Конспект уроку на тему "Промисловий синтез амоніаку"

Тип матеріалу: 
Предмет: 
Навчальний рівень: 

Симоненко Т. Д., учитель хімії, учитель-методист ДПЛ № 135, м. Донецьк

Цілі уроку: навчити учнів застосовувати знання про основні закономірності протікання та управління хімічними реакціями; розкрити загальні наукові принципи виробництва амоніаку; визначити основні напрями інтенсифікації виробництва й охорони навколишнього середовища; розвивати в учнів розуміння причинно-наслідкових зв’язків між складом, будовою, властивостями та застосуванням амоніаку, логічне мислення, політехнічні навички, вміння порівнювати та спостерігати; виховувати економність і бережливість, любов до досліджень.

Тип уроку: комбінований.

Методи й форми роботи: проблемно-пошуковий, гра-вікторина, стафета.

Обладнання: кінофільм «Виробництво амоніаку», схема промислового синтезу амоніаку, модель установки синтезу амоніаку, прилад для одержання газу, лабораторний штатив, спиртівка, суміш амоній хлориду з гашеним вапном, розчин амоніаку, фенолфталеїн, три колби з газами (NH3, CO2, HCl).

На партах в учнів: куле-стрижневі моделі атомів, карта-схема виробництва амоніаку, в пробірках розчин амоніаку, індикатори, у склянці — вода, прилади для одержання газу.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний момент

Перевірка домашнього завдання.

II. Мотивація навчальної діяльності. Повідомлення теми, цілей і завдань уроку

Доведення практичної значущості матеріалу, що вивчається.

III. Актуалізація і систематизація опорних знань, умінь і навичок

Гра-вікторина з теми «Фізичні та хімічні властивості амоніаку»

Клас поділяється на дві команди — «Нітроген» і «Гідроген».

Етап 1. Брейн-ринг

Проводиться у формі запитань-відповідей, які почергово ставляться командам.

1. Виправте помилку.

а) Амоніак не розчиняється у воді.

б) Амоніак має приємний запах.

в) NH3 важчий за повітря.

г) Розчин амоніаку виявляє нейтральне середовище.

2. У трьох колбах містяться гази — NH3, CO2 і HCl. Визначте вміст кожної колби:

а) з допомогою реактивів;

б) не маючи реактивів.

3. Лабораторний дослід 1

Доведіть, що у пробірці міститься розчин амоніаку.

4. Лабораторний дослід 2

Одержіть «дим без вогню» та поясніть це явище.

5. Склавши структурні формули, зберіть куле-стрижневі моделі молекул:

а) H2;

б) N2;

в) NH3.

6. Запропонуйте прилад для одержання амоніаку в лабораторії.

7. У який спосіб можна зібрати амоніак?

8. Яку допомогу ви надасте людині, яка отруїлася парами амоніаку?

Етап 2. Розв’язування задач

Відбувається у формі змагання: хто швидше. Біля дошки працюють по одному представнику від команд. Клас активно допомагає.

Задача 1. Який об’єм амоніаку виділиться в результаті розкладу 105 г амоній хлориду, якщо його вихід становить 60 %?

Задача 2. У результаті взаємодії азотоводневої суміші, що містить 3 моль азоту, одержали 89,6 л амоніаку. Яку масову частку становить цей вихід порівняно з теоретичним?

Етап 3. Естафета «Хто швидше»

Два учні «на щаблях драбини» (див. рис.) складають рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості амоніаку. Перемагає той, хто запропонує більше рівнянь і припуститься менше помилок.

Етап 4. Підбиття підсумків гри

Учитель фіксує на дошці бали, зароблені учнями, визначає переможців, оцінює всіх учнів.

IV. Сприйняття та усвідомлення учнями нового навчального матеріалу проблемно-пошуковим методом

Учитель. Як на вашу думку, діти, що змусило людину одержувати амоніак?

