高中化学主题1空气资源氨的合成1.2氨氧化法制硝酸学案鲁科版选修2

课题2 氨的工业合成〔第1课时〕［导与学目标］1．理解合成氨的主要原理、原料、重要设备和流程2．掌握应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法一．合成氨选择的最正确条件［情景创设］1．氨气在国民经济中有哪些重要用途2．在合成氨工业化生产中，人们都遇到了哪些问题［自主学习］阅读教材P6，完成以下填空：－7氮气与氢气合成氨的反响是一个可逆反响，生成氨的反响是__热、气体总体积______的反响。

N2+3H22NH3从化学反响速率的角度看，______________________________都可以使合成氨的化学反响速率增大从化学平衡的角度看，反响达平衡时平衡混合气中氨的含量随着温度的升高而________，随压强的增大而______。

这说明温度、压强对这一反响的化学平衡有影响：_______________________________在实际生产中，我国合成氨厂一般选用的压强在合成氨如果采用较低温度，虽然有利于增大平衡混合气中氨的含量，但温度过低，反响速率太小，要很长时间才能使反响到达平衡状态，这对生产十分不利。

参加催化剂是为了_______________________，然而催化剂需要在一定的温度范围内才能表现出良好的催化活性。

目前，合成氨工业普遍使用的是以_____________催化剂，这种催化剂又称为铁触媒。

铁触媒在________________的活性最大。

［合作探究］合成氨的最正确条件是什么你选择这样的条件的依据是什么二．获得大量廉价的原料气［自主学习］阅读课本4~5页，完成下面的填空：氢气的制取可有以下几条途径：〔1〕电解水制取氢气〔2〕由煤或焦炭来制取氢气煤或焦炭经加热，炽热的炭与水蒸气发生反响生成氢气：__________________________________________〔3〕由天然气或重油制取氢气天然气的主要成分_____________，在高温、催化剂的作用下与水蒸气反响生成氢气和一氧化碳：________________________________________由煤或焦炭、天然气制氢气的过程中产生的一氧化碳，在催化剂存在的条件下与水蒸气反响生成氢气和二氧化碳：__________________________________________这一过程在工业上称为__________，最后脱去________，可得到氢气。

课题3 氨氧化法制硝酸●课标要求1．了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展状况。

2．认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。

●课标解读1.了解氨氧化法制硝酸的工艺流程。

2．明确氨催化氧化制硝酸的原理。

3．掌握在实验室中制备硝酸的方法和操作。

●教学地位硝酸是化工生产中的重要原料，氨氧化法制硝酸的模拟实验流程及操作方法是高考的高频考点，尤其是氮的循环对生活、生产的影响为高考的热点。

●新课导入建议1908年，德国化学家哈伯首先在实验室用氢气和氮气在600 ℃、200个大气压的条件下合成了氨。

后由布什提高了产率，完成了工业化设计，建立了年产1 000吨氨的生产装置，1 000吨氨气利用氨氧化法可生产3 000吨硝酸，利用这些硝酸可制造3 500吨烈性TNT。

这些烈性TNT支持了德国发动了坚持四个多年头的第一次世界大战。

你知道工业上是如何制备硝酸的吗？●教学流程设计课前预习安排：看教材P12－16，填写[课前自主导学]，并完成[思考交流]。

⇒步骤1：导入新课，本课时教学地位分析。

⇒步骤2：建议对[思考交流]多提问，反馈学生预习效果。

⇒步骤3：师生互动完成探究1，可利用[问题导思]作为主线。

⇓步骤7：通过[例2]讲解研析，对“探究2、尾气的净化处理”中注意的问题进行总结。

⇐步骤6：师生互动完成“探究2”。

⇐步骤5：指导学生自主完成[变式训练1]和[当堂双基达标]1～4题。

⇐步骤4：通过[例1]的讲解研析，对“探究1、硝酸的工业制法”中注意的问题进行总结。

⇓步骤8：指导学生自主完成[变式训练2]和[当堂双基达标]中的第5题。

⇒步骤9：引导学生自主总结本课时知识框架，然后对照[课堂小结]。

安排学生课下完成[课后知能检测]。

课 标解 读重 点 难 点1.理解氨氧化法制硝酸的反应原理，并能利用反应原理说明如何制得一氧化氮和选择吸收二氧化氮的条件。

2.了解氨氧化法制硝酸过程中的尾气对环境的危害及其处理方法，树立环保意识。

3、氨氧化法制硝酸-鲁科版选修二教案一、教学目标1.了解氨氧化法制备硝酸的原理及过程；2.理解氨氧化法制备硝酸在工业生产中的重要性；3.掌握氨氧化法制备硝酸的实验方法及步骤；4.培养学生的实验操作能力和创新意识。

