2022年《化学反应条件的优化-工业合成氨》教学设计.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀教案工业合成氨教学设计高二 化学 李琳 2022/10/11 【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；本节教材表达了化学反应速率和化学平稳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,也可进一步加深对所学理论的懂得；通过本节课的学习,使同学懂得如何应用化学反应速率和化学平稳原理,挑选合 成氨的相宜条件；使同学明白应用化学原理挑选化工生产条件的思路和方法；【学情分析】同学通过对前两节的学习,已经把握了温度、浓度等外界条件 对化学平稳的影响和

2、影响化学反应速率的因素,具有了相应的学问基础；同学刚 刚学完这部分内容感觉比较抽象,不简洁懂得,在学习过程中需要老师去引导,循序渐进,在复习基础学问的基础上,争论合成氨反应的特点,从而探讨出工业 生产所需的合适条件 . 但对于如何处理从化学热力学角度实现高转化率所需的条 件与从动力学角度实现高速率所需的条件的冲突,以及实际生产中仍要考虑成本、经济效益的等多方面因素存在疑问；【设计思路】新课程理念提倡同学能够从问题和任务动身,积极主动地通过 自主学习、沟通研讨、合作探究等活动,以猎取学问和技能、进展才能、培育情 感体验为目的的学习方式,本课例是以此为指导思想绽开的；本节课的重点是应 用化学反应速

3、率和化学平稳原理挑选合成氨的相宜条件,教学主旨是使同学明白 应用化学反应原理挑选化工生产条件的思路和方法,初步形成从多方面综合摸索 问题的意识； 1、通过自主学习,应用化学反应速率和化学平稳原理挑选合成氨的 相宜条件 2 沟通研讨,引导同学应用化学反应原理挑选化工生产条件的思路和和 方法 3 达标练习,学以致用明白化学理论在实际生产中的应用；在本节课的各教学环节中,力争做到（1）联系生活实际,合理创设情境,激发同学学习爱好；（2）强化同学主体位置,引导同学积极参加；（3）采纳自主、合作、探究的方式,并对同学进行全方位、多角度的启示和 指导,让同学真正成为学习的主人；细心整理归纳 精选学习资料

4、- - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 6 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀教案依据诱思探究理论,结合同学已有的学问储备和学习内容的特点,本节课设计主要分为三个认知层次：一、创设情境,激发爱好从化学反应 N2g + 3H2g 2NH3g 看起来非常简洁而氮、氢为原料合成氨从第一次试验室研制到工业化投产,经受了约130 年漫长的进展过程入手,然后 投影 合成氨的车间外貌和生产设备图提出质疑：合成氨工厂为什么需要那么 巨大而复杂的生产设备和特别的生产条件？

5、让同学心中产生疑问,从而激发同学的学习爱好；二、自主学习与合作探究,分析问题本质（1）自主学习,挑选合成氨的优化条件让同学通过自主学习课本65 页和 66 页沟通研讨,依据合成氨反应的特点分别从化学平稳的角度和反应速率的校对探讨合成氨的有利条件；这样在给同学提 供 “ 动脑想” “ 动手做” “ 动口说” 的机会同时,又对前面化学平稳移动和反应 速率的相关学问进行了巩固,提高了对学问的迁移应用才能；（2）合作探究,把握规律 同学在自主学习的基础上,合作探讨合成氨的相宜条件,并从工业上合成氨 的条件及设备,总结归纳如何处理从化学热力学角度实现高转化率所需的条件与 从动力学角度实现高速率所需的条件

6、的冲突,以及实际生产中仍要考虑哪些方面 的因素,形成应用化学原理挑选化工生产条件的思路和方法；三、迁移应用,巩固提高 通过几道练习题进一步提高同学将化学反应原理应用于生产实际的才能；【学习目标】1能从化学反应速率和化学平稳原理分析合成氨的相宜条件；2明白应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法,体验实际生产条 件的挑选与理论分析的差异；3通过对合成氨相宜条件的分析,熟悉化学反应速率和化学平稳的调控在工 业生产中的重要作用；【教学流程】一创设情境,激发爱好细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 6 页 - - - - - - -

