2024年高考化学 实验全突破 专题07 尾气处理装置教学设计

2024年高考化学实验全突破专题07尾气处理装置教学设计授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：2024年高考化学实验全突破专题07尾气处理装置教学设计

2.教学年级和班级：高三（1）班

3.授课时间：2023年11月15日星期三上午第二节课

4.教学时数：1课时

🌟课堂氛围：轻松活泼，注重互动，激发学生兴趣，引导学生主动参与实验探究。

🌟教学目标：使学生掌握尾气处理装置的原理、构造及操作方法，提高实验技能，培养学生的环保意识。

🌟教学重难点：

重点：尾气处理装置的原理及操作方法。

难点：实验过程中尾气处理装置的调节与控制。

🌟教学准备：实验器材、实验药品、多媒体课件等。核心素养目标1.培养学生的实验探究能力，通过实验操作，使学生学会观察、分析、归纳和总结。

2.提升学生的环保意识，使学生认识到化学实验在环保中的重要性，懂得如何处理化学实验中的废弃物。

3.增强学生的科学思维能力，通过实验现象的观察和解释，培养学生运用化学知识解决问题的能力。

4.培养学生的团队合作精神，通过小组合作实验，提高学生之间的沟通协作能力。教学难点与重点1.教学重点：

-明确尾气处理装置的原理，使学生理解化学反应如何转化有害气体。

-熟悉不同尾气处理装置的构造，如吸收塔、吸附柱等，以及其工作原理。

-掌握尾气处理装置的操作步骤，包括预处理、反应、分离和净化等环节。

2.教学难点：

-尾气处理装置的调节与控制：如何根据不同实验条件调整装置中的参数，如流速、温度等。

-实验过程中尾气成分的实时监测：如何使用传感器或化学分析方法来监测尾气中的有害物质浓度。

-复杂尾气处理系统的设计：面对多种有害气体的混合物，如何设计一个高效的尾气处理系统。

-实验数据的分析与处理：如何从实验结果中提取有用信息，并对尾气处理效果进行评估。教学资源-硬件资源：尾气处理装置模型、实验仪器（如流量计、气体分析仪）、化学药品、安全防护用品（如护目镜、实验服）。

-软件资源：实验操作视频、尾气处理装置原理动画、实验数据记录与分析软件。

-课程平台：学校内部化学实验在线平台、教学管理系统。

-信息化资源：化学实验相关电子书籍、在线实验教程、化学实验视频库。

-教学手段：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、实验指导手册、课堂讨论记录表。教学流程1.导入新课

-详细内容：首先，我会通过展示一些工业生产中常见的尾气排放图片，引导学生思考这些尾气对环境的影响。接着，我会提出问题：“如何有效地处理这些尾气，保护我们的环境？”以此来激发学生的兴趣，引出本节课的主题——尾气处理装置。

2.新课讲授

-第一条：介绍尾气处理装置的基本原理

-详细内容：我会详细讲解尾气处理装置的工作原理，包括预处理、反应、分离和净化等环节。通过动画演示，让学生直观地理解每个环节的作用和相互关系。

-用时：5分钟

-第二条：讲解不同类型的尾气处理装置

-详细内容：我会列举几种常见的尾气处理装置，如吸收塔、吸附柱等，并讲解它们的构造和特点。通过实际装置图片，让学生了解这些装置的实物形态。

-用时：8分钟

-第三条：演示尾气处理装置的操作步骤

-详细内容：我会现场演示尾气处理装置的操作步骤，包括预处理、反应、分离和净化等环节。同时，我会强调操作过程中的注意事项，如安全防护、数据记录等。

-用时：10分钟

3.实践活动

-第一条：学生分组进行尾气处理装置模拟实验

-详细内容：将学生分成小组，每组发放一套尾气处理装置模型和实验药品。指导学生按照操作步骤进行实验，观察实验现象，并记录数据。

-用时：15分钟

-第二条：学生分析实验数据，讨论尾气处理效果

-详细内容：学生根据实验数据，分析尾气处理效果，讨论如何优化尾气处理装置的设计。

-用时：10分钟

-第三条：学生展示实验成果，分享学习心得

-详细内容：每组学生展示实验成果，分享学习心得，其他学生进行点评。教师对学生的表现进行总结和评价。

-用时：10分钟

4.学生小组讨论

-第一方面：尾气处理装置的原理

-举例回答：讨论如何通过化学反应将有害气体转化为无害物质，以及不同尾气处理装置的适用范围。

-第二方面：尾气处理装置的操作步骤

-举例回答：讨论在实验过程中如何调整装置中的参数，如流速、温度等，以保证实验效果。

-第三方面：尾气处理装置的设计与优化

-举例回答：讨论如何设计一个高效的尾气处理系统，以处理多种有害气体的混合物。

5.总结回顾

-详细内容：对本节课的重点内容进行回顾，强调尾气处理装置的原理、构造和操作步骤。同时，引导学生思考如何将所学知识应用于实际生活中，提高环保意识。

-用时：5分钟

总用时：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-尾气处理技术的最新发展：介绍当前尾气处理技术的研究方向，如新型催化剂的开发、生物处理技术的应用等。

-环境保护法律法规：提供与尾气处理相关的环保法规和政策，如《大气污染防治法》、《危险废物处理法》等。

-国际环保组织与标准：介绍国际环保组织和标准，如国际标准化组织（ISO）的环境管理体系标准（EMS）等。

-化学实验安全知识：提供化学实验安全操作的指南，包括实验室安全规范、个人防护装备的使用等。

-化学实验误差分析：介绍实验误差的来源和减少误差的方法，提高学生对实验数据的分析和处理能力。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读相关科普书籍，如《化学与环境》、《绿色化学》等，以拓宽知识面。

