向空氣要面包——氨和銨鹽教學(xué)設(shè)計(jì)華中師范高校龍崗附屬中學(xué)姜晗一.教材分析：在新課程標(biāo)準(zhǔn)中，“氮及其化合物〞屬于必修課程“常見的無機(jī)物及其應(yīng)用〞和“化學(xué)與社會(huì)開展〞主題下的內(nèi)容，在高一化學(xué)必修其次冊(cè)(2019版)中，是第一章其次節(jié)的重要內(nèi)容。此局部內(nèi)容承載著關(guān)心同學(xué)結(jié)合真實(shí)情景或試驗(yàn)探究去了解氮及其化合物的主要性質(zhì)、物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化及其在促進(jìn)社會(huì)文明開展中的重要價(jià)值，關(guān)心同學(xué)構(gòu)建“價(jià)類〞二維圖的認(rèn)知模型。二.學(xué)情分析：在學(xué)習(xí)了氯、硫等非金屬元素的根底上，有氧化復(fù)原反響等相關(guān)學(xué)問做理論支撐，同學(xué)可以構(gòu)建出“價(jià)類〞二維模型，但是缺乏利用模型猜測(cè)物質(zhì)性質(zhì)和物質(zhì)轉(zhuǎn)化的力量；對(duì)“生物固氮〞有所了解，但是缺乏對(duì)“人工固氮〞的熟悉；知道氮肥有助于糧食增產(chǎn)，但對(duì)氮肥開展史知之甚少，更無法辨別各類氮肥的優(yōu)劣和使用考前須知。三.教學(xué)目標(biāo)通過如何向空氣中要面包的猜測(cè)，培育同學(xué)初步應(yīng)用“價(jià)類〞模型解決問題；通過設(shè)計(jì)噴泉試驗(yàn)、白煙試驗(yàn)、氨氣的試驗(yàn)室制法、銨鹽的性質(zhì)相關(guān)試驗(yàn)等，提升同學(xué)試驗(yàn)探究力量和證據(jù)推理力量；通過由空氣獵取“面包〞過程的爭(zhēng)論，使同學(xué)感受化學(xué)物質(zhì)及其變化的價(jià)值，增加同學(xué)對(duì)于化學(xué)可促進(jìn)生產(chǎn)開展、化學(xué)可關(guān)心我們建設(shè)漂亮家園的意識(shí)。四.教學(xué)重難點(diǎn)通過如何向空氣中要面包的猜測(cè)，培育同學(xué)初步應(yīng)用“價(jià)類〞模型解決問題；通過如何獵取氮肥的活動(dòng)，再次培育同學(xué)應(yīng)用模型解決實(shí)際問題的力量。五.教學(xué)方法爭(zhēng)論法、直觀演示法、創(chuàng)設(shè)情境解決實(shí)際問題六.教學(xué)設(shè)計(jì)思路本節(jié)圍繞氨的性質(zhì)，將教學(xué)過程分為4個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：首先通過如何向空氣要面包的提出，引出工業(yè)合成氨；然后圍繞合成氨工廠如何進(jìn)氮肥業(yè)，引導(dǎo)同學(xué)從問題解決的視角探究氨的水溶性和堿性；在此根底上引導(dǎo)同學(xué)利用“價(jià)類〞模型，解決如何制備更優(yōu)化的硝態(tài)氮肥；最終通過試驗(yàn)探究關(guān)心同學(xué)解決銨態(tài)氮肥的施用考前須知。七.教學(xué)流程教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖向空氣要面包怎樣的途徑可以實(shí)現(xiàn)向空氣要面包？通過小組爭(zhēng)論和匯報(bào)，評(píng)價(jià)同學(xué)能否從物質(zhì)價(jià)態(tài)的角度來思索物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，關(guān)心同學(xué)理解人工固氮的原理和意義。合成氨工業(yè)進(jìn)氮肥業(yè)①氨氣可以直接做氮肥嗎？②氨氣溶于水后可否做氮肥，以上過程是否伴隨化學(xué)變化？③氨水化肥該如何保存？④可利用氨氣制固態(tài)氮肥嗎？①通過氨的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作，評(píng)價(jià)同學(xué)的試驗(yàn)探究力量；②通過氨水能否做氮肥和固態(tài)氮肥制備等問題的解決，培育同學(xué)問題解決力量；③通過小組爭(zhēng)論，培育同學(xué)利用“價(jià)類〞二維圖解決實(shí)際問題的力量。銨鹽類氮肥的正確使用依據(jù)銨態(tài)氮肥的使用問題，猜測(cè)銨鹽的性質(zhì)并設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。