在网上看到一堂用化学史贯穿的合成氨的教学学案的设计，和自己以前上过的与听过的课不一样。

确定以化学史为主线，将工业合成氨条件的确定糅合在化学史中。让学生感受科学家科学探索的过程，通过了解科学家们对关键事件的处理过程，感受科学家的科学品质、人格魅力和思考问题方法。了解正确的选择对于科研研究的重要意义。在对哈伯的个人评价上，通过学生辩论的形式，让学生学会辩证的对历史人物评价。通过对合成氨发展前景的设想，来培养学生科学意识和创新精神。

整理如下：

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资料一 ：两位科学家的滑铁卢

http://www/uc/myshow/blog/misc/gif/E___6708ZHE1SIGG.gif1900年，法国化学家勒夏特列通过理论计算，认为氮气和氢气可以直接化合生成氨。他在用实验验证过程中发生了爆炸。他没有调查事故发生的原因，而是觉得这个实验有危险，就放弃了。后来查明实验失败的原因是他所用混合气体中含有氧气。 http://www/uc/myshow/blog/misc/gif/E___6708ZHE1SIGG.gif

稍后，德国物理化学家能斯特通过理论计算，竟然认为合成氨是不能进行的。后来才发现，他在计算时误用一个热力学数据，以致得到错误的结论。由于能斯特在物理化学领域的权威性，人工合氨的研究陷入低潮。

问题1：两位科学家失败的原因是什么？对将来我们进行科学研究有什么启示？

问题2：在研究方案可行性方面，两位科学家的思路有什么共同合理之处？

资料一使用意图---以反面教材的形式让学生获得对待科学研究的态度，比如对待失败的态度，对待数据的态度(严谨)。同时也引出理论指导对科学研究的重要性。

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资料二： 哈伯终成正果

http://www/uc/myshow/blog/misc/gif/E___6708ZHE1SIGG.gif能斯特结论的公布给同时也在研究合成氨的哈伯很大的打击。但是通过比较发现，他所取得的某些数据与能斯特有所不同。他没有盲从权威，而是依靠实验来检验，终于证实了能斯特的计算是错误的。http://www/uc/myshow/blog/misc/gif/E___6708ZHE1SIGG.gif

问题1：根据你所学的知识，分析合成氨反应难以发生的原因是什么？

问题2：什么条件下反应可能发生呢？

资料二（1）使用意图---想通过让学生感受到科学家质疑和不盲从权威科学素养。

http://www/uc/myshow/blog/misc/gif/E___6708ZHE1SIGG.gif哈伯首先想到，也许高温会进行这个反应。结果却出乎意料，当温度升高到 1000℃时，氨的产量才不过是原料体积的0.012%，还不如低温度时的产量。但是，降低反应温度时，反应却又变得十分缓慢。哈伯的实验陷入困境。1903年，伯克兰和艾德采取在空气中放电的方法固氮。哈伯赴美国考察，回国后也采用高压放电固氮，实验历时一年效果不尽人意。放电法还是回到高温法？经过慎重考虑，哈伯觉得放电法需要大量的电力，不易形成流程化,没有前途。决定再回到高温法。http://www/uc/myshow/blog/misc/gif/E___6708ZHE1SIGG.gif

问题3：哈伯最终选择高温法的依据是什么？

问题4：哈伯在高温法中的困境是什么？

问题5：如果你是哈伯，面对暴露出来的问题你将采取哪些措施？（提示分析该反应特点）

1：合成氨反应的特点是什么？

2：化工生产的基本要求是有快又多，哪些条件能让合成氨反应向又快又多方向发展？合成氨反应最佳理论条件是什么？

①加快化学反应速率的因素 

②提高氨含量的因素 

③合成氨反应最佳理论条件是什么？

 资料二（2）使用意图---想让学生感受到正确的方向选择对于科学研究的重要意义。

http://www/uc/myshow/blog/misc/gif/E___6708ZHE1SIGG.gif1905年底，哈伯确定了氮气和氢气的混和气体在高温高压及催化剂的作用下合成氨。但什么样的高温和高压条件为最佳？以什么样的催化剂为最好？经过四年几千次的实验和计算，哈伯终于在1909年取得了鼓舞人心的成果。这就是在550℃的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下，能得到产率约为6.25％的合成氨。现代合成氨的工艺的反应条件是铁触媒做催化剂，500℃左右，20Mpa至50Mpa。氨的产量大约在10%-15%。

由于温度高，压力大，哈伯的实验装置在几天后的另一次试验中发生了爆炸，变成一堆废铁，后来另一位科学家博施采用双层结构的方式才解决了设备耐高温高压问题，博施因在化工设备耐高温高压方面的巨大贡献也获得了1931年的诺贝尔化学奖。http://www/uc/myshow/blog/misc/gif/E___6708ZHE1SIGG.gif

问题6：四年来哈伯的工作主要解决什么问题？通过什么方法？ 

问题7：工业合成氨反应条件确立的依据是什么？

1.反应温度为什么是500℃左右，而不是更高或者更低的温度呢？

2.增大压强既能增加反应速率又能提高氨的产量为什么不采用更高的压强？

问题8：剩余的原料气体如何处理？

问题9：合成氨工艺中的能量能否循环利用？（提示：什么过程需要热量？什么过程放出热量？）

资料二（3）使用意图---在继续强调理论对实际的指导同时让学生感受到理论条件到工业生产的艰辛历程。同时对工业生产中高温高压条件有较深的认识，有助于对合成氨反应前景的展望。

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资料三：评价哈伯

http://www/uc/myshow/blog/misc/gif/E___6708ZHE1SIGG.gif获得诺奖的战犯http://www/uc/myshow/blog/misc/gif/E___6708ZHE1SIGG.gif

辩论：哈伯是否值得尊重

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合成氨反应的前景

你认为最理想的合成氨条件是什么？（大胆猜想） 有哪些方式可以帮助你实现？

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课堂练习

1、  工业上用氢气和一氧化碳气体在一定条件下反应生产甲醇，CO(g)+2H₂(g) === CH₃OH(g)+热量，为了提高甲醇的产量，从理论上讲下列措施中正确的是(        )

 A   高温高压                B   高温低压 

 C   低温低压                D   低温高压

2、在接触法制取硫酸时接触室内发生的反应为：2SO₂+O₂ === 2SO₃+热，使用的催化剂为五氧化二钒，其活性温度约450℃左右。专家认为该反应的转化率高于93℅时已可满足。请仔细分析表中的数据，指出氧化SO₂应选取的合适的温度和压强。 

表1常压下SO₂转化率与温度的关系 

表2 SO₂的转化率与温度、压强的关系

3.能否利用化学模拟生物固氮原理和基因工程生产稻谷？