2024-2025學年高中化學 主題1 空氣資源 氨的合成 課題3 氨氧化法制硝酸教案 魯科版選修2

2024-2025學年高中化學主題1空氣資源氨的合成課題3氨氧化法制硝酸教案魯科版選修2科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學年高中化學主題1空氣資源氨的合成課題3氨氧化法制硝酸教案魯科版選修2課程基本信息1.課程名稱：高中化學——氨的合成與氨氧化法制硝酸

2.教學年級和班級：高中二年級化學班

3.授課時間：2024年10月10日

4.教學時數(shù)：2課時（90分鐘）核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標主要分為四個方面：科學探究能力、證據(jù)意識、科學思維和科學倫理。

1.科學探究能力：通過氨的合成與氨氧化法制硝酸的過程，培養(yǎng)學生提出問題、猜想與假設、設計實驗、收集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作的能力。

2.證據(jù)意識：使學生了解并掌握實驗數(shù)據(jù)、文獻資料等不同類型的證據(jù)，并能夠運用這些證據(jù)來解釋氨的合成與氨氧化法制硝酸的原理。

3.科學思維：培養(yǎng)學生運用抽象思維、批判性思維、系統(tǒng)思維等科學思維方式，分析氨的合成與氨氧化法制硝酸的過程，提高解決問題的能力。

4.科學倫理：培養(yǎng)學生遵守實驗規(guī)程，尊重他人成果，嚴謹治學的科學倫理素養(yǎng)，使學生在進行科學探究時能夠遵循道德規(guī)范。重點難點及解決辦法1.重點：

-氨的合成反應機理及其化學平衡。

-氨氧化法制硝酸的反應步驟和催化劑的作用。

-工業(yè)上氨氧化法制硝酸的工藝流程及其優(yōu)化。

2.難點：

-氨的合成反應中催化劑的選擇和活性調(diào)控。

-氨氧化反應中NOx的生成與控制。

-工業(yè)生產(chǎn)中如何平衡產(chǎn)率、選擇性和催化劑壽命之間的關系。

解決辦法：

-通過多媒體演示和實驗視頻，形象化地展示氨的合成與氨氧化法制硝酸的反應過程，幫助學生理解反應機理和催化劑的作用。

-利用案例分析和討論，讓學生參與到工藝流程的優(yōu)化過程中，提高學生的實際應用能力。

-結合化學平衡原理，分析工業(yè)生產(chǎn)中如何通過調(diào)控溫度、壓力和反應物濃度來優(yōu)化氨的合成反應。

-通過實驗操作和模擬軟件，讓學生親身體驗催化劑的選擇和活性調(diào)控過程，增強學生的實踐操作能力。

-引入工業(yè)生產(chǎn)中的實際問題，如NOx的控制技術、廢氣處理等，引導學生思考并尋找解決方案，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。教學資源1.軟硬件資源：

-教室內(nèi)的多媒體教學設備。

-實驗室用具，如燒杯、試管、滴定管等。

-氨氧化法制硝酸的模擬軟件。

2.課程平臺：

-學校的學習管理系統(tǒng)（LMS）。

-化學教學交流群組。

3.信息化資源：

-相關的在線視頻教程。

-科學論文和工業(yè)報告。

-化學反應機理的動畫演示。

4.教學手段：

-小組討論和報告。

-實驗操作和數(shù)據(jù)分析。

-Q&A環(huán)節(jié)和學生提問。教學流程一、導入新課（用時5分鐘）

同學們，今天我們將要學習的是《氨的合成與氨氧化法制硝酸》這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個問題：“你們在日常生活中是否遇到過需要制取硝酸的情況？”（舉例說明）這個問題與我們將要學習的內(nèi)容密切相關。通過這個問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索氨的合成與氨氧化法制硝酸的奧秘。

二、新課講授（用時10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解氨的合成與氨氧化法制硝酸的基本概念。氨的合成是……（詳細解釋概念），它在化工產(chǎn)業(yè)中具有重要的地位。氨氧化法制硝酸是……（解釋其重要性或應用）。