通過理論猜測(cè)、試驗(yàn)探究提高同學(xué)實(shí)際問題的解決力量。硝酸鹽類氮肥的制備猜測(cè)氨通過怎樣的路徑可以制備硝酸鹽類氮肥？通過小組爭(zhēng)論，問題解決，從價(jià)態(tài)角度解決物質(zhì)轉(zhuǎn)化問題。八.教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)一：向空氣要面包老師活動(dòng)同學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【展現(xiàn)】“如何解決糧食短缺〞視頻〔19世紀(jì)末世界人口激增，造成糧食短缺，故需要氮肥來，增加糧食產(chǎn)量，雖然智利硝石可做氮肥，但儲(chǔ)量有限，所以克魯克斯向全球科學(xué)家發(fā)起了“向空氣要面包〞的號(hào)召?！场咎釂枴咳绾雾憫?yīng)克魯克斯的號(hào)召“向空氣要面包〞呢？【敘述】1905年，第一座電弧固氮工廠在挪威建成，氮耗電量巨大，難以推廣。1908年，哈伯在600℃、200個(gè)大氣壓、鋨作催化劑的條件下合成了氨氣，后以博施為代表的BASF公司團(tuán)隊(duì)解決了合成氨量產(chǎn)問題，1913年第一座合成氨工廠投產(chǎn)使用，哈伯、博施二人分獲1918年、1931年諾貝爾獎(jiǎng)。傾聽。思索。預(yù)期答復(fù)：氧化或復(fù)原來固氮。通過“如何解決糧食短缺〞視頻，介紹本節(jié)課爭(zhēng)論背景，引發(fā)同學(xué)思索如何“由空氣要面包〞。由同學(xué)提出氧化、復(fù)原法固氮的設(shè)想，老師供應(yīng)背景資料，介紹了電弧法固氮的弊端及“哈伯博施〞合成氨法，提升了同學(xué)的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)，關(guān)心同學(xué)構(gòu)建氮的固定“價(jià)類〞二維模型。教學(xué)環(huán)節(jié)二：合成氨工廠進(jìn)氮肥業(yè)老師活動(dòng)同學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【過渡】隨著合成氨產(chǎn)業(yè)的開展，擁有該專利的BASF公司，急于拓寬市場(chǎng)，想要進(jìn)氮肥業(yè)?！咎釂枴慨?dāng)?shù)剞r(nóng)夫會(huì)購置氨氣直接做氮肥嗎？氨氣是否可溶于水，并伴有何變化？【試驗(yàn)1】氨氣溶于水的噴泉試驗(yàn)【過渡】建國初期?如何正確使用氨水化肥?的畫冊(cè)〔畫冊(cè)內(nèi)容：氨水化肥盛裝在密封的陶罐中且存放在陰冷的環(huán)境下〕【任務(wù)】依據(jù)以上資料，猜測(cè)氨水可能具有怎樣的性質(zhì)？【小結(jié)】氨水在一段時(shí)間內(nèi)為我國的糧食增產(chǎn)作出了卓越奉獻(xiàn)，然而因它易揮發(fā)，運(yùn)輸不便等緣由，已漸漸淡出了消費(fèi)市場(chǎng)?！咎釂枴繗鈶B(tài)的氨氣無法做氮肥，液態(tài)的氨水也有弊端，那可如何轉(zhuǎn)化，制得更優(yōu)化的氮肥呢？【試驗(yàn)2】氨與鹽酸儀器：小燒杯、保鮮膜、棉花團(tuán)、膠頭滴管操作：在兩個(gè)棉花團(tuán)上分別擠上少量濃鹽酸、濃氨水，快速蓋上保鮮膜。溝通爭(zhēng)論，獲知氨的物理性質(zhì)〔狀態(tài)、密度、溶解性等〕，通過氨與水的試驗(yàn)獲知此過程中的化學(xué)反響。氨水具有堿性、不穩(wěn)定性。氨是堿性氫化物，能與酸反響，成鹽，是固態(tài)的。沿著歷史上氮肥的開展脈絡(luò)，介紹了氨水氮肥、銨態(tài)氮肥的制備和劣勢(shì)，在爭(zhēng)論“向空氣要面包〞的過程中不斷地通過讓同學(xué)設(shè)計(jì)試驗(yàn)、進(jìn)行驗(yàn)證，來提升同學(xué)的科學(xué)探究和證據(jù)推理力量。教學(xué)環(huán)節(jié)三：銨鹽類氮肥的正確使用老師活動(dòng)同學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【過渡】農(nóng)夫不喜愛使用銨鹽類氮肥，由于在使用過程中常跑氨，與草木灰等堿性肥料共施肥效降低?！締栴}】針對(duì)以上問題，猜測(cè)銨鹽可能具有哪些性質(zhì)？如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。銨態(tài)氮肥使用考前須知？【試驗(yàn)3】加熱銨鹽操作：1、試管底部鋪入氯化銨固體2、對(duì)試管底部的氯化銨加熱，觀看試驗(yàn)現(xiàn)象?！