2024-2025學(xué)年高中化學(xué) 主題1 空氣資源 氨的合成 課題1 空氣的分離教學(xué)實(shí)錄 魯科版選修2

2024-2025學(xué)年高中化學(xué)主題1空氣資源氨的合成課題1空氣的分離教學(xué)實(shí)錄魯科版選修2主備人備課成員教材分析2024-2025學(xué)年高中化學(xué)主題1空氣資源氨的合成課題1空氣的分離教學(xué)實(shí)錄魯科版選修2。本章節(jié)圍繞空氣資源的利用，重點(diǎn)講解氨的合成過程，包括空氣的分離、合成氨的原理和工業(yè)生產(chǎn)方法。內(nèi)容與課本緊密相連，旨在幫助學(xué)生理解化學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本章節(jié)旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能和環(huán)保意識。學(xué)生將通過實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)會空氣分離的原理，提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作和數(shù)據(jù)分析能力。同時，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)在工業(yè)中的應(yīng)用，培養(yǎng)他們的社會責(zé)任感和創(chuàng)新思維，增強(qiáng)對環(huán)境保護(hù)和資源可持續(xù)利用的認(rèn)識。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-空氣的分離原理：重點(diǎn)講解空氣分離過程中液化和蒸餾的原理，以及氮?dú)狻⒀鯕夂拖∮袣怏w的分離方法。

-氨的合成反應(yīng)：強(qiáng)調(diào)哈柏-博施法合成氨的化學(xué)反應(yīng)方程式，以及反應(yīng)條件對合成效率的影響。

-工業(yè)流程圖：解析氨合成工業(yè)的流程圖，使學(xué)生理解各步驟的操作和作用。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-空氣分離的實(shí)驗(yàn)操作：難點(diǎn)在于液氮和液氧的分離實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生掌握低溫操作技巧和液體的蒸發(fā)特性。

-氨合成反應(yīng)機(jī)理：理解氨合成反應(yīng)的機(jī)理，包括氮?dú)夂蜌錃庠诟邷?、高壓和催化劑作用下的反?yīng)過程。

-工業(yè)生產(chǎn)中的安全問題：識別工業(yè)生產(chǎn)過程中可能遇到的安全隱患，如高壓、高溫和腐蝕性物質(zhì)的處理。

-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析：學(xué)生需學(xué)會如何從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中提取有效信息，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并得出結(jié)論。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：結(jié)合多媒體展示，系統(tǒng)講解空氣分離和氨合成的原理。

2.實(shí)驗(yàn)法：引導(dǎo)學(xué)生親自操作空氣分離實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程。

3.討論法：組織學(xué)生圍繞工業(yè)生產(chǎn)中的安全問題進(jìn)行討論，提高安全意識。

教學(xué)手段：

1.多媒體課件：展示氨合成流程圖、空氣分離實(shí)驗(yàn)操作步驟等，直觀教學(xué)。

2.實(shí)驗(yàn)器材：提供空氣分離實(shí)驗(yàn)所需的設(shè)備和材料，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

3.教學(xué)軟件：利用化學(xué)模擬軟件，幫助學(xué)生理解復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)過程。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

（教師）同學(xué)們，今天我們來學(xué)習(xí)一個重要的化學(xué)課題——空氣資源的利用。在我們的生活中，空氣無處不在，那么，你們知道空氣中有哪些成分嗎？它們有什么作用呢？（學(xué)生）空氣中含有氮?dú)?、氧氣、二氧化碳等成分，氮?dú)馐侵参锷L的重要元素，氧氣是維持生命的重要?dú)怏w，二氧化碳則是植物光合作用的原料。

（教師）很好，今天我們就來探究空氣中的氮?dú)馊绾伪晦D(zhuǎn)化為氨，也就是我們常說的哈柏-博施法。那么，首先我們要了解的是空氣的分離過程。

二、空氣的分離

（教師）首先，我們來回顧一下空氣分離的原理?？諝獾闹饕煞质堑?dú)夂脱鯕?，它們的沸點(diǎn)不同，可以通過液化和蒸餾的方法進(jìn)行分離。

（學(xué)生）老師，液化是指將氣體變成液體的過程嗎？

（教師）是的，液化是氣體在一定條件下變?yōu)橐后w的過程。而蒸餾則是利用不同物質(zhì)沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離的方法。

（教師）接下來，我將進(jìn)行一個簡單的空氣分離實(shí)驗(yàn)，請大家注意觀察。

（教師演示實(shí)驗(yàn)：將空氣通過液氮和液氧的混合物，觀察氮?dú)夂脱鯕獾姆蛛x）

（教師）通過實(shí)驗(yàn)，我們可以看到氮?dú)夂脱鯕庠谝簯B(tài)下被分離出來。這個過程在工業(yè)上稱為空氣液化分離。

三、氨的合成

（教師）了解了空氣分離的過程，接下來我們來看氨的合成。氨的合成是通過哈柏-博施法實(shí)現(xiàn)的，這是一種將氮?dú)夂蜌錃庠诟邷?、高壓和催化劑作用下合成氨的方法?/p>

