Конспект уроку на тему "Виробництво амоніаку"

Тип матеріалу: 
Предмет: 
Навчальний рівень: 

Кириченко В. Г., учитель хімії ЗОШ № 102, м. Макіївка, Донецька обл.

Цілі уроку: дати учням уявлення про основні реакції, покладені в основу виробництва амоніаку; з’ясувати умови синтезу амоніаку; продовжити формування поняття «вихід продукту реакції», вміння працювати з опорною схемою; розвивати інтерес до предмета, розкриваючи творчі можливості учнів.

Тип уроку: комбінований.

Форма уроку: урок-казка.

ХІД УРОКУ

I. Організація класу

II. Повідомлення теми й цілей уроку

III. Вивчення нового матеріалу

Учитель. Тема сьогоднішнього уроку пов’язана з дивовижною історією, яку я збираюся розповісти вам. Я назвала її так — «Як Азот умовили робити добро — годувати землю та рослини».

Старовинна, потаємна мрія кожного землероба — виростити два колоски замість одного, тобто подвоїти врожай. А якщо зерна багато, значить, багато хліба, багато м’яса, молока, вовни та інших необхідних людині продуктів.

Неодноразово намагалися люди, поодинці та спільними зусиллями, підвищити родючість ґрунту та збільшити врожай. Іноді це вдавалося, але частіше — ні.

Причина в тому, що земля віддавала рослинам усі поживні речовини, що містяться в ній, а сама все більше виснажувалась, і тому врожай кожного року зменшувався. Здавна людина називала землю своєю годувальницею, але й годувальниці потрібен корм, а про це люди якось не подумали.

Вислів «корм для землі» люди замінили аналогічним за змістом — «добрива». Прислухайтесь, як воно звучить: «доб-ри-ва»! Вам зрозуміло, що корінь «добр» — від слова «добро». І справді, удобрюючи землю, людина робить її добрішою, створює умови для кращого росту і розвитку рослин. І земля у відповідь на таке піклування щедро розплачується високим урожаєм.

To яким же є склад добрив? Які речовини необхідні рослинам так, як людині — хліб, м’ясо, молоко?

3 курсу біології рослин учні згадують, які елементи необхідні для нормально! життєдіяльності рослин.

Учитель. Правильно. Вчені давно з’ясували, що в основі добрив мають перебувати такі елементи, як Нітроген, Фосфор, Калій, а також незначна кількість Цинку, Мангану, Купруму та інших елементів. Але найціннішими вважаються ті, що містять Нітроген.

У процесі еволюції деякі рослини навчилися піклуватися про себе самі: з допомогою бульбочкових бактерій вони перетворюють молекулярний азот повітря на йони амонію. Саме у вигляді йонів Нітроген засвоюється рослинами. Забезпечення ж інших рослин Нітрогеном узяла на себе природа. Під час грозового розряду з азотом відбуваються такі перетворення:

N2NO 2HNО3

Учні записують рівняння реакцій за схемою.

Учитель. Потрапивши в грунт, нітратна кислота розчиняє деякі солі, перетворюючи їх на природні мінеральні добрива.

У зв’язку з інтенсивним землеробством забезпечити землю необхідною кількістю засвоюваного Нітрогену лише з допомогою грозових дощів неможливо. І якщо вже людина порушила грунтовий природний баланс, то вона ж повинна відновити його. Але як це зробити?

Люди живуть ніби на дні величезного повітряного океану, а вам відомо, що повітря на 4/5 свого об’єму складається з азоту — простої речовини. Здавалося б, що може бути простіше? Бери з повітря азот і виробляй із нього добрива. Але як його взяти? Адже ви знаете, що азот за звичайних умов неактивний. Недарма азот повітря порівнюють із птахом у польоті, якого важко піймати. Перед ученими постало завдання: зв’язати «крила цього птаха», тобто навчитися хімічно зв’язувати азот повітря та виробляти з нього мінеральні добрива.

От і настав момент розповісти вам казку про те, як це могло статися. А допоможуть мені ваші однокласники, що виконуватимуть ролі Азоту, Водню, Кисню, Води та інших громадян Хімічної держави.

