高中化学第2章化学反应的方向限度与速率第4节化学反应条件的优化教案鲁科版选修4

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1、第4节化学反应条件的优化——工业合成氨一、教材分析本章教材前三节教材内容安排的是化学反应的方向、限度与速率的理论知识，分别从化学热力学角度介绍化学反应方向的判据以及浓度、温度等外界条件对化学平衡的影响，从化学动力学角度介绍影响化学反应速率的因素并进行定量研究和理性分析。而在实际生产中，从化学热力学角度实现高转达化率所需的条件往往与从化学动力学角度实现高速率所需的条件相互矛盾。为了以较高速率获得适当的转化率，人们通常对这两方面的研究结果进行综合分析，即进行反应条件的优化。本节内容就是对前两部分知识的综合应用，以工业合成氨为例探究化学反应条件优

2、化的选择方法，体现化学反应的方向、限度、速率等理论在优化选择化学反应条件方面的作用，初步尝试利用理论分析化工生产中的实际问题，引导学生考虑合成氨生产中动力、设备、材料生产效率等因素；再结合生产中的数据向学生介绍合成氨的实际生产条件，对合成氨的适宜条件进行选择，使他们在解决实际问题的过程中提升对化学反应的价值的认识；课堂中通过“动手”“动脑”“动口”等师生互动的方法来完成教与学的任务，达成教与学的目标。二、教学设计思路三、教学过程课题化学反应条件的优化——工业合成氨授课人刘传武课时：1课时时间：11.28教学目标 知识与技能应用化学反应速率和

3、化学平衡原理分析合成氨的适宜条件。过程与方法1.认识合成氨的化学原理，应用化学反应速率和化学平衡原理来选择合成氨的适宜条件。学生通过丰富的资料及问题探讨培养抽象思维能力和分析推理能力。2.了解合成氨生产的主要流程。情感、态度与价值观1.学生在多媒体的交互式学习环境中，充分发挥学习的主动性，培养检索、处理、获取信息的终身学习能力。2.培养用辩证唯物主义观点（对立统一的观点）看待物质、看待世界。树立环境保护的意识和爱国主义的观点。重点难点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方法学生自主学习问题讨论总结教学用具实物投影、电脑教学

4、过程教师活动预设学生活动预期设计意图新课引入提问讲解【引入】这节课我们将讨论怎样应用学过的化学反应速率和化学平衡的知识来研究有关合成氨工业的问题。【投影】展示工业合成氨图片两幅：合成氨工厂为什么需要那么庞大而复杂的生产设备和特殊的生成条件呢？这就要求我们从动力学角度与化学平衡移动原理分析如何提高氨的产量。【板书】化学反应条件的优化——工业合成氨【过渡】现在工厂合成氨气，应怎样选择生产条件呢？回忆速率、平衡理论；认真观察图片并思考与理论联系。    由图片引入新课，激发学习兴趣。     通过事例分析指出本节重点及学习方法，明确学生的学习方向

5、【设问】利用化学反应速率和化学平衡移动知识，从生产目的、选择的依据和原则角度考虑这个问题，选择生产条件的目的是什么？选择生产条件的依据是什么？判断合成氨反应能否自发进行 【交流·研讨】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。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。△H-T△S=-92.2kJ·mol-1-298K×（-198.2J·K-1·m

6、ol-1）＜0298K时，合成氨反应是可以自发进行的。为讨论合成氨适宜生产条件做准备。使学生体会一般的研究思路：第一步是进行化学热力学分析。先判断反应的方向，再利用平衡移动合成氨反应的限度【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 【点拨】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。（注意控制变量：

7、定一议二，即寻找等压线、等温线。） 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。用化学平衡原理分析如何提高氨的产量。合成氨反应的速率【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)

8、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：学生分析回答：1