合成氨条件的选择教案设计.docx

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1、合成氨条件的选择教案设计教学目标知识目标使学生理解如何应用化学反响速率和化学平衡原理，选择合成氨的适 宜条件;使学生了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。能力目标培养学生对知识的理解能力，及理论联系实际的应用能力和分析问题、 解决问题的能力。情感目标通过学生领悟理论知识对生产实践的指导作用，使学生树立理论和实 践相结合的思想认识;并通过知识的运用培养学生的创新精神和科学方 法。教学建议教材分析本节教材表达了化学反响速率和平衡移动原理等理论对工业生产实践 的指导作用，同时在运用理论的过程中，也可进一步加深学生对所学理 论的理解。教材分为两局部：第一局部主要是通过讨论引导学生运用化学反响速

2、率 和化学平衡原理等知识，并考虑合成氨生产中动力、设备、材料等的实际 情况，合理地选择合成氨的生产条件。第二局部是拓宽思路方面的内容， 主要是探讨合成氨的开展前景。在第一局部内容中，教材针对合成氨的反响是一个放热的、气体总体积 缩小的可逆反响，首先要求学生利用已学过的知识，讨论为使合成氨的 化学反响速率增大所应采取的方法。在此根底上，又据实验数据讨论为提 高平衡混合物中的含量所应采取的方法。在两个讨论的根底上，教材又 结合合成氨生产中动力、材料、设备、催化剂的活性等实际情况，较具体 地分析了合成氨时压强、温度、催化剂等的选择情况。此外，还结合合成 氨生产过程示意图，简单提及浓度等条件对合成氨生

3、产的影响，以及原 料的循环使用等问题，以使学生理解合成氨条件的选择应以提高综合经 济效益为目的。第二局部教学在第一局部的根底上讨论合成氨的开展前景，拓宽学生 的思路，主要目的不在于知识本身，而更多地应侧重于培养学生的创新 精神和训练科学方法。教学建议第一局部“合成氨条件的选择的教学：1 .提出问题：针对合成氨的反响，首先需要研究如何在单位时间里提高 的产量，这是一个化学反响速率问题。2 .复习提问：浓度、压强、温度、催化剂对化学反响速率影响的结果。3 .组织讨论：为使合成氨的反响速率增大，应采取的方法。合成氨反响是可逆反响，在实际生产中，仅仅考虑单位时间里的产 量问题（化学反响速率问题）还不行

4、，还需要考虑如何最大限度地提高平 衡混合物中的含量问题（化学平衡的移动问题）。针对合成氨的反响是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反响，要求 学生利用已学过的知识，讨论为最大限度地提高平衡混合物中的含量所 应采取的方法。4 .阅读图表实验数据印证理论：学生通过阅读表2-4的实验数据可知， 应用平衡移动原理得出的结论与科学实验的结果是完全一致的，这会大 大提高学生的学习兴趣。5 .综合上面的讨论情况，同时综合考虑合成氨生产中动力、设备、材料 等的实际情况，具体地研究合成氨条件的选择问题。此外，要结合合成氨 生产过程示意图，简单提及浓度对合成氨生产的影响以及原料的循环使 用等问题，以使学生理解合成氨

5、条件的选择应以提高综合经济效益为目 的。教师可结合讨论过程，让学生进行归纳。压强温度催化剂浓度为增大合成氨的反响速度增大升高参加增加的浓度为提高平衡混合物中的含量增大降低减小平衡混合物中的浓度实验生产中20Mpa-50MPa50（C左右铁触煤（500。C左右时活性最大）使气态变为液态并及时从平衡混合物中别离出去，及时补充和第二局部“合成氨工业开展前景的教学1 .以史明理：从介绍18世纪末到20世纪初这100多年里合成氨工业的 开展简况入手，以压强选择的变化为例，说明合成氨条件的选择是与科技进步、动力、材料、设备等条件的改善紧密相联系的，并仍将随之而作 相应的改变。2 .目前研究课题简介：结合简

6、介，可向学生提出一些问题，启发学生思 考，拓宽学生的思路，使学生的科学方法得到训练，如研究催化剂的目 的是什么？新催化剂的研制成功，使合成氨反响可在较低温度下进行，是 否会减缓合成氨生产中对压强的要求而减少设备制造的投资？等等。配合目前研究课题的简介，教材编写有“化学模拟生物固氮的阅读 材料，可让学生阅读，要求学生拓宽思路、设想甚至想象。教学设计例如第三节合成氨条件的选择教学目标知识目标：1 .使学生理解如何应用化学反响速率和化学平衡原理，选择合成氨的 适宜条件。2 .使学生了解应用化学原理选择化工厂生产条件的思路和方法。能力目标：1 .教学时应以化学反响速率和化学平衡原理为主线，以合成氨知识