7、 - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀教案 课件投影 利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题,从 第一次试验室研制到工业化投产, 经受了约 130年的时间；化学反应 N2g + 3H2g 2NH3g看起来非常简洁,为什么合成氨的工业化生产会经受如此漫长的进展过 程？ 合成氨工厂为什么需要那么巨大而复杂的生产设备和特别的生产条件？展 示合成氨的车间外貌和生产设备图；要求：同学对提出问题进行摸索,并浏览合成氨的车间外貌和生产设备图片 设计意图 : 从工业合成氨的漫长进展过程和复杂设备入手,联想质疑,激发学 生心中

8、的疑问,让同学带着问题进入本节课的学习,增强学习爱好；二、自主学习与合作探究,分析问题本质【自主学习】题： 课件投影 1. 请同学们阅读课本 65 页沟通研讨,观看合成氨反应摸索以下问N2g + 3H 2g 2NH3g ；已知 298K时： H = -92.2 kJ mol-1, S = -198.2 J K-1 mol-1合成氨反应有什么特点？（从H和 v（g）分析）请利用化学平稳移动移动的学问分析什么条件有利于氨的合成？ 课件投影 2. 请同学们阅读课本66 页沟通研讨,摸索以下问题：（1）你认为可以通过掌握那些反应条件来提高合成氨反应的速率？（2）试验争论说明,在特定条件下,合成氨反应的

9、速率和参加反应的物质的浓度的关系式为： = k c N2 c1.5H2 c -1NH3 ；各物质的浓度对反应速率有哪些影响？可以实行哪些措施来提高反应速率？（3）请你依据表 2-4-1 所给的数据分析催化剂对合成氨反应速率的影响：要求：同学先独立摸索,分析合成氨的有利条件,完成学案上相应的题目,时间 10 分钟；设计意图：通过自主学习,可以培育同学的独立摸索的才能和自学才能；学生通过对合成氨的条件的挑选,对前面化学平稳移动和反应速率的相关学问进行 了巩固,提高了对学问的迁移应用才能；【精讲点拨】合成氨反应是一个可逆反应、正反应是放热反应、正反应是气体的 物质的量减小的反应,降低温度、增大压强有

10、利于化学平稳向生成氨的方向移动；合成氨反应的速率与氮气浓度的1 次方成正比,与氢气浓度的1.5 次方成正比, 第 3 页,共 6 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀教案与氨气浓度的 1 次方成反比；上升温度、增大压强、增大反应物浓度、使用催化 剂可以提高合成氨反应的速率；【合作探究】总结归纳 , 把握规律 课件投影 请同学们完成 67 页沟通研讨中的表格 , 争论以下问题 : 1 在确定合成氨的相宜条件

11、的过程中遇到了哪些问题 .阅读课本 , 结合工 . 业上合成氨的条件看问题是怎么解决的 2 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？3 降低温度有利于化学平稳向生成氨的方向移动,那么生产中是否温度 越低越好？4 在合成氨工业中,反应物N2 和 H2的浓度比例应当如何确定？提高反应的平稳转化率提高化学反应的速率措施反应特点措施反应特点放热活化能高分子数减低温时反应速率低小 反应可逆 原料气浓度增加能提 高反应率 氨气浓度增加能降低 反应速率 要求 : 同学完成表格后 , 进行小组争论 , 然后小组汇报争论结果 , 通过对工业上 合成氨条件的挑选归纳总结

12、出应用化学反应原理挑选化工生产条件的一般思路和 和方法,时间 20 分钟 设计意图 : 合成氨的条件挑选时机要解决实现高转化率所需的条件与从动力学角度实现高速率所需的条件的冲突, 仍要考虑实际生产中仍要考虑成本、经济效益、设备要求的等多方面因素 , 同学通过对问题的解决,把握应用化学反应原理选择化工生产条件的一般思路和和方法；在此过程中,通过合作探究,培育小组合作的意识,选出小组代表发言；既锤炼了同学的思维才能又锤炼了语言表达才能；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 6 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精

