《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化工業(yè)合成氨》教學(xué)設(shè)計(jì)

《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》教學(xué)設(shè)計(jì)廈門海滄實(shí)驗(yàn)中學(xué)張星星學(xué)段學(xué)科高二化學(xué)教材版本魯科版章節(jié)第2章第4節(jié)年級(jí)高二教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)與技能（1）了解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理分析合成氨的適宜條件；（2）了解應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理分析化工生產(chǎn)條件的思路和方法；（3）認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用。2．過(guò)程與方法（1）通過(guò)對(duì)合成氨適宜條件的分析和選擇，學(xué)會(huì)把握主要矛盾、統(tǒng)籌兼顧解決問(wèn)題的能力；（2）在運(yùn)用理論解決問(wèn)題的過(guò)程中，進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)理論的理解，提高實(shí)際應(yīng)用能力；3．情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）體驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)條件的選擇與理論分析的差異，初步形成從多方面綜合思考問(wèn)題的意識(shí)；（2）認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)原理在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用，提升學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的價(jià)值的認(rèn)識(shí)，從而贊賞化學(xué)科學(xué)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)，樹(shù)立正確的人生價(jià)值觀。教學(xué)重難點(diǎn)應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理選擇合成氨的適宜條件學(xué)情分析學(xué)生在第2章前3節(jié)的學(xué)習(xí)中，對(duì)化學(xué)平衡理論和化學(xué)反應(yīng)速率理論有了一定程度的認(rèn)識(shí)。經(jīng)過(guò)高中一年的訓(xùn)練，學(xué)生善于質(zhì)疑、主動(dòng)思考、積極獲取知識(shí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣已基本養(yǎng)成，參與意識(shí)、合作意識(shí)已有較明顯提高。他們正處于生理的高速發(fā)展期，認(rèn)識(shí)能力和知識(shí)水平都達(dá)到了較高的層次，他們正經(jīng)歷著從習(xí)慣于感性思維、形象思維向更加關(guān)注理性思維、抽象思維的轉(zhuǎn)軌期，所以在教學(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生分析、討論，使他們的認(rèn)識(shí)過(guò)程從直觀的體驗(yàn)和想象上升到理性的思維階段。教學(xué)方法引導(dǎo)啟發(fā)式教學(xué)、小組討論法以及多媒體輔助教學(xué)法教學(xué)過(guò)程【板書】第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨【展示】人類用氮的歷史【展示】合成氨的發(fā)展【板書】實(shí)驗(yàn)室制氨氣的方程式【過(guò)渡】合成氨從第一次實(shí)驗(yàn)室研制到工業(yè)化投產(chǎn)經(jīng)歷了約150年的時(shí)間。鑒于合成氨工業(yè)的實(shí)現(xiàn)，瑞典皇家科學(xué)院于1918年向哈伯頒發(fā)了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。簡(jiǎn)單反應(yīng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)用于化工生產(chǎn)需要考慮哪些問(wèn)題？【提問(wèn)】假如你是化工廠的廠長(zhǎng)，要將合成氨反應(yīng)應(yīng)用于生產(chǎn)，你需要考慮哪些問(wèn)題？【學(xué)生活動(dòng)】小組討論【總結(jié)】從合成氨的反應(yīng)是否自發(fā)、合成氨的反應(yīng)速率、合成氨的產(chǎn)率這三方面來(lái)考慮實(shí)際的生產(chǎn)。任務(wù)一、從反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行分析合成氨反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方向已知298K時(shí):△H=-KJ·mol-1△S=-J·K-1·mol-1【提問(wèn)】1．分析合成氨的反應(yīng)特點(diǎn)。2．請(qǐng)根據(jù)正反應(yīng)的焓變和熵變分析298K下合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？【學(xué)生活動(dòng)】討論合成氨的反應(yīng)特點(diǎn)，判斷反應(yīng)能否在常溫下自發(fā)進(jìn)行?！究偨Y(jié)】合成氨反應(yīng)的特點(diǎn)：①可逆反應(yīng)；②放熱反應(yīng)；③正反應(yīng)氣氣體體積減小。該反應(yīng)常溫下△H-T△S<0反應(yīng)能在常溫下自發(fā)進(jìn)行【板書】合成氨的工業(yè)反應(yīng)及反應(yīng)特點(diǎn)，合成氨的化學(xué)反應(yīng)方向任務(wù)二、從化學(xué)平衡的角度分析合成氨反應(yīng)的限度【展示】平衡混合物中氨的含量與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系圖以及平衡混合物中氨的含量與反應(yīng)物體積比的關(guān)系圖【提問(wèn)】請(qǐng)利用化學(xué)平衡移動(dòng)的知識(shí)分析什么條件有利于氨的合成。【學(xué)生活動(dòng)】溫度,低壓有利于化學(xué)平衡正向移動(dòng),N2,H2濃度比為1:3有利于化學(xué)平衡正向移動(dòng).【總結(jié)及板書】合成氨的化學(xué)反應(yīng)限度任務(wù)三、分析如何提高合成氨反應(yīng)的反應(yīng)速率【提問(wèn)】1．你認(rèn)為可以通過(guò)控制那些反應(yīng)條件來(lái)提高合成氨反應(yīng)的速率？2．實(shí)驗(yàn)研究表明，在特定條件下，合成氨反應(yīng)的速率與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系為:ν=kc(N2)(H2)c-1(NH3)請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)關(guān)系式分析：各物質(zhì)的濃度對(duì)反應(yīng)速率有哪些影響？可以采取哪些措施來(lái)提高反應(yīng)速率？【學(xué)生活動(dòng)】結(jié)合影響化學(xué)反應(yīng)的速率因素討論提高合成氨反應(yīng)的反應(yīng)速率的方法，結(jié)合合成氨的速率公式，得出結(jié)論：增大反應(yīng)物濃度、減小生成物的濃度有利于提高化學(xué)反應(yīng)速率。【展示】有無(wú)催化劑的條件下合成氨的活化能以及反應(yīng)速率的數(shù)值表格【提問(wèn)】分析催化劑對(duì)合成氨反應(yīng)速率的影響【學(xué)生活動(dòng)】分析數(shù)據(jù)得出催化劑能提高化學(xué)反應(yīng)速率?！咎釂?wèn)】從壓強(qiáng)和溫度的角度如何提高合成氨化學(xué)反應(yīng)速率的反應(yīng)速率。【學(xué)生活動(dòng)】增大壓強(qiáng)、降低溫度【總結(jié)及板書】合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率任務(wù)四、分析如何選擇合成氨反應(yīng)的條件【提問(wèn)】完成下列表格，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)合成氨的特點(diǎn)，從化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率兩個(gè)角度來(lái)綜合分析，合成氨應(yīng)采取什么反應(yīng)條件？【學(xué)生活動(dòng)】完成表格內(nèi)容【思考分析】1．既然增大壓強(qiáng)既可提高反應(yīng)速率，又可提高氨的產(chǎn)量，那么在合成氨工業(yè)中壓強(qiáng)是否越大越好？2．既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動(dòng)，那么生產(chǎn)中是否溫度越低越好？3．在合成氨工業(yè)中要使用催化劑，既然催化劑對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)沒(méi)有影響，為什么還要使用呢？【師生總結(jié)】合成氨的適宜條件壓強(qiáng)：高壓溫度：高溫催化劑：使用鐵作催化劑濃度：液化氨并及時(shí)分離、補(bǔ)氮?dú)湓蠚庋h(huán){n