基于化学史的教学设计，工业合成氨，骆青

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1、基于化学史《工业合成氨》的教学设计清镇市第一中学骆青摘要：化学史在化学中是重要的教学材料。它不仅可以丰富教学学内容，让学生搞懂化学的来龙去脉，还可以让学生重温科学探究之路、培养学生对化学情感态度，知道科学家们在为化学奋斗的路途上的艰辛。不仅能再现知识的动态演变过程,而且可以揭示知识背后所蕴含的科学思想和科学方法。使学生在获得基础知识与基本技能的同时,领悟科学精神,全面提高科学素养[1]。本教学设计以氨的合成发展史为线索，为学生再现氨的合成，从化学反应速率和化学平衡两个维度选择合成氨的适宜条件，体会化学理论的学习对生产实践的指导作用。关键词：化学史；工业合成氨；教学设计1设计背景《普

2、通高中化学课程标准（实验）》在选修４《化学反应原理》模块要求学生“赞赏运用化学反应原理合成新物质对科学技术和人类社会文明发挥的重大作用”[2]。合成氨工业对国防工业、化学工业和我国实现农业现代化具有重要意义，在人类历史的发展中也具有重要意义。有关工业合成氨的研究先后三次获得诺贝尔化学奖，在教学中若能以此为线索，不仅为学生丰富了氨合成的化学史，也能达到课程标准选修模块对学生的要求，学生不仅能获得基础知识与基本技能，还能领悟科学精神,全面提高科学素养。2学情分析2.1学生具备的知识学生通过对前面内容的学习，已经掌握了温度、浓度等外界条件对化学平衡的影响和影响化学反应速率的因素，具有了相

3、应的知识基础。2.2学生的认知能力、思维水平经过高中一年多的学习，学生的认知能力和思维水平都得到了较大的提高，开始了从感性思维、形象思维向理性思维、抽象思维的转变。但学生刚刚学完这部分内容感觉比较抽象，不容易理解，在学习过程中需要老师去引导，循序渐进，在复习基础知识的基础上，讨论合成氨反应的特点，从而探讨出工业生产所需的合适条件.而且对于如何处理从化学热力学角度实现高转化率所需的条件与从动力学角度实现高速率所需的条件的矛盾，以及实际生产中还要考虑成本、经济效益的等多方面因素存在疑问。3设计思路以合成氨化学史为教学载体进行教学，其中蕴藏的化学基础知识不但能满足课程标准的要求,而且在科

4、学思想、科学方法、科学精神与态度的教学上更具有不一般的活力。让学生课前查阅工业合成氨的材料，以便课堂上向同学们介绍；链接实验室制法的原理，以便对比学习；课堂上进行相关知识的回顾、相近知识的学习、相关科学史的学习和讨论，达到知识和情感教育的相互渗透和升华，达到理性和感性的统一协调发展，从而完成教学目标。4教学目标4.1知识与技能（1）了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程。（2）使学生理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。（3）能够说出环境污染的主要方面及防止污染的一些措施。4.2过程与方法（1）以氨的合成史为线索，以合成氨知识为中心，结合工业生产的实际情

5、况，将知识串联、拓展、延伸，培养学生的归纳思维能力。（2）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方法，培养理论联系实际的能力。4.3情感态度与价值观（1）通过了解科学家们合成氨的历史，激发学生爱科学、探索科学的热情。（2）通过对合成氨适宜条件的探索，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，提升学生对化学反应的价值的认识，以及合成氨对人类社会发展的重要意义。5教学重点和难点（1）探究化学反应速率和化学平衡原理选择合成氨的合适条件。（2）了解应用化学反应原理选择化工生产条件的思路和方法。6教学过程6.1环节一联系生活，导入新课“空气变面包，

6、氨功不可没”。19世纪以前，一些有远见的化学家指出：考虑到将来的粮食问题，为了使子孙后代免于饥饿，我们必须寄希望于科学家能实现大气固氮。因此将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式，在20世纪初成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题。德国化学家哈伯就是从事合成氨的工艺条件试验和理论研究的化学家之一,他终于在1913年实现了合成氨的工业生产，满足了20世纪人口由30亿增至60亿对粮食的需求，因此人们赞扬哈伯是“用空气制造面包的圣人”。【设计意图】联系实际生活，激发学生学习兴趣，引出本节内容。高温高压6.2环节二原理分析催化剂N2(g)+3H2(g)2NH3(g),△H<0学

7、生简单回顾该反应的原理、特点，该反应是一个气体体积缩小、放热的可逆反应。【设计意图】通过该方程式对比实验室制备氨气的原理，让同学们明白二者的不同；同时对原料气的制备有一定的认识。6.3环节三知识链接学生回顾化学反应速率和化学平衡原理，并分析如何提高合成氨的速率和产率。【设计意图】巩固化学反应速率和化学平衡原理知识，为分析合成氨的适宜条件做铺垫。6.4环节四工业合成氨的历程6.4.1合成氨工艺的发明[3]学生课前收集哈伯的合成氨研究历程化学史料，并在课上坐汇报。大家思考