化学工艺学电子教案

第 1 章 原子结构与元素周期系

[ 教学要求 ]

1 ．掌握近代理论在解决核外电子运动状态问题上的重要结论：电子云概念，四个量子数的意义，

s 、 p 、 d 原子轨道和电子云分布的图象。

2 ．了解屏蔽效应和钻穿效应对多电子原子能级的影响，熟练掌握核外电子的排布。

3 ．从原子结构与元素周期系的关系，了解元素某些性质的周期性。

[ 教学重点 ]

1 ．量子力学对核外电子运动状态的描述。

2 ．基态原子电子组态的构造原理。

3 ．元素的位置、结构、性质之间的关系。

[ 教学难点 ]

1 ．核外电子的运动状态。

2 ．元素原子的价电子构型。

[ 教学时数 ] 8 学时

[ 教学内容 ]

1 ．核外电子运动的特殊性：核外电子运动的量子化特征（氢原子光谱和玻尔理论）。核外电子运动的波粒二象性（德布罗衣的预言，电子的衍射试验，测不准关系）。

2 ．核外电子运动状态的描述：波函数、电子云及其图象表示（径向与角度分布图）。波函数、原子轨道和电子云的区别与联系。四个量子数（主量子数 n ，角量子数 l ，磁量子数 m ，自旋量子数 ms ）。

3 ．核外电子排布和元素周期表；多电子原子的能级（屏蔽效应，钻穿效应，近似能级图，原子能级与原子序数关系图）。核外电子排布原理和电子排布（能量最低原理，保里原理，洪特规则）。原子结构与元素周期性的关系（元素性质呈周期性的原因，电子层结构和周期的划分，电子层结构和族的划分，电子层结构和元素的分区）。

4 ．元素某些性质的周期性，原子半径，电离势，电子亲和势，电负性。

1-1 道尔顿原子论

古代自然哲学家对物质之源的臆测：本原论（元素论）和微粒论（原子论）

古希腊哲学家德谟克利特（ Democritus, 约 460—370 B C ）：宇宙由虚空和原子构成，每一种物质由一种原子构成。

波意耳：第一次给出了化学元素的操作性定义 ---- 化学元素是用物理方法不能再分解的最基本的物质组分，化学相互作用是通过最小微粒进行的，一切元素都是由这样的最小微粒组成的。

1 化学教学设计

化学新课程主张实施观念教学，促使学生形成从化学的视角认识事物和解决问题的思想、观点和方法，即植根于学生头脑中的化学基本观念。毕华林教授有一个经典的比喻：没有观念统领的知识教学是把“种子”磨成“面粉”的教学，每一个知识上都镌刻着观念。也就是说我们要交给学生的是当学生把所学化学知识都忘掉之后所剩下的化学观念性的东西。化学基本观念主要包括元素观、微粒观、变化观、守恒观、动态平衡观、分类观、实验观、计量观、化学价值观、结构决定性质，性质决定用途等观念。

在化学课堂教学中，如何挖掘具体知识所蕴含的观念？如何帮助学生建立这些观念呢？针对这些问题，我以“元素”的教学设计为例和大家一起探讨。

一、课题分析与学情分析

1.课题分析

《元素》内容是义务教育教科书九年级化学（人教版）第三单元课题3的内容。该内容安排在了物质构成微粒的学习之后，化学方程式的学习之前，它是化学世界中独特的化学语言表达方式的开始，有承上启下的关键作用。是分子原子知识的延伸，也为后续化学式书写、离子符号书写和化学方程式的学习做铺垫。本节课内容是化学味很浓但很抽象的概念性的教学，包括元素、元素符号和元素周期表简介三部分内容。

同时本课题也是是元素观构建的起点教学，是元素观体现较为集中的一个课题，上好本课题对构建元素观起着至关重要的作用。在教学中还可以借助物质由分子、原子、离子等构成渗透微粒观；借助化学变化中原子、元素种类不变渗透 2 守恒观；借助元素分类、元素周期表的内在规律渗透分类观；借助徐寿创造元素符号中文名称来培养学生的民族自尊心、自信心、自豪感和热爱祖国的情感；借助从海水中提取化学元素来体会学习化学的价值观。

2.学情分析

在学习本课之前，学生已经学习了分子、原子，知道分子、原子可以直接构成物质，分子由原子构成，一个氧分子是由两个氧原子构成的，并初步了解了原子的内部结构和原子结构示意图。虽然学生在生活中也经常听说“中国元素、时装元素、车元素”等，但是对“元素”这个抽象的化学概念的建构和理解仍然存在一定的困难。学生已经具备了一定的知识经验，比如26个英文字母组成无数的单词，这26个英文字母就是构成单词的要素，这些要素就类似化学上的元素。教学时，可以从身边的事物出发进行类比，降低学生接受的难度。

