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1（人教新课标）教师教学用书选修2化学与技术说明本书是根据教育部制订的《普通高中化学课程标准（实验）》和人民教育出版社、课程教材研究所化学课程教材研究开发中心编著的《普通高中课程标准实验教科书化学（选修2）化学与技术》的内容和要求，结合高中化学教学实际编写的，供使用《普通高中课程标准实验教科书化学（选修2）化学与技术》的高中化学教师教学时参考。从有利于教师理解和体会课程标准，以及更好地使用教科书出发，全书按教科书的单元、课题顺序编排，每单元包括单元说明、教材分析与教学建议和教学资源三个部分。单元说明是按单元编写的，包括教学目标、内容分析和课时建议。教学目标指出本单元在知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观等方面所要达到的教学目的；内容分析从地位和功能、内容的选择与呈现、教学深广度以及内容结构等方面对单元内容做出分析；课时建议则是建议本单元的教学课时。教材分析与教学建议是分课题编写的，包括教材分析和建议、活动建议、问题交流等。教材分析和建议对各课题的内容特点、知识结构、重点和难点等作了较详细的分析，并对教学设计思路、教学策略、教学方法等提出建议。活动建议是对“科学探究”“实验”等学生活动提出具体的指导和建议。问题交流是对“学与问”“思考与交流”等教科书中栏目所涉及的有关问题给予解答或提示。练习与实践参考则是对单元后的练习与实践给予解答或提示。教学资源是按单元编写的，主要编入一些与本单元内容有关的教学资料、疑难问题解答，以及联系实际、新的科技信息和化学史等内容，以帮助教师更好地理解教科书，并在教学时参考。2参加本书编写工作的有：王晶、吴海建等。本书的审定者：李文鼎、王晶。责任编辑：吴海建。图稿绘制：李宏庆。本书的内容难免有不妥之处，希望广大教师和教学研究人员提出意见和建议，以便修订改进。人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心2005年6月目录第一单元走进化学工业单元说明教材分析与教学建议课题1化工生产过程中的基本问题课题2人工固氮技术——合成氨课题3纯碱的生产练习与实践参考教学资源第二单元化学与资源开发利用单元说明教材分析与教学建议课题1获取洁净的水课题2海水的综合利用课题3石油、煤和天然气的综合利用练习与实践参考教学资源第三单元化学与材料的发展3单元说明教材分析与教学建议课题1无机非金属材料课题2金属材料课题3高分子化合物与材料练习与实践参考教学资源第四单元化学与技术的发展单元说明教材分析与教学建议课题1化肥和农药课题2表面活性剂精细化学品练习与实践参考教学资源第一单元走进化学工业单元说明一、教学目标1.以硫酸生产为例，了解化工生产过程中的一些基本问题。2.了解合成氨的反应原理、基本生产过程和合成氨工业发展中需要解决的问题。3.通过纯碱的两种典型生产过程及其演变的学习，了解化学工艺改进的原因、思路、条件以及由此带来的社会和经济效益。4.初步了解实验室研究与工业化生产的区别和联系。初步认识基本化工产品的种类、资源和发展概况等。二、内容分析1.地位和功能硫酸（产品为液体）、纯碱（产品为固体）和合成氨（产品为气体）等属于典型的基本化工产品，它们的生产是化学工业及其发展的基础，而了解化工生产过程中的基本问题也是学习《化学与技术》选修课程的基础。因此，通过对这些产品生产过程中一些基本问题的学习，可以帮助学生将所学化学基础知识与实际生产建立有效的教学联系，拉近实际生产过程与课堂教学之间的距离，有利于学生加深对化学、技术和社会相互关系的认识。42.内容的选择与呈现教科书体现以社会需求为导向、以化学研究基础上的技术发展为重点的总体设计思想，以“人类需要的物质产品——化学反应原理——生产过程及其发展”为线索构建单元体系。除了这一整体设计外，本单元也体现了课程标准中化学与技术选修课程的目标、定位和要求。