二、教学内容1.氨氧化法制备硝酸的原理及过程；2.氨氧化反应的催化剂；3.氨氧化法制备硝酸的实验方法及步骤；4.氨氧化法制备硝酸在工业生产中的应用。

三、教学重难点1.氨氧化法制备硝酸的反应原理及过程；2.氨氧化反应催化剂的种类、性质；3.氨氧化法制备硝酸的实验步骤；4.氨氧化法制备硝酸的应用范围及意义。

四、课前准备1.教师备好实验器材，包括反应釜、差压传感器、加热器等；2.教师准备好相关教学资料；3.学生预习相关知识。

五、教学过程1. 导入（10分钟）介绍硝酸在生产和生活中的应用，引出氨氧化法制备硝酸的重要意义和应用。

2. 讲解（30分钟）1.氨氧化法制备硝酸的原理及过程；2.氨氧化反应的催化剂；3.氨氧化法制备硝酸的实验方法及步骤；4.氨氧化法制备硝酸在工业生产中的应用。

3. 实验操作（60分钟）1.实验前准备：准备好实验器材、化学品，检查设备；2.实验步骤：装置反应釜，加入氨、氧气等化学品，控制温度和压力进行氨氧化反应，实时监测反应压力变化；3.实验注意事项：操作时应注意安全，严格遵守实验室规定；4.实验结果：根据实验结果进行数据统计和分析。

4. 思考拓展（20分钟）1.思考氨氧化反应的催化剂在工业生产中的应用；2.思考氨氧化法制备硝酸在生产领域的应用。

5. 总结（10分钟）对本节课学习的内容进行总结，回顾实验操作过程中的注意事项和实验结果。

六、教学反思本节课通过讲解硝酸的重要意义和应用，引出了氨氧化法制备硝酸的原理及过程，加深了学生的理解。

通过实验操作，学生了解了氨氧化法制备硝酸的实验步骤和注意事项。

思考拓展环节让学生了解了氨氧化反应的催化剂在工业生产中的应用，培养了学生的创新意识。

课题1 空气分离1．知道深冷分离、变压吸附分离和膜分离三种空气分离方法的原理以及它们的适用范围。

2．了解蒸馏和精馏的原理以及它们之间的区别和联系，了解吸附作用的原理。

(重点) 3．理解空气各组分的物理性质与所采用的分离方法的关系。

4．认识空气作为一种资源的重要性以及分离技术对开发和利用资源的意义。

(重难点)空气是氧气、氮气、二氧化碳、稀有气体等组成的混合物。

炼钢和金属焊接需要氧气，合成氨需要氮气，而稀有气体常用做保护气及各种灯泡的填充气。

1．稀有气体常用做保护气和灯泡填充气，这是利用气体的什么性质？【提示】稳定性。

1.(1)定义：先将空气降温、加压液化后，再将液态空气升温，根据空气中各种组分的沸点不同进行精馏分离。

(2)空气液化的方法：先加压再进行热交换，最后进行节流膨胀。

(3)分离液态空气的方法——精馏精馏也叫分馏，是在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝来分离液态混合物的方法。

2．变压吸附(1)原理：沸石分子筛和炭分子筛具有巨大的内表面积，吸附性能很强，且具有较高的选择性，从而得到富氧空气。

(2)过程：加压吸附和减压解吸。

(3)优点：比深冷分离法能耗低，设备简单。

3．膜分离(1)定义：利用具有选择透过性能的薄膜，在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种新的分离方法。

(2)优点：过程简单，设备费用低，能耗少等。

2．液态空气精馏时，沸点高的组分先挥发出来还是沸点低的组分先挥发出来？【提示】随着温度的升高，沸点低的组分先达到沸点而挥发出来。

①分离空气常用的方法有哪些？【提示】a．深冷分离法；b.变压吸附分离法；c.膜分离法。

②精馏液态空气时，先获得液氮(沸点：－196 ℃)还是液氧(沸点：－183 ℃)?【提示】沸点低的液氮先分离出来。

③当空气通过膜分离装置时，氧分子能透过膜而氮分子不能透过膜，说明哪种气体分子的直径更大一些？【提示】直径大的气体分子不能透过膜，故分子直径：N2>O2。

主题1 空气资源氨的合成课题3 氨氧化法制硝酸〔第1课时〕［导与学目标］1．掌握实验室和工业上催化氧化法制取硝酸的反响原理2．了解主要生产流程［预习引导］1．进行课本第12页的实验，思考：①氨气与氧气的反响为什么要在有催化剂〔Cr2O3〕存在的条件下进行②广口瓶中NaOH的作用是什么2．工业上以氨气和氧气为原料制取硝酸。

