2022年合成氨条件的选择 .pdf
学习必备欢迎下载第四节合成氨条件的选择一、教学目标1. 知识与技能学会如何应用化学反应速率和化学平衡原理, 选择合成氨的适宜条件。了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等2. 过程与方法通过用化学反应速率理论、化学平衡理论选择合成氨反应条件，培养知识的综合应用和归纳能力。通过合成氨生产条件的分析和选择, 使学生了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。3. 情感态度与方法通过合成氨前景的展望，激发学生学习兴趣，使学生体会化学学科中逻辑结构严谨深刻的科学美。二、教学重难点应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件三、教学方法讲授法、讨论法、指导阅读法四、教学过程教学环节一：合成氨生产条件的选择教师活动学生活动预测设计意图【导课】 多媒体展示 柳化工厂合成氨生产线；氨的用途如合成化肥、染料、医药等 引入 氨的应用广泛，需要合成大量的氨以满足人们的需求，但是生产合成氨需要选择什么样的条件才能既经济可行又快速有效的合成呢？今天我们将应用化学反应速率和化学平衡原理的有关知识共同探讨关于合成氨条件的选择问题。【板书】 第四节 合成氨条件的选择观看多媒体，倾听回顾前面所学知识，思考并回答问题（学生较易说出正确答案）联系生活， 引入今 日 学习内容， 激发学生的 学 习兴趣精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页学习必备欢迎下载【提问】1影响化学反应速率的因素有哪些？是如何影响的？2影响化学平衡的条件有哪些？是如何影响的？3. NH3的合成反应式怎么写？4. 合成氨的反应有什么特点？【板书】一、合成氨条件的选择3N2 + 3H22NH3反应特点：可逆反应正反应为放热反应气体总体积缩小的反应【讨论】根据合成氨反应的特点，从反应速率和化学平衡两个角度分析，合成氨反应采取什么反应条件适宜？并把你们的结论填入相应的表格中压强温度 催 化剂浓度为增大合成氨的反应速率为提高平衡混 合 物 中NH3的含量【问题】请综合以上两方面的因素 , 思考生产中压强和温度应怎么选择？回答 1：影响化学反应速率的因素有：温度、压强、催化剂等；升高温度、增大压强以及使用催化剂，都可以使化学反应速率增大。回答 2：影响化学平衡的条件有：浓度、压强、温度等；如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。回答 3: 3N2 + 3H22NH3回答4： 可逆反应正反应为放热反应气体总体积缩小的反应讨论并把答案填入相应的表格中思考后学生会得出生产中应采用高压 , 而温度是采用高温还是低温就产生了矛盾。通过 问 题引导学 生 回顾所学知识通过 讨 论交流和 填 写表格将 旧 知识应用 到 新内容中由问 题 引发学生 进 一步的思考， 得出矛盾， 激起他们求 知 的欲望精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页学习必备欢迎下载【引导】请分析 2-3表中数据 , 结合温度、压强、平衡混合物中氨的百分含量, 找出最适宜的温度和压强。【设疑】 但是实际生产中，温度和压强并不是采用 200和100Mpa ，而采用了500和2050Mpa ，这是为什么呢？请同学们用五分钟阅读 48页到49页压强、温度和催化剂相关内容，把其中的原因找出来。【总结学生的回答】1. 压强：增大压强，有利于氨的合成，但在实际生产中，压强不可能无限制的增大，因为压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，势必增大生产成本，降低综合经济效益。因此，受动力、材料、设备等条件的限制，目前我国合成氨厂一般采用的压强是 2050Mpa 。2温度： 合成氨为放热反应，低温有利于氨的生成。但是温度越低，反应速率就慢，到达平衡所需要的时间越长，因而单位时间内产量低，这在工业生产中是很不经济的。综合考虑各种因素，在实际生产上，采用 500的温度，此时催化剂的活性最大。【问题】1. 生产氨采用的催化剂是哪种催化剂？2. 在500和30 Mpa 时，合成氨的体积分数只有 26.4 ，转化率很低，故实际生产中还要考虑浓度对化学平衡的影响，应采取什么措施？阅读2-3相关数据，找出最适宜的温度和压强分别为： 200 100Mpa 阅读教材，归纳出工业生产氨选取500和2050Mpa 的原因倾听思考回答问题回答1：铁触媒回答2：增大反应物浓度， 减少生成物浓度学会 分 析数据通过 阅 读归纳回答， 提高归纳 和 表达能力问题 引 导思考精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页学习必备欢迎下载对于问题 2补充讲解：通过不断补充氮气和氢气，使反应物保持一定的浓度；采取讯速冷却的方法，使气态氨变成液态氨及时从平衡混合气体中分离出去。【习题1】有平衡体系： CO(g)2H2(g)CH3OH(g)(正反应为放热反应)，为了增加甲醇的产量，提高生产效益，应采取的正确措施是 ( ) A高温、高压B适宜的温度、高压、催化剂C低温、低压D高温、高压、催化剂【习题 2】在硫酸工业中，通过下列反使 SO2氧化成( 正反应为放热反应 ) ，试回答下列问题：(1) 在生产中常用过量空气的原因是什么 ? (2) 实际生产的控制温度为400500，为什么 ? (3) 增大压强对上述反应有什么影响?但工业生产上却采用常压，为什么? 【板书】1 压强： 2050Mpa 2温度： 500，此时催化剂的活性最大。3催化剂：铁触媒做练习做练习， 巩固新知精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页学习必备欢迎下载教学环节二：合成氨工业简介及发展前景教师活动学生活动预测设计意图【多媒体】展示合成氨动画及生产示意图【讲解】合成氨工业的简要流程可用方框图表示为：(1) 原料气的制取N2：将空气液化、蒸发分离出N2或者将空气中的 O2与碳作用生成 CO2，除去 CO2后得 N2H2：用水和燃料( 煤、焦炭、石油、天然气等) 在高温下制取 用煤和水制 H2的主要反应为：(2) 制得的 N2、H2需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压(3) 氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行(4) 氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来， 提高原料的利用率， 并将没有完全反应的N2和 H2循环送入合成塔，使其充分被利用【板书】二、合成氨工业1. 合成氨工业的简要流程2. 原料气的制取N2 : 液化空气H2: 煤与水反应观看动画和示意图倾听，思考与理解讨论与交流并发表各自的设想通过观看动画 核 示 意图，直观地了解工业合成氨精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页学习必备欢迎下载【讨论】请同学们阅读化学模拟生物固氮， 参考: 生物中植物对氮的需求 ; 生物固氮的原理和条件 ; 理想的人工固氮条件。 设想一下合成氨的发展前景如何？【作业】 课后习题激发学生学习化学的积极性主板书设计第四节 合成氨条件的选择一、合成氨条件的选择3N2 + 3H22NH3反应特点：可逆反应正反应为放热反应气体总体积缩小的反应1 压强： 2050Mpa 2温度： 500，此时催化剂的活性最大。3催化剂：铁触媒二、合成氨工业1. 合成氨工业的简要流程2. 原料气的制取N2 : 液化空气H2: 煤与水反应精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页