Ведучий. Ми з вами вирушаємо до Хімічної держави, де поближче познайомимося з ЇЇ мешканцями. От замок пана Азоту, який веде досить відлюдкуватий спосіб життя, ні з ким не бажає підтримувати стосунки. Мабуть, він дуже високої думки про себе, і це не випадково, адже в нього величезні володіння в атмосфері Землі, та, крім того, він вважає себе близьким родичем родини Благородних газів.

Учитель. Якщо ми ще раз згадаємо будову молекули азоту, то переконаємося, що в нього є підстави так поводитись.

1. N2 — ковалентний неполярний зв’язок.

2. N71s22s22p3

3. :N N:→N::NNN.

Учні коментують записи на дошці, роблять висновок, чому Азот мае право вважати себе близьким родичем Благородних газів.

Ведучий. Така поведінка не могла не відбитися на рослинах: вони зазнавали нітратного голодування, росли слабкими та хворобливими. Цілком зрозуміло, що мешканці Хімічної держави не могли далі миритися з таким станом, і вони зібралися на раду, щоб вирішити, як переконати Азот нагодувати землю й оздоровити рослинний світ.

Довго думали, гадали, радились, обговорювали. Першим заговорив Кисень, який був надзвичайно схвильований станом здоров’я своїх батьків — рослин.

Кисень. Навіщо з ним довго розмовляти? Давайте, як природна стихія, з допомогою електричного розряду приведемо його в шоковий стан, а потім мої атоми швидко приведуть його до тями — і це вже буде не Азот.

Розглядаеться ланцюжок перетворень азоту.

Ведучий. Уважно вислухавши пропозицію Кисню, у розмову втрутився мудрий старий Водень. Він був представником більш розвинених позаземних цивілізацій, і останнє слово в суперечках зазвичай залишалось за ним.

Водень. Я проти насильства і зла. Вони не можуть породити добро. Невже ніхто з вас не знає Азот з гарного боку?

Кисень. Погодьтесь, мені, як найближчому сусіду Азоту, краще видно, і я стверджую, що в ньому немає нічого доброго. Хіба що те, що він, як і багато хто з нас, закоханий у красуню Воду.

Водень. То це ж добре! Якщо він здатен на таке високе почуття — Кохання, значить, від нього можна очікуати шляхетних учинків.

Ведучий. Із цими словами Водень вирушив до Азоту. Він представився родичем Води, і Азот люб’язно прийняв його. Мудрість Водню підказала йому, що до мети свого візиту слід підійти здалеку. Водень завів розмову про красу Землі, що рясно зеленіє, та у зв’язку з цим згадав Воду, яка багато працює для процвітання життя на Землі. Водень відчув цікавість Азоту до цієї розмови й ризикнув викласти мету свого візиту.

Водень. Шановний Азоте, чи не вважаєте ви, що за бажання могли б допомогти Воді зробити Землю ще більш прекрасною?

Азот. Я не знаю, чи захоче вона зі мною спілкуватися. Скажу вам по секрету: одного разу я пробував освідчитись їй, але мені піднесли гарбуза.

Водень. Я співчуваю Вам, але не сумуйте, ранок розумніший за вечір. Я постараюся допомогти Вам.

Ведучий. З нетерпінням чекав Азот світанку. I от настав час зустрічі.

Водень. Щоб звернути на себе увагу Води, ви, Азоте, повинні уславитись добрими ділами.

Азот. Але що таке добро? Таке поняття мені не відоме.

Ведучий. Між Воднем і Азотом почалися палкі суперечки про добро і зло, некорисливість і жадібність, альтруїзм і егоїзм. Водню все-таки вдалося в дечому переконати Азот, передати йому трішки своєї мудрості. У результаті Азот перетворювався на Амоніак, але, не впевнений в успіху справи, знову повертався до своїх переконань, перетворюючись на Азот. Здавалося, суперечка ніколи не сйнчиться, оскільки встановилась динамічна рівновага:

Сперечальники не помічали, що навколо зібралася юрба, солідарна з Воднем. І щоб допомогти йому отримати перемогу в суперечці, принцеса Хімія направила до них доброго лицаря — Залізо. У його присутності суперечка пішла більш жваво, але рівновага не зміщалась.