（學(xué)生）老師，氮?dú)夂蜌錃庠谑裁礂l件下才能合成氨呢？

（教師）氮?dú)夂蜌錃夂铣砂钡臈l件是高溫（約450℃）、高壓（約200個大氣壓）和催化劑（鐵催化劑）。這些條件使得氮?dú)夂蜌錃庠诖呋瘎┑淖饔孟掳l(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氨。

（教師）現(xiàn)在，我將給大家展示一個氨合成的實(shí)驗(yàn)，請大家注意觀察。

（教師演示實(shí)驗(yàn)：在高溫、高壓和催化劑條件下，將氮?dú)夂蜌錃饣旌?，觀察氨的生成）

（教師）通過實(shí)驗(yàn)，我們可以看到氨氣在反應(yīng)器中被生成。這個過程在工業(yè)上稱為氨合成。

四、工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

（教師）了解了氨的合成過程，我們再來看一下氨在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。氨是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于化肥、農(nóng)藥、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

（學(xué)生）老師，氨在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用有哪些呢？

（教師）氨在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是作為氮肥，提供植物生長所需的氮元素。此外，氨還可以用于制造硝酸、合成橡膠、制藥等。

五、課堂小結(jié)

（教師）今天我們學(xué)習(xí)了空氣資源的利用，了解了空氣分離和氨的合成過程。通過學(xué)習(xí)，我們知道了氮?dú)庠诠I(yè)生產(chǎn)中的重要應(yīng)用，以及化學(xué)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的作用。

（學(xué)生）老師，我們學(xué)會了空氣分離和氨合成的原理，也知道了氨在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。這些知識對我們今后的學(xué)習(xí)和生活都有很大的幫助。

（教師）是的，同學(xué)們，化學(xué)知識無處不在，我們要學(xué)會運(yùn)用化學(xué)知識解決實(shí)際問題。希望大家在今后的學(xué)習(xí)中，能夠更加深入地了解化學(xué)，掌握化學(xué)技能。

六、作業(yè)布置

（教師）今天的作業(yè)是：查閱資料，了解氨在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的具體應(yīng)用，下節(jié)課與同學(xué)們分享。

（學(xué)生）好的，老師，我們一定完成任務(wù)。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-空氣成分的詳細(xì)分析：介紹空氣中的主要成分及其比例，如氮?dú)饧s占78%，氧氣約占21%，稀有氣體約占0.94%，二氧化碳約占0.04%，其他氣體和雜質(zhì)約占0.02%。

-氨的化學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用：探討氨的物理和化學(xué)性質(zhì)，包括氨的溶解性、反應(yīng)性以及在不同行業(yè)中的應(yīng)用，如作為制冷劑、肥料、化工原料等。

-哈柏-博施法的歷史和現(xiàn)狀：介紹哈柏-博施法的發(fā)明背景、發(fā)展歷程以及在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性。

-空氣分離技術(shù)的發(fā)展：從傳統(tǒng)的空氣分離方法到現(xiàn)代的膜分離技術(shù)，探討技術(shù)進(jìn)步對空氣分離效率的影響。

-氨合成工業(yè)的環(huán)境影響：分析氨合成工業(yè)在生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響，包括溫室氣體排放、能源消耗等。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)書籍：《化學(xué)與工業(yè)》、《現(xiàn)代化學(xué)工程》等，深入了解化學(xué)在工業(yè)中的應(yīng)用。

-觀看紀(jì)錄片：推薦《化學(xué)的故事》、《工業(yè)革命》等紀(jì)錄片，通過影像資料了解化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。

-參觀化工企業(yè)：組織學(xué)生參觀氨合成工廠，實(shí)地了解工業(yè)生產(chǎn)過程和安全生產(chǎn)措施。

-開展小組研究：讓學(xué)生分組研究氨在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，如農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)等，撰寫研究報告。

-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：設(shè)計(jì)氨合成實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動手操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

-訪談專業(yè)人士：邀請化工領(lǐng)域的專家或工程師來校講座，分享他們在實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)和見解。

-利用網(wǎng)絡(luò)資源：指導(dǎo)學(xué)生使用圖書館和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，查找與氨合成相關(guān)的學(xué)術(shù)論文和專利。

-組織競賽活動：舉辦化學(xué)知識競賽或?qū)嶒?yàn)技能比賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和競爭意識。

-開展環(huán)保實(shí)踐活動：組織學(xué)生參與環(huán)保公益活動，如植樹造林、垃圾分類等，提高他們的環(huán)保意識。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.完成課后練習(xí)題：包括空氣分離原理的選擇題、氨合成反應(yīng)方程式的書寫、工業(yè)流程圖的解析等。

2.設(shè)計(jì)一個小實(shí)驗(yàn)：利用家庭常用物品（如空礦泉水瓶、氣球、肥皂水等），模擬空氣分離過程，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果。

