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視頻標簽：氨硝酸硫酸
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：高中化學人教版必修1第四章第四節氨硝酸硫酸-江西省 - 南昌市
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教材分析
《氨》選自人教版(必修一)的第四章“非金屬及其化合物”的第四節內容。是繼第三章金屬及其化合物之后的第二部分元素化合物知識,是高中化學教學的重點之一。這一節對后面元素周期律,元素周期表的理解作了鋪墊。同時,它又是對初中所學非金屬元素知識的延伸,以及對前面的氧化還原反應、離子反應知識的鞏固,因而具有承上啟下的作用。
氨是一種重要的化工產品,對社會發展進步、人類生存都有重要意義。也是高中階段學習的唯一的堿性氣體。這一內容是本節的重點,同時還是高考常考的重點,
2教學過程
2.1第一學時
2.1.1教學目標
1.知識與技能:了解氨的物理性質和用途;掌握氨的化學性質;理解噴泉實驗中噴泉形成原理。
2.過程與方法:培養學生根據實驗現象觀察、分析、推理及判斷的能力;通過對氨氣的認識,進一步鞏固學生對物質認識方法的學習。
3.情感態度與價值觀:通過有趣實驗現象原因探索,激發學生對化學的學習興趣,培養嚴謹的科學態度;通過氮肥能提高糧食產量解決饑餓問題,讓學生感悟化學和技術對社會發展的巨大貢獻;通過諾貝爾化學獎獲得者哈伯的故事,幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀。
2.1.2學時重點難點
重點:氨的化學性質
難點:噴泉形成原理,氨的催化氧化反應
2.1.3教法學法分析
在教法上,采用實驗探究、問題驅動、情景激學來幫助學生學習新的學習方式,在教學中,充分發揮教師的主導作用,教師力求以組織者、合作者、支持者的身份與學生共同獲取知識。
在相應的學法指導上,學生通過實驗探究學習,比較歸納,理論聯系實際來體驗科學的探究過程。
2.1.4教學活動
活動1【導入】實驗引入，以疑激學
<教師活動>
實驗展示:用注射器向空的礦泉水瓶中注入少量水。
現象:礦泉水瓶完全變癟
設疑:一個空的礦泉水瓶注入少量水后,為什么就完全癟了呢?
<學生活動>
思考并猜測:礦泉水瓶中可能充滿了一種氣體,而這種氣體能溶于水,導致瓶內氣壓降低,瓶子變癟。
<設計意圖>
以“空瓶變癟”的奇異現象引起學生關注、激發學生興趣、觸發學生思維,依托簡潔的教學情境引出這節課主角——氨。
活動2【講授】創設問題情境，得出NH3的部分物理性質
<教師活動>
一. NH3的物理性質
問題1:研究物質的物理性質一般從哪些方面開始?
問題2:從剛才的小實驗中,你已經知道了NH3的哪些物理性質?
問題3:NH3的氣味如何呢?如何聞氣體的氣味呢?請學生上來演示正確聞氣體的方法。
問題4:NH3的密度如何呢?現在不能通過實驗測量,如何知道NH3與空氣的密度比較呢?怎樣收集NH3?
<學生活動>
學生思考并回答問題,得出氨氣的顏色、狀態、氣味、密度、水溶性。
<設計意圖>
通過問題組提示學生思考路徑,引導學生根據氨氣的分子式及以往知識經驗,自行得出NH3的部分物理性質。
活動3【講授】創設生活情境，理解氨的性質和用途
<教師活動>
展示圖片:阿拉斯加輸油管道是世界上第一條通往北極圈的原油管道,它所經地區的冬季溫度在-48°C至-51°C之間。為了維持原油在管道中一定的流速,必須使沿線溫度達到60°C左右。那么問題來了,這樣高的溫度必然會使管道周圍凍土發生融化,使管道塌陷。設計這條管道的工程師們是如何解決這個問題呢?
