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1、任务任务1回顾化学史回顾化学史思考：你知道最常用的思考：你知道最常用的人工固氮人工固氮的方法是什么？的方法是什么？_次次诺贝尔化学奖与此反应有关诺贝尔化学奖与此反应有关1918年年N2+3H2 2NH3高温高压高温高压催化剂催化剂（经历（经历150多年）多年）3如果停止施用化肥，中国的粮食将减产如果停止施用化肥，中国的粮食将减产1/3以上以上氨气的用途氨气的用途化化肥肥合成氨合成氨是化学和技术对社会发展的巨大贡献之一是化学和技术对社会发展的巨大贡献之一任务任务2深入思考深入思考 分析表达分析表达方法方法2.1998年两位希腊化学家提出了电解合成年两位希腊化学家提出了电解合成氨的新思路，采用高质
2、子导电性的氨的新思路，采用高质子导电性的SCY陶瓷陶瓷（能传递（能传递H+）为介质，实现了高温（）为介质，实现了高温（570）常）常压下高转化率的电解法合成氨，装置如下图：压下高转化率的电解法合成氨，装置如下图：方法方法1.从从平衡移动原理平衡移动原理考虑，合成氨工业中应采考虑，合成氨工业中应采取什么措施提高取什么措施提高氮气的转化率氮气的转化率？H=-92.4kJ/mol钯电极钯电极A是电解池的是电解池的 极极（填（填“阳阳”或或“阴阴”），该极），该极上的电极反应式是上的电极反应式是 。阴阴N2+6e-+6H+=2NH3转化率转化率10%-15%（78%）N2(g)+3H2(g)2NH3(
3、g)0-3方法方法3.最新的最新的“人工固氮人工固氮”研究报道：在常温、常研究报道：在常温、常压、光照条件下，压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量在催化剂（掺有少量Fe2O3的的TiO2）表面与水发生下列反应：）表面与水发生下列反应：2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)H=a kJ/mol进一步研究进一步研究NH3生成量与温度的关系（其它条件均生成量与温度的关系（其它条件均一样一样)，反应，反应3 小时测得部分实验数据如下表小时测得部分实验数据如下表:a0（1）依据上述数据，能否判断该反应是放热还是）依据上述数据，能否判断该反应是放热还是吸热反应？说出你的判断依据吸热反应
4、？说出你的判断依据 任务任务2深入思考深入思考 分析表达分析表达达平衡达平衡N2的平衡转化率的平衡转化率平衡常数平衡常数a%b%c%K1K2K3方法方法3.最新的最新的“人工固氮人工固氮”研究报道：在常温、常研究报道：在常温、常压、光照条件下，压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量在催化剂（掺有少量Fe2O3的的TiO2）表面与水发生下列反应：）表面与水发生下列反应：2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)H=a kJ/mol进一步研究进一步研究NH3生成量与温度的关系（其它条件均生成量与温度的关系（其它条件均一样，反应一样，反应3 小时测得部分实验数据如下表小时测得部分实验数
5、据如下表:（2）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4kJmol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6kJmol-1求上述固氮反应的求上述固氮反应的H=_+1530 任务任务2深入思考深入思考 分析表达分析表达 kJ/mol思考：人工固氮如此困难，其本质原因是什么？思考：人工固氮如此困难，其本质原因是什么？(试从氮气分子的结构分析试从氮气分子的结构分析)追根溯源追根溯源 探求本质探求本质拆开拆开1mol N N 键需要吸收键需要吸收945.8kJ的能量，的能量，拆开拆开1mol ClCl 键只需要吸收键只需要吸收247kJ的能量。的能量。化学家卢嘉锡化学家卢
6、嘉锡 模拟生物固氮等模拟生物固氮等研究中，为我国研究中，为我国跻跻身世界前列身世界前列做出了做出了重要贡献。重要贡献。另辟蹊径另辟蹊径模拟生物固氮模拟生物固氮 提供如下仪器（图中铁夹、橡皮管等辅助用品已提供如下仪器（图中铁夹、橡皮管等辅助用品已略去，多余的仪器可以不用，个别仪器可以重复使略去，多余的仪器可以不用，个别仪器可以重复使用用），请你组装出一套装置，模拟工业上），请你组装出一套装置，模拟工业上氨的催氨的催化氧化化氧化，并保证在仪器，并保证在仪器e中能看到红棕色气体。中能看到红棕色气体。cafeghbdm任务任务3设计方案设计方案 模拟氨的催化氧化模拟氨的催化氧化（也可用单孔塞）（也可用
7、单孔塞）有几种方案？有几种方案？任务任务3模拟氨的催化氧化模拟氨的催化氧化afegbdd问题问题1：学生甲提出：可以在装置：学生甲提出：可以在装置a的试管中放入的试管中放入NH4Cl固体来制备氨气固体来制备氨气，你认为是否可行？你认为是否可行？深入思考深入思考CaO浓氨水浓氨水浓硫酸浓硫酸d浓氨水浓氨水空气空气NH3+HCl=NH4ClNH4Cl NH3+HCl 通通O2任务任务3模拟氨的催化氧化模拟氨的催化氧化afegdd问题问题2：学生乙查资料得知：氯碱工业生产中常：学生乙查资料得知：氯碱工业生产中常用氨气检查氯气是否泄漏，如果漏气，会产生用氨气检查氯气是否泄漏，如果漏气，会产生白烟，用化
8、学反应方程式表示其反应原理白烟，用化学反应方程式表示其反应原理_。浓硫酸浓硫酸8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2 任务任务4 4收获与体会收获与体会会构建知识网会构建知识网方方法法上上有有提提升升认知上有发展认知上有发展辩证地看待问题辩证地看待问题氨在解决人类粮食问题中的重要作用氨在解决人类粮食问题中的重要作用 化学的伟大贡献化学的伟大贡献人类人类发展发展环境环境保护保护温室效应温室效应水体污染水体污染酸雨酸雨固氮引起固氮引起关注化学与可持续发展关注化学与可持续发展N2NH3NONH4NO3NO2HNO3O2H2H2O两条固氮线两条固氮线NH3自然固氮自然固氮O2O2构建知识网构建知识网两条连续氧化线两条连续氧化线 两条工业合成线两条工业合成线 两种污染物两种污染物三种重要工业原料三种重要工业原料 人工固氮人工固氮应用化学反应原理解决问题应用化学反应原理解决问题NONO2