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合肥锦绣中学 杨艳

2023年8月

说题：2023年新高考第10题

15:34

说题流程展示

（2）研究表明，合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，

表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为

_______(填步骤前的标号)，理由是_______。

10. 氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：

（1）根据图1数据计算反应的反应热_______。

真题再现：2023新高考第10题

• 2023年新高考卷第10题

• 一、试题情境来源： 合成氨工艺（流程如图所示）是

人工固氮最重要的途径。

2018年是合成氨工业先驱哈伯

（P•Haber）获得诺贝尔奖100周年

（3）合成氨发展进展：

1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨

1918年，德国化学家弗里茨·哈伯因为发明合成

氨方法而获得诺贝尔化学奖。

1931年，卡尔·博施因为改进合成氨方法获得诺

贝尔化学奖。

2007年度诺贝尔化学奖授予了德国化学家格哈

德百·埃特尔（Gerhard Ertl），理由是他发现了

哈伯－博施法合成氨的作用机理，并以此为开

端推动了表面化学动力学的发展

科学精神与

社会责任

背景再现2

试卷 情境

2022

甲卷 金红石TIO2制钛

乙卷 回收处理H2S

2021

甲卷 二氧化碳催化加氢制甲醇

乙卷 ICl卤素互化物

2020

1卷 接触法制硫酸

Ⅱ卷 天然气甲烷背景

2019

水煤气合成氨、制氢以及合成气

Ⅱ卷 环戊二烯质塑料

Ⅲ卷 氯化氢制氯气

基于学科理解角度引导学生审题

问题1：反应热常见计算方法有哪些？本题适用那种方法？

(1)根据反应物和生成物的能量计算

ΔH=生成物的总能量−反应物的总能量

(2)根据反应物和生成物的键能计算

ΔH=反应物的键能总和−生成物的键能总和

(3)根据燃烧热计算反应热

注意关键条件——可燃物的物质的量为1

mol、生成物为指定产物。

Q放=n(可燃物）×|ΔH|

(4)根据盖斯定律计算反应热

分析

归纳

问题2：请结合图1分别计算 和H-H的键能？思考哪一

步反应消耗能量最高？

N N

关键能力培养

分析推测、理解辨

析能力

问题3：如何找到决速步？ 宏观辨识与微

观探析、证据

推理与模型认

知

模型构建

变式训练1：下列是电化学合成氨中的两种催化剂火山图，请找出两个图中

的决速步，并评价两种催化剂的催化效果

此时孩子们信心满满，

充满自信

问题4：如何调控条件提高氨产率？为什么？

哈伯-博施工艺

Ru 催化剂 问题：

1、为什么高温高压？

2、找出决速步？

3、解读每一步的化

学反应，写出相关化

学方程式。

4、氮气为什么过量？

5、还有什么方法能

提高反应速率？

6、请评价HaberBosch 工艺的优缺点。

高能耗、高成本、高污染

第一步氮的吸附分解所需活化能最高，是控制总反应速率的关键步骤。为保

证氮气占有一定份额的催化活性中心并提高吸附速率应适当提高氮的分压

p(N2

)，即不是达到最大平衡转化率要求的n(N2

):n(H2

)=1:3，而是

n(N2

):n(H2

)=1:2.8

为提高氨的脱附速率，以空出活性中心供继续合成氨使用，必须降低氨的分

压p(NH3

),适时分离氨，故合成氨的反应速率与p(NH3

)成反比

变化观念与

平衡思想

二、基于学生视角分析结构与解题

【小问1详解】

在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应

物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应

的

2 2 3

1 3 N (g)+ H (g)=NH (g)

2 2

-1 ΔH=(473+654-436-397 5 -339) 4 kJ mo  l = −

【小问2详解】

由图1中信息可知， 的 ，则 的键能为 ； 的

，则H-H键的键能为 。在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开

化学键的步骤都属于能垒，由于的键能比H-H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速

率控制步骤为(ⅱ)

2

1

N (g)=N(g)

2

-1 ΔH=+473kJ ol m N N

-1 946kJ mol  2

3

H (g)=3H(g)