7、为 中心，结合工业上生产的实际情况，将知识串联、拓展、延伸，培养学生 的归纳思维能力。2 .在运用理论的过程中，可以进一步加深学生对所学理论的理解和提 高知识的实际应用能力。情感目标：1 .通过了解合成氨的全过程，可以激发学生爱科学、探索科学的热情。2 .通过合成氨前景的展望，激发学生学习兴趣，使学生体会化学学科 中逻辑结构严谨深刻的科学美。教学过程学生按照自学提纲先自学约15分钟，后教师集中讲解25分钟，稳固训 练10分钟。自学提纲：1 .影响化学反响速率的因素有哪些？是如何影响的？2 .影响化学平衡的条件有哪些？是如何影响的？3.应用化学平衡原理，分析反响：（正反响放热）要制得更多的,可以

8、采用哪些措施？就以上3个问题，教师可组织学生认真的讨论。然后，教师集中讲解。 合成氨条件的选择1体积3体积2体积（正反响放热）参看课本P49的表25。L压强。增大压强，有利于的合成，但在实际市产中，压强不可能无限制的增大，因为压强越大， 需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，势必增大生 产本钱，降低综合经济效益。因此，受动力、材料、设备等条件的限制， 目前我国合成氨厂一般采用的压强是2 .温度。合成氨为放热反响，低温有利于氨的生成。但是温度越低， 反响速率就慢，到达平衡所需要的时间越长，因而单位时间内产量低，这在工业生产中是很不经济的。综合考虑各种因素，在实际生产上，采用 500

9、。C的温度，此时催化剂的活性最大。3 .催化剂。由于分子非常稳定，与的化合十分困难，即使采用了加热与高压的条件，合成氨的反响还是 十分缓慢。为了加快化合反响速率，降低反响所需要的能量，合成氨工业 普遍使用铁触媒作催化剂。在实际生产中，不断补充（增大反响物浓度），采取迅速冷却的方法（减小生成物浓度），使气态氨 变成液氨后及时从平衡混合物中别离出去，以促使化学平衡不断地向着 生成的方向移动。合成氨工业（一）合成氨工业1 .原理2 .生产过程简介（出示挂图或模型）（1）原料气的制备：来自空气，来自水中再通过水除得原料气的合成：见课本第50页图214o（二）化学模拟生物固氨氨的固定：将游离态的氨转化为

10、化合态氨的过程叫氨的固定。L人工合成氨：化学固氨法。其条件要求高、本钱高、转化率低、效率 低。2.根瘤菌，生物固氨。常温常压下进行。本钱低、转化率高、效率高。模拟生物的功能，把生物的功能原理用于化学工业生产，借以改善现 有的并创造崭新的化学工艺过程。（三）随堂练习1.合成氨时，既要使合成氨的产率增大，又使反响速率增快，可采取 的方法是（）A.不断充入B.升高温度C.增大压强D.别离出2 .合成氨所需的可由煤和水蒸气反响而制得，其中一步的反响为：（正反响放热），以下措施中，能提高CO转化率的是（）A.增大压强B.降低温度C.增大水蒸气浓度D.增大浓度3 .合成氨工业有以下流程：原料气制备;氨的合

11、成;原料气净化和 压缩;氨的别离。其先后顺序为（）A.B.C.D.（四）总结、扩展、答疑在总结本节内容的根底上，教师可扩展一些知识给学生。可先从介绍 18世纪末到20世纪初这一百多年里合成氨工业的开展简况入手，以压强 条件选择的变化为例，说明合成氨条件的选择是与科技进步、动力、材料、 设备等条件的改善紧密相联的，并将随之而作出相应的改变。在讨论合成 氨的开展前景时，要求学生拓宽思路，培养学生的创新精神和训练科学 方法。例1 2019年是勒沙特列（Le Chatelier 18501936）诞生150周年。请 用勒沙特列原理解释如下生活中的常见现象：翻开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入 玻璃杯，杯中立即泛起

12、大量泡沫。（2019年，全国）分析解答时应注意联系实际。饮料在日常生活中相当普遍，其中含有 一定量的化学物质，啤酒中的就是其中一种，在水中存在如下平衡：溶液平衡：,化学平衡,上述平衡受压力和温度影响，根据勒沙特列原理，即可得到解释现 象的原因。解溶解平衡,化学平衡：,受压力和温度的影响，平衡按勒沙特列原理移动。点评理论联系实际是素质教育的要求，要求把所学知识运用到实际生活中去，解释一些问题，解决一些简单问题。此题就是运用化学平衡原理 解决问题的一例。布置作业1 .完成课本第54-56页的练习题。2 .到一个化工厂搞一次课外调查，写好调查报告。板书设计第四节 合成氨条件的选择一、合成氨条件的选择（正反响放热）（1体积）（3体积）（2体积）1 .压强：目前采用2 .温度:500 ,此时催化剂的活性最大。3 .催化剂：铁触媒。二、合成氨工业的开展前景（一）合成氨工业L原理：4 .生产过程简介（挂图）（1）原料气的制备（2）的合成（二）化学模拟生物固氮氮的固定：把游离态的氮转化为化合态氮的过程。L人工固氮：（化学固氮）条件高、本钱高、转化率低、效率低。2.根瘤菌：（生物固氮）常温常压、本钱低、转化率高、效率高。