(教学设计)专题7 第1单元 基础课时7 氮的固定2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(苏教版2019)

(教学设计)专题7第1单元基础课时7氮的固定2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(苏教版2019)课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：氮的固定

2.教学年级和班级：高中化学必修第二册(苏教版2019)，2023-2024学年，高一年级5班

3.授课时间：2023年10月18日

4.教学时数：1课时（45分钟）二、核心素养目标1.掌握氮的固定的概念，了解氮的固定在农业生产中的重要性。

2.了解氮的固定的两种途径：自然固氮和工业固氮。

3.掌握工业固氮的反应原理和反应条件，能够运用相关知识解决实际问题。

4.培养学生的实验操作能力，通过实验观察和数据分析，加深对氮的固定的理解。

5.培养学生的科学思维能力，能够运用化学知识解释和分析自然界中的现象。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

-学生已经学习了元素周期表，能够识别和了解氮元素的基本性质。

-学生已经学习了化学反应的基本原理，能够理解和分析化学反应方程式。

-学生可能已经接触过农业生产中的一些氮肥知识，但对氮的固定的详细过程了解不多。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

-学生对化学实验通常比较感兴趣，可以通过实验来吸引他们的注意力。

-高一学生具有较强的学习能力和逻辑思维能力，能够理解和掌握较为复杂的化学概念。

-学生的学习风格各异，有的喜欢通过阅读教材来学习，有的喜欢通过实验和观察来学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

-氮的固定的概念和过程可能比较抽象，学生可能难以理解。

-工业固氮的反应原理和反应条件的理解可能较为复杂，学生可能难以掌握。

-学生可能对实验操作和安全注意事项不够熟悉，需要教师进行详细的指导和示范。

针对学生的学习者分析，教师应设计适合学生兴趣和能力的学习活动，通过实验和实际案例来帮助学生理解和掌握氮的固定的知识，并提供必要的支持和指导，以帮助学生克服困难和挑战。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《高中化学必修第二册(苏教版2019)》教材，以便跟随教学进度进行学习和复习。

2.辅助材料：

-准备与氮的固定相关的图片和图表，如氮循环示意图、工业固氮反应方程式等，以直观地展示氮的固定的过程和原理。

-准备一些关于氮的固定在农业生产中应用的实际案例，如氮肥的使用方法、氮的固定对作物产量的影响等，以帮助学生了解氮的固定在实际生产中的重要性。

3.实验器材：

-准备适合进行氮的固定实验的器材，如试管、烧杯、气体收集瓶等。

-准备实验所需的化学试剂，如氢氧化钠、硫酸铵等。

-确保实验器材的完整性和安全性，进行实验前对器材进行检查，确保没有破损或泄漏。

4.教室布置：

-根据教学需要，布置教室环境，设置分组讨论区和实验操作台。

-将学生分组，每组分配一块实验操作台，以便进行实验和小组讨论。

-在教室内设置投影仪或白板，用于展示辅助材料和教学内容。

5.其他资源：

-准备与氮的固定相关的视频资源，如氮的固定的原理和过程的动画演示，以帮助学生更直观地理解氮的固定的概念。

-准备一些与氮的固定相关的阅读材料，如科学研究论文或科普文章，供学生进行拓展阅读和深入理解。五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕氮的固定的概念和过程，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解氮的固定的概念和过程。

-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解氮的固定的概念和过程，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过故事、案例或视频等方式，引出氮的固定的重要性，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解氮的固定的概念和过程，结合实例帮助学生理解。

-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握氮的固定的知识。

-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验氮的固定的知识应用。

-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解氮的固定的概念和过程。

-实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握氮的固定的知识。

-合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解氮的固定的概念和过程，掌握氮的固定的知识。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据氮的固定的知识，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

-提供拓展资源：提供与氮的固定的相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

-反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的氮的固定的知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。六、知识点梳理1.氮的固定的概念：氮的固定是指将大气中的氮气（N2）转化为可被生物利用的形式，如氨（NH3）或硝酸盐（NO3-）。