写出主要反响的化学方程式。

一．如何获得一氧化氮［情景创设］研究发现，氨气与氧气反响可以生成多种不同的产物，如NO、N2O、N2等。

三个反响的产率都很高。

那么请你想一想，如何才能使氨气与氧气反响只生成一氧化氮呢看课本13页，完成下面的填空：为解决氨氧化反响中遇到的难题，科学家把目光集中到_________上。

工业上氨氧化法制HNO3使用的选择性良好的催化剂，一是___________，二是_______________。

____________催化剂活性更好，是目前硝酸生产主要采用学习感悟学习感悟的催化剂。

二．选择吸收二氧化氮的条件［情景创设］根据下面的反响，分析吸收NO2的适宜条件。

3NO2+H2O2HNO3+NO［自主学习］阅读课本14~15页，完成下面的填空现代硝酸生产改用了___________和____________均在加压下进行的________________，以及氨氧化和NO2吸收分别在两种不同压强下就进行的___________，提高了NO2吸收率，成品酸的浓度可到达60%~70%。

［合作探究］氨氧化法只能生产稀硝酸。

假设想获得95%~100%的浓硝酸，可采取什么方法［根底过关］1．将容积为50mL的量筒内充满NO2和O2的混合气体，使量筒倒置在盛满水的水槽里，一段时间后，量筒里剩余气体的体积为5mL。

那么原混合气体中NO2和O2的体积比可能是_________或_________。

2．某氮的氧化物和CO在催化剂的作用下充分反响，生成氮气和二氧化碳。

假设测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1：2，那么该氮的氧化物是A．N2O B．NOC．NO2D．N2O53．在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是A．使用吸收塔设备 B ．使用尾气吸收装置C．使用H2作原料D．使用催化剂4．在氨氧化法制硝酸中，NO2的吸收反响如下：3NO2+H2O2HNO3+NO〔正反响为放热反响〕为了提高硝酸的产量，应该采取的措施是A．降低温度 B ．升高温度C．减小压强D．增大压强5．标准状况下，在三个枯燥的烧瓶内分别装入：枯燥纯洁的N2；含一半空气的HCl气体；NO2和O2的混合气体［V〔NO2〕：V〔O2〕＝4：1］。

氨氧化法制硝酸1、萃取碘水中的碘，可用的萃取剂是①四氯化碳②酒精③苯（）A．只有① B．①和③ C．①和② D．①②③【答案】B【解析】四氯化碳、苯都和水不互溶，且碘在四氯化碳和苯中的溶解度大于在水中的溶解度，四氯化碳和苯都和碘不反应，所以四氯化碳和苯能作萃取剂萃取碘水中的碘；酒精和水互溶，所以酒精不能作萃取剂．故选B．2、下列操作正确的是（）A．制取硝基苯实验配制混合酸时，先将浓硫酸注入容器，再慢慢注入浓硝酸B．先用水润湿pH试纸，然后测定某溶液的pH值C．将硝酸银溶液盛放在棕色瓶里，并贮放在阴暗处D．如果苯酚浓溶液沾到皮肤上，应立即用酒精擦洗【答案】C【解析】A．实验室制硝基苯时，先将浓硝酸注入容器中，然后再慢慢注入浓硫酸，并及时搅拌，浓硝酸和浓硫酸混合后，在50-60℃的水浴中冷却后再滴入苯，故A错误；B．若测定前用水润湿试纸，会稀释被测液，使酸性溶液的pH偏大，碱性溶液的pH偏小，故B错误；C．硝酸银见光易分解，应放在棕色试剂瓶中，故C正确；D．苯酚易溶于酒精，苯酚浓溶液沾到皮肤上，可用酒精冲洗，故D错误．3、做化学实验过程中一定要注意安全，以下说法正确的是（）A．不慎将酸溅到眼中，应立即用干布擦，后边洗边眨眼睛B．不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液C．酒精在实验台上燃烧时，用水扑灭火焰D．配制硫酸溶液时，可先在量筒中加入一定体积的水，再在搅拌下慢慢加入浓硫酸【答案】B【解析】试题分析：A．不慎将酸溅到眼中，应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛，以最大程度减小对眼睛的危害，故A错误；B．不慎将浓碱溶液沾到皮肤上，要立即用大量水冲洗，然后涂上硼酸溶液，以中和碱液，故B正确；C、洒在桌面上的酒精燃烧起来，立即用湿抹布或沙子扑盖，可以有效的隔绝空气、灭火，故C错误．D、配制硫酸溶液时，可先在烧杯中加入一定体积的水，再在搅拌下慢慢加入浓硫酸，故D错误．故选B。