1

化学工艺学 课程教案

课次 6 课时 2 课 型 （请打√） 理论课√ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□

授课题目（教学章、节或主题）：

第3章 合成氨

3.2 合成氨原料气的制备

教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1.熟悉合成氨原料气的生产方法

2.熟悉固体层煤气发生炉内燃料层分区

3.掌握固体燃料气化的原理

4.熟悉固定床间歇气化法制半水煤气的工作循环的五个阶段

教学重点及难点：

重点：固体燃料气化的原理、固定床间歇气化法制半水煤气工艺条件

难点：固体燃料气化的原理

教 学 基 本 内 容 方法及手段

第3章 合成氨

3.2 合成氨原料气的制备

3.2.1固体燃料气化制备合成氨原料气

固体燃料气化是指用氧或含氧气化剂对固体燃料（煤、焦炭或水煤浆）进行加热，使碳转变为可燃性气体的过程，在合成氨厂简称造气。气化所得的可燃气体称为煤气，进行气化的设备称为煤气发生炉（固体燃料气化器）。

用来与固体燃料进行气化反应的气体统称为气化剂。

（1）工业煤气分类 根据气化剂的不同，可以生产出以下4种不同用途的工业煤气。

①空气煤气：碳与含氧空气[O2：21％、N2：79％] 相互作用生成；

②水煤气：在1000℃赤热的碳层内碳与水蒸汽作用生成水煤气； 多媒体讲授

2

③发生炉煤气：与空气和适量蒸汽的混合气反应后生成混合煤气；

④半水煤气：用水蒸汽加适量空气或富氧空气作为气化剂，生成的气

体成分为(CO十H2)／N2＝3.1～3.2(摩尔比)，即含N为21%～22%时，

称为半水煤气。半水煤气是合成氨的原料气。

工业煤气的组成如下表：

煤气名称 气体组成，体积（%）

H2 CO CO2 N2 CH4 O2 H2S

空气煤气 0.9 33.4 0.6 64.4 0.5 - -

水煤气 50.0 37.3 6.5 5.5 0.3 0.2 0.2

项目教学课程教案

项目

名称 1 绪论

项目1 化工概述 课程名称 化学工艺

教师 孙哲

课程 新授课 班级：11级化工 时间： 课时： 2

教学

目标 知识目标：

1.了解化学工艺学的研究范畴；

2.了解化学工业的发展、地位与作用；

3.掌握现代化学工业的特点和发展方向；

4.掌握化学工业的原料资源和主要产品。

能力目标：

培养学生认识和分析问题的能力。

情感目标：

培养学生逻辑思维及感性认识。

教学

重点 化学工业的地位和作用

教学

难点 化工行业的主要产品及其划分

材料

准备 化工产品相关简介和图片资料 教学

用具 多媒体

任务

描述 1. 了解化工工业的概念和发展状况

2. 掌握化工行业的主要产品计划分

3. 掌握高分子化工和精细化工的概念和范畴

4. 了解化学工业的发展趋势和重点

教学

过程 教学活动 学生活动 设计意图 时间分配

开篇语

人类为了求得生存和发展，不断地与大自然作斗争，逐步地加深了对周围世界的认识，从而掌握了征服自然、改造世界的本领。经过漫长的历史实践，人类越发善于利用自然条件，并且为自己创造了丰富的物质世界。

古代人们的生活更多地依赖于对天然物质的直接利用，或从中提取所需要的东西。由于这些物质的固有性能满足不了人们的需求，便产生了各种加工技术，把天然物质转变成具有多种性能的新物质，并且逐步在工业生产的规模上付诸实现。凡运用化学方法改变物质组成或结构、或合成新物质的，都属于化学生产技术，也就是化学工艺;所得产品被称为化学品或化工产品。这样，许多自然界没有的物质被源源不断地创制出来。

【想一想】：

我们身边的化工产品？

化工离我们有多远？

学生分成五组，每一组一个任务，讨论结束后，每个小组由一人进行任务内容简述。

并由小组成员来回答想应的问题。

引入

引起学生的注意

每个小组负责一个任务，锻炼学生自学和表达能

7’

3’

15’

项目提出

项目实施

任务1 化学工业的发展概况，分为哪几个阶段。