(xué)生的有效溝通、合作交流、表達(dá)與分享等科學(xué)交流能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了的相關(guān)知識：大部分學(xué)生已經(jīng)掌握了初中階段的基本化學(xué)知識，包括化學(xué)反應(yīng)的類型、質(zhì)量守恒定律、化學(xué)方程式的書寫等。此外，部分學(xué)生對氮?dú)庥幸欢ǖ牧私?，知道其在空氣中的比例較大，但對其性質(zhì)和作用尚未深入了解。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中生對化學(xué)學(xué)科的興趣總體較好，尤其是對實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐方面的內(nèi)容。在學(xué)習(xí)能力方面，大部分學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯思維和分析問題的能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，個(gè)別學(xué)生偏愛實(shí)驗(yàn)操作，部分學(xué)生喜歡通過理論分析解決問題，還有少數(shù)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科興趣不足，學(xué)習(xí)積極性有待提高。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在氮的固定學(xué)習(xí)中，學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)主要包括：氮的固定反應(yīng)的概念和分類較為抽象，難以理解；氮的固定反應(yīng)的化學(xué)方程式書寫和計(jì)算具有一定的復(fù)雜性；實(shí)驗(yàn)操作過程中，部分學(xué)生可能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和數(shù)據(jù)的處理不夠敏感；學(xué)生對可持續(xù)發(fā)展觀念和環(huán)保意識的認(rèn)知程度不同，影響對氮的固定在實(shí)際應(yīng)用中重要性的理解。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法

（1）講授法：在講解氮的固定反應(yīng)的概念、分類和化學(xué)方程式書寫時(shí)，采用講授法，清晰、系統(tǒng)地闡述相關(guān)知識，幫助學(xué)生建立知識框架。

（2）討論法：組織學(xué)生就氮的固定在實(shí)際應(yīng)用中的重要性、可持續(xù)發(fā)展等方面展開討論，激發(fā)學(xué)生的思考，提高其分析問題和解決問題的能力。

（3）實(shí)驗(yàn)法：安排學(xué)生進(jìn)行氮的固定實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，使學(xué)生更好地理解氮的固定的過程，提高其實(shí)踐能力。

2.教學(xué)手段

（1）多媒體設(shè)備：利用多媒體課件，生動(dòng)展示氮的固定反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)示意圖等，幫助學(xué)生形象地理解知識，提高學(xué)習(xí)興趣。

（2）教學(xué)軟件：運(yùn)用教學(xué)軟件，進(jìn)行氮的固定反應(yīng)的模擬實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生更加直觀地了解實(shí)驗(yàn)過程，增強(qiáng)其動(dòng)手操作能力。

（3）網(wǎng)絡(luò)資源：引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源，了解氮的固定在實(shí)際應(yīng)用中的最新研究動(dòng)態(tài)，拓寬學(xué)生的知識視野，提高其自主學(xué)習(xí)能力。

（4）在線互動(dòng)平臺：利用在線互動(dòng)平臺，進(jìn)行課堂知識的延伸和拓展，為學(xué)生提供更多學(xué)習(xí)資源，方便學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)。

（5）評價(jià)體系：建立完善的評價(jià)體系，包括過程性評價(jià)和終結(jié)性評價(jià)，對學(xué)生進(jìn)行全面、客觀、公正的評價(jià)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解氮的固定的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)氮的固定內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確氮的固定的教學(xué)目標(biāo)和氮的固定的重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保氮的固定教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)氮的固定的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入氮的固定學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的與氮的固定相關(guān)的知識，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對舊知的掌握情況，為氮的固定新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解氮的固定的知識點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出氮的固定的重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)氮的固定的難點(diǎn)，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞氮的固定的問題展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)氮的固定的應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。

在氮的固定新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對氮的固定的知識點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)氮的固定的重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對氮的固定的掌握情況。

鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決氮的固定的問題。

錯(cuò)題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的氮的固定的錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識拓展：

