课题2　人工固氮技术──合成氨教学教案设计

人工固氮技术——合成氨教学设计

第1课时 一、

指导思想于理论依据

本节课学生活动设计的总原则是：

1.

学生能够通过自主学习或者合作学习获得的知识:学生自己深入学习有困难的内容,教师可以创设情境，搭个台阶，让学生试着学或者通过小组讨论，用集体的智慧攻克难关，对于更难的内容，教师可以与学生共同完成。尽管如此，也要建立在学生先前经验的基础上，以减少学习的难度。

2.

设计学生活动，满足学生作为学习者的需要。学生有四个方面的需要。（1）探究的需要；（2）获得新的体验的需要；（3）获得认可与欣赏的需要；（4）承担责任的需要。设计学生活动，要尊重和关注学生的需要。

本节课讲现代信息技术与学科整合，改变了传统的教学模式，学生的学习不再是通过被动接受结论的方法来获取知识和积累知识。信息技术在图、文、像方面具有强大的功能，可以激活课本内容，让静止变活动，让抽象变具体，将外部资源引入化学课堂。教师可以利用信息技术搜索大量的图、文、像素材。精心制作课件，创设教学情境等手段给学生提供大量的感性认识，激发学生的学习积极性，使学生通过合作学习和自主学习来获取和积累知识，培养学生掌握和运用知识的态度和能力。

二、

教学背景分析

教学内容分析

本节教学内容在化学反应速率和化学平衡之后，是对化学反应速率与和化学平衡理论的综合运用。知识不难，难点在于教师通过设计学生活动，帮助学生形成分析问题的方法，并给学生创设新的问题情境，使学生运用方法，形成独立分析问题，解决问题的能力。

学生情况分析

学生已经掌握了化学反应速率和化学平衡理论的相关知识。但是学生还没有将所学知识应用于实际问题的经验，因此学生缺少理论与实际相结合的方法，本节课教师重在帮助学生形成方法，而不是教会学生具体的知识。在学生形成方法的基础上，给学生创设独立演练的机会。

三、教学目标

1.利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题；

2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。

3.通过练习题逐步形成独立分析问题、解决问题的能力。

四、教学重点

利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题。

五、课时安排

3课时

六、教学过程

新课教学：

固氮反应： 叫“固氮反应”.

主要的固氮反应有：生物固氮、自然固氮、化学固氮和人工模拟生物固氮。

1、生物固氮：是一种主要的自然固氮反应，如植物在根瘤菌作用下直接吸收空气中的N2转化为氨等，进一步合成氮白质。

2、自然固氮：如闪电产生的巨大电压，其电火花足可以击破氮分子的叁键，促使其与氧气反应生成NO.进而生成NO2和HNO3等。

3、化学固氮：合成氨反应；在放电条件下使氮气与氧气反应生成NO等；氮气与镁反应生成氮化镁。

4、人工模拟生物固氮：通过化学方法，制备出类似生物“固氮菌”的物质，使空气中的氮气在常温常压下与水及二氧化碳等反应，转化为氨态氮或铵态氮，进而实现人工合成大量的蛋白质等，最终实现工厂化生产蛋白质食品。

对比思考：“固硫”反应的概念是：将废气中对空气造成污染的SO2转化为固态含硫化合物。如实验室用NaOH溶液吸收多余的SO2生成Na2SO3，硫酸工业中用氨水吸收SO2生成亚硫酸铵，燃烧煤等产生的SO2用Na2SO3溶液吸收生成NaHSO3，在煤中加入一定比例的CaCO3或CaO使SO2转化为CaSO3。

一、应用化学反应速率和化学平衡移动原理，解释合成氨工业的适宜条件的选择理由

工业生产中既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间产率。以上两点是选择反应条件的出发点。当二者发生矛盾时，要结合具体情况辩证分析，找出最佳反应条件。

合成氨反应条件的选择原理：

选择根据

：N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g) △H＝－92.4KJ·mol

铁触媒

500℃左右

20～

50Mpa

－11、

反应特点：

①N2极不活泼，通常条件下反应难以进行

②是一个气体体积缩小的反应

③是一个放热反应

2、可供选择的条件：

反应条件 加快反应速率的措施 增大反应程度的措施[来源:Zxxk.Com] ①压强 高压 高压

②温度 高温 降温

③催化剂 铁触媒 ____ ④浓度 ______ 及时分离出氨

3、选择条件时综合考虑的因素：

（1）合成氨反应的特点：

体积缩小、放热、可逆。依据化学反应速率和化学平衡理论讨论合成氨的条件：

从化学平衡理论讨论

从化学反应速率理论讨论

反应条件

对化学反应速率的

影响

影响

增大压强，有利于增大化压 强

学反应速率，越大越好

合物中NH3

的含量，越大越好

增大压强，有利于提高平衡混件

对平衡混合物中NH3

含量的综合两方面理论

选择合成氨的适宜条压强增大，有利于氨的合成，但需要的动力大、对材料、设备等要

求高因此，工业上一般采用

10～30Mpa的压强

选择适宜的温度，工业升高温度，有利于增大化温 度

学反应速率，越高越好

合物中NH3

的含量，越低越好

左右的温度，这个温度催化剂的活性最大

工业上一般采用铁触使用催化剂有利于增大化催化剂

学反应速率

温度下较快地进行。

N2(g)

＋ 3H2(g)

500℃左右

20～

50Mpa

升高温度，不利于提高平衡混上一般采用400~500℃没有影响

媒，使反应能在较低的2NH3(g) ；

△H ＝

－92.4KJ·mol

铁触媒

－1七、板书设计

1.合成氨的

原理

2、合成氨的条件

3、合成氨生产过程

4、三废处理

5、化学理论指导化学生产的意义

八、课外思考

为什么2SO2+O2

用一种反应物过量?

2SO3，△H<0 反应中，工业上使用过量的空气?而合成氨工业生产中又不采