23 第四板块 化学反应与平衡 层级Ⅲ 回归生产实践-【新高考方案】2024年高考化学二轮复习专题增分方略（新教材Ⅰ）

新高考方案·专题增分方略化学 第Ⅲ层级 回归生产实践·破解新情境问题 反应原理的选择 项目式学习 通过餐蜜意费笑融通区应条件的整剂的相关知能 制备方案的优化 项目价值 活动目标 本项目不仅呈现“过去完成时”（合成氨的历 项目线 任务线 活动线 史进程)，还有“现在进行时”（合成氨的前沿动 态)，更有“一般将来时”（合成氨的未来展望）：学 合成氨 山倾历史，追涮 1.理解合成氨的反应原生 探索的历程 生的角色经历从“历史回项者“”到“现实见证者”再 的咋大 2.探索合成氨的最佳条件 到“未来设计者”的蜕变。基于真实的学术探索情 3.从宏观到微观，研究反应机理 境，基于“讲理”的学习过程，经历微观探析，证据 合成如 立足当下，触漠 推理、模型建构等学习活动，学生深刻认识到化学 的今天 前沿的方向 1从历史到当下，竞选诺贝尔奖 5.从传统到前沿，探索室温合成 始终与社会发展相伴随行，在社会发展的历史洪 流中，每一个化学人的探索，都在构筑人类文明进 合成氨 展望未来，传承 的明大 科学的火矩 6.辩证思考，展望憧 步的阶梯。 活动项目（一）合成氨的昨天一回顾历史，追溯探索的历程 设计意图：通过回顾“合成氨的昨天”让学生体会到在当时的历史背景下，哈伯优化合成氨的条件何其艰辛， 从理论到实际，渗透的是百折不挠的科学精神，培养的是勇于担当的责任意识。通过换位思考、技术优化等活动， 让学生感受到合成氨“高温高压催化剂”短短七个字的反应条件是何其厚重。 19世纪初，世界人口快速增长，民以食为天，提 结合数据，说明选用N?和H2反应进行人工固氨的 升粮食产量迫在眉睫。氨肥对粮食增产至关重要， 理由。 英国科学家克鲁克斯呼吁科学界“向空气要氨肥”， 自此合成氨反应引发了广泛的关注。 (一)理解合成氨的反应原理 常见的固氮反应如表所示。常见固氯反应的热 力学数据。 △H(2s8K)/△5S(298K/(J· 固氨反应 K(298K (k·mml1) Kt·adty DN:(g)+0.(g)= +180,5 +24,774 5.0×10利 2NOg) ②N(g)+3H0g) +633.6 -64.6 L.0×10-t 2NH(g)+1.50(g) ③N(g)+3H2(g) -92.3 -198.2 1.1×10 2NH (g) 110 第四板块化学反应与平衡 (二)探索合成氨的最佳条件 ：4.假如你是工厂厂长，将哈伯的实验室专利投入工 1,德国化学家哈伯在实验室摸索出合成氨的条件， 业生产需要关注哪些问题？（开放性问题，合理 使之初具工业化价值，因此获得1918年诺贝尔化 即可) 学奖。假如你是哈伯，请从热力学和动力学的角 度为工业合成氨选择适宜的反应条件。 2.推测哈伯在当时特定的历史条件下会遇到怎样的 困难？ [类题迁移] 1.(2023·京山州安宁河跳盟期中)工业合成氨是重要 的人工固氮的方式，在一个恒容容器中充入 N2(g)和H2(g),一定条件下发生反应N2(g)+ 3.实践是检验真理的唯一标准。科学家为了优化合 3H2(g) 尚洪高压 2NH3(g),若温度保持不变， 成氨的反应条件，进行了大量的实验，得到了丰富 住化剂 的数据样本。请解读图1、图2数据，选择最优反 下列说法正确的是 () 应条件。 A.当充人足够N2(g)后，H2(g)会全部转化 B.升温可以加快化学反应速率故工业合成氨时 7 是 温度越高越好 8 C.正、逆反应速率相等时，N2与H2浓度比一 .2 定是1：3 0.1 D.通过调控反应条件，可以提高该反应进行的 1:11:21:31:41:51:6 n(Na):n(IL) 程度 图！原料投料比对平衡时氨体积分数的影响 2.(2023·顺德区李类基中学期中)下图所示为工业合 成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用 分析错误的是 () 80 Na N:1 600 ①净化H ②加压 ③催化 ④液化 500 、 十燥 (2×10'Pa 反应 分离 200300400500 450 T/C 400 压强/tm ⑥N2和，再循环 e与IL的投料比为13 图2温度和压强对平衡时氨体积分数的影响 A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒 B.步骤②“加压”可以加快反应速率，但压强过 高，氨的产率会降低 C.步骤③一般选择控制反应温度为400一 500℃，因为在该温度下催化剂的活性最大 D.步骤④⑤有利于提高原料的利用率，能节约 生产成本 铺111 新高考方案·专题增分方略化学 活动项目（二）合成氨的今天一立足当下，触摸前沿的方向 设计意图：透过宏观现象剖析微观机理，在不断探究问题中引导学生通过数学推理，微观探析等方式进行证实 或证伪，使课堂充满探索的体验和思考的快乐。让学生感受到合成氨反应看似简单，但其反应机理实则复杂且精彩： 唯有透