2.氮的固定的两种途径：

a.自然固氮：通过某些微生物（如根瘤菌）将大气中的氮气转化为氨。

b.工业固氮：通过哈柏-博施法将大气中的氮气转化为氨。

3.工业固氮的反应原理：工业固氮主要是通过哈柏-博施法，在高温、高压和催化剂的作用下，将大气中的氮气与氢气反应生成氨。反应方程式为：N2+3H2→2NH3。

4.工业固氮的反应条件：

a.高温：通常在450-500摄氏度之间进行反应。

b.高压：通常在150-300兆帕之间。

c.催化剂：使用铁催化剂（如铁触媒）来提高反应速率和效率。

5.氮的固定的农业应用：

a.施用氮肥：通过工业固氮得到的氨可以制造成氮肥，供农业使用。

b.提高作物产量：氮是植物生长所需的重要营养元素，通过固氮可以提供更多的氮源，从而提高作物产量。

6.氮的固定的环境意义：

a.减少大气中的氮氧化物：固氮过程可以将大气中的氮气转化为无害的氨或硝酸盐，减少氮氧化物的排放。

b.改善土壤质量：固氮可以提供植物所需的氮肥，改善土壤肥力，促进植物生长。

7.氮的固定的实例：

a.根瘤菌固氮：在豆科植物的根瘤中，根瘤菌可以将大气中的氮气转化为氨，供植物生长使用。

b.工业固氮厂：工业固氮厂通过哈柏-博施法将大气中的氮气转化为氨，用于制造氮肥和其他化工产品。七、重点题型整理七、重点题型整理

1.概念理解题

题型：请解释氮的固定的概念，并给出一个实例。

答案：氮的固定是指将大气中的氮气（N2）转化为可被生物利用的形式，如氨（NH3）或硝酸盐（NO3-）。实例：豆科植物的根瘤菌可以将大气中的氮气转化为氨，供植物生长使用。

2.知识应用题

题型：如果一个农业科学家想要提高作物的氮肥利用率，他应该采取哪些措施？

答案：农业科学家可以采取以下措施来提高作物的氮肥利用率：

-施用与土壤pH值相匹配的氮肥。

-改进施肥方法，如深施或穴施。

-合理轮作，如将豆科植物与非豆科植物轮作。

-使用氮肥增效剂，如尿素酶抑制剂。

3.数据分析题

题型：给出一个工业固氮的反应方程式，并解释为什么反应需要在高温、高压和催化剂的条件下进行。

答案：工业固氮的反应方程式为：N2+3H2→2NH3。反应需要在高温（450-500摄氏度）、高压（150-300兆帕）和催化剂（如铁催化剂）的条件下进行，因为这些条件可以提高反应速率和效率，使得氮气与氢气之间的反应更容易发生。

4.实验设计题

题型：设计一个实验来验证工业固氮的产物。

答案：实验设计如下：

-准备两支试管，一支装有工业固氮后的气体产物，另一支作为对照装有纯氮气。

-在每支试管中加入适量的水，并滴加少量的湿润的红色石蕊试纸。

-将试管加热，观察试纸的颜色变化。

-如果工业固氮的产物是氨，试纸将变蓝。

5.论述题

题型：论述氮的固定在农业生产中的重要性。

答案：氮的固定在农业生产中的重要性体现在以下几个方面：

-氮是植物生长所需的重要营养元素，氮的固定提供了植物可利用的氮源。

-固氮可以减少大气中的氮氧化物排放，有利于环境保护。

-固氮可以改善土壤质量，提高土壤肥力，从而增加作物产量。八、课堂1.课堂评价：

-提问：通过提问的方式，了解学生对氮的固定的概念、途径、反应原理等知识点的理解和掌握情况。

-观察：观察学生在课堂上的参与程度、实验操作的准确性和小组讨论的积极程度，了解学生的学习态度和能力。

-测试：在课堂结束前进行小测试，检测学生对氮的固定的知识点掌握程度，及时发现问题并进行解决。

2.作业评价：

-认真批改：对学生的作业进行认真批改，记录学生的错误和不足之处，及时发现问题并进行解决。

-点评：对学生的作业进行详细的点评，指出学生的优点和不足之处，鼓励学生继续努力。

-反馈：及时将作业评价反馈给学生，帮助学生了解自己的学习效果，鼓励学生继