新教材高中化学 第五章 化工生产中的重要非金属元素 1.2 硫酸教学设计 新人教版必修2

新教材高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素1.2硫酸教学设计新人教版必修2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计意图本节课以“硫酸”为主题，通过分析硫酸的制备过程、性质及其在化工生产中的应用，旨在帮助学生理解化学反应原理，提高学生对化学知识的实际运用能力，激发学生对化学学科的兴趣，为新教材高中化学必修2第五章的内容打下坚实基础。核心素养目标1.发展科学探究素养，通过实验探究硫酸的制备过程，培养学生提出问题、设计实验、分析结果的能力。

2.培养化学思维素养，引导学生运用化学原理分析硫酸的性质及其在化工生产中的应用。

3.提升社会责任感，让学生认识到化学工业对社会发展的重要性，增强环保意识。学情分析本节课面向高中二年级学生，该年级学生已具备一定的化学基础知识，对化学反应原理有一定了解。在知识层面，学生已学习过元素周期表、化学键、化学反应速率等内容，为学习硫酸的制备和性质奠定了基础。然而，由于硫酸在化工生产中的应用较为复杂，学生可能对硫酸的制备过程和性质的理解不够深入。

在能力方面，学生具备一定的实验操作能力，能够进行简单的化学实验。但面对复杂的实验设计，学生的实验技能和数据分析能力有待提高。此外，学生需要加强对化学原理的理解和应用，提高解决实际问题的能力。

在素质方面，学生普遍具备较强的学习兴趣和求知欲，对化学学科有较高的热情。但在面对挑战性较大的课题时，部分学生可能会感到困惑和挫败。此外，学生的团队协作能力和沟通能力有待提升。

学生的行为习惯对课程学习有一定影响。部分学生课堂参与度不高，需要教师引导和激发学习兴趣。同时，学生的实验操作规范性和严谨性有待加强，以保证实验结果的准确性和可靠性。教学方法与策略1.采用讲授与讨论相结合的方法，讲解硫酸的制备原理和性质，引导学生深入理解。

2.设计实验活动，让学生亲自动手制备硫酸，观察实验现象，培养实验操作能力和科学探究精神。

3.利用多媒体展示硫酸在化工生产中的应用案例，增强学生对知识实际应用的认识。

4.组织小组讨论，让学生分析硫酸的环保问题，培养批判性思维和团队协作能力。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：发布预习任务，设计预习问题，监控预习进度。

