人教版（2019）高中化学必修第二册《5.2.1 氨和铵盐》名师教学设计

向空气要面包——氨和铵盐 教学设计
一. 教材分析：在新课程标准中，“氮及其化合物”属于必修课程“常见的无机物及其应用”和“化学与社会发展”主题下的内容，在高一化学必修第二册(2019版)中，是第一章第二节的重要内容。此部分内容承载着帮助学生结合真实情景或实验探究去了解氮及其化合物的主要性质、物质及其转化及其在促进社会文明发展中的重要价值，帮助学生构建“价-类”二维图的认知模型。
二. 学情分析：在学习了氯、硫等非金属元素的基础上，有氧化还原反应等相关知识做理论支撑，学生可以构建出“价-类”二维模型，但是缺乏利用模型预测物质性质和物质转化的能力；对“生物固氮”有所了解，但是缺乏对“人工固氮”的认识；知道氮肥有助于粮食增产，但对氮肥发展史知之甚少，更无法分辨各类氮肥的优劣和使用注意事项。
三. 教学目标
通过如何向空气中要面包的预测，培养学生初步应用“价-类”模型解决问题；
通过设计喷泉实验、白烟实验、氨气的实验室制法、铵盐的性质相关实验等，提升学生实验探究能力和证据推理能力；
通过由空气获取“面包”过程的研究，使学生感受化学物质及其变化的价值，增强学生对于化学可促进生产发展、化学可帮助我们建设美丽家园的意识。
四. 教学重难点
通过如何向空气中要面包的预测，培养学生初步应用“价-类”模型解决问题；通过如何获取氮肥的活动，再次培养学生应用模型解决实际问题的能力。
五. 教学方法
讨论法、直观演示法、创设情境解决实际问题
六. 教学设计思路
本节围绕氨的性质，将教学过程分为4个教学环节：首先通过如何向空气要面包的提出，引出工业合成氨；然后围绕合成氨工厂如何进军氮肥业，引导学生从问题解决的视角探究氨的水溶性和碱性；在此基础上引导学生利用“价-类”模型，解决如何制备更优化的硝态氮肥；最后通过实验探究帮助学生解决铵态氮肥的施用注意事项。
七. 教学流程
教学环节 学习活动 设计意图
向空气要面包 怎样的途径可以实现向空气要面包？ 通过小组讨论和汇报，评价学生能否从物质价态的角度来思考物质的转化，帮助学生理解人工固氮的原理和意义。
合成氨工业进军氮肥业 ①氨气可以直接做氮肥吗？ ②氨气溶于水后可否做氮肥，以上过程是否伴随化学变化？ ③氨水化肥该如何保存？ ④可利用氨气制固态氮肥吗？ ①通过氨的实验设计和操作，评价学生的实验探究能力； ②通过氨水能否做氮肥和固态氮肥制备等问题的解决，培养学生问题解决能力； ③通过小组讨论，培养学生利用“价-类”二维图解决实际问题的能力。
铵盐类氮肥的正确使用 根据铵态氮肥的使用问题，预测铵盐的性质并设计实验进行验证。 通过理论预测、实验探究提高学生实际问题的解决能力。
硝酸盐类氮肥的制备 预测氨通过怎样的路径可以制备硝酸盐类氮肥？ 通过小组讨论，问题解决，从价态角度解决物质转化问题。
八. 教学过程
教学环节一：向空气要面包
教师活动 学生活动 设计意图
【展示】“如何解决粮食短缺”视频（19世纪末世界人口激增，造成粮食短缺，故需要氮肥来，增加粮食产量，虽然智利硝石可做氮肥，但储量有限，所以克鲁克斯向全球科学家发起了“向空气要面包”的号召。） 【提问】如何响应克鲁克斯的号召“向空气要面包”呢？ 【讲述】1905年，第一座电弧固氮工厂在挪威建成，氮耗电量巨大，难以推广。1908年，哈伯在600℃、200个大气压、锇作催化剂的 条件下 合成了氨气，后以博施为代表的BASF公司团队解决了合成氨量产问题，1913年第一座合成氨工厂投产使用，哈伯、博施二人分获1918年、1931年诺贝尔奖。 聆听。 思考。 预期回答：氧化或还原来固氮。 通过“如何解决粮食短缺”视频，介绍本节课研究背景，引发学生思考如何“由空气要面包”。由学生提出氧化、还原法固氮的设想，教师提供背景资料，介绍了电弧法固氮的弊端及“哈伯-博施”合成氨法，提升了学生的科学态度与社会责任核心素养，帮助学生构建氮的固定“价-类”二维模型。
教学环节二：合成氨工厂进军氮肥业
教师活动 学生活动 设计意图
【过渡】随着合成氨产业的发展，拥有该专利的BASF公司 ，急于拓宽市场，想要进军氮肥业。 【提问】当地农民会购买氨气直接做氮肥吗？氨气是否可溶于水，并伴有何变化？ 【实验1】氨气溶于水的喷泉实验 【过渡】建国初期《如何正确使用氨水化肥》的画册（画册内容：氨水化肥盛装在密封的陶罐中且存放在阴冷的环境下） 【任务】根据以上资料，预测氨水可能具有怎样的性质？ 【小结】氨水在一段时间内为我国的粮食增产作出了卓越贡献，然而因它易挥发，运输不便等原因，已逐渐淡出了消费市场。 【提问】气态的氨气无法做氮肥，液态的氨水也有弊端，那可如何转化，制得更优化的氮肥呢？ 【实验2】氨与盐酸 仪器：小烧杯、保鲜膜、棉花团、胶头滴管 操作：在两个棉花团上分别挤上少量浓盐酸、浓氨水，迅速盖上保鲜膜。 交流讨论，获知氨的物理性质（状态、密度、溶解性等），通过氨与水的实验获知此过程中的化学反应。 氨水具有碱性、不稳定性。 氨是碱性氢化物，能与酸反应，成盐，是固态的。 沿着历史上氮肥的发展脉络，介绍了氨水氮肥、铵态氮肥的制备和劣势，在研究“向空气要面包”的过程中不断地通过让学生设计实验、进行验证，来提升学生的科学探究和证据推理能力。
