向空气要面包——氨和铵盐教学设计
华中师范大学龙岗附属中学姜晗
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