学生活动：自主阅读预习资料，思考预习问题，提交预习成果。

教学方法/手段/资源：自主学习法，信息技术手段。

作用与目的：通过预习，学生能够对硫酸的制备和性质有初步了解，为课堂学习打下基础。

2.课中强化技能

教师活动：导入新课，讲解知识点，组织课堂活动，解答疑问。

学生活动：听讲并思考，参与课堂活动，提问与讨论。

教学方法/手段/资源：讲授法，实践活动法，合作学习法。

作用与目的：通过讲解和实验，学生能够深入理解硫酸的制备过程和性质，并通过小组讨论提升合作能力。

具体分析和举例：

-导入新课：通过播放硫酸工业生产的视频，激发学生对硫酸制备过程的好奇心。

-讲解知识点：结合PPT展示硫酸的化学方程式和工业制备流程，讲解硫酸的制备原理。

-组织课堂活动：让学生分组进行硫酸的简易制备实验，观察并记录实验现象。

-解答疑问：针对实验中遇到的问题，引导学生分析原因，找出解决方案。

3.课后拓展应用

教师活动：布置作业，提供拓展资源，反馈作业情况。

学生活动：完成作业，拓展学习，反思总结。

教学方法/手段/资源：自主学习法，反思总结法。

作用与目的：通过课后作业和拓展学习，巩固学生对硫酸知识的掌握，并鼓励学生进行深入思考。

具体分析和举例：

-布置作业：设计一道关于硫酸在生产中应用的开放性问题，鼓励学生思考硫酸的环保处理方法。

-提供拓展资源：推荐相关书籍和网站，让学生了解硫酸在环境保护中的作用。

-反馈作业情况：对学生的作业进行批改，针对不同学生的回答给予个性化的反馈，帮助学生查漏补缺。学生学习效果学生学习效果

在本节课的学习过程中，学生通过一系列的教学活动，取得了以下显著的学习效果：

1.知识掌握程度

学生在学习硫酸这一章节后，对硫酸的制备原理、性质、应用等方面有了全面而深入的理解。具体表现在以下几个方面：

（1）掌握了硫酸的化学式、分子结构、物理性质和化学性质，能够准确描述硫酸的物理和化学特性。

（2）了解了硫酸的工业制备过程，包括接触法、沸腾法等，能够分析不同制备方法的特点和优缺点。

（3）熟悉了硫酸在化工生产中的应用，如化肥、农药、染料、医药等领域的应用，以及硫酸在环保、能源等方面的作用。

2.能力提升

学生在学习过程中，不仅掌握了硫酸相关知识，还提升了以下能力：

（1）实验操作能力：通过实验活动，学生掌握了硫酸的简易制备方法，提高了实验操作技能。

（2）分析问题能力：在实验过程中，学生学会了如何观察、记录、分析实验现象，提高了分析问题的能力。

（3）团队合作能力：在小组讨论和实验活动中，学生学会了与他人合作，共同完成任务，提升了团队合作能力。

（4）创新思维能力：在学习硫酸应用的过程中，学生思考如何将硫酸应用于环保、能源等领域，培养了创新思维能力。

3.思维方式转变

（1）从被动接受知识到主动探究：学生在预习、实验、讨论等环节中，积极思考，主动探究硫酸相关知识。

（2）从单一思维到多角度思考：学生在分析硫酸制备、性质和应用时，能够从多个角度进行思考，提高思维的全面性。

（3）从理论到实践：学生在学习硫酸的过程中，将理论知识与实际应用相结合，提高了理论联系实际的能力。

4.情感态度价值观

学生在学习硫酸这一章节后，在情感态度价值观方面取得了以下成果：

（1）增强了环保意识：通过学习硫酸的制备和应用，学生认识到化学工业对环境的影响，增强了环保意识。

（2）培养了社会责任感：学生了解到化学工业在社会发展中的重要作用，增强了社会责任感。

（3）激发了学习兴趣：通过本节课的学习，学生对化学学科产生了浓厚的兴趣，激发了进一步学习的动力。典型例题讲解例题1：硫酸工业中，接触法制硫酸的原料是黄铁矿（FeS2），写出该反应的化学方程式，并计算理论上由1吨黄铁矿可以制得多少吨98%的硫酸。