教学环节三：铵盐类氮肥的正确使用
教师活动 学生活动 设计意图
【过渡】农民不喜欢使用铵盐类氮肥，因为在使用过程中常跑氨，与草木灰等碱性肥料共施肥效降低。 【问题】针对以上问题，预测铵盐可能具有哪些性质？如何设计实验进行验证。铵态氮肥使用注意事项？ 【实验3】加热铵盐 操作：1、试管底部铺入氯化铵固体2、对试管底部的氯化铵加热，观察实验现象。 【实验5】氯化铵与碱的反应 操作：向盛有少量NH4Cl溶液、(NH4)2SO4溶液的两支试管中分别加入NaOH溶液并加热，用镊子夹取一片湿润的红色石蕊试纸放在试管口。观察现象，分析现象产生的原因，写出反应的离子方程式。 【过渡】由上述两个实验可以得知，单纯加热铵盐是无法产生氨气的，必须同时加热铵盐和碱 氨气的实验室制法： 铵盐不稳定分解生成氨气、铵盐和碱性物质反应生成氨气。 试管中部内壁上出现白色固体，闻不到刺激性气味的气体。 NH+ 4+OH-===NH3↑+H2O 铵盐和碱共热能产生氨气。 铵态氮肥不能和碱性肥料共施。 通过实验小结该反应的原理、装置、尾气处理等问题。 历史上，氮肥公司为了降低成本，鼓励农民群众使用铵态氮肥，所以针对铵态氮肥施用过程中的问题进行了研究，而本环节就是让学生体验科学研究的过程，学生们根据铵态氮肥的施用弊端，预测铵盐可能具有的性质，设计实验进行验证，培养学生的科学研究和证据推理核心素养。
教学环节四：硝酸盐类氮肥的制备
教师活动 学生活动 设计意图
【过渡】20世纪初，BASF公司通过铵盐来抢占氮肥市场，然而，它们的氮肥销量并不理想，因为当地农民更喜欢使用以前利硝石类的硝酸盐氮肥。 【提问】如何由氨气获取硝酸盐类氮肥？ 通过“价-类”二维模型，NH3可被氧化为NO- 3，预测O2可充当实现该转化的氧化剂。 反应原理： 4NH3+5O2===4NO+6H2O 为解决氮肥发展中的瓶颈问题—如何制备硝酸盐类氮肥，通过问题的设置，让学生自觉地利用“价-类”二维模型去解决实际问题，通过对物质转化的大胆预测，实验验证，证实了自己预测的准确性，体会到历史上科学巨匠成功的喜悦。
九. 板书设计
1．氨
(1)物理性质：无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，易液化。极易溶于水(1∶700)。
(2)化学性质：
2.铵盐
(1)物理性质：都是无色或白色晶体，易溶于水。
(2)化学性质a.NH4Cl受热分解；b.铵盐与碱溶液反应
十. 课堂测评
1.下列关于氨的叙述中，错误的是
A.氨易液化，因此可用作制冷剂
B.氨极易溶于水，因此可用来做喷泉实验
C.氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定(不容易分解)
D.氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞试剂变为红色
2.能把Na2SO4溶液、NH4NO3溶液、KCl溶液、(NH4)2SO4溶液这四种无色溶液区分开的一种试剂是(必要时可加热)
A.Ba(OH)2溶液 B.NaOH溶液
C.NaCl溶液 D.Ba(NO3)2溶液
3.在实验室里，某学习小组设计了下列制取纯净干燥氨的方案，简易、可行的方案是
A.加热氯化铵固体，再通过碱石灰
B.在氮气和氢气的混合气体中加入铁触媒，并加热至500 ℃，再通过碱石灰
C.加热浓氨水，再通过浓硫酸
D.在生石灰中加入浓氨水，再通过碱石灰
4.NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是
A.无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应
B.铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色
C.铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体
D.铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色
5. 如右图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是
选项 实验现象 解释
A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应
C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液
D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱
（编写：姜晗）
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