-建议学生关注环保类杂志和网站，了解最新的环保动态和技术进展。

-组织学生参观环保企业或科研机构，实地了解尾气处理技术的应用情况。

-布置学生进行小课题研究，如“城市尾气排放对空气质量的影响”或“新型尾气处理材料的研发”，提高学生的科研能力。

-引导学生参与社区环保活动，如植树造林、垃圾分类等，将所学知识应用于实际生活。

-鼓励学生撰写实验报告，通过实验数据的分析，培养学生的科学思维和写作能力。

-组织学生参加化学实验竞赛，激发学生的学习兴趣，提高实验技能。

-建议学生参加环保讲座或研讨会，与专家面对面交流，拓展视野。

-引导学生关注化学实验中的可持续发展理念，培养学生的社会责任感。课堂1.课堂评价：

-提问：在课堂教学中，我将通过提问的方式，检查学生对尾气处理装置原理和操作步骤的掌握情况。例如，我会提问：“尾气处理装置中，吸收塔的作用是什么？”或者“如何根据实验结果调整尾气处理装置的参数？”通过学生的回答，我可以了解他们对知识的理解和应用能力。

-观察：在教学过程中，我会密切关注学生的实验操作和参与度。例如，观察学生在实验中的操作是否规范，是否能够按照实验步骤正确进行实验操作，以及他们是否能够主动参与到实验讨论中。

-测试：为了更全面地评估学生的学习情况，我会在课后进行小测验或实验报告的提交。这些测试将包括选择题、简答题和实验报告分析，以考察学生对尾气处理装置知识的掌握程度。

具体评价方式包括：

-课堂参与度：评估学生在课堂上的提问、回答和讨论情况，以及他们是否能够积极提出问题和观点。

-实验操作技能：评估学生在实验中的操作是否规范、准确，以及他们是否能够独立完成实验操作。

-知识理解与应用：评估学生对尾气处理装置原理的理解程度，以及他们是否能够将理论知识应用于实际问题解决。

-学习态度：评估学生的学习动机、专注度和对化学实验的兴趣。

2.作业评价：

-作业批改：我会对学生的实验报告和作业进行详细的批改，确保每个学生的作业都得到及时反馈。在批改过程中，我会关注学生的实验数据分析、结论的合理性以及报告的撰写规范。

-反馈与鼓励：对于学生的作业，我会给出具体的评价和改进建议，同时鼓励学生继续努力。对于表现出色的学生，我会给予口头表扬，以提高他们的学习积极性。

-定期回顾：我会定期回顾学生的作业，分析学生的学习趋势，针对共性问题进行针对性的讲解和辅导。

-个别辅导：对于作业中存在问题的学生，我会提供个别辅导，帮助他们理解和掌握相关的知识点。典型例题讲解1.例题一：

**题目**：某工厂排放的尾气中含有一定量的二氧化硫（SO2），为了减少对环境的影响，工厂安装了尾气处理装置。已知该装置中使用的吸收液为氢氧化钠（NaOH）溶液，反应方程式为：2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O。若该工厂每小时排放的SO2气体量为100kg，求每小时需要氢氧化钠的质量。

**答案**：首先计算SO2的摩尔质量，SO2的摩尔质量为32+16*2=64g/mol。100kg的SO2对应的摩尔数为100000g/64g/mol=1562.5mol。根据反应方程式，2mol的NaOH与1mol的SO2反应，所以需要的NaOH的摩尔数为1562.5mol*2=3125mol。NaOH的摩尔质量为23+16+1=40g/mol，因此需要的NaOH质量为3125mol*40g/mol=125000g=125kg。

2.例题二：

**题目**：某尾气处理装置使用活性炭吸附法去除废气中的苯（C6H6）。已知活性炭的吸附容量为每克活性炭吸附1.5mg的苯，若废气中含有10g的苯，求至少需要多少克的活性炭来完全吸附这些苯。

**答案**：根据吸附容量，1g活性炭可以吸附1.5mg的苯。因此，10g苯需要活性炭的质量为10g/1.5mg/g=6666.67g，约等于6667g。

3.例题三：

**题目**：某工厂使用石灰水（Ca(OH)2）处理废气中的二氧化硫（SO2），反应方程式为：Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O。若工厂每小时排放的SO2气体量为200L（标准状况下），求每小时需要石灰水的体积。

**答案**：首先计算SO2的摩尔体积，标准状况下气体的摩尔体积为22.4L/mol。200L的SO2对应的摩尔数为200L/22.4L/mol=8.93mol。根据反应方程式，1mol的Ca(OH)2与1mol的SO2反应，所以需要的Ca(OH)2的摩尔数也为8.93mol。Ca(OH)2的密度为1.5g/cm³，摩尔质量为74g/mol，因此需要的Ca(OH)2的质量为8.93mol*74g/mol=663.22g。由于Ca(OH)2的密度为1.5g/cm³，所以需要的石灰水的体积为663.22g/1.5g/cm³=442.14cm³=442.14mL。

4.例题四：

**题目**：某工厂使用生物滤池处理废气中的氨气（NH3），已知生物滤池中使用的微生物可以将氨气转化为氮气（N2）。若废气中含有50g的氨气，求生物滤池中至少需要多少克的微生物来完全转化这些氨气。

**答案**：氨气的摩尔质量为14+1*3=17g/mol。50g的氨气对应的摩尔数为50g/17g/mol=2.941mol。根据生物滤池的处理原理，1mol的氨气需要1mol的微生物来转化，所以需要的微生物的摩尔数也为2.941mol。假设微生物的摩尔质量为30g/mol，那么需要