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meili 发表于 2022-10-21 09:40:55

高三化学教案 合成氨条件的选择

<p>知识目标</p><p>使学生理解如何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；使学生了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。</p><p>能力目标</p><p>培养学生对知识的理解能力，及理论联系实际的应用能力和分析问题、解决问题的能力。</p><p>情感目标</p><p>通过学生领悟理论知识对生产实践的指导作用，使学生树立理论和实践相结合的思想认识；并通过知识的运用培养学生的创新精神和科学方法。</p><p>教学建议</p><p>教材分析</p><p>本节教材体现了化学反应速率和平衡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，也可进一步加深学生对所学理论的理解。</p><p>教材分为两部分：第一部分主要是通过讨论引导学生运用化学反应速率和化学平衡原理等知识，并考虑合成氨生产中动力、设备、材料等的实际情况，合理地选择合成氨的生产条件。第二部分是拓宽思路方面的内容，主要是探讨合成氨的发展前景。</p><p>在第一部分内容中，教材针对合成氨的反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应，首先要求学生利用已学过的知识，讨论为使合成氨的化学反应速率增大所应采取的方法。在此基础上，又据实验数据讨论为提高平衡混合物中 的含量所应采取的方法。在两个讨论的基础上，教材又结合合成氨生产中动力、材料、设备、催化剂的活性等实际情况，较具体地分析了合成氨时压强、温度、催化剂等的选择情况。此外，还结合合成氨生产过程示意图，简单提及浓度等条件对合成氨生产的影响，以及原料的循环使用等问题，以使学生理解合成氨条件的选择应以提高综合经济效益为目的。</p><p>第二部分教学在第一部分的基础上讨论合成氨的发展前景，拓宽学生的思路，主要目的不在于知识本身，而更多地应侧重于培养学生的创新精神和训练科学方法。</p><p>教学建议</p><p>第一部分合成氨条件的选择的教学：</p><p>1．提出问题：针对合成氨的反应，首先需要研究如何在单位时间里提高的产量，这是一个化学反应速率问题。</p><p>2．复习提问：浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率影响的结果。</p><p>3．组织讨论：</p><p>①为使合成氨的反应速率增大，应采取的方法。</p><p>②合成氨反应是可逆反应，在实际生产中，仅仅考虑单位时间里的产量问题（化学反应速率问题）还不行，还需要考虑如何最大限度地提高平衡混合物中的含量问题（化学平衡的移动问题）。</p><p>③针对合成氨的反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应，要求学生利用已学过的知识，讨论为最大限度地提高平衡混合物中的含量所应采取的方法。</p><p>4．阅读图表实验数据印证理论：学生通过阅读表2－4的实验数据可知，应用平衡移动原理得出的结论与科学实验的结果是完全一致的，这会大大提高学生的学习兴趣。</p><p>5．综合上面的讨论情况，同时综合考虑合成氨生产中动力、设备、材料等的实际情况，具体地研究合成氨条件的选择问题。此外，要结合合成氨生产过程示意图，简单提及浓度对合成氨生产的影响以及原料的循环使用等问题，以使学生理解合成氨条件的选择应以提高综合经济效益为目的。</p><p>教师可结合讨论过程，让学生进行归纳。</p><p><table cellspacing="0" cellpadding="0" border="1"><tbody><tr><td valign="top" width="103"> </td><td valign="top" width="65"><p>压强</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="65"><p>温度</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="65"><p>催化剂</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="154"><p>浓度</p><dsavq -=""></dsavq></td></tr><tr><td valign="top" width="103"><p>为增大合成氨的反应速度</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="65"><p>增大</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="65"><p>升高</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="65"><p>加入</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="154"><p>增加、的浓度</p><dsavq -=""></dsavq></td></tr><tr><td valign="top" width="103"><p>为提高平衡混合物中的含量</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="65"><p>增大</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="65"><p>降低</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="65"> </td><td valign="top" width="154"><p>减小平衡混合物中的浓度</p><dsavq -=""></dsavq></td></tr><tr><td valign="top" width="103"><p>实验生产中</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="65"><p>20Mpa－</p><dsavq -=""><p>50MPa</p><dsavq -=""></dsavq></dsavq></td><td valign="top" width="65"><p>500℃左右</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="65"><p>铁触煤（500℃左右时活性最大）</p><dsavq -=""></dsavq></td><td valign="top" width="154"><p>使气态变为液态并及时从平衡混合物中分离出去，及时补充和</p><dsavq -=""></dsavq></td></tr></tbody></table></p><p>第二部分合成氨工业发展前景的教学</p><p>1．