总体而言，教学内容的选择和呈现考虑了以下一些原则：（1）选取典型产品及其生产过程作为内容载体；（2）以必修模块的化学知识为基础，必要时为本模块补充基础知识；（3）以化学反应原理及其应用为重点，以生产基本问题（如原料及其综合利用、能量的利用、反应条件的控制、环境保护等）为线索展开内容；（4）抓住有价值的问题，引导学生活动与探究，培养学生的问题意识和分析解决问题的能力；（5）以引导学生体会化学在生产技术中的价值为重点，而不过多地追究生产实际过程的技术细节；（6）学习顺序注意遵循学生的接受能力。在某种程度上，教科书也体现了科学与技术两者之间的区别和联系。科学与技术紧密相连、相互促进，而又有各自不同的特点。例如，与科学相比，技术更直接地面对人们的实际需要，一种产品首先用于满足人们的需要，需要也是生产发展的动力和技术创新的源泉。为什么要生产这种产品？它可以用来做什么？技术改进的主要目的是什么？当从这些问题展开时，有利于阐明生产和技术进步的意义，培养学生求知和创新的欲望以及注意技术应用风险的社会责任感。由于人们的需要是多种多样的，也是不断发展和变化的，因此，可以凭此创设许多生动的教学情景。再如，除了关于“是什么、为什么？”等问题解决过程外，在化学与技术课程中还强调关于“做什么、怎么做？”等问题解决过程，后一过程可能会涉及化学以外的物理、生物、地理等学科知识，体现技术应用的综合性；还会涉及诸如环境保护、经济、风险评估、利弊权衡等态度、价值和决策有关的问题，体现技术实践的复杂性和产品设计标准的多元化。通过思考和解决这些问题，有利于学生对科学探究过程加深理解，也有利于比较全面地培养学生解决实际问题的能力。根据课程标准的要求和上述总体考虑，本单元安排的主要内容有：以硫酸生产为例，说明化学生产过程包括的一些基本问题，如反应原理、反应发生的条件、原料的选择、“三废”的处理以及能量的利用等。使学生对化学生产过程有一个概括的、初步的认识。合成氨这种人工固氮技术，不仅为解决人类的吃饭问题作出了重要的贡献，而且，它也是近代化学工业发展的基础，在人类的科学技术史上具有重要的地位。学习这部分内容，还有利于帮助学生了解一个化学原理上可行的反应，当进入实际的工业化生产时，会遇到很多复杂的技术问题，实现大规模的工业化生产不是仅仅将实验室试管、烧瓶中发生的化学反应进行简单放大的过程。5纯碱的生产，可以帮助学生进一步理解一个化学工艺的发展和完善，可能需要几代人长期的努力，从中体会化学工艺改进和发展的思路、角度，培养他们勇于创新的精神和实践能力。本单元内容结构如下：三、课时建议课题1化工生产过程中的基本问题2课时课题2人工固氮技术——合成氨2课时课题3纯碱的生产1课时复习机动1课时小计6课时课题1化工生产过程中的基本问题一、教材分析和建议在化学工业中，需要化学与技术的有机结合，若要认识和体会化学与技术的关系，就首先需要了解有关化工生产的基本问题。所以，作为本书最开始的课题，介绍化工生产过程中的一些基本问题，以利于学生在后面的学习中对化学与技术相关问题的理解。化工生产过程比较复杂，但一些最基本的问题是相似的，例如，任何化工生产都涉及到传质（物料的流动）、传热（能量的传导）、传动（动力的传输）和化学反应器等。根据课程标准的要求，结合高中学生的特点，将化学反应原理、反应发生的条件、原料的选择、三废的处理和能量的利用等作为化工生产过程中的基本问题，结合一些典型产品的生产过程，使学生对化工生产的基本过程有一个初步的认识。硫酸是学生在初中化学中就学过的物质，6对其性质比较了解，硫酸工业又是典型的基本化学工业，所以本课题以硫酸工业为例，介绍化工生产基本问题：反应原理的确定、原料的选择、反应条件的控制、能量的利用等。每一问题都结合硫酸的生产，将化学知识与生产过程、生产工艺等结合，充分体现化学在生产中的作用。关于反应原理及生产过程的确定，教科书从硫酸的化学组成、性质及具体的反应进行分析，突出化学在物质转化和利用方面的重要性。生产中原料的选择则从综合方面考虑，以“思考与交流”的形式，让学生思考讨论，培养学生综合思考认识问题的能力。