2024-2025學年高中化學第一單元走進化學工業(yè)1.2人工固氮技術——合成氨教學實錄2新人教版選修2課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學內容本節(jié)課內容選自新人教版選修2《化學與技術》第一單元“走進化學工業(yè)”中的“1.2人工固氮技術——合成氨”。主要講解合成氨的原理、工業(yè)生產流程以及相關應用，讓學生了解化學工業(yè)在實際生產中的應用，培養(yǎng)學生運用化學知識解決實際問題的能力。二、核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生化學科學與工程意識，理解化學反應原理在工業(yè)生產中的應用，提升學生科學探究能力和實踐操作技能。增強學生對化學工業(yè)發(fā)展的關注，激發(fā)學生運用化學知識解決實際問題的熱情，培養(yǎng)社會責任感和環(huán)保意識。三、學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：

學生在進入本節(jié)課之前，已經學習了化學的基本概念、原子結構、化學反應原理等基礎知識。他們應該能夠理解化學鍵、化學反應速率、化學平衡等概念，并具備一定的實驗操作技能。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

高中學生對化學工業(yè)和合成氨技術表現出一定的興趣，尤其是對化學在實際生產中的應用。他們的學習能力強，能夠通過實驗和理論相結合的方式理解復雜概念。學生的學習風格多樣，有的學生偏好通過實驗觀察來學習，有的則更傾向于通過理論推導來理解。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學生在理解合成氨的原理時可能遇到以下困難：一是對化學平衡、催化劑等概念的理解不夠深入；二是對工業(yè)生產流程的復雜性和規(guī)模感到難以把握；三是將理論知識與實際生產相結合的能力不足。此外，學生可能對化學工業(yè)的環(huán)保問題和可持續(xù)性發(fā)展關注不夠，需要引導他們思考這些問題。四、教學資源準備1.教材：確保每位學生都有新人教版選修2《化學與技術》第一單元“走進化學工業(yè)”中的“1.2人工固氮技術——合成氨”章節(jié)教材。

2.輔助材料：準備與合成氨生產相關的圖片、流程圖、工業(yè)視頻等多媒體資源，以幫助學生直觀理解。

3.實驗器材：準備必要的實驗器材，如催化劑樣品、反應容器等，以供演示實驗使用。

4.教室布置：設置分組討論區(qū)，確保每組有足夠的空間進行討論；布置實驗操作臺，以便進行小規(guī)模的演示實驗。五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預習任務：通過在線平臺發(fā)布預習PPT，包含合成氨的歷史背景、工業(yè)生產流程等，明確預習目標和要求。

設計預習問題：圍繞合成氨的原理，設計問題如“什么是氮肥？為什么需要合成氨？”引導學生思考。

監(jiān)控預習進度：通過班級微信群收集預習反饋，監(jiān)控學生的預習進度。

學生活動：

自主閱讀預習資料：學生閱讀預習資料，了解合成氨的基本概念。

思考預習問題：學生針對預習問題進行思考，記錄疑問。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：學生通過自主閱讀和思考，培養(yǎng)自主學習能力。

信息技術手段：利用在線平臺和微信群，實現資源共享和反饋。

作用與目的：

幫助學生提前了解合成氨的基本知識，為課堂學習做好準備。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：通過播放合成氨工業(yè)生產的視頻，引出課題，激發(fā)學生興趣。

講解知識點：講解合成氨的化學原理，如哈伯法，結合工業(yè)實際。

組織課堂活動：設計小組討論，讓學生分析合成氨過程中的關鍵步驟。

學生活動：

聽講并思考：學生認真聽講，思考老師提出的問題。

參與課堂活動：學生積極參與小組討論，分享自己的理解。

教學方法/手段/資源：

講授法：通過講解，幫助學生理解合成氨的化學原理。

實踐活動法：通過小組討論，培養(yǎng)學生的分析和解決問題的能力。

作用與目的：

幫助學生深入理解合成氨的化學原理，掌握工業(yè)生產過程。

3.課后拓展應用

教師活動：

布置作業(yè)：布置關于合成氨工業(yè)的案例分析作業(yè)，要求學生分析其環(huán)境影響。

提供拓展資源：推薦相關書籍和網站，供學生深入了解合成氨技術。

學生活動：

完成作業(yè)：學生完成案例分析作業(yè)，鞏固所學知識。

拓展學習：學生利用推薦資源進行自主學習。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：學生通過完成作業(yè)和拓展學習，提高自主探究能力。

反思總結法：學生通過反思作業(yè)和拓展學習，提升自我評價能力。

作用與目的：

鞏固學生對合成氨工業(yè)的理解，拓寬知識面。

通過反思總結，幫助學生形成批判性思維和自我提升的能力。六、學生學習效果學生學習效果主要體現在以下幾個方面：

1.知識掌握：

學生通過本節(jié)課的學習，能夠理解和掌握合成氨的化學原理，包括氮氣的固定、哈伯法合成氨的過程、催化劑的作用等。學生能夠描述合成氨工業(yè)的生產流程，了解其主要步驟和關鍵設備。此外，學生對氮肥在農業(yè)中的應用也有了一定的認識。

