合成氨条件的选择

教学设计示例第三节 合成氨条件的选择教学目标知识目标：1使学生理解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。2使学生了解应用化学原理选择化工厂生产条件的思路和方法。能力目标：1 教学时应以化学反应速率和化学平衡原理为主线，以合成氨知识为中心，结合工业上生产的实际情况，将知识串联、拓展、延伸，培养学生的归纳思维能力。2 在运用理论的过程中，可以进一步加深学生对所学理论的理解和提高知识的实际应用能力。情感目标：1通过了解合成氨的全过程，可以激发学生爱科学、探索科学的热情。2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。教学过程学生按照自学提纲先自学约15分钟，后教师集中讲解25分钟，巩固训练10分钟。自学提纲：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应用化学平衡原理，分析反应： （正反应放热）要制得更多的 ，可以采用哪些措施？就以上3个问题，教师可组织学生认真的讨论。然后，教师集中讲解。合成氨条件的选择 1体积 3体积 2体积（正反应放热）参看课本P49的表25。1压强。增大压强，有利于 的合成，但在实际市产中，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 。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。3催化剂。由于 分子非常稳定， 与 的化合十分困难，即使采用了加热与高压的条件，合成氨的反应还是十分缓慢。为了加快化合反应速率，降低反应所需要的能量，合成氨工业普遍使用铁触媒作催化剂。在实际生产中，不断补充 、 （增大反应物浓度），采取迅速冷却的方法（减小生成物浓度），使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，以促使化学平衡不断地向着生成 的方向移动。合成氨工业（一）合成氨工业1原理 2生产过程简介（出示挂图或模型）（1）原料气的制备： 来自空气， 来自水中 再通过 水除 ： 得原料气 。（2） 的合成：见课本第50页图214。（二）化学模拟生物固氨氨的固定：将游离态的氨转化为化合态氨的过程叫氨的固定。1人工合成氨：化学固氨法。其条件要求高、成本高、转化率低、效率低。2根瘤菌，生物固氨。常温常压下进行。成本低、转化率高、效率高。模拟生物的功能，把生物的功能原理用于化学工业生产，借以改善现有的并创造崭新的化学工艺过程。（三）随堂练习1合成氨时，既要使合成氨的产率增大，又使反应速率增快，可采取的办法是（ ）A不断充入 B升高温度C增大压强 D分离出 2合成氨所需的 可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为： （正反应放热），下列措施中，能提高CO转化率的是（ ）A增大压强 B降低温度C增大水蒸气浓度 D增大浓度3合成氨工业有下列流程：原料气制备；氨的合成；原料气净化和压缩；氨的分离。其先后顺序为（ ）A B C D（四）总结、扩展、答疑在总结本节内容的基础上，教师可扩展一些知识给学生。可先从介绍18世纪末到20世纪初这一百多年里合成氨工业的发展简况入手，以压强条件选择的变化为例，说明合成氨条件的选择是与科技进步、动力、材料、设备等条件的改善紧密相联的，并将随之而作出相应的改变。在讨论合成氨的发展前景时，要求学生拓宽思路，培养学生的创新精神和训练科学方法。例1 2000年是勒沙特列（Le Chatelier 18501936）诞生150周年。请用勒沙特列原理解释如下生活中的常见现象：打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫。（2000年，全国）分析 解答时应注意联系实际。饮料在日常生活中相当普遍，其中含有一定量的化学物质，啤酒中的 就是其中一种， 在水中存在如下平衡：溶液平衡： ，化学平衡 ，上述平衡受压力和温度影响，根据勒沙特列原理，即可得到解释现象的原因。解 溶解平衡 ，化学平衡： ，受 压力和温度的影响，平衡按勒沙特列原理移动。点评 理论联系实际是素质教育的要求，要求把所学知识运用到实际生活中去，解释一些问题，解决一些简单问题。本题就是运用化学平衡原理解决问题的一例。布置作业1完成课本第5456页的练习题。2到一个化工厂搞一次课外调查，写好调查报告。板书设计第四节 合成氨条件的选择 一、合成氨条件的选择 （正反应放热） （1体积）（3体积） （2体积）1压强：目前采用 。2温度：500，此时催化剂的活性最大。3催化剂：铁触媒。二、合成氨工业的发展前景（一）合成氨工业1原理： 2生产过程简介（挂图） （1）原料气的制备 （2） 的合成（二）化学模拟生物固氮氮的固定：把游离态的氮转化为化合态氮的过程。1人工固氮：（化学固氮）条件高、成本高、转化率低、效率低。2根瘤菌：（生物固氮）常温常压、成本低、转化率高、效率高。