解答：化学方程式为：4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2

由化学方程式可知，4molFeS2可以生成8molSO2，而SO2转化为H2SO4的化学方程式为：SO2+H2O+1/2O2→H2SO4

摩尔质量：FeS2=120g/mol，SO2=64g/mol，H2SO4=98g/mol

1吨黄铁矿可生成SO2的摩尔数为：1000kg/120g/mol=8333.33mol

根据化学方程式，生成H2SO4的摩尔数为：8333.33mol×(1molH2SO4/8molSO2)=1033.33mol

理论上由1吨黄铁矿可以制得98%的硫酸的质量为：1033.33mol×98g/mol×0.98≈1000kg

例题2：某工厂欲制备98%的硫酸，已知其原料黄铁矿（FeS2）的质量分数为97%，计算至少需要多少吨黄铁矿才能制备出100吨98%的硫酸？

解答：设需要黄铁矿的质量为x吨，根据化学方程式和摩尔质量计算如下：

4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2

摩尔质量：FeS2=120g/mol，SO2=64g/mol，H2SO4=98g/mol

100吨98%的硫酸中H2SO4的质量为：100×0.98=98吨

所需SO2的摩尔数为：98/98g/mol=1000mol

根据化学方程式，所需FeS2的摩尔数为：1000mol×(4molFeS2/8molSO2)=500mol

所需黄铁矿的质量为：500mol×120g/mol/0.97≈627.96吨

例题3：硫酸工业中，接触法制硫酸的过程中，SO2转化率通常在97%左右，某工厂生产了10吨SO2，理论上可以生产多少吨98%的硫酸？

解答：设理论上可以生产的98%硫酸的质量为y吨，根据化学方程式和摩尔质量计算如下：

SO2+H2O+1/2O2→H2SO4

摩尔质量：SO2=64g/mol，H2SO4=98g/mol

10吨SO2的摩尔数为：10×1000kg/64g/mol=15625mol

理论上可以生产的H2SO4的摩尔数为：15625mol×98/64≈24078.125mol

理论上可以生产的98%硫酸的质量为：24078.125mol×98g/mol×0.98≈23475.7kg≈23.5吨

例题4：某工厂欲通过接触法制备硫酸，已知黄铁矿（FeS2）的质量分数为98%，若工厂计划生产100吨98%的硫酸，至少需要多少吨黄铁矿？

解答：设至少需要的黄铁矿质量为x吨，根据化学方程式和摩尔质量计算如下：

4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2

摩尔质量：FeS2=120g/mol，SO2=64g/mol，H2SO4=98g/mol

100吨98%的硫酸中H2SO4的质量为：100×0.98=98吨

所需SO2的摩尔数为：98/98g/mol=1000mol

根据化学方程式，所需FeS2的摩尔数为：1000mol×(4molFeS2/8molSO2)=500mol

所需黄铁矿的质量为：500mol×120g/mol/0.98≈627.96吨

例题5：硫酸工业中，接触法制硫酸的SO2转化率通常在97%，某工厂生产了100吨SO2，实际转化率为95%，计算实际生产了多少吨98%的硫酸？

解答：设实际生产的98%硫酸的质量为y吨，根据化学方程式和摩尔质量计算如下：

SO2+H2O+1/2O2→H2SO4

摩尔质量：SO2=64g/mol，H2SO4=98g/mol

100吨SO2的摩尔数为：100×1000kg/64g/mol=15625mol

实际转化后的SO2摩尔数为：15625mol×95/100=14812.5mol

实际生产的H2SO4的摩尔数为：14812.5mol×98/64≈22921.09mol

实际生产的98%硫酸的质量为：22921.09mol×98g/mol×0.98≈22464.5kg≈22.5吨课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了硫酸的制备原理、性质及其在化工生产中的应用。通过学习，我们掌握了以下关键知识点：

1.硫酸的化学式、分子结构、物理性质和化学性质。

2.接触法制硫酸的原料、反应过程和原理。

3.硫酸在化工生产中的应用领域，如化肥、农药、染料、医药等。

4.硫酸在环保、能源等方面的作用。

为了巩固所学知识，我们进行了以下当堂检测：

1.单项选择题：

（1）硫酸的化学式为：（A）H2SO4（B）H2SO3（C）H2SO5（D）H2S

（2）接触法制硫酸的主要原料是：（A）FeS2（B）CuS（C）ZnS（D）Al2S3

2.判断题：

（1）硫酸的制备过程中，SO2的转化率越高，生成的硫酸越多。（正确/错误）

（2）硫酸在化工生产中的应用非常广泛，是重要的基础化工原料。（正确/错误）

3.简答题：

请简述接触法制硫酸的原理，并说明其主要优点。

检测结束后，教师对学生的回答进行点评和总结，强调重点和难点，并针对学生的疑问进行解答。通过课堂小结和当堂检测，学生能够更好地巩固所学知识，为后续学习打下坚实基础。板书设计①硫酸的制备

-接触法制硫酸

-原料：黄铁矿（FeS2）、空气、水

-反应方程式：4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2

-SO2转化为