2.4 化学反应的调控 教案- 高二化学人教版（2019）选择性必修1.doc

人教版（2019） 选择性必修1 第二章 化学反应速率与化学平衡第四节 化学反应的调控教学设计教学目标1、认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。2、以工业合成氨为例，能从反应限度、反应速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。教学重难点重点：利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题。 难点：利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题。教学过程一、导入新课为了延长食物储存时间，我们将其放进冰箱冷藏室进行存放。这其中蕴含着怎样的科学原理呢？二、新课讲授【师】我们曾学过氮的相关知识，在自然界中可以实现氮的固定，那么在工业上怎样实现氮的固定呢？【学生】【提问】观察方程式，总结一下该反应有何特点？【学生】反应为可逆反应；正反应是气体体积减小的反应；H <0。【师】合成氨反应为可逆反应，温度、压强、浓度等因素都会影响合成氨反应的进行。【PPT】展示表格对合成氨反应的影响影响因素浓度温度压强催化剂增大合成氨的反应速率提高平衡混合物中氨的含量 - -【学生】讨论回答，完成表格【师】由表格信息可知，升高温度、增大压强、增大反应物浓度及使用催化剂等，都可以使合成氨的反应速率增大；降低温度、增大压强、增大反应物浓度等有利于提高平衡混合物中氨的含量。那么，在实际生产中到底选择哪些适宜的条件呢？【学生】讨论回答【PPT】展示图2-11和2-12【师】原理分析和对实验数据的分析均表明，合成氨时压强越大越好。但是，压强越大，对材料的强度和设备的制造要求就越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益。目前，我国合成氨厂一般压强为10 MPa30 MPa。【师】根据平衡移动原理，合成氨应该采用低温以提高平衡转化率。实验数据也说明了这一点。但是，温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不经济的。因此，需要选择一个适宜的温度。目前，在实际生产中一般采用的温度为400500 。【提问】合成氨采用低温时可提高转化率，但为何未采用更低的温度？【学生】温度太低，反应速率太小，达到平衡所需的时间变长，不经济。另外，合成氨所需的催化剂铁触媒的活性在500 左右活性最大。【师】即使在高温、高压下，N2和H2的化合反应仍然进行得十分缓慢。通常采用加入催化剂的方法，改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地发生反应。目前，合成氨工业中普遍使用的是以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。铁触媒在500 左右时的活性最大，这也是合成氨一般选择400500 进行的重要原因。另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒"，原料气必须经过净化。【提问】合成氨工业采用迅速冷却法，使气态氨变为液氨后及时从混合物中分离出去的目的是什么？【学生】使化学平衡向生成氨的方向移动。板书设计化学反应的调控一、合成氨反应条件的原理分析二、实际合成氨工业中选择的生产条件1.压强：1030 MPa2.温度：400500 3.催化剂：铁触媒