在介绍生产中反应条件的控制问题时，涉及到了化学平衡的知识，教科书先对概念作了简单介绍，然后结合“思考与交流”中给出的一些具体数据，让学生思考并讨论，最后找出硫酸生产的最佳条件，并归纳给出平衡移动原理。接下来再让学生通过一个“思考与交流”来认识平衡移动原理。这样将有关的化学原理与生产实际问题结合起来进行教学，也是化学与技术课程中的主要教学设计思想。关于环境和能源问题，本课题结合硫酸生产的具体情况进行说明，体现了培养学生环境和能源意识的观点。教学重点：化工生产过程中的基本问题。工业制硫酸的生产原理。平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。教学难点：平衡移动原理及其对化工生产中条件控制的意义和作用。二、问题交流【学与问】硫酸生产过程中的污水，可利用酸碱中和反应进行处理。【思考与交流1】参见教科书。【思考与交流2】早期黄铁矿的储量比较大，而天然硫黄资源缺乏，又难以从国外购进，并且，那时对环境保护也不够重视。目前世界上许多国家都限制以黄铁矿为原料制硫酸，主要也是考虑到环境污染问题，而且，随着技术的发展，设备的大型化使以硫黄为原料制硫酸的成本也逐渐降低。【思考与交流3】1．从表1-1和表1-2可以看出，温度越低、压强越大，越有利于SO2的生成，但压强的影响不是很大。2．思路：低温时有利于SO2的转化，但考虑催化剂活性，温度不能太低。高压有利于SO2的转化，但试验表明增大压强，SO2的转化率提高并不大，而且考虑设备、成本和能源消耗问题，压强不应很高，可以考虑常压。（对此问题学生可能会有不同的回答，教师可引导学生讨论，最后给出实际结果）课题2人工固氮技术——合成氨一、教材分析和建议7本课题围绕着合成氨的反应原理以及实现工业化生产的有关问题展开讨论，帮助学生了解合成氨工业生产的主要原理和过程，认识并体会由实验室研究到工业化生产所需要经历的过程。教科书的设计是，为了说明如何将大气中的氮固定下来这一中心问题，首先，呈现问题提出的背景，也就是人们为什么要想方设法地将大气中的氮固定下来，直接的原因是满足人类对氮肥、硝酸等含氮化合物的需要，间接的原因是地壳中氮元素的含量少、分布不均；紧接着的问题是如何将大气中的氮固定下来，指出合成氨在科学上和技术上的突破。最后，讨论和评价并引发思考合成氨工业发展所面临的新问题。这种设计整体上体现了技术实践中问题解决不断循环发展的一般过程，如下页图所示。8教学建议如下：1.注意引导学生思考人工固氮技术——合成氨对于人类社会发展的重要意义，体现化学与技术发展的社会需求导向，并对技术生产评价标准的多元化有一个初步的认识。说明在化学研究中，有些课题是属于学术研究的热点和重点，但不一定是技术研究开发的热点和重点，技术研究往往要解决实际生产和生活中的具体问题，是受社会需求驱动的，这一点贯穿于整个教科书体系的设计中。另外，化学技术创新往往要落实在一种产品的生产上，合成氨就是这方面的典型代表。在课题1了解化工生产过程中的基本问题的基础上，引导学生思考将实验室研究转化成实际生产时面临的一些问题，展示由一种原理上可行的设想转变成实际生产过程中人们所要付出的艰苦努力。对于有志于理工科的学生来说，在培养科学技术素养的同时不断提高人文素养；对于有志于人文学科的学生来说，要帮助他们形成对于科学技术在社会发展中重要作用的正确认识。例如，可以结合对哈伯其人其事（见教学资源）的分析评价，请同学们讨论和交流各自的看法。2.通过实验学习合成氨的反应原理，利用化学反应速率、化学平衡移动原理分析和讨论合成氨的适宜反应条件。由于氮气具有特殊的稳定性，合成氨是人工固定氮的一种方法，但反应条件比较苛刻。如何实现这一具有重要意义的反应，需要从实验室研究开始，根据已有的化学反应有关原理，探究提高氨转化率的适宜反应条件。因此，影响化学反应速率的因素、化学平衡以及化学平衡移动的原理，是学生理解这些内容的重要基础。需要注意的是，在本单元的课题1中结合硫酸生产，已经涉及到这些内容，在此需要根据合成氨这一具体反应，进一步对有关问题加深理解。从更深层次来说，注意揭示现代生产技术发展中科学基础性作用变得越来