工业合成氨教案.doc

信息化教学设计 姓名 学科 化学 年级 高二 邮件 单位 教学设计 教学主题 一、教材分析 二、学生分析 三、教学目标 2、认识对化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用 3、体会选择化工生产适宜条件时需要综合考虑多种因素 四教学环境 简易多媒体教学环境交互式多媒体教学环境网络环境教学环境移动学习 五、信息技术应用思路突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？ 本节课利用视频、音频等丰富的资源，充分利用多媒体教学资源，以工业合成氨条件发展的历史为主线，充分调动学生的兴趣，进而引导学生利用已有的速率、限度知识讨论如何合理地选择工业合成氨的条件。而实际生产中又是如何选择合成氨的条件呢？还要考虑哪些因素呢?使学生能够明确理论的应用中还要考虑设备、成本等多种因素，培养学生解决实际问题的能力。 六、教学流程设计（可加行） 教学环节 教师活动 学生活动 信息技术支持资源方法手段等 创 设 情 境 穿 越 历 史 判断合成氨反应能否自发进行 【引入】19世纪初，人们就认识到氮肥在农业中的巨大作用。当时含氮化合物主要来自智利的硝酸钠矿，有限的矿产资源使得含氮化合物的价格十分高，不能满足工农业的需要。大气的五分之四都是氮，固氮，成为一项受到众多科学家关注重大课题。 【播放音频】资料一 1900年，法国化学家勒夏特列通过理论计算，认为氮气和氢气可以直接化合生成氨。在实验验证过程中发生了爆炸,他并没有调查事故发生的原因，而是觉得这个实验有危险就放弃了。后来查明实验失败的原因是他所用的混合气体中含有氧气。 稍后，德国物理化学家能斯特通过理论计算，竟然认为合成氨是不能进行的。后来才发现，他在计算时误用一个热力学数据，以致得到错误的结论。由于能斯特在物理化学领域的权威性，人工合成氨的研究陷入低潮。 哈伯没有盲从权威，而是依靠实验来检验，终于证实了能斯特的计算错误，合成氨反应是能发生的。 【请你算一算】合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K时，△H=-92.2kJ·mol-1 △S=-198.2J·K-1·mol-1 请根据正反应的焓变和熵变分析298K下合成氨反应能否自发进行。 聆听，了解合成氨化学史 学生计算： △H-T△S =-92.2kJ·mol-1-298K×（-0.1982kJ·K-1·mol-1）＜0 298K时，合成氨反应是可以自发进行的。 音频 多媒体 帮助哈伯走出困 境 合成氨反应的限 度 合成氨反应的速率 【播放音频】资料二 哈伯经过多次实验，发现：在高温条件下这个反应会进行。但是，他还发现：当温度升高到1000℃时，氨的产率仅为0.012%，还不如低温时的产率；降低反应温度时，反应却又变得十分缓慢。哈伯的研究陷入困境。 【活动探究】请同学们根据合成氨反应的特点，利用影响化学平衡移动的因素，分析什么条件有利于氨的合成？ 【板书】一、合成氨反应的限度 【讲述】如图2-4-3所示，在不同反应温度、压强下反应达平衡时，平衡混合物中氨含量的测定结果与上述理论分析结果一致。 进一步研究发现，在一定的温度、压强下，反应物氮气、氢气的体积比为1：3时平衡混合物中氨的含量最高。 【过渡】在寻找最佳的生产条件时，除了考虑反应的限度时，还需要研究采取哪些措施来提高化学反应速率。 【板书】二、合成氨反应的速率 【交流·研讨】 1、结合影响反应速率的因素，思考什么条件能提高合成氨反应的速率？ 2、实验表明，在特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系为v =kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3) 请你根据关系式分析：各物质的浓度对反应速率有哪些影响？可以采取哪些措施来提高反应速率？ 3、请你根据下表所给的数据分析催化剂对合成氨反应速率的影响： 【补充】除此之外，温度对合成氨反应的速率也有显著影响：温度越高，反应进行得越快。? 学生讨论分析反应特点： 合成氨反应为放热、气态物质系数减少的可逆反应。 学生讨论回答： 降低温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动；N2、H2的体积比为1：3时平衡混合物中氨的含量最高。 学生观看图2-4-3进行分析。 学生分析回答： 1、升高温度 增大压强 增大反应物浓度 使用催化剂 2、增大N2、H2浓度，将氨及时从混合气中分离出去 3、分析下表所给的数据使用催化剂可使合成氨反应的速率提高上万亿倍。 表2-4-1 音频 多媒体 质 疑 哈 伯 回到现 实 生产实际选择合成氨的适宜条件 【播放音频】资料三 1905年底，哈伯确定了氮气和氢气的混和气体在高温高压及催化剂的作用下合成氨。