阶段素养提升课 第2章 化学键 化学反应规律 学案 2022-2023学年高一化学鲁科版（2019）必修第二册

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阶段素养提升课 第2章素养探究　利用氮气与氢气直接合成氨的工业生产曾是一个较难的课题，1900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。实验验证过程中发生了爆炸，一个助手差点丧命。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。同时间，许多著名的法国化学家如泰纳、德维尔乃至贝托洛都在这项工作中失败了。1909年，德国化学家哈伯用锇催化剂将氮气与氢气在17.5～20 MPa和500～600 ℃下直接合成，反应器出口得到6%的氨。(一)从化学键角度认识NH3　(1)从化学键角度判断NH3的化合物类型，并用电子式表示其形成过程。(2)分析工业合成氨的化学反应过程中化学键变化情况。(3)实验室中常用反应2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O制取少量的氨气，写出反应方程式除NH3外的物质的电子式，并指出化合物类型。(二)探究合成氨过程的能量变化　(1)N2(g)与H2(g)在一定条件下反应生成NH3(g)的过程如图所示。 ①判断过程Ⅰ、Ⅱ的含义。②判断生成1 mol氨气时反应放热或吸热的热量为多少？③在此条件下，将1 mol N2(g)与3 mol H2(g)置于密闭容器中发生反应，充分反应后放热或吸热的热量为多少？(2)合成氨工业中，合成塔中每产生2 mol NH3，放出92.2 kJ热量。计算1 mol N—H键形成时所释放的能量约等于多少？(三)探究合成氨反应的速率和限度　(1)合成氨反应中反应速率以及物质浓度的计算方法工业合成氨的反应如下：3H2＋N22NH3。某温度下，在容积恒定为2.0 L的密闭容器中充入2.0 mol N2和2.0 mol H2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如表所示：t/s050150250350n(NH3)/mol00.240.360.400.40①计算0～50 s内N2的浓度变化表示的平均反应速率。②计算250 s时，反应体系中H2的物质的量浓度为多少？③判断下列措施对反应速率的影响？A．降低温度B．增大压强C．加入催化剂④对于此反应有同学提出了如下说法，请你判断是否正确？A．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率B．上述条件下，N2不可能100%转化为NH3C．250～350 s时，生成物浓度保持不变，反应停止(2)合成氨反应达到反应限度的判断一定温度下，合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)达到反应最大限度的有哪些？①H2全部转化为NH3②c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2③单位时间内，生成n mol N2的同时消耗2n mol NH3④单位时间内断开1 mol N≡N的同时断开3 mol N—H⑤N2的生成速率等于它的分解速率⑥N2、H2、NH3的浓度不再变化(四)认识合成氨的新方法　利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。①判断右室电极的名称。②写出在固氮酶作用下发生反应的方程式。③计算电池工作时电路中每转移0.3 mol电子，标准状况下消耗N2的体积是多少？④相比现有工业合成氨，该方法有哪些优点？(任写两条)