繼續介紹:大家可以看到圖片中,管道兩側有很多根支架,支架的頂端就是散熱片,請問液氨在這里起了什么作用?液氨在支架中是如何實現制冷的?大家可以從液氨在支架中的狀態變化來分析。
<學生活動>
學生認真聆聽,并思考液氨在支架中如何實現制冷作用。
<設計意圖>
通過介紹阿拉斯加輸油管道,分析輸油管道兩側支架中液氨狀態變化及作用,讓學生在生動的實際應用中掌握知識。
活動4【講授】介紹哈伯合成氨化學史
<教師活動>
介紹在合成氨工業中作出巨大貢獻的化學家哈伯,以及合成氨在解決世界糧食危機方面的重要意義。
<學生活動>
認真聆聽。
<設計意圖>
介紹化學家哈伯并闡述氨氣在人類生產生活中重要應用,讓學生知道氨氣與我們密切相關,激發學生繼續探究氨氣性質的興
趣。
活動5【講授】探究NH3與H2O 的反應，落實微粒觀
<教師活動>
一.NH3的化學性質
(一)NH3與H2O的反應
問題1:通過分析氨氣的組成可知NH3是一種什么類別物質?
問題2:既然NH3作為一種非金屬氫化物,是不是和HCl一樣溶于水,溶液呈酸性呢?
引出探究實驗:向剛才變癟的礦泉水瓶中注入少量酚酞。
問題3:溶液為什么變紅?
問題4:溶液呈堿性,說明溶液中含有大量OH-,NH3本身能電離出OH-嗎?NH3溶于水僅僅是一個溶解的過程嗎?
<學生活動>
學生觀察實驗現象,思考并回答問題。
<設計意圖>
通過對NH3的組成分析,引出對氨水的酸堿性討論,得出氨氣與水發生反應的結論。
<教師活動>
深入實驗,引發思考:如果把剛才實驗的礦泉水瓶,置于熱水中,我們又會看到什么現象呢?
問題5:為什么礦泉水瓶發生鼓脹,溶液顏色變淺?
<學生活動>
學生得出結論:一水合氨受熱易分解。
<設計意圖>
通過此實驗得出一水合氨的不穩定性。
<教師活動>
提問:氨水中有哪些微粒?與液氨有區別嗎?
<學生活動>
分析氨水中的微粒,以及與液氨的區別。
<設計意圖>
通過以上分析,幫助學生落實微粒觀。
活動6【活動】噴泉實驗演示，深化對噴泉原理的認識
<學生活動>
學生對美麗的紅色噴泉興奮不已,并領會噴泉形成原理。
<設計意圖>
對書本上的噴泉實驗裝置進行改進,將NH3的制取與收集融于一體,一方面鞏固前面所講的NH3部分物理性質及NH3的一種實驗室制法,另一方面避免燒瓶收集氨氣時不能完全干燥或漏氣或空氣濕度大等因素導致實驗不成功,課堂效率低下。學生觀察到明顯的噴泉現象,有助于深化學生對噴泉實驗基本原理的認識,并產生濃厚的學習熱情。
活動7【導入】點滴板實驗，得出NH3與酸反應，落實轉化觀
<教師活動>
(二)NH3與酸的反應
過渡:既然NH3極易溶于水,且水溶液呈堿性,那么NH3最容易和什么類別物質反應?
問題1:中學化學中常見的酸有哪些?
展示三種酸,并分別打開瓶蓋,學生觀察三種酸產生現象的不同點。同時,展示濃氨水,打開瓶蓋后,有股刺激性氣味。
演示點滴板實驗:滴加少量濃氨水于點滴板上,用玻璃棒分別蘸取少量三種酸,觀察現象。
請學生根據所觀察的現象,總結歸納NH3與酸反應規律。
1.與易揮發性的酸反應,生成白煙
2.與難揮發性酸反應,無白煙現象
投影:NH3+HCl=NH4Cl
問題3:你能寫出氨氣與硫酸、硝酸的化學方程式。
總結提升:氨能與多種酸發生反應,生成相應的銨鹽。其實質均可用離子方程式表示為:NH3+H+=NH4+ ,這就是銨態氮肥的制備原理。
<學生活動>
學生思考、回答問題。通過實驗現象總結NH3與酸反應規律。練習書寫方程式。
<設計意圖>
通過演示點滴板實驗,引導學生了解氨與酸反應的化學性質,補充認識氨易揮發的物理性質。同時引導學生深入認識由氨制備氮肥的基本原理,回扣哈伯合成氨解決世界糧食危機的重要意義,重點深化對物質轉化觀的理解。
活動8【講授】分析元素化合價，探究NH3的還原性，落實元素觀
<教師活動>
(三) NH3的還原性
展示氮元素的常見化合價,NH3中N元素化合價為N元素的最低價。
問題1:從氧化還原角度分析,預測NH3具有什么性質?