以史明理：从介绍18世纪末到20世纪初这100多年里合成氨工业的发展简况入手，以压强选择的变化为例，说明合成氨条件的选择是与科技进步、动力、材料、设备等条件的改善紧密相联系的，并仍将随之而作相应的改变。</p><p>［结论］水的电离是个吸热过程，故温度升高，水的增大。25℃时，</p><p align="center">；100℃时，。</p><p>（5）水的离子积是水电离平衡时的性质，它不仅适用于纯水，也适用于任何酸、碱、盐稀溶液。即溶液中</p><p align="center"></p><p>①在酸溶液中，近似看成是酸电离出来的浓度，则来自于水的电离。</p><p>且</p><p>②在碱溶液中，近似看成是碱电离出来的浓度，而则是来自于水的电离。</p><p>［想一想］</p><p>为什么酸溶液中还有？碱溶液中还有？它们的浓度是如何求出来的？</p><p>2．溶液的酸碱性和pH</p><p>（1）溶液的酸碱性</p><p>常温时，溶液酸碱性与，的关系是：</p><p>中性溶液：，，越大，酸性越强，越小，酸性越小。</p><p>碱性溶液：，，越大，碱性越强，越小，碱性越弱。</p><p>（2）溶液酸碱性的表示法：</p><p>①当或大于1mol/L时，可直接用或来表示溶液酸碱性。</p><p>②若或小于1mol/L，如，或</p><p align="center">，这种表示溶液酸碱就很不方便，化学上采用pH来表示溶液酸碱性的强弱。</p><p align="center"></p><p>pH为氢离子物质的量浓度的负常用对数，表示溶液酸碱度强弱。</p><p>练习：</p><p>1．25℃时，纯水的pH？</p><p>解：纯水，25℃时</p><p align="center"></p><p>答：25℃纯水pH为7。</p><p>2．物质的量浓度为盐酸溶液pH？</p><p>解：</p><p>1 ： 1</p><p align="center"></p><p align="center"></p><p align="center"></p><p>答：盐酸pH为2。</p><p>3．物质的量浓度为的溶液pH？</p><p>解：</p><p>1 ： 1</p><p align="center"></p><p align="center"></p><p align="center"></p><p align="center"></p><p>答：盐酸pH为12。</p><p>③溶液中，pH与溶液酸碱性关系。</p><p>在中性溶液中，</p><p>在酸性溶液中，</p><p>酸溶液酸性越强，越大，pH越小。</p><p>在碱性溶液中，</p><p>碱溶液碱性越强，越小，pH越大。</p><p>重点、难点剖析：</p><p>1．影响水电离的因素</p><p>（1）温度：电离过程是一个吸热过程，温度越高，水电离程度越大，也增大。</p><p>25℃时，</p><p>100℃时，</p><p>（2）酸或碱电离出来的或都会抑制水的电离，使水电离出来的与浓度减小。其对水的电离抑制程度决定于酸碱的或，而与酸碱的强弱无关。</p><p>（3）溶液的酸碱性越强，水的电离度不一定越小。（具体实例待学习盐水解时介绍）</p><p>2．在酸、碱、盐溶液中，水电离出来的</p><p>（1）酸溶液中：溶液中约等于酸电离出来的，通过求溶液中；水电离出来的等于；</p><p>（2）碱溶液中：溶液中约等于碱电离出来的</p><p align="center">，通过求溶液，此就是水电离出的且等于溶液中水电离出来的。</p><p>（3）在水解呈酸性盐溶液中，溶液中等于水电离出来的；</p><p>在水解呈碱性盐溶液中，溶液中等于水电离出来的。</p><p>pH计算的基本思路与方法：</p><p>一、知识要点</p><p>1．，关键是求溶液的。</p><p>2．强酸溶液中，直接由电离方程式求算。</p><p>3．强碱溶液中，先根据强碱电离方程式，求出，再由</p><p>4．弱酸溶液，用近似公式求算：</p><p align="center">或</p><p>5．弱碱溶液：先根据近似公式求溶液的</p><p align="center">或</p><p>二、已知pH的强酸、强碱溶液稀释计算</p><p>例1 已知的盐酸溶液，稀释100倍，求稀释后溶液的pH？</p><p>解：∵</p><p>稀释100倍，则</p><p align="center"></p><p>强酸溶液，当体积扩大100倍，减少100倍，pH变化2个单位。</p><p>即pH由1变为3；溶液减小，而浓度增大。pH变大。</p><p>例2 已知的溶液，稀释100倍，求稀释后溶液pH？</p><p>解：∵</p><p align="center"></p><p>稀释100倍：</p><p align="center"></p><p>强碱溶液，当体积扩大100倍，溶液中减少100倍，pH降低2。</p><p>总结、扩展</p><p><table cellspacing="0" cellpadding="0" align="center" border="1"><tbody><tr><td valign="top" width="113"><p>要 点</p><cewlkcp></cewlkcp></td><td valign="top" width="341"><p>内 容</p><cewlkcp></cewlkcp></td></tr><tr><td valign="top" width="113"><p>水（或溶液）离子积</p><cewlkcp></cewlkcp></td><td valign="top" width="341"><p>（25℃）</p><cewlkcp></cewlkcp></td></tr><tr><td valign="top" width="113"><p>溶液pH</p><cewlkcp></cewlkcp></td><td valign="top" width="341"><p></p><cewlkcp></cewlkcp></td></tr><tr><td valign="top" width="113"><p>溶液酸碱性与pH</p><cewlkcp></cewlkcp></td><td valign="top" width="341"><p>：</p><cewlkcp><p></p><cewlkcp><p></p><cewlkcp></cewlkcp></cewlkcp></cewlkcp></td></tr></tbody></table></p><p>扩展</p><p>1．