2

-1 ΔH=+654kJ ol m

-1 ΔH=+654kJ ol m -1 436kJ mol 

【小问4详解】

②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰

性气体，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，

因此，充入惰性气体不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体的图是图4。

【小问4详解】

①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，

在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数 ，因此，图中压强由小到大的顺序

为 ，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数

越大。 P P P 1 2 3 ＜ ＜

P P P 1 2 3 ＜ ＜

必备知识

关键能力

学科素养

核心价值

三、分析题目立意

15:34

引领

导向

主要考

查内容

基础

支撑

四层

在“四层”的构建中，“核心

价值”指明立德树人根本任务，

起到方向引领作用；“学科素

养”承接核心价值的方向引领，

统摄关键能力与必备知识；

“关键能力”是支撑和体现学

科素养要求的能力表征；“必

备知识”是培养能力、达成素

养的基础。“四层”紧密关联，

构成有机整体，使素质教育目

必备知识 标在高考中得到系统的体现。

关键能力

学科素养

核心价值

四、说试题立意

1.体现价值引领

渗透中华优秀科

技成果对人类发

展和社会进步的

贡献—爱国主义

渗透科学精神、

激发学习兴趣

社会价值

本质价值

育人价值

15:34

必备

知识

化学语言与概念

反应变化与规律 物质结构与性质

物质转化与应用

实验原理与方法

4 必备知识为基

新明杯说题决赛材料

锦绣杨艳 说课稿

说题文稿设计

第 1 页：尊敬的各位领导同学：大家下午好！我是合肥锦绣

中学的

今天我们将一起来再次探讨与学习 2023 年新高考卷化学试

卷的第 10 题：反应原理题

第 2 页：针对这道题我们将重点从以下四个方面：试题选择

背景、教师、学生感悟理解，出题者意图方面共同探讨

第 3 页：这是第 10 题原题，本题以合成氨催化剂选择和催

化机理探究为背景，重点考察了原理部分反应热的计算方法、

决速步的判断，平衡移动的影响因素，及重点考察了三段式

计算中转化率和压强平衡常数 KP的计算，及不同平衡中 K 之

间的关系转化。在第三小题设计中结合了结构化学中密度的

计算。

第 4 页：2018 年是合成氨工业先驱哈伯（P•Haber）获得诺

贝尔奖 100 周年，合成氨工业在国民经济中占有重要的地位，

除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，以及各种含

氮复合肥，都希望提升合成氨产率。

第 5 页：近百年来，因致力于提高合成氨工业中原料转化率

和氨产率，各国科学家也多次获得行业肯定：被授予诺贝尔

奖。以此为背景出题，也培养了孩子们科学精神与社会责任

意识。

第 6 页：原理类题目的考察一直是高考化学试卷中重难点之

一，每年必考，区分度、选拔度极高。

第 7 页：下面我们重点来看看此题解题过程

问题 1：反应热常见计算方法有哪些？引导学生思考总结该

知识点常用方法

培养学生形成归纳与总结能力， 进而思考本题解

决方法。

第 8 页：

问题 2：请结合图 1 分别计算 N\\N 三键 和 H-H 的键能？思

考图 2 哪一步反应机理消耗能量最高？

培养学生分析推测和理解辨析能力。

第 9 页：

在合理计算出每一步能量变化之后，不难回答除决速步的归

属，进而抛出

问题 3 ：如何快速找到决速步？

引领大家思考寻找决速步的常用方法

1、 从反应物开始，每到下一个比当前能量更低的中间体就

划分一个阶段

2、 对每个阶段，计算能量最高点与此阶段能量最低点的差

值。

3、 所有阶段中差值最高的包含决速步，就是从这个阶段初

始位置达到这个阶段能量最高点的过程。进行模型构建

培养孩子们宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知

的核心素养

第 10 页：

思维已经提升，我们不难完成变式训练 1 的拓展，此时孩子

们信心满满，充满自信

第 11 页：此时接着探讨

问题 4：结合问题 4 思考如何调控条件提高氨产率？

第 12 页：

此时借用哈伯-博施工艺原理机理，结合以下 6 个问题强化

复习影响平衡移动的因素：

1：为什么高温高压？

2：找出决速步？

3：解读每一步的化学反应，写出相关方程式?

4:氮气过量的原因？

5：还有什么方法能提高反应速率？

6:评价哈伯-博施工艺的优缺点

培养了孩子们变化观念与平衡思想的核心素养

第 13 页：

上面学习磨练后，孩子们不难对此题给出自己的解答

下面我们重点看一下此题解题过程

【小问 1 详解】

在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放

能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总

和的差，因此，由图 1 数据可知，反应

的

【小问 2 详解】

【小问 4 详解】

①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压

强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同

温 度 下 ， 反 应 达 平 衡 时 氨 的 摩 尔 分

数 ，因此，图中压强由

小 到 大 的 顺 序 为

，判

断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强

越大平衡时氨的摩尔分数

②对比图 3 和图 4 中的信息可知，在相同温度和相同压强

下，图 4 中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性

气体 ，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压

也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因

此，充入惰性气体 不利于合成氨，进料组成中含有惰性

气体 的图是图 4。

最后两空转化率的计算和压强平衡常数的考察，也是本题

区分度最明显的两个空。综合考察了学生的审题和计算能

力，以及个人的毅力和心态。

选拔性较高，在我校，结合学生学情，优质学生要想提

分，还要加强训练

第 15 页：

本到高考题，利用熟悉的背景考察了学生的化学学科关键

能力，在理解与分析的基础上，强化了分析与推测，归纳

与论证的能力，区分度较高

第 17 页：

合成氨工艺多次诺贝尔奖的获得培养了学生科学态度与社

会责任的核心素养，反应机理的考察培养了孩子们宏观辨

识与微观探析的核心素养等，

出题者可谓竭尽全力出好题，费尽心思拉区分。

本节课说题到此结束，谢谢