問題2:我們學過哪些強氧化性氣體?
(1)NH3與Cl2的反應
投影:NH3 + Cl2 —N2 + ()
學生思考并預測Cl2的還原產物及實驗現象。
<學生活動>
學生思考并預測有白煙現象。
<教師活動>
演示實驗: 向盛有Cl2的集氣瓶中滴入幾滴氨水,頓時有大量白煙現象產生,驗證了大家的預測。
投影:配平后的方程式,8NH3 + 3Cl2 = 6NH4Cl + N2
介紹反應用途:化工廠的儲氯鋼瓶或輸氯管道中Cl2若發生泄漏,后果不堪設想。可用濃氨水檢驗氨氣是否泄漏。
繼續對NH3與Cl2的反應方程式分析,Cl2的氧化性強,也只能把NH3氧化成N2,說明NH3的還原性如何?
<學生活動>
學生思考并回答,NH3具有弱還原性。
<設計意圖>
通過設置問題提示學生分析物質化學性質的另一角度——核心元素化合價,請學生預測氨還可能有什么性質,然后通過NH3與Cl2的反應證明學生的預測是正確的,強化學生建立基于物質核心元素化合價預測物質性質的角度。
<教師活動>
過渡:回扣前面哈伯合成氨化學史,科學家歷經千辛萬苦將N2合成NH3,現在通過這個反應,NH3又輕易地轉化回N2,這顯然不是我們想要的結果。能不能將NH3轉化為更高價態的含氮化合物?這時,我們就要借助催化劑了,接下來,我們學習氨氣的催化氧化反應。
(2)NH3與O2的催化氧化反應
投影:
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
介紹催化劑可選擇鉑絲,但價格昂貴,也可選擇價格低廉,催化活性較好的Cr2O3。
播放微課實驗視頻:氨的催化氧化實驗。
思考:為什么燒瓶中出現紅棕色氣體,紫色石蕊試液變紅?
引出此反應在工業上的重要用途:工業制硝酸。
<學生活動>
認真聆聽,并觀看微課視頻,理解氨的催化氧化反應在工業上的重要用途。
<設計意圖>
通過微課視頻學習,理解氨的催化氧化反應在工業上的重要用途,激發學生學習興趣,提高課堂效率。
活動9【講授】概括整合，總結歸納
<教師活動>
預測無機化合物化學性質的一般思路和方法
引導學生回顧氨的化學性質探究過程,并在此基礎上總結預測研究無機元素化合物化學性質的思路方法:
1.物質類別的角度
2.核心元素化合價的角度
3.物質特性的角度
<學生活動>
總結整理氨的化學性質,掌握研究無機物化學性質的一般思路和方法。
<設計意圖>
幫助學生形成整體認識,有助于學生對本節課內容的掌握。形成研究無機化合物性質的一般思路和方法。
活動10【講授】評述哈伯的功與過，落實科學價值觀
<教師活動>
聯系回扣哈伯合成氨為人類作出的巨大貢獻,同時講述哈伯也因為合成氨應用于工業制硝酸,在第一次世界大戰時,為德國制造大量炸藥,使當時的人們處于水深火熱中。引發學生對哈伯的功與過的思考,幫助學生形成正確的科學認識,并寄語學生,希望同學們在深入研究科學時能將更多有益的一面展示給人類。
<學生活動>
辯證地思考和討論,進一步體會科學應用物質的重要意義,形成科學的認識。
<設計意圖>
本環節通過回扣哈伯合成氨化學史,引發學生對哈伯的功與過的思考,培養學生建立辯證地認識和應用物質的科學價值觀,落實化學核心素養的養成。
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