2.案例分析：接下來，我們來看一個具體的案例。這個案例展示了氨的合成與氨氧化法制硝酸在實際中的應用，以及它如何幫助我們解決問題。

3.重點難點解析：在講授過程中，我會特別強調(diào)氨的合成反應機理和氨氧化法制硝酸的反應步驟這兩個重點。對于催化劑的選擇和活性調(diào)控這個難點部分，我會通過舉例和比較來幫助大家理解。

三、實踐活動（用時10分鐘）

1.分組討論：學生們將分成若干小組，每組討論一個與氨的合成與氨氧化法制硝酸相關的實際問題。

2.實驗操作：為了加深理解，我們將進行一個簡單的實驗操作。這個操作將演示氨的合成與氨氧化法制硝酸的基本原理。

3.成果展示：每個小組將向全班展示他們的討論成果和實驗操作的結果。

四、學生小組討論（用時10分鐘）

1.討論主題：學生將圍繞“氨的合成與氨氧化法制硝酸在實際生活中的應用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵提出自己的觀點和想法，并與其他小組成員進行交流。

2.引導與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個引導者，幫助學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結回顧（用時5分鐘）

今天的學習，我們了解了氨的合成與氨氧化法制硝酸的基本概念、重要性和應用。同時，我們也通過實踐活動和小組討論加深了對氨的合成與氨氧化法制硝酸的理解。我希望大家能夠掌握這些知識點，并在日常生活中靈活運用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請隨時向我提問。知識點梳理1.氨的合成反應機理：

-哈柏-博施法：通過鐵催化劑將氮氣與氫氣在高溫、高壓和催化劑的作用下合成氨。

-理論產(chǎn)量與實際產(chǎn)量：根據(jù)氮氣和氫氣的反應比例，計算理論產(chǎn)量與實際產(chǎn)量之間的差距。

2.氨氧化法制硝酸的反應步驟：

-氨的氧化：氨在催化劑的作用下被氧化成NO。

-NO的氧化：NO進一步被氧化成NO2。

-水合反應：NO2與水反應生成硝酸。

3.催化劑的選擇和活性調(diào)控：

-鐵催化劑在氨合成反應中的應用。

-鉑催化劑在氨氧化反應中的應用。

-催化劑活性與反應溫度、壓力和反應物濃度之間的關系。

4.工業(yè)生產(chǎn)中的工藝流程優(yōu)化：

-溫度、壓力和反應物濃度對氨合成反應的影響。

-催化劑的選擇和活性調(diào)控對氨氧化反應的影響。

-如何平衡產(chǎn)率、選擇性和催化劑壽命之間的關系。

5.環(huán)境保護和廢棄物處理：

-氨氧化法制硝酸過程中產(chǎn)生的廢氣處理技術。

-NOx的控制技術及其對環(huán)境的影響。

-廢水處理和資源回收利用的方法。

6.氨的合成與氨氧化法制硝酸的應用：

-氨在農(nóng)業(yè)、化工和能源領域的應用。

-硝酸在制造肥料、炸藥和化工產(chǎn)品中的應用。

7.科學探究能力與實驗技能：

-實驗數(shù)據(jù)的收集與分析。

-實驗操作的安全性和規(guī)范性。

-實驗報告的撰寫和交流。

8.證據(jù)意識與科學思維：

-實驗證據(jù)的收集與評估。

-科學思維方式在氨的合成與氨氧化法制硝酸中的應用。

-批判性思維和問題解決能力的培養(yǎng)。

9.科學倫理與學術規(guī)范：

-實驗操作中的倫理規(guī)范和安全責任。

-尊重他人成果和嚴謹治學的學術規(guī)范。

-實驗室中的安全操作和廢棄物處理。重點題型整理1.題型一：氨的合成反應機理的理解

題目：請描述哈柏-博施法中氨的合成反應機理，并說明實際生產(chǎn)中如何提高理論產(chǎn)量。

答案：氨的合成反應機理是通過鐵催化劑在高溫、高壓和催化劑的作用下，將氮氣與氫氣反應合成氨。實際生產(chǎn)中，通過優(yōu)化反應條件如溫度、壓力和氫氣與氮氣的比例，提高理論產(chǎn)量。