考点：化学实验安全及事故处理点评：本题考查了化学实验安全及事故处理，难度不大，易错选项是D，注意：量筒不能配制溶液只能量取溶液。

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课题３氨氧化法制硝酸●课标要求１．了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展状况。

2.认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。

●课标解读1.了解氨氧化法制硝酸的工艺流程。

2.明确氨催化氧化制硝酸的原理。

3.掌握在实验室中制备硝酸的方法和操作.●教学地位硝酸是化工生产中的重要原料,氨氧化法制硝酸的模拟实验流程及操作方法是高考的高频考点，尤其是氮的循环对生活、生产的影响为高考的热点。

●新课导入建议1９08年,德国化学家哈伯首先在实验室用氢气和氮气在600 ℃、200个大气压的条件下合成了氨。

后由布什提高了产率,完成了工业化设计，建立了年产１ 000吨氨的生产装置，１０00吨氨气利用氨氧化法可生产3 000吨硝酸,利用这些硝酸可制造3 5０0吨烈性ＴＮＴ。

这些烈性TＮＴ支持了德国发动了坚持四个多年头的第一次世界大战。

你知道工业上是如何制备硝酸的吗?●教学流程设计课前预习安排:看教材P１2-１6,填写［课前自主导学］，并完成［思考交流］。

⇒步骤１:导入新课,本课时教学地位分析。

⇒步骤2：建议对[思考交流］多提问,反馈学生预习效果.⇒步骤３：师生互动完成探究1，可利用[问题导思］作为主线。

课题2 氨的工业合成●课标要求1．了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。

2．认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。

●课标解读1.能根据合成氨反应的特点，依据勒·夏特列原理选择适合氨合成的反应条件。

2．明确合成氨工业流程以及各设备的作用或反应原理。

●教学地位合成氨工业是《课程标准》中明确要求的内容，也是高考的高频考点，尤其是化学平衡移动原理在合成氨反应中的应用。

合成氨适宜条件的选择、工艺流程中各环节的操作等更是高考的热点。

●新课导入建议●教学流程设计课前预习安排：看教材P6－10，填写[课前自主导学]，并完成[思考交流]。

⇒步骤1：导入新课，本课时教学地位分析。

⇒步骤2：建议对[思考交流]进行提问，反馈学生预习效果。

⇒步骤3：师生互动完成探究1，可利用[问题导思]①、②、③的设问作为主线。

⇓步骤7：通过[例2]和教材P8－10“如何获得大量廉价的原料气”讲解研析，对“探究2、合成氨的生产工艺及原料气的制备”中注意的问题进行总结。

⇐步骤6：师生互动完成“探究2”，利用[问题导思]①、②、③的设问作为主线。

⇐步骤5：指导学生自主完成[变式训练1]和[当堂双基达标]第1、2、5题。

⇐步骤4：通过[例1]和教材P6－8“探究合成氨的最佳条件”的讲解研析，对“探究1、合成氨条件的选择”中注意的问题进行总结。

⇓步骤8：指导学生自主完成[变式训练2]和[当堂双基达标]中的3、4题。

⇒步骤9：引导学生自主总结本课时知识框架，然后对照[课堂小结]。

安排课下作业完成[课后知能检测]。

1.2232．合成氨反应的特点：(1)可逆反应；(2)放热反应；(3)气体总体积缩小的反应。

3．合成氨最佳条件的选择(1)理论分析从化学反应速率的角度看，升温、加压以及使用催化剂都可以使合成氨的化学反应速率增大。

从化学平衡的角度看，平衡混合气中氨的含量随着温度的升高而降低，随压强的增大而提高。

这说明温度、压强对这一反应的化学平衡有影响：降温、增压有利于氨的合成。