Учень. Головна мета — одержання нітратних мінеральних добрив, нітратної кислоти, застосування в медицині, тому що NH3 містить значну кількість життєво необхідного елемента Нітрогену, що входить до складу білків.

Учитель. Хіміки довго шукали спосіб зв’язування атмосферного азоту.

Джонатан Свіфт у відомому творі «Подорож Гуллівера» описав одну з лабораторій Великої академії в Лагадо, в якій учені займалися дивовижними, але непотрібними дивинами: згущали повітря на речовину, суху й відчутну, одержуючи з неї селітру.

Якщо герої твору змогли зв’язати азот, то ви тим паче впораєтесь із цим завданням. Поміркуйте вдома над ланцюжком перетворень:

N2NH43

Саме амоніак став тієї чарівною паличкою, яка відкрила шлях нітратній промисловості.

Каталітичний синтез амоніаку з Н2 i N2 здійснити було непросто. Це вдалося в 1913 році німецькому хіміку Габеру, за що йому було присуджено Нобелівську премію.

Під час здійснення реакції синтезу амоніаку вчені зіштовхнулися з низкою проблем:

Спробуймо самі впоратися із цим.

Запитання

1. Охарактеризуйте наведену реакцію. (Це реакція: а) екзотермічна; б) оборотна)

2. За яких умов вигідніше здійснювати синтез? (а) Оскільки реакція екзотермічна, слід проводити її за нижчої температури; б) оскільки всі реагенти цієї реакції — газоподібні речовини і вона протікає зі зменшенням обму, то для зміщення рівноваги в бік утворення амоніаку слід збільшити тиск)

Учитель. Виникають утруднення: за температури 400 °С швидкість реакції недостатня, підвищення ж температури зменшує вихід NH3.

Що ж робити? (Проблемна ситуація)

Учень. А якщо застосувати каталізатор? У присутності каталізатора реакція протікає в багато разів швидше.

Учитель. Але недостатньо. Сьогодні в промисловості використовується пористе залізо. Ця проблема поки що не розв’язана. Зробити це доведеться вам.

Тому вихід амоніаку доводиться збільшувати за рахунок підвищення тиску. Це значно підвищує собівартість процесу та ускладнює будівництво апаратів для синтезу.

Отже, оптимальні умови синтезу:

1) = 450—500 °С;

2) Р = 30—100 МПа;

3) kat — Fe (порошкоподібне).

Навіть за таких умов вихід амоніаку становить лише до 40 %.

NH3 народжується в колоні синтезу — серці виробництва. Ця колона, заввишки 18 м, виготовлена з хромонікелевої сталі. Між циліндричною коробкою з каталізатором і корпусом колони є щілина, щоб матеріал колони міг зберігати міцність тривалий час. (Робота за схемою «Промисловий синтез амоніаку»)

Учитель. Запропонуйте сировину для виробництва амоніаку. (Проблема)

а) Азот — із повітря.

б) Водень — із природного газу метану.

Учитель. Припустіть технологічні принципи виробництва. (Проблемне питання)

Учні

1. Принцип теплообміну.

2. Принцип протитоку.

3. Циркуляційний процес.

V. Усвідомлення, узагальнення та систематизація знань, умінь і навичок

1. Демонстрація фрагмента мультифікованого кінофільму «Промисловий синтез амоніаку»

2. Вивчення стадій виробництва за схемою

Учні розповідають. На дошці та партах учнів — схеми виробництва амоніаку.

3. Самостійна робота на творче застосування знань, навичок і вмінь

4. Рекламна пауза

Учні рекламують товар, тобто розхвалюють властивості й потрібність амоніаку. (Реклами складалися вдома.)

VI. Підбиття підсумків уроку

Оцінювання діяльності учнів. Перелічення проблем, наріжних питаньз якими впоралися протягом уроку.

VII. Повідомлення та пояснення домашнього завдання

Здійснити перетворення:

N2 → NH4NO3

Учитель дякує учням за допомогу, надану в проведенні уроку.

Хімія. – 2007. – № 2.

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 -