《生產(chǎn)中反應條件的控制》教學設計(部級優(yōu)課)x-化學教案

《化學反應條件的控制——以硫酸工業(yè)為例》教學設計陜西省西安中學茍莉莉【教材依據(jù)】本節(jié)課選自人教版普通高中課程標準實驗教科書《化學（選修2）》第一章《走進化學工業(yè)》課題1《化工生產(chǎn)過程中的基本問題》。一．教學設計理念普通高中化學課程標準（2017年）指出教學中應重視從“知識為本”走向“觀念建構”，讓學生在真實情境中體驗學習過程。本節(jié)內容利用科研文獻、真實數(shù)據(jù)、硫酸工業(yè)研究中的一手資料等創(chuàng)設真實而有價值的問題情境，層層深化，讓學生在真實情境中體驗學習過程，促進核心素養(yǎng)形成和發(fā)展。二．教學內容分析1.學科知識價值。硫酸工業(yè)中化學反應條件的控制不僅是基于硫及其化合物的轉化知識的應用，也是化學反應速率、化學平衡原理的具體體現(xiàn)，有助于提升學生在真實情境中的知識運用、分析綜合能力2.學科方法價值。硫酸工業(yè)中化學反應條件的控制學習，通過分析溫度、壓強、投料比等外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響，可以幫助學生充分理解化學變化的基本規(guī)律，形成化學科學的基本觀念。3.學科思想價值。硫酸工業(yè)中溫度和壓強問題的解決兼顧了催化劑的選擇以及安全、經(jīng)濟、環(huán)保等因素，對學生科學態(tài)度的形成有深遠的意義；硫酸工業(yè)中原料的選擇和原料的變化有助于學生樹立可持續(xù)發(fā)展觀念。三．學情分析1.知識與經(jīng)驗基礎在學習本節(jié)課之前，學生已經(jīng)學過了硫及其及其化合物的性質，化學反應速率，化學平衡的相關原理知識，這是重要的影響本節(jié)課教學的先前知識，對本節(jié)課的學習提供了幫助。2.認知與能力基礎高二學生邏輯思維能力已趨于成熟，但仍需要進一步加以引導完善；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。這些認知能力因素是學生學習本節(jié)課必備的能力基礎。四．教學目標與重難點1.教學目標（1）知識與技能①知道工業(yè)制硫酸的基本原理。②了解化學反應速率與平衡移動原理對化工生產(chǎn)中條件控制的意義和作用。③了解經(jīng)濟、安全、環(huán)保要素對反應條件控制的影響。（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，關注化學反應多個要素的聯(lián)系，對化學反應條件控制的認識由孤立認識發(fā)展到系統(tǒng)認識。②通過分組討論，參與硫酸工業(yè)條件選擇的學習過程，培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析能力、概括能力；表達交流能力，體會化學在實際生產(chǎn)中的控制方法與作用，深化對化學、技術、社會和環(huán)境的相互作用關系的理解。（3）情感態(tài)度與價值觀①通過閱讀、篩選、加工信息，多角度動態(tài)的分析化學變化，加深對硫酸工業(yè)條件選擇與控制的認識，促進“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，對硫酸工業(yè)相關問題進行價值判斷，在認識化學科學的發(fā)展對自然資源的利用的過程中，促進“科學態(tài)度與社會責任”素養(yǎng)的發(fā)展。2.教學重點與難點（1）教學重點：工業(yè)制硫酸的基本原理；化學反應速率與平衡移動原理對化工生產(chǎn)中條件控制的意義和作用；經(jīng)濟、安全、環(huán)保要素對反應條件控制的影響。（2）教學難點：綜合速率、平衡、經(jīng)濟、安全、環(huán)保等因素理解化學反應中條件控制。五、教學方法與思路1.教法與學法：①教法：情境教學法、問題教學法②學法：信息分析學習法、小組討論法2.教學思路：六、教學過程教學環(huán)節(jié)教學設計教師活動學生活動設計意圖課堂引入【圖文信息1】20世紀末化學品產(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)在化學工業(yè)中的地位【提問】自然界中的含硫物質有什么？我們如何獲得硫酸？提問引導思考總結、回答探討工業(yè)制硫酸的原理【學生活動1】①如果以硫磺為原料制硫酸,你能寫出對應化學方程式嗎？②焙燒硫鐵礦制備二氧化硫時同時有氧化鐵生成，你能寫出該反應的化學方程式嗎？提問思考，書寫回憶硫元素及其化合物知識書寫原理【介紹】工業(yè)制硫酸的設備及基本環(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)學生根據(jù)已知理論提出自己的觀點【學生活動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，可以從哪些化學反應原理角度去分析？引導，提問，歸納學生觀點小組討論，提出觀點，小組之間相互評價交流【交流與討論】1.接觸室里SO2和O2的比例對SO2轉化率有什么影響？你選擇的濃度比是什么？2.SO2的催化氧化反應什么壓強條件下有利于SO3的生成？你選擇的壓強是什么？（一個大氣壓=0.1MPa）再給出實際因素：【實際問題】加壓對設備與安全要求高，同時會增加成本和能耗。3.SO2的催化氧化反應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？【實際問題】實際生產(chǎn)中我們應該怎么選擇SO2的催化氧化溫度？展示文獻中有關催化劑的描述。提供數(shù)據(jù)提問引導給出實際數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)進行選擇小組交流，互評思考反思讓學生在真實的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與文獻資料中進行選擇，再根據(jù)實際的條件選擇產(chǎn)生認知沖突，考慮實際工業(yè)生產(chǎn)中條件控制的參考因素。關注化學反應多個要素的聯(lián)系，對化學反應條件控制的認識由孤立認識發(fā)展到系統(tǒng)認識。通過小組匯報交流，實現(xiàn)學生互評，增強學生的求知欲【總結】化工生產(chǎn)中的條件控制歸納，總結分析思考思考經(jīng)濟、安全、環(huán)保要素對反應條件控制的影響生產(chǎn)中還可以進行什么技術改進【圖文信息2】技術改進——接觸室中的能量利用低溫SO2與空氣的混合氣體進入接觸室時，在熱交換器的外管中流動，從塔頂進入第一個催化劑層，然后進入熱交換器內管，最終生成的SO3通過內管從塔底流出接觸室。通過這樣的熱交換把反應時生成的熱傳遞給進入接觸時需要預熱的氣體?！咎釂枴窟@種原理和我們熟悉的哪種化學儀器相似？點撥、提問閱讀分析思考思考，回答任何化工生產(chǎn)都涉及傳質、傳熱、傳動和反應器。介紹傳熱（能量的傳導），從節(jié)能角度感受實際生產(chǎn)中的能量利用利用冷凝管強化逆流原理中的熱量的傳導。如何選擇制酸方法？硫鐵礦還是硫磺制酸【學生活動3】角色扮演，評價與選擇工業(yè)制硫酸的方法【關注現(xiàn)在】我國硫資源結構【展望未來】2005——2015十年間我國硫資源結構變化提問介紹討論，交流互相評價思考利用不同資源制硫酸的比較與方法選擇，對化學問題進行價值判斷，初步形成可持續(xù)發(fā)展思想與綠色化學觀念課后發(fā)展性作業(yè)【發(fā)展性課后作業(yè)】任務1：以小組為單位在物質類別——化合價二維圖中繪制硫酸工業(yè)中硫的轉化途徑，并歸納條件控制的要點與方法。任務2：查閱資料，尋找吸收塔