3.撰寫實(shí)驗(yàn)報告：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫一份實(shí)驗(yàn)報告，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、步驟、數(shù)據(jù)記錄、分析及結(jié)論。

4.查找資料：收集有關(guān)氨在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，整理成報告，下節(jié)課與同學(xué)們分享。

5.思考題：思考氨合成工業(yè)對環(huán)境的影響，提出可能的解決方案，并撰寫一篇短文。

作業(yè)反饋：

1.課后練習(xí)題：在下一節(jié)課開始時，我會收集并批改學(xué)生的練習(xí)題，針對錯題進(jìn)行講解，幫助學(xué)生理解和掌握知識點(diǎn)。

2.小實(shí)驗(yàn)報告：在下一節(jié)課，我會檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告，重點(diǎn)關(guān)注實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。對于實(shí)驗(yàn)報告中存在的問題，如實(shí)驗(yàn)步驟不完整、數(shù)據(jù)分析不準(zhǔn)確等，我會給出具體的改進(jìn)建議。

3.資料收集報告：我會檢查學(xué)生的資料收集報告，評估他們對氨應(yīng)用領(lǐng)域的了解程度。對于報告中缺乏深度或信息不準(zhǔn)確的部分，我會提供正確的資料和指導(dǎo)，幫助學(xué)生提高信息檢索和整理能力。

4.思考題短文：在下一節(jié)課，我會要求學(xué)生口頭分享他們的思考成果，并對短文進(jìn)行點(diǎn)評。對于短文中提出的解決方案，我會與學(xué)生一起討論其可行性和實(shí)際效果。

5.綜合評價：在作業(yè)反饋中，我會對學(xué)生的整體表現(xiàn)進(jìn)行綜合評價，包括對知識的掌握程度、實(shí)驗(yàn)操作能力、信息處理能力和思考問題的深度。對于表現(xiàn)優(yōu)秀的學(xué)生，我會給予表揚(yáng)和鼓勵；對于存在問題的學(xué)生，我會提供個性化的輔導(dǎo)和建議。內(nèi)容邏輯關(guān)系①空氣分離原理

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：液化和蒸餾的原理

-重點(diǎn)詞句：液氮、液氧、沸點(diǎn)、蒸發(fā)、冷凝

②氨的合成反應(yīng)

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：哈柏-博施法、高溫、高壓、催化劑

-重點(diǎn)詞句：氮?dú)?、氫氣、化學(xué)反應(yīng)、催化劑、反應(yīng)條件

③工業(yè)生產(chǎn)流程

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：空氣液化分離、氨合成流程、安全生產(chǎn)

-重點(diǎn)詞句：工業(yè)流程圖、合成塔、冷卻器、壓縮機(jī)、安全規(guī)程

④氨的應(yīng)用領(lǐng)域

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：氨在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用

-重點(diǎn)詞句：氮肥、制冷劑、化工原料、合成橡膠、制藥

⑤環(huán)境影響與可持續(xù)發(fā)展

-重點(diǎn)知識點(diǎn)：氨合成工業(yè)對環(huán)境的影響、解決方案

-重點(diǎn)詞句：溫室氣體排放、能源消耗、環(huán)保措施、可持續(xù)發(fā)展教學(xué)反思教學(xué)反思

今天上了關(guān)于空氣資源利用和氨的合成這一課，我有一些反思和感悟。

首先，我覺得這節(jié)課的理論知識比較抽象，學(xué)生可能難以理解。在講解空氣分離的原理時，我盡量用簡單的語言和形象的比喻來解釋，比如用燒開水時水蒸氣變成水滴的過程來類比氣體的液化。盡管如此，我還是發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于液化、蒸餾這些概念的理解還不夠深入。這說明我在教學(xué)過程中需要更加注重學(xué)生的理解過程，而不僅僅是知識的傳遞。

其次，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上，我注意到學(xué)生的參與度不高。在演示空氣分離實(shí)驗(yàn)時，雖然同學(xué)們都看得很認(rèn)真，但在實(shí)際操作中，他們對于如何正確操作液氮和液氧的混合物顯得有些迷茫。這讓我意識到，實(shí)驗(yàn)操作的教學(xué)需要更加細(xì)致和具體。我應(yīng)該在課前準(zhǔn)備更詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，并在實(shí)驗(yàn)過程中給予學(xué)生更多的指導(dǎo)和反饋。

再者，課堂討論環(huán)節(jié)中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于氨合成工業(yè)的環(huán)境影響和可持續(xù)發(fā)展問題的討論不夠深入。這可能是由于他們對這些問題的認(rèn)識不足。因此，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中，增加對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的討論，讓學(xué)生從更宏觀的角度去思考化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。

另外，我在布置作業(yè)時，發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于課后練習(xí)題的完成情況并不理想。這讓我反思起作業(yè)的布置方式。或許我應(yīng)該更加注重作業(yè)的多樣性，比如設(shè)計(jì)一些開放性的問題，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析，這樣既能提高他們的思考能力，也能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

在評價學(xué)生