2.4 化学反应调控 教学设计.doc

第四节化学反应调控教案教材分析普通高中教科书选则性必修化学反应原理人教版第二章化学反应速率与化学平衡第节化学反应的调控其内容是前三节化学反应的速率化学反应的限度化学反应的方向的延续教材主要引导学生运用化学反应速率和化学平衡原理等知识并考虑合成氨生产中动力设备材料等的实际情况合理地选择合成氨的生产条件本节教材体现了化学反应速率和平衡移动原理等理论对工业生产实践的指导作用同时在运用理论的过程中也可进一步加深学生对所学理论的理解此外还结合合成氨生产过程示意图简单提及浓度等条件对合成氨生产的影响以及原料的循环使用等问题以使学生理解合成氨条件的选择应以提高综合经济效益为目的教材以合成氨这个学生熟悉的典型的化学反应为研究对象有利于学生应用化学平衡理论和化学反应速率理论尝试综合选择化工生产的适宜条件从而体会化学理论的学习对生产实践的指导作用学情分析学生对化学平衡理论和化学反应速率理论有了一定程度的认识经过高中一年的训练学生主动思考积极获取知识的学习习惯已基本养成具备一定的认识能力和知识水平但是学生的理论联系实际指导工业生产解决实际问题的能力还有待提升所以在教学中注意引导学生分析讨论使他们的认知过程从理论的探讨上升到对实践的指导阶段通过对合成氨适宜条件的研究选择学会把握主要矛盾统筹兼顾解决问题的能力培养理论联系实际的能力在运用理论解决问题的过程中进一步加深对所学理论的理解提高实际应用能力设计思想课程由光盘行动粮食问题合成氨工业引入课程结合现在形势引起学生对科学技术的重视激发学生探索科学技术的兴趣增加探究合成氨反应是否具有工业研究的实际意义介绍能斯特的计算错误让学生体会到研究科技的路上可能出现各种失误培养学生认真严谨的科研品质让学生就合成氨反应的热力学动力学问题分别进行讨论再综合考虑工业生产中的各种因素对合成氨反应的适宜条件进行选择分别利用学过的化学平衡和化学反应速率理论讨论合成氨的适宜条件综合考虑合成氨生产中动力设备材料生产效率等因素寻找工业合成氨的优化生产条件在讨论时注意问题设置的难度针对化学反应速率和平衡移动原理对反应转化率的探讨只局限在定性分析的水平上在此基础上总结化学反应调控的意义目的和措施根据合成氨工业工艺流程的优化探讨在具体工业生产过程中对原子利用率原料气净化热交换等问题的处理体会在实际工业生产中综合考虑经济效益和社会效益最后提出合成氨工业生产条件是十分严格和苛刻的可是目前粮食浪费现象十分严重据统计我国每年浪费的粮食可供亿人口吃一年所以制止餐饮浪费势在必行向同学们发出倡议同学们从我们做起让光盘行动驰而不息所以整个教学流程设计了六个环节一新课引入二确定研究对象分析工业上产中是否有实际意义三工业合成氨反应的调控四合成氨工艺流程分析五习题反馈六小结在这六个环节中进行知识教学的同时穿插化学史介绍激发学生学习化学的兴趣提高学生创造性开阔学生视野培养学生爱国情怀使节生在接受科学知识同时受到爱国主义教育培养学生认真严谨的科学态度教学目标变化观念和平衡思想了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法体验实际生产条件的选择与理论分析的差异科学态度和社会责任感通过对合成氨适宜条件的分析认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要作用通过对合成氨适宜条件的研究选择学会把握主要矛盾统筹兼顾解决问题的能力培养理论联系实际的能力在运用理论解决问题的过程中进一步加深对所学理论的理解提高实际应用能力认识化学反应原理在工业生产中的重要作用提升学生对化学反应的价值的认识从而赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献教学重点和难点重点应用化学反应速率和化学平衡原理选择合成氨的适宜条件难点如何引导学生应用化学反应原理选择化工生产条件的思路和和方法教学过程教学环节一新课引入新闻联播光盘行动粮食安全问题合成氨工业教师活动学生活动设计意图视频播放中央电视台新闻联播提问国家为什么倡导光盘行动观看视频获取信息讨论粮食的重要性分析目前国际形势引导学生关注国家时事政治展示年我国粮食进口数据提出疫情期间全球许多国家禁止粮食出口所以提高粮食产量让中国人的粮产在中国的土地上才能保障我们的粮食安全那么化学知识在提高粮食产量保障粮食安全中能起到什么作用呢展示解放初期年我过粮食产量和化肥产量的相关数据介绍合成氨工厂合成氨氮气氢气为原料合成氨的工业化生产是一个较难的课题从第一次实验室研制到工业化投产约用了年的时间德国化学家哈伯攻克难题使合成氨实现了工业化生产的可行性实现了向空气要面包并因此获得了诺贝尔化学奖虽然后来他合成的氨中大多制成了一次世界大战时德军的炸药但合成氨仍是历史上最伟大的成就之一分析分析图表数据体会目前我国粮食安全锁面临的严峻形势分析建国初期我国仅有二三家合成氨工厂化肥年产量不足万吨此时粮食亩产公斤随着国家发展技术进步合成氨工厂兴建化肥产量的增加我们的粮食产量也获得了大幅度提升得出化学工业可以为提高粮食产量保障粮食安全作出贡献学习资料在对资料学习中对化学史有简