合成氨工业发展-2025年高考普通高中化学教学拓展（新高考通用）.docx

“科学视界+”《合成氨工业的发展》教案

学科

化学

授课教师

课型

科学课

课题名称

合成氨工业的发展

授课时间

4.23

授课班级

高一10班

课节

第4节

素养目标

1.学生理解并掌握哈伯-博施法制氨的化学原理，明确合成氨反应条件及其影响因素；了解合成氨工业技术的演进与发展历程。

2.引导学生认识到化学工业对社会发展的重要影响，以及在追求经济效益的同时，必须考虑环境保护和社会可持续发展的需求。

思政目标

1.通过学习合成氨工业的发展历程，激发学生的爱国情怀，增强民族自豪感，认识到科技进步对于国家经济社会发展的重要性；

2.培养学生树立绿色发展理念，认识到可持续发展的重要性，理解科技创新应兼顾经济效益与环境效益的平衡。

教学重点

合成氨工业的发展历程哈伯-博施法制氨工艺

教学难点

理解合成氨反应条件的选择及优化

形成多角度调控化学反应的思维模型

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

【导入】通过图片资料展示氨在实际生活和工业生产中的广泛应用，引出工业合成氨的主题。

【讲解】合成氨的发展历程

1、早期探索阶段

1898年，德国的弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙(又称石灰氮),进一步与过热水蒸气反应即可获得氨。

2、哈伯-博施法的发明与初步应用

1909年哈伯成功建立了每小时能产生80克氨的实验室装置。

介绍哈伯-博施法在发展过程中的一系列重大改进。包括催化剂的选择、反应条件的优化以及反应设备要求。

3、工业化进程与扩大生产

合成氨工业迅速扩展，全球各地建立起大量氨厂。1950年以后，合成氨工业的原料来源逐渐由煤转向天然气，通过蒸汽重整工艺提供氢气，使得生产效率和经济性显著提高。

4、技术革新与优化

20世纪中叶至晚期，合成氨工业继续经历了一系列技术革新，包括催化剂的不断改进，例如使用铁基催化剂加入少量钾、铝等助剂以提高催化效率和稳定性。工艺设备方面，多层催化床反应器的应用减少了能量损失，提高了反应速率和氨的收率。

5、当前与未来发展方向

21世纪，随着环保政策的严格要求和可持续发展目标的确立，合成氨工业面临着节能减排、降低碳排放的新挑战，研究者致力于研发新一代催化剂和清洁、低碳的氨合成工艺，比如利用可再生能源驱动的电化学固氮等。

【提出问题】

工业合成氨的反应具有哪些特点？

假如你是合成氨的工程师，工业生产氨时，需要考虑哪些问题？

引导学生从化学反应速率和化学平衡等多角度选择优化工业合成氨条件。

【小结】总结合成氨工业的发展史，建立工业生产条件优化的思维模型。

聆听、了解合成氨工业的发展历程。

【小组合作探究】分析博施对合成氨工艺进行改进的原因及影响并进行分享。

【小组合作讨论】

以“实现合成氨工业的绿色化、低碳化发展”为主题展开讨论，提出创新性和可行性的建议。

【思考、回答】

可逆反应。放热反应。

氨产量高、反应速率快。

结合化学反应速率和化学平衡知识及图表信息分析选择优化条件。

使学生认识合成氨的重要性，激发学生的学习兴趣。

使学生切实感受到科学家们面对社会需求时所展现的科学态度和社会责任感，充分体现化学对人类社会进程的重要推动作用。

通过探索合成氨工业的发展，使学生感悟科学精神，落实并发展科学态度与社会责任的化学学科核心素养。

让学生认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产和科学研究中的重要作用。

板书设计

工业合成氨

一、工业合成氨的发展历程

1898年氰化法→1913年哈伯-博施法（实现合成氨的工业化生产）→工业化进程与扩大生产→技术革新（催化剂、设备）→未来发展方向

二、工业生产条件优化

△H、△S、K

压强

化学反应限度温度化学反应速率（催化剂）

投料

本节课的设计创新之处

本节课充分融合化学知识与工程技术、社会发展等多个维度的内容，运用多元化教学手段，如互动交流、小组讨论等，促使学生从化学学科的角度出发，全面审视和思考合成氨工业的发展问题，从而提升学生的综合素质和创新能力。