Хімія. Тепер без людей не обійтись. Наказую розіслати в усі кінці Землі гінців і оголосити, що той, хто зуміє побудувати палац, створивши необхідні умови для переговорів між Воднем і Азотом, зробить неоціненну послугу всьому людству задля процвітання життя на Землі.

Ведучий. Скоро казку мовлять, та не скоро діло роблять. Як і в усіх казках, у нашій добро перемагає зло. Союз природи, науки та людини дозволив розв’язати дуже складну виробничу проблему зв’язування молекулярного азоту повітря. Амоніак, одержаний у такий спосіб за певних умов у результаті взаємодії Азота з Воднем, виявився навдивовижу працелюбним: він працює на азотно-туковому комбінаті, де разом з Кислотами створює різноманітні мінеральні добрива. На Азот у такому вигляді звернула увагу красуня Вода. І от уже довгі роки вони живуть поряд у мирі та злагоді, перетворюючи своєю працею Землю.

Учитель. Сказка — ложь, да в ней намек — добрым молодцам урок. Щастя не шукають, а роблять. Поспішайте робити добро. А тепер я запрошую вас ознайомитись із сучасним виробництвом амоніаку. На ваших столах є карти-схеми (див. додаток) виробництва амоніаку, з якими я пропоную вам уважно ознайомитися й відповісти на запитання.

1. Яка сировина використовується для виробництва амоніаку?

2. В який спосіб його одержують?

3. Реалізація яких технологічних принципів дозволяє забезпечити рентабельність виробництва?

4. Яке промислове застосування має одержуваний амоніак?

IV. Закріплення нового матеріалу

1. Бесіда за питаннями

2. Розв’язати задачу 88 на с. 65*.

V. Підбиття підсумків уроку

1. Вивчити § 14, відповісти на запитання до параграфа (Буринська Н. М. Хімія, 10 клас.— К.; Ірпінь: ВТФ «Перун», 2004).

2. Підготувати повідомлення з теми «Екологічні проблеми використання нітратних добрив».

3. Написати продовження казки.

Додаток

Карта-схема виробництва амоніаку

1. Сировина: азотно-воднева суміш

(3VH2+1VN2).

2. Допоміжні матеріали:

а) каталізатор (пористе залізо);

б) паливо;

в) вода.

3. Основний хімічний процес:

(t°=450—500 °С, P=15∙106 Па)

4. Побічні процеси: відсутні.

5. Технологічні принципи:

• безперервність;

• утилізація теплоти реакції;

• протиток;

• використання відходів виробництва.

6. Основний продукт: амоніак.

7. Побічні продукти: відсутні.

8. Відходи виробництва:

1) N2 і Н2, які знову використовуються у виробництві NH3;

2) продукти горіння палива.

9. Охорона навколишнього середовища: герметичність трубопроводів, якими амоніак надходить у сховище.

10. Техніко-економічні показники:

1) вихід — 10–20 %;

2) продуктивність однієї колони — 1000–2000 т на добу;

3) каталізатор змінюють один раз на п’ять-шість років.

11. Особливості технологічного процесу.

Необхідний для синтезу азот одержують з повітря, водень — із природних газів, а також із газів, що утворюються в результаті хімічної переробки кам’яного вугілля та нафти. Напрямок руху азотно-водневої суміші в колоні синтезу вибирають так, щоб максимально використовувати теплоту реакції та оберігати зовнішні стінки апарату від нагрівання. Утворений амоніак відокремлюють шляхом зрідження, повертаючи суміш, яка не прореагувала, до колони синтезу. Процес безперервний, циркуляційний.

12. Застосування амоніаку: виробництво нітратних добрив, вибухових речовин, пластичних масс тощо.

Хімія. – 2007. – № 1.

До публікації на сайті Освітнього порталу "Академія" приймаються нові авторські конспекти уроків; методичні розробки; сценарії виховних заходів; зразки шкільних творів та переказів, які відповідають новій навчальній програмі.

Популярний ВНЗ

Київський національний університет ім. Т. Шевченка

Ректор університету 
Губерський
Леонід Васильович -