驹囼?yàn)5】氯化銨與堿的反響操作：向盛有少量NH4Cl溶液、(NH4)2SO4溶液的兩支試管中分別參加NaOH溶液并加熱，用鑷子夾取一片潮濕的紅色石蕊試紙放在試管口。觀看現(xiàn)象，分析現(xiàn)象產(chǎn)生的緣由，寫出反響的離子方程式?！具^渡】由上述兩個(gè)試驗(yàn)可以得知，單純加熱銨鹽是無法產(chǎn)生氨氣的，必需同時(shí)加熱銨鹽和堿氨氣的試驗(yàn)室制法：銨鹽不穩(wěn)定分解生成氨氣、銨鹽和堿性物質(zhì)反響生成氨氣。試管中部內(nèi)壁上消失白色固體，聞不到刺激性氣味的氣體。NH+4+OH===NH3↑+H2O銨鹽和堿共熱能產(chǎn)生氨氣。銨態(tài)氮肥不能和堿性肥料共施。通過試驗(yàn)小結(jié)該反響的原理、裝置、尾氣處理等問題。歷史上，氮肥公司為了降低本錢，鼓舞農(nóng)夫群眾使用銨態(tài)氮肥，所以針對(duì)銨態(tài)氮肥施用過程中的問題進(jìn)行了爭(zhēng)論，而本環(huán)節(jié)就是讓同學(xué)體驗(yàn)科學(xué)爭(zhēng)論的過程，同學(xué)們依據(jù)銨態(tài)氮肥的施用弊端，猜測(cè)銨鹽可能具有的性質(zhì)，設(shè)計(jì)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，培育同學(xué)的科學(xué)爭(zhēng)論和證據(jù)推理核心素養(yǎng)。教學(xué)環(huán)節(jié)四：硝酸鹽類氮肥的制備老師活動(dòng)同學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【過渡】20世紀(jì)初，BASF公司通過銨鹽來搶占氮肥市場(chǎng)，然而，它們的氮肥銷量并不抱負(fù)，由于當(dāng)?shù)剞r(nóng)夫更喜愛使用以前利硝石類的硝酸鹽氮肥?！咎釂枴咳绾斡砂睔猥C取硝酸鹽類氮肥？通過“價(jià)類〞二維模型，NH3可被氧化為NO3，猜測(cè)O2可充當(dāng)實(shí)現(xiàn)該轉(zhuǎn)化的氧化劑。反響原理：4NH3+5O2===4NO+6H2O為解決氮肥開展中的瓶頸問題—如何制備硝酸鹽類氮肥，通過問題的設(shè)置，讓同學(xué)自覺地利用“價(jià)類〞二維模型去解決實(shí)際問題，通過對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的大膽猜測(cè)，試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了自己猜測(cè)的精確?????性，體會(huì)到歷史上科學(xué)巨匠勝利的喜悅。九.板書設(shè)計(jì)1．氨(1)物理性質(zhì)：無色有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易液化。極易溶于水(1∶700)。(2)化學(xué)性質(zhì)：(1)物理性質(zhì)：都是無色或白色晶體，易溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)a.NH4十.課堂測(cè)評(píng)1.以下關(guān)于氨的表達(dá)中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.氨易液化，因此可用作制冷劑B.氨極易溶于水，因此可用來做噴泉試驗(yàn)C.氨極易溶解于水，因此氨水比擬穩(wěn)定(不簡單分解)D.氨溶于水顯弱堿性，因此可使酚酞試劑變?yōu)榧t色2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液這四種無色溶液區(qū)分開的一種試劑是(必要時(shí)可加熱)A.Ba(OH)2溶液D.Ba(NO3)2溶液3.在試驗(yàn)室里，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了以下制取純潔枯燥氨的方案，簡易、可行的方案是A.加熱氯化銨固體，再通過堿石灰B.在氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w中參加鐵觸媒，并加熱至500℃，再通過堿石灰C.加熱濃氨水，再通過濃硫酸D.在生石灰中參加濃氨水，再通過堿石灰3是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。以下有關(guān)表述正確的選項(xiàng)是A.無明顯現(xiàn)象，因稀H2SO4不與銅反響B(tài).銅片溶解，產(chǎn)生無色氣體，該氣體遇到空氣不變色C.銅片溶解，放出紅棕色有刺激性氣味的氣體D.銅片溶解，產(chǎn)生無色氣體，該氣體在試管口變?yōu)榧t棕色5.如右