2.題型二：氨氧化法制硝酸的反應步驟

題目：請列出氨氧化法制硝酸的反應步驟，并解釋每一步的作用。

答案：氨氧化法制硝酸的反應步驟包括氨的氧化、NO的氧化和水合反應。氨的氧化是將氨氧化成NO；NO的氧化是將NO進一步氧化成NO2；水合反應是NO2與水反應生成硝酸。

3.題型三：催化劑的選擇和活性調(diào)控

題目：請解釋鐵催化劑和鉑催化劑在氨的合成和氨氧化反應中的應用。

答案：鐵催化劑在氨的合成反應中應用，而鉑催化劑在氨氧化反應中應用。催化劑的選擇和活性調(diào)控對反應的產(chǎn)率和選擇性有重要影響。

4.題型四：工業(yè)生產(chǎn)中的工藝流程優(yōu)化

題目：請說明在工業(yè)生產(chǎn)中如何優(yōu)化氨的合成與氨氧化法制硝酸的工藝流程。

答案：通過平衡產(chǎn)率、選擇性和催化劑壽命之間的關系，優(yōu)化工藝流程。這包括調(diào)節(jié)溫度、壓力和反應物濃度，以及選擇合適的催化劑。

5.題型五：環(huán)境保護和廢棄物處理

題目：請解釋氨氧化法制硝酸過程中產(chǎn)生的廢氣處理技術，以及如何處理NOx的控制。

答案：廢氣處理技術包括洗滌法、吸附法和生物法等。NOx的控制技術包括選擇性催化還原和選擇性非催化還原等。這些技術有助于減少對環(huán)境的影響。教學評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：學生在課堂上的參與度和積極性。觀察學生在課堂討論、提問和實驗操作中的表現(xiàn)，評估他們的專注度和對知識點的理解程度。

2.小組討論成果展示：學生在小組討論中的表現(xiàn)和成果。評估學生在討論中的參與度、合作能力和創(chuàng)新思維，以及他們能夠提出并解決問題的能力。

3.隨堂測試：通過隨堂測試評估學生對氨的合成與氨氧化法制硝酸的理解和應用能力。設計相關的測試題目，包括理論理解、計算分析和實驗操作等方面，以檢驗學生的掌握程度。

4.實驗報告和數(shù)據(jù)分析：評估學生在實驗過程中的操作技能和數(shù)據(jù)分析能力。檢查學生是否能夠準確記錄實驗數(shù)據(jù)、合理分析實驗結果，并撰寫實驗報告。

5.教師評價與反饋：針對學生的整體表現(xiàn)和學習成果，教師給出評價和反饋。包括對學生的理解程度、分析能力、應用能力和創(chuàng)新思維等方面的評估，并提出改進建議和下一步的學習方向。教學反思本節(jié)課是關于氨的合成與氨氧化法制硝酸的教學，通過課堂表現(xiàn)、小組討論成果展示、隨堂測試和實驗報告等評價方式，我對學生的學習情況進行了全面的評估。在教學過程中，我發(fā)現(xiàn)了一些值得反思和改進的地方。

首先，學生在課堂上的參與度較高，能夠積極參與討論和提問。這表明他們對氨的合成與氨氧化法制硝酸的知識點感興趣，并且愿意主動學習和探索。為了進一步激發(fā)學生的學習興趣，我可以在今后的教學中增加更多互動環(huán)節(jié)，如小組合作實驗、案例分析等，讓學生在實踐中學習和應用知識。

其次，小組討論成果展示中，學生能夠積極參與合作，提出問題和解決方案。這顯示出他們的團隊合作能力和創(chuàng)新思維。然而，有些小組在討論中出現(xiàn)了一些分歧和爭議，這可能導致討論效果不佳。為了提高小組討論的效率和質(zhì)量，我可以在今后的教學中提前為學生提供討論的主題和指導，幫助學生更好地組織和表達自己的觀點。

再次，隨堂測試中，學生對氨的合成與氨氧化法制硝酸的理論知識點掌握較好，但在實際應用方面存在一些困難。這表明學生在理論知識的學習上比較扎實，但在將理論知識應用到實際問題解決中還需要進一步的培養(yǎng)和鍛煉。為了提高學生的實際應用能力，我可以在今后的教學中增加更多的案例分析和實踐環(huán)節(jié)，讓學生在實際問題中學習和應用知識。

此外，實驗報告和數(shù)據(jù)分析中