【选修3】§24《化学反应条件的优化工业合成氨》教案(鲁科版)

第四节化学反应条件的优化——工业合成氨预设教学设计高一化学组许志民1第四节化学反应条件的优化——工业合成氨【课程分析】合成氨工业对化学工业、国防工业和我国实现农业现代化具有重要意义，是重要的化学工业之一；同时，氨气、氢气合成氨反应也是一个学生熟悉的、典型的平衡体系。本节以此为研究对象有利于学生应用化学平衡理论和化学反应速率理论尝试综合选择化工生产的适宜条件，从而体会化学热力学理论和化学动力学理论对生产实践的指导作用。【学情分析】学生在化学必修课中，通过“化学反应的快慢和限度”的学习，已经了解了化学反应速率的相关知识并建立了化学平衡的概念。在本课题学习中，面对合成氨的实际生产问题，通过对合成氨最佳条件的探究，进一步理解化学反应速率和化学平衡移动原理是选择合成氨生产条件的主要依据，同时也提供给学生一条综合运用化学原理和其他生产因素分析和解决实际问题的途径，使他们已有的知识得到拓展和应用，并体会到化学理论对生产实践的指导作用。【设计思路】在内容编排上，先让学生就合成氨反应的热力学、动力学问题分别进行讨论，再综合考虑工业生产实际中的各种因素，对合成氨反应的适宜条件进行选择。【学习目标】1、了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理,选择合成氨的适宜条件.2、了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法.【教学流程】一、创设情境1914年，第一次世界大战一开始，英国就从海上封锁德国从智利进口硝石。于是人们预言，德国得不到硝石，农田将缺乏肥料，炸药工厂也将停产，那么德国最迟在1915年或1916年便要自动投降，可是1916年过去了，德国还在顽强的战斗，农田照样一派浓绿，前线的炮火反而更加猛烈。原来……德国以哈伯为首的一批化学家克服了当时的世界化学难题——以廉价的空气、水和煤炭合成了2重要的化工原料——氨气。设计意图：引入新课，激发学生学习本节课的兴趣。二、分析:合成氨的反应特点N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＜01．在298K下合成氨反应能自发进行2．可逆反应3．正反应为放热反应4．正反应为气体体积减小的反应设计意图：为学生自主学习外界条件对合成氨反应的影响提供帮助。【自主学习】三、外界条件对合成氨反应的影响据合成氨反应的特点应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率？请填写下表外界条件使NH3生产的多使NH3生产的快平衡分析速率分析压强催化剂温度浓度【合作·探究】四、小组探究合成氨的适宜条件根据外界条件对合成氨反应的平衡和速率的影响，请小组探究，工业中合成3氨的适宜条件。设计意图：让学生通过对合成氨的适宜条件的讨论，是学生了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理解决实际问题，了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法，增加学生合作探究的意识，增加学生学习化学的积极性。五、信息整合---合成氨的适宜条件的选择据合成氨反应的特点应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率讨论:1、既然增大压强既可提高反应速率,又可提高氨的产量,那么在合成氨工业中压强是否越大越好?2、既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动,那么生产中是否温度越低越好?3、在合成氨工业中要使用催化剂,既然催化剂对化学平衡的移动没有影响,为什么还要使用呢总结：合成氨适宜条件催化剂------铁温度-------700K左右根据设备动力选择压强-----1×107~1×108PaN2,H2投料比--------1:2.8及时分离----氨气【课堂小结】1、合成氨的工业条件的选择——反应速率和化学平衡共同作用的结果2、选择合成氨的条件时，既不能片面地追求高转化率，也不能只追求高反应速率，而应该……设计意图：是学生学到的知识形成知识网络体系。4【当堂达标】1、有如下平衡体系：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)（正反应放热），为了增加甲醇的产量，应采取的正确措施是（）A．高温、高压B．低温、低压C．适宜的温度、高压、催化剂D．高温、高压、催化剂2、从化学反应速率和化学平衡两个角度考虑，合成氨应采用的条件是（）A．低温、高压、催化剂B．低温、低压、催化剂C．适当温度、高压、催化剂D．高温、高压、催化剂3、促使化学平衡N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应放热)向右移动的措施是（）A．通入惰性气体B．通入N2C．通NH3气D．容器体积增大4、合成氨所需的H2可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(正反应放热)，下列措施中，能提高CO转化率的是（）A．增大压强B．升高温度C．增大水蒸气浓度D．增大浓度5、已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H＜0其实验数据见表(1)应选用的温度是_________。(2)应采用的压强是______，理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________。设计意图：通过对5个小题的当堂练习，加深学生应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法的锻炼，使本节课学到的知识得以提高和加强。【教学反思】1．新课程理念倡导学生能够从问题和任务出发，积极主动地通过交流研讨等活动，以获取知识和技能、发展能力、培养情感体验为目的的学习方式，本课例是以此为指导思想展开的。2．本节课的重点是应用化学反应速率和化学平衡原理选择合成氨的适宜条件，教学主旨是使学生了解应用化学反应原理选择化工生产条件的思路和方法，初步形成从多方面综合思考问题的意识。3．在教学过程中，充分利用教材中提供的“交流·研讨”组织学生展开讨论，引导学生将所学的理论知识与合成氨工业的实际问题相联系，做到学以致用。