13、品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀教案 课件投影 外部 工业合成氨的相宜条件条件压强 适当高压,一般在 2 10 75 10 7Pa温度 相宜温度, 700K左右催化 使用铁催化剂剂浓度适时将产物氨液化分别,未转化的N2和 H2进行循环利用；适当提高氮氢比,nN2 ：nH2=1：2.8 ； 小结 关于合成氨的工业化生产（1）合成氨的工业条件的挑选反应速率和化学平稳共同作用的结果（2）挑选合成氨的条件时,既不能片面地追求高转化率,也不能只追求高反应速率,而应当查找以较高的反应速率获得适当平稳转化率的反应条件；（3）此外,仍应当考虑原料的价格、未转

14、化的合成气（氮气和氢气）的循环使用、反应热的综合利用等问题；三、迁移应用、巩固提高 课件投影 请同学们进行这节课的学问整理后,完成以下题目,时间 8 分钟1在合成氨工业中,为增加 动的是（）；NH3的日产量,以下变化过程不能使平稳向右移A不断将 NH3分别出来 B使用催化剂C采纳 700K左右的高温 D采纳 2 10 75 10 7 Pa 的压强2. 合成氨厂所需 H2可由煤与水反应制得,其中有一步反应为COg+H2Og CO 2g+H 2g+Q 欲提高 CO转化率可采纳的方法是降低温度；增大压强；使用催化剂；增大 CO浓度；增大水蒸气浓度（A）（B）（C）（D）设计意图 : 复习平稳移动的学

15、问,对前面的学问进行巩固；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 6 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -3工业合成氨的反应是在名师精编优秀教案）500左右进行,主要缘由是（A.500时反应速率最快 C.500时 N2的转化率最高B.500时 NH3的平稳浓度最大 D.500 时催化剂能发挥最大效力设计意图 : 工业上合成氨条件挑选 , 需要综合考虑反应速率、转化率、对催化剂等因素的影响,培育同学严密的思维规律才能；4以下平稳体系COg+2H

16、2g CH3OHg+Q 为了增加甲醇产量,工厂应实行的正确措施是（）（A）高温,高压（C）低温,低压（B）相宜温度,高压、催化剂（D）低温,高压,催化剂5工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素：2NH3+CO CONH 2 2+H2O 已知以下物质在肯定条件下均能与水反应产生H2 和 CO 2,H2 是合成氨的原料, CO供合成尿素用；如从充分利用原料的角度考虑,选用（填序号）物质作原料较好；作出挑选的依据是（A）CO （B）石脑油（ C5H12、C6H14）（C） CH4（D）焦碳2工业制硝酸需经过下面两个可逆反应：2NO+O 2NO 2（正反应是放热反应）,3NO 2+H2O 2HNO 3+NO

17、（正反应是放热反应）假如要生产较大浓度的硝酸,可 采 取 的 措 施是；3合成氨工业中,原料气（ N2、H2及少量 CO、NH3 的混合气体）在进入合成塔之前常用醋酸二氨合铜（） ,即 Cu （NH3）2Ac 溶液来吸取原料气中的 CO,以免使催化剂中毒,其反应是：Cu（NH3）2Ac+CO+NH Cu（NH3）2Ac .CO （ 正 反 应 放 热 ）, 请 回 答 ：有 利 于 吸 收 CO 的 生 产 适 宜 条 件是；设计意图 : 通过对甲醇、尿素、 CO生产条件的挑选,提高同学的迁移应用才能,引导同学将所学的理论学问与合成氨工业的实际问题相联系,做到学以致用,初步形成应用化学原理 挑选 化工生产 条件 的思路和方法；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 6 页 - - - - - - - - -