学以致用正当时知行合一促发展

2017-03-02 08:28吕铎
试题与研究·教学论坛 2017年4期
关键词:工业化生产化学平衡合成氨

吕铎

荀子曰:“知之而不行,虽敦必困。”这名句体现了荀子的“知行”观。在社会生活中,“知”很重要,无“知”就没有人类文明,但“知”并不是目的,“知”是为了“用”。“知”而不会用,不能变成行动,再丰富的知识也无用,而且在实践过程中必将遇到重重困难。这种强调知行统一,学以致用的观点,对于学生的学习和发展也是正确的。

在学习过人教版选修四第二章《化学反应速率与化学平衡》后,学生普遍感觉很难,除了做题完全没有用武之地。于是笔者在单元总结归纳后,设计了本节课,体现了学以致用、用以促学、学用相长的教学理念,也取得了较好的教学效果。

一、设置情境,激发学习兴趣

利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题,从第一次实验室研制到工业化投产,经历了约130年的时间。化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)看起来十分简单,为什么合成氨的工业化生产会经历如此漫长的发展过程?假如你是一个工厂的厂长,对畅销产品的成本、生产效率作何要求?(降低成本,提高生产效率,增加产品的产量和质量)

二、交流研讨,讨论合成氨反应的可行性

合成氨反应是一个可逆反应:N2(g)+3H2(g)NH3(g)。已知298K时:△H=-92.2kJ·mol-1,△S= -198.2J·K-1·mol-1,请根据正反应的焓变和熵变分析298K下合成氨反应能否自发进行?(估算得出△H-T△S<0,推知该反应可以自发进行)

三、深入研究,理论分析,选择条件

利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成。(降低温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动;N2与H2的体积比为1:3时,平衡混合物中氨的含量最高)

利用化学反应速率的知识分析,通过控制哪些反应条件来提高合成氨反应的速率?(升高温度,增大压强,增大反应物浓度,使用催化剂)

四、组织讨论,综合分析,学会选择与取舍

1.讨论的内容

2.讨论的结果

五、余音绕梁,回顾与展望

利用数据表明:在實际生产中,合成氨的转化率在相应的条件下仍然很低(约20%~30%),需要合理设计循环思想提高原料的利用率;利用图片展示合成氨工艺流程图,体现从理论到实践过程中间最长的一公里;利用文献资料回顾合成氨工业的发展历程,展望未来的前景。

六、教后知困,反思与评价

新课程理念倡导学生能够从问题和任务出发,积极主动地通过交流研讨等活动,以获取知识和技能、发展能力、培养情感体验为目的的学习方式,本课例是以此为指导思想展开的。教学主旨是使学生了解应用化学反应原理选择化工生产条件的思路和方法,初步形成从多方面综合思考问题的意识。引导学生将所学的理论知识与合成氨工业的实际问题相联系,做到学以致用。以学生的高层次思维训练为主线,把合作与探究结合起来,让学生始终保持着探究的兴趣和热情,真正地落实了课堂教学的三维目标。

(作者单位:陕西省西安中学)

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