单认识认识到合成氨反应的重要性保障粮食安全要做到储粮于地储粮于技引出合成氨工业的重要性通过化学史中对哈伯的介绍提出知识的力量引导学生正确的应用知识板书第四节化学反应的调控工业合成氨教学环节二确定研究对象分析工业上产中是否有实际意义教师活动学生活动设计意图资料拓展介绍能斯特在研究过程中的计算错误任务给出合成氨反应的相关数据分析合成氨反应是否具有工业生产的可行性评价对学生的分析结果做出合适的评价了解史实对物理学家化学家能斯特有简单了解分析学生根据合成氨反应的晗判据和熵判据的具体数据判断合成氨反应的工业可行性得出合成氨工业具有工业生产的实际研究意义的结论让学生体会化学反应对的方向在指导工业成产中的意义在科技发展过程中有各种艰难险阻培养他们不畏困难勇于实践的精神教学环节三合成氨反应的调控通过分析合成氨中所采取的的措施得到最优的生产条件教师活动学生活动设计意图提出问题那么如果你是合成氨工厂总工程师对于合成氨你有什么期望和要求呢活动根据合成氨反应特点结合所学知识请大家选择合适条件填入课本页表格提出问题条件中提高化学反应速率和增大平衡时安的体积分数所采取的措施是否一致呢在工业生产中什么样的条件才是最好的呢角色代入对工厂的投入产出要求等知识回顾应用所学知识完成对增大速率和提高平衡时氨的百分含量的具体措施分析对比反应条件改变对增大合成氨的反应速率和提高平衡中氨的含量的影响分析这些条件对速率和平衡这两个方面的影响哪些是一致的哪些代入角色更能激发学生的学习兴趣为讨论合成氨适宜生产条件做准备使学生体会一般的研究思路形成碰撞体会实际工业生产中的兼顾提出问题在分析过程中有的条件是一致的二有的条件是相违背的如何选择条件提示压强对设备的要求材料的要求动力的要求板书压强提示催化剂的发展历程目前合成氨常用的催化剂铁触媒及铁触媒的应用需注意的问题资料介绍合成氨催化剂发展和我过中国科学院大连化学物理研究所的最新研究成果提示温度对速率按期体积分数影响的不一致在实际工业中如何选择板书提示浓度资料展示即使在和时合成氨平衡混合物中体积分数也只有转化率仍不够大还可采取什么办法资料熔点沸点熔点沸点的熔点沸点提问氨的分离导致速率下降有无补救措施板书浓度分离氨气同时补充氮是相反的讨论应选择怎样的反应条件分析得出结论压强的选择是成本和效益的博弈分析得出合适的压强体会科技进步对合成氨工业的发展的影响分析催化剂对速率和产率是否会产生影响以及在实际生产中是否有必要加入催化剂分析思考应如何选择温度快慢多少抉择兼顾催化剂活性温度范围分析从化学平衡的角度考虑减少反应物浓度促使平衡正向进行分析从化学反应速率的角度思考在工业生产中兼顾生产和投入激发学生的安国情怀注意细节注意催化剂使用的注意事项在工业生产中注意多角度全面考虑问题提升学生对数据的分析能力能对问题和所给信息进行整合气和氢气提示投量展示不同氮气氢气投量比时氨的体积分数得出投料时体积分数最大提出问题工业生产中的投入比例为对比分析投量中哪种物质所占的比例变大了为什么呢小结这样我们为合成氨工业确定了最适宜的条件这就是化学反应的调控可以通过改变反应条件使一个化学反应按照某一方向进行达到促进有利反应抑制有害反应的目的所采取的措施就是我们分析浓度温度压强催化剂等影响化学反应速率和化学平衡的外界条件分析根据各种投料比投入原料反应达到平衡时氨的体积分数观察后找出最佳投料比综合考虑上述各个方面在工业合成氨时应选择哪些反应条件让学生介绍选择的依据总结化学反应调控概念目的和措施体会何为化学反应调控教学环节四合成氨工艺流程分析通过工业流程的优化体会在实际工业生产对原子利用率热交换原料气净化灯方面的具体优化措施教师活动学生活动设计意图过渡按我们所分析的条件合成氨生产的简易工艺流程就出来了大家结合工艺流程思考在具体工业流程中我们还可以进行哪些方面的优化呢这就要求我们在理论分析的基础上进一步考虑实践层面如设备成本教学环节五习题反馈教师活动学生活动设计意图投影材料已知其实验数据见表应选用的温度是应采用的压强是理由是在生产中通入过量空气的目是原料气必需净化的原因是尾气中有必须回收是为了例题一定条件下合成乙烯已知温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如右下图下列说法正确的是练习应用所学知识做练习题对所学知识做检测和反馈展示合成氨工业流程图提出问题在合成按工业中有哪些方面可以进行优化原子利用率原料气净化热交换小组讨论学生分小组讨论寻找优化方案原子利用率原料气净化热交换能耗环境操作等方面权衡利弊多角度探素合成氨的最佳条件教师活动学生活动设计意图点的正反应速率正一定小于点的逆反应速率逆平衡常数催化剂对平衡转化率的影响最大当温度高于升高温度平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低教学环节六小结教师活动学生活动设计意图结束语我们知道合成氨工业生产条件是十分严格和苛刻的可是目前粮食浪费现象十分严重据统计我国每年浪费的粮食可供亿人口吃一年所以制止餐饮浪费势在必行同学们从我们做起让光盘行动驰而不息体会合成氨生产不易感悟厉行节俭倡议光盘行动的意义倡议所有同学推行光盘行动