介紹與氮的固定內(nèi)容相關(guān)的拓展知識，拓寬學(xué)生的知識視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合氮的固定內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)氮的固定的心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的氮的固定的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)氮的固定的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的氮的固定的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識點(diǎn)梳理1.氮的固定概念：氮的固定是指將游離態(tài)的氮?dú)猓∟2）轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的過程。

2.氮的固定方法：

（1）自然固氮：自然界中，氮的固定主要通過生物固氮和大氣固氮實(shí)現(xiàn)。生物固氮是指某些微生物（如根瘤菌）將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨，進(jìn)而被植物吸收利用。大氣固氮是指雷電等自然現(xiàn)象將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為硝酸，降落到地面上，被植物吸收。

（2）人工固氮：人工固氮是指人類通過化學(xué)反應(yīng)將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮，如哈柏-博世工藝將大氣中的氮?dú)夂蜌錃夂铣砂薄?/p>

3.氮的固定反應(yīng)：

（1）自然固氮反應(yīng)：

a.生物固氮：根瘤菌將N2轉(zhuǎn)化為NH3。

b.大氣固氮：N2+O2\xrightarrow{放電}2NO。

（2）人工固氮反應(yīng)：

a.哈柏-博世工藝：N2+3H2\xrightarrow{高溫高壓催化劑}2NH3。

b.工業(yè)合成氨：N2+3H2\xrightarrow{高溫高壓}2NH3。

4.氮的固定意義：

（1）氮是植物生長所需的主要營養(yǎng)元素之一，氮的固定將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，使植物能夠吸收利用。

（2）氮的固定過程釋放出氧氣，維持地球大氣中氧氣和二氧化碳的平衡。

（3）氮的固定促進(jìn)了地球上生物的多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

5.氮的固定應(yīng)用：

（1）農(nóng)業(yè)：氮的固定技術(shù)在農(nóng)業(yè)上具有重要意義，通過施用氮肥提供植物生長所需的氮源，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。

（2）工業(yè)：合成氨是氮的固定的重要應(yīng)用之一，廣泛用于制造尿素、硝酸、炸藥等化學(xué)品。

（3）環(huán)境保護(hù)：氮的固定技術(shù)在環(huán)境保護(hù)方面也具有重要作用，如將工業(yè)尾氣中的氮氧化物轉(zhuǎn)化為無害的氮?dú)猓瑴p少空氣污染。

6.氮的固定反應(yīng)的化學(xué)方程式：

（1）生物固氮：N2+8H++8e-\xrightarrow{根瘤菌}2NH4+。

（2）大氣固氮：N2+O2\xrightarrow{放電}2NO。

（3）哈柏-博世工藝：N2+3H2\xrightarrow{高溫高壓催化劑}2NH3。

（4）工業(yè)合成氨：N2+3H2\xrightarrow{高溫高壓}2NH3。

7.氮的固定反應(yīng)的類型：

（1）氧化還原反應(yīng)：如大氣固氮和工業(yè)合成氨反應(yīng)。

（2）置換反應(yīng)：如哈柏-博世工藝中的氮?dú)馀c氫氣的反應(yīng)。

（3）合成反應(yīng)：如生物固氮中將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨的反應(yīng)。

8.氮的固定反應(yīng)的難點(diǎn)：

（1）氮?dú)夥肿泳哂休^強(qiáng)的穩(wěn)定性，氮的固定反應(yīng)需要較高的能量輸入。

（2）氮的固定反應(yīng)中，催化劑的選擇和優(yōu)化對反應(yīng)效率和產(chǎn)物的選擇性具有關(guān)鍵影響。

9.氮的固定反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作：

（1）實(shí)驗(yàn)原理：通過實(shí)驗(yàn)演示氮的固定反應(yīng)的過程，讓學(xué)生直觀地了解反應(yīng)原理。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：包括氣體的制備、反應(yīng)條件的控制、產(chǎn)物的檢驗(yàn)等。

（3）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：如安全操作、氣體的收集和存儲、實(shí)驗(yàn)器材的清洗等。

10.氮的固定反應(yīng)的計(jì)算：

（1）物質(zhì)的量計(jì)算：根據(jù)氮?dú)?、氫氣、氨的化學(xué)方程式，計(jì)算反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量。