2.能力提升：

（1）科學探究能力：學生在課堂上通過實驗和討論，學會了如何設計實驗、觀察現象、分析數據，培養(yǎng)了科學探究的能力。

（2）問題解決能力：學生在分析合成氨工業(yè)的過程中，學會了如何將理論知識應用于實際，解決了實際問題。

（3）團隊合作能力：在小組討論和角色扮演活動中，學生學會了如何與他人合作，共同完成任務。

3.思維發(fā)展：

（1）邏輯思維能力：學生通過分析合成氨的化學反應過程，培養(yǎng)了邏輯思維能力，學會了從多個角度思考問題。

（2）批判性思維能力：在討論合成氨工業(yè)的環(huán)保問題和可持續(xù)性發(fā)展時，學生學會了質疑、分析和評估，提高了批判性思維能力。

4.情感態(tài)度與價值觀：

（1）社會責任感：學生了解到合成氨工業(yè)對農業(yè)生產的重要性，增強了社會責任感。

（2）環(huán)保意識：在討論合成氨工業(yè)的環(huán)保問題時，學生認識到了化學工業(yè)對環(huán)境的影響，提高了環(huán)保意識。

（3）可持續(xù)發(fā)展觀念：學生了解到合成氨工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問題，形成了可持續(xù)發(fā)展觀念。

5.實踐應用：

學生在本節(jié)課結束后，能夠運用所學知識分析其他化學工業(yè)的生產過程，如石油化工、醫(yī)藥化工等。此外，學生還能將合成氨的原理應用于日常生活，如理解氮肥對農業(yè)生產的作用。

6.自主學習能力：

學生通過本節(jié)課的學習，學會了如何自主預習、自主學習和自主總結。在課后，學生能夠主動查找資料，拓寬知識面，提高了自主學習能力。

7.溝通表達能力：

在小組討論和角色扮演活動中，學生學會了如何清晰地表達自己的觀點，傾聽他人的意見，提高了溝通表達能力。七、教學反思與總結這節(jié)課下來，我感覺收獲頗豐，但也發(fā)現了一些不足之處，下面我就從教學反思和總結兩個方面來談談。

首先，關于教學反思，我覺得這節(jié)課在教學方法上還是取得了一些成效的。我嘗試了小組討論和角色扮演的方式，讓學生在互動中學習，這樣的教學方法激發(fā)了學生的學習興趣，也讓他們在實踐中學到了知識。不過，我也發(fā)現了一些問題。比如，在小組討論時，個別學生參與度不高，可能是因為他們對合成氨的了解不夠，或者是不夠自信。這就需要我在今后的教學中，更加注重學生的個體差異，提供更多的個性化指導。

在策略上，我嘗試了多媒體教學，通過圖片、視頻等形式，讓學生更直觀地理解合成氨的生產過程。這種教學方式確實提高了學生的學習興趣，但同時也發(fā)現了一些問題。比如，有些學生過于依賴多媒體，可能會忽視課本知識的學習。因此，我需要在今后的教學中，平衡好多媒體教學和課本知識的關系，讓學生既能通過多媒體了解知識，又能通過課本深入掌握知識點。

至于管理方面，我覺得我在課堂紀律和課堂氛圍的營造上做得還不夠。有時候，課堂上的討論過于熱烈，導致紀律有些松散。我需要在今后的教學中，更加注重課堂紀律的維護，同時也要創(chuàng)造一個輕松、活躍的課堂氛圍，讓學生在愉悅的氛圍中學習。

當然，也存在一些不足。比如，部分學生對合成氨工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問題理解不夠深入，這需要我在今后的教學中加強這方面的教育。另外，學生的動手能力還有待提高，我需要在實驗教學中更加注重學生的實踐操作。

針對這些問題，我提出以下改進措施和建議：

1.在小組討論中，針對不同學生的特點，提供個性化的指導，提高學生的參與度。

2.在多媒體教學中，注重引導學生回歸課本，確保學生對基礎知識的掌握。

3.加強課堂紀律管理，同時營造輕松、活躍的課堂氛圍。

4.在教學中融入可持續(xù)發(fā)展教育，提高學生對化學工業(yè)的認識。

5.增加實驗操作環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生的動手能力和實踐能力。八、典型例題講解1.例題：某工廠采用哈伯法合成氨，已知反應N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的平衡常數Kp=2.0×10^5Pa。在某一溫度下，將1molN2和3molH2充入1L的密閉容器中，達到平衡時，測得容器內總壓強為1.5×10^5Pa。求該溫度下平衡時NH3的物質的量。