已知强酸、强碱稀溶液的pH，等体积混合后，求混合液pH（近似计算）</p><p>适用于选择题型与填空题型的速算规律。</p><p><table cellspacing="0" cellpadding="0" align="center" border="1"><tbody><tr><td valign="top" width="127"><p>混合前</p><cewlkcp></cewlkcp></td><td valign="top" width="148"><p>混合后</p><cewlkcp></cewlkcp></td><td valign="top" width="187"><p>条件</p><cewlkcp></cewlkcp></td></tr><tr><td valign="top" width="127"><p></p><cewlkcp></cewlkcp></td><td valign="top" width="148"><p></p><cewlkcp></cewlkcp></td><td valign="top" width="187" rowspan="3"><p>强酸，强碱等体积混合，</p><cewlkcp><p></p><cewlkcp></cewlkcp></cewlkcp></td></tr><tr><td valign="top" width="127"><p></p><cewlkcp></cewlkcp></td><td valign="top" width="148"><p></p><cewlkcp></cewlkcp></td></tr><tr><td valign="top" width="127"><p></p><cewlkcp></cewlkcp></td><td valign="top" width="148"><p></p><cewlkcp></cewlkcp></td></tr></tbody></table></p><p>2．强酸强碱混合呈中性时二者体积与pH变化规律</p><p>（1）若pH酸＋pH碱＝14，则；</p><p>（2）若pH酸＋pH碱＞14，则；</p><p>（3）若pH酸＋pH碱＜14，则</p><p>3．强酸（弱碱），弱酸（强碱）加水稀释后的pH变化规律：</p><p>（1）强酸，，加水稀释倍，则；</p><p>（2）弱酸，，加水稀释倍，则；</p><p>（3）强碱，，加水稀释倍，则；</p><p>（4）弱碱，，加水稀释倍，则；</p><p>（5）酸碱无限稀释，pH只能接近于7，酸不可能大于7，碱不可能小于7。</p><p>二个单位，由13变为11。溶液中减少，增大，pH变小。</p><p>例1 等体积的和的两种盐酸溶液，混合后，求混合液pH？（设体积变化忽略不计）。</p><p>解：设混合前两种盐酸体积都为</p><p>混合前：</p><p align="center">，，溶液中</p><p align="center">，，溶液中</p><p>混合后，溶液中氢离子物质的量是原两种溶液中物质的量总积。</p><p>即</p><p align="center"></p><p align="center"></p><p>答 混合液pH为3.3。</p><p>例2 指导学生练习。</p><p align="center">和的两种溶液等体积混合，求混合液的pH？</p><p>板书设计</p><p>第二节 水的电离和溶液pH</p><p>一、水的电离与离子积</p><p>1．水的电离</p><p align="center"></p><p align="center"></p><p align="center"></p><p>2．水的离子积</p><p align="center"></p><p>常温下，</p><p align="center">（仅是温度函数）</p><p>3．影响水电离的因素</p><p>（1）温度：水的电离是吸热过程，升温促使电离，增大。</p><p>（2）溶液中，浓度增大，均抑制水的电离，但不变。</p><p>二、溶液的酸碱性与pH值</p><p>溶液中小于1mol/L时，用pH来表示溶液的酸碱性。</p><p align="center"></p><p>关键掌握求不同溶液中的。</p><p>探究习题</p><p>pH等于13与pH等于9的两NaOH溶液等体积混合后，所得溶液的pH是多少？</p><p>pH等于1与pH等于5的两强酸溶液各10mL，混合后溶液的pH是多少？</p><p>并结合以上两题总结出规律。</p><p>参考答案：两NaOH溶液等体积混合</p><p>分析 先求出两溶液的，继而求出混合溶液的，再据水的离子积求出混合溶液的，并取负对数，即可计算出两强碱溶液混合后的pH。</p><p>解：pH = 13，=，=。PH = 9，</p><p>，。</p><p>混合后溶液的为：</p><p align="center"></p><p>混合后溶液的为：</p><p align="center"></p><p>混合后溶液的pH为：</p><p align="center"></p><p>两强酸溶液混合：</p><p>分析 pH等于1的强酸溶液为，pH值等于5的强酸溶液为，混合后溶液的要用原两强酸所含的物质的量除以混合后溶液的体积。</p><p>解：两强酸溶液混合后的氢离子浓度为：</p><p align="center"></p><p>混合溶液的pH为：</p><p align="center"></p><p>小结：两种强碱溶液等体积混合，所得溶液pH由碱性强的溶液决定，比碱性强的原溶液pH略小，其值为－0.3。两种强酸溶液等体积混合，所得溶液的pH由酸性强的溶液决定，比酸性强的原溶液pH略大，其值为+0.3。</p>

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