（2）產(chǎn)率計(jì)算：根據(jù)實(shí)際反應(yīng)生成的氨的物質(zhì)的量與理論產(chǎn)量的比值，計(jì)算產(chǎn)率。教學(xué)評價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：通過觀察學(xué)生在課堂上的參與度、提問回答、實(shí)驗(yàn)操作等表現(xiàn)，評估學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和興趣。

2.小組討論成果展示：通過小組討論的成果展示，評估學(xué)生對氮的固定知識的理解程度和團(tuán)隊(duì)合作能力。

3.隨堂測試：通過隨堂測試，檢查學(xué)生對氮的固定概念、反應(yīng)類型、化學(xué)方程式等知識的掌握情況。

4.實(shí)驗(yàn)操作：通過觀察學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中的表現(xiàn)，評估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和問題解決能力。

5.課后作業(yè)：通過檢查學(xué)生的課后作業(yè)，評估學(xué)生對氮的固定知識點(diǎn)的理解和應(yīng)用能力。

教師評價(jià)與反饋：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)氮的固定過程中的表現(xiàn)，給予及時(shí)的反饋和指導(dǎo)。對于學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和進(jìn)步，給予肯定和鼓勵(lì)，增強(qiáng)學(xué)生的自信心。對于學(xué)生的不足之處，提出改進(jìn)意見和解決方法，幫助學(xué)生克服困難，提高學(xué)習(xí)效果。課后作業(yè)1.請解釋氮的固定的概念和意義。

答案：氮的固定是指將游離態(tài)的氮?dú)猓∟2）轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的過程。氮的固定將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為植物可吸收的化合態(tài)氮，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。

2.請列舉兩種自然固氮的方法。

答案：自然固氮主要通過生物固氮和大氣固氮實(shí)現(xiàn)。生物固氮是指某些微生物（如根瘤菌）將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨，進(jìn)而被植物吸收利用。大氣固氮是指雷電等自然現(xiàn)象將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為硝酸，降落到地面上，被植物吸收。

3.請簡述人工固氮的方法及應(yīng)用。

答案：人工固氮是指人類通過化學(xué)反應(yīng)將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮。工業(yè)合成氨是人工固氮的重要應(yīng)用之一，通過哈柏-博世工藝或工業(yè)合成氨反應(yīng)將氮?dú)馀c氫氣合成氨，廣泛應(yīng)用于制造尿素、硝酸、炸藥等化學(xué)品。

4.請寫出氮的固定反應(yīng)的化學(xué)方程式。

答案：生物固氮：N2+8H++8e-\xrightarrow{根瘤菌}2NH4+。大氣固氮：N2+O2\xrightarrow{放電}2NO。哈柏-博世工藝：N2+3H2\xrightarrow{高溫高壓催化劑}2NH3。工業(yè)合成氨：N2+3H2\xrightarrow{高溫高壓}2NH3。

5.請描述氮的固定反應(yīng)的類型及其特點(diǎn)。

答案：氮的固定反應(yīng)的類型包括氧化還原反應(yīng)、置換反應(yīng)和合成反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)如大氣固氮和工業(yè)合成氨反應(yīng)，涉及電子的轉(zhuǎn)移。置換反應(yīng)如哈柏-博世工藝中的氮?dú)馀c氫氣的反應(yīng)，涉及元素的替換。合成反應(yīng)如生物固氮中將氮?dú)廪D(zhuǎn)化為氨的反應(yīng)，涉及化合物的合成。板書設(shè)計(jì)①氮的固定概念：氮的固定是指將游離態(tài)的氮?dú)猓∟2）轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的過程。

②氮的固定方法：自然固氮和人工固氮。

③氮的固定反應(yīng)：

-生物固氮：N2+8H++8e-\xrightarrow{根瘤菌}2NH4+。

-大氣固氮：N2+O2\xrightarrow{放電}2NO。

-哈柏-博世工藝：N2+3H2\xrightarrow{高溫高壓催