解答：首先，根據平衡常數Kp的定義，我們有：

Kp=(P(NH3)^2)/(P(N2)*P(H2)^3)

由于容器內總壓強為1.5×10^5Pa，我們可以計算出N2和H2的分壓：

P(N2)+P(H2)=1.5×10^5Pa

由于N2和H2的摩爾比為1:3，設N2的分壓為x，則H2的分壓為3x，因此：

x+3x=1.5×10^5Pa

4x=1.5×10^5Pa

x=3.75×10^4Pa

P(H2)=3x=1.125×10^5Pa

P(NH3)=Kp*P(N2)/P(H2)^3

P(NH3)=2.0×10^5Pa*3.75×10^4Pa/(1.125×10^5Pa)^3

P(NH3)≈1.33×10^4Pa

由于容器體積為1L，我們可以計算出NH3的物質的量：

n(NH3)=P(NH3)/RT

其中R為氣體常數，T為溫度（假設為標準溫度，即273K）。

n(NH3)=1.33×10^4Pa/(8.314J/(mol·K)*273K)

n(NH3)≈0.05mol

2.例題：在合成氨的工業(yè)生產中，使用鐵作為催化劑。某次實驗中，鐵催化劑的質量從100g減少到90g，假設鐵的摩爾質量為55.85g/mol，求實驗過程中消耗的鐵的物質的量。

解答：消耗的鐵的物質的量可以通過以下公式計算：

n(Fe)=(m(Fe初)-m(Fe終))/M(Fe)

其中m(Fe初)為初始鐵的質量，m(Fe終)為最終鐵的質量，M(Fe)為鐵的摩爾質量。

n(Fe)=(100g-90g)/55.85g/mol

n(Fe)=10g/55.85g/mol

n(Fe)≈0.179mol

3.例題：在合成氨的工業(yè)生產中，氫氣和氮氣的摩爾比為3:1。如果反應物中氫氣的物質的量為4mol，求氮氣的物質的量。

解答：由于氫氣和氮氣的摩爾比為3:1，我們可以直接計算氮氣的物質的量：

n(N2)=n(H2)/3

n(N2)=4mol/3

n(N2)≈1.33mol

4.例題：在合成氨的工業(yè)生產中，已知反應N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的平衡常數Kc=1.6×10^3。在某一溫度下，將1molN2和3molH2充入1L的密閉容器中，求達到平衡時NH3的濃度。

解答：首先，我們需要將平衡常數Kc轉換為Kp，因為題目中給出的壓強信息。由于Kp=Kc*(RT)^Δn，其中Δn是反應的氣體摩爾數變化，對于這個反應Δn=2-(1+3)=-2。

Kp=Kc*(RT)^Δn

Kp=1.6×10^3*(8.314J/(mol·K)*273K)^(-2)

Kp≈0.016Pa

P(NH3)=Kp*P(N2)/P(H2)^3

P(NH3)=0.016Pa*3.75×10^4Pa/(1.125×10^5Pa)^3

P(NH3)≈0.04Pa

c(NH3)=P(NH3)/RT

c(NH3)=0.04Pa/(8.314J/(mol·K)*273K)

c(NH3)≈0.0019mol/L

5.例題：在合成氨的工業(yè)生產中，某工廠使用了一種新型催化劑，該催化劑在相同條件下比傳統(tǒng)催化劑提高了10%的氨產量。如果傳統(tǒng)催化劑在相同條件下能生產10噸氨，求新型催化劑能生產多少噸氨。

解答：新型催化劑提高了10%的氨產量，因此我們可以通過以下公式計算新型催化劑的氨產量：

產量(新型)=產量(傳統(tǒng))*(1+提高百分比)

產量(新型)=10噸*(1+10%)

產量(新型)=10噸*1.1

產量(新型)=11噸

因此，新型催化劑能生產11噸氨。教學評價與反饋1.課堂表現：

學生在課堂上的表現整體積極，能夠認真聽講，積極參與討論。在講解合成氨的化學原理時，學生們表現出濃厚的興趣，對于反應方程式和催化劑的作用有較好的理解。在課堂提問環(huán)節(jié)，學生們能夠迅速回答，顯示出對知識的掌握程度較高。

2.小組討論成果展示：

小組討論環(huán)節(jié)中，學生們能夠圍繞合成氨的生產流程和環(huán)保問題展開深入的討論。每個小組都準備了詳細的討論報告，包括合成氨的原理、工業(yè)生產步驟、催化劑的作用以及環(huán)保措施等。學生們在展示過程中，表達清晰，邏輯性強，能夠很好地將理論知識與實際應用相結合。

3.隨堂測試：

隨堂測試結果顯示，學生對合成氨的基本概念和原理掌握較好，能夠正確回答關于合成氨反應方程式、平衡常數、催化劑種類等問題。但在一些涉及計算