工业合成氨的适宜条件(教案)

工业合成氨的适宜条件设计思想本课是在学习了化学反应速率和化学平衡的基础上，了解简单的工业合成氨的生产过程。在教学设计中突出化学反应速率和化学平衡移动原理等理论对工业生产实践的指导作 用，使学生懂得工业生产中提高经济效益必须依靠科学和技术。本节课重点通过讨论合成氨的适宜条件，体现了化学反应速率和勒夏特列原理等理论对工业生产实践的指导作用，同时在运用理论的过程中， 也可进一步加深学生对所学理论的理解。引导学生充分运用化学反应速率和勒夏特列原理等知识，并考虑合成氨生产中动力、设备、材料等实际情况，合理地选择合成氨适宜的生产条件。此外，在教学中，使学生建立化 工生产条件的选择应以提高综合经济效益和减少环境污染为目的的思想。一. 教学目标1、能应用化学速率和化学平衡的有关原理，特别是勒夏特列原理综合分析合成氨的适宜条件，培养分析推理和实际应用能力。2、通过研究图表，提高分析问题、解决问题的能力3、通过合成氨工业生产的学习，认识化学原理在化工生产中的重要应用。4、通过合成氨生产中动力、设备等条件的讨论，认识工业生产上反应条件的选择过程。5、感悟化学原理对生产实践的指导作用，并懂得一定的辩证思维和逻辑思维。6、培养勇于创新的科学精神二. 教学重点和难点1、重点选择合成氨适宜的生产条件2、难点分析工业生产中设备、反应条件等的选择和应用原理1、教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图导入新课（形成目标）背景介绍德国化学家哈伯因合成氨的工 业化生产而获得诺贝尔奖。直接切入主题， 激发学习兴趣。【设问】假如某位同学是一个工厂的厂长，对畅销产品的生产效率、 成本有 何要求？思考展现标题“化工生产能否做到又快 又多”,其中“快”和“多”分别体 现的是工业生产哪两方面的要求？回答：降低成本，提高产量和质量。学生回答：速率和产量。让学生明确化工 生产所要关注的 问题，为下面学习 做好铺垫。引入课题这就是化工生产中所需要兼顾 的两方面问题。那具体又是如何实现 这两者对立统一的？引入现在工厂合成氨气，应怎样选择生讨论后回答：加快速率，通过实例分析指产条件呢？提高产率。岀本节重点及学板书适宜化工生产条件的选择设问利用化学反应速率和化学平衡知识，从生产目的、选择的依据和原则 角度考虑这个问题。首先选择生产条 件的目的是什么？习方法。设问选择生产条件的依据是什么思考，回答：外界条件对培养思维的有序评价并板书依据：外界条件对化学反应反应速率和化学平衡的影性。速率和化学平衡影响的规律。响。设问请写出合成氨的化学方程式，并分书写化学方程式：N2+3H2为讨论合成氨适析该反应特点。2NH3+Q。分析反应特点：宜生产条件作准氨的合成是放热的气体体积缩小的可逆反应备。思考如何选择合成氨的适宜条件？学生思考并尝试回答，合在讨论中进一步合成氨的反应有什么特点？成氨反应的特点：可逆反巩固知识。（教师指导学生分析、总结。）应；正反应为气体体积缩 小；正反应为放热反应等。 学生认为：根据合成氨的合成氨的适宜特点，应从化学反应速率转换角色，激发兴条件如果我们是企业家，要提高合成和化学平衡两个角度来分趣。氨的经济效益应采取什么措施？析，要充分考虑经济效益教师对学生提岀的见解进行评价。问题。一要使反应进行得思考更快，二要使产品的产量怎样改变条件加快合成氨的反更多。深化对知识点的应速率？理解。怎样改变条件能提高氨在平学生讨论。衡混合物中的百分含量？投影：讨论结果思考： 既然增大压强可提高反应速率，又可汇报讨论结果（表1 ）。提高氨的产量，那么在合成氨工业中压强学生回答：需要考虑设备是否越大越好呢？ 显然，从化学反应速率和化学平衡两 个方面考虑，对压强要求是一致的， 而对的承压能力。温度的要求是矛盾的。怎样解决这个矛引起矛盾，解决实盾？师生互动：师生共同分析表 2，通过数据 分析理解合成氨中温度和压强的变化与际问题。氨含量的变化情况。投影表3。分析数据。小结我们除了从反应原理方面分析外， 还要从材料和设备方面分析才能确 定合成氨工业的适宜条件。教师介绍介绍哈伯寻找合适催化剂的故 事。总结合成氨的适宜条件的选择，必须全 面考虑问题，既注意外界条件对反应 速率和化学平衡影响的一致性，又要 注意其矛盾性，同时兼顾催化剂的活 性对温度的限制。也就是理论要联系 实际.拓展延伸同学们，请在课后查阅资料， 了解合成氨的过去、现在和未来，我 们将在拓展型课上交流学习心得。明确合成氨工业 条件选择依据。引发学生对人类 生存问题的关注。合成氨工业简述（原料、设备）【引入】我们分析了适宜的生产条件，那么合成氨工业的主要流程怎样呢？【板书】二、合成氨工业简述通过提问解决原料的制备、净化和压缩问 题。通过观看视频或者图片介绍工业合成氨 的设备介绍合成氨工业的前景低温下进行的催化剂化学模拟生物合成氨总结并布置作业使氨生产得快（从化学反应速率分析）使氨生成得多 （从化学平衡分析）浓度增大n2、h2的浓度增大N2、H2的浓度， 减小NH3的浓度压强高压高压温度高温低温催化剂使用不影响表2 合成氨平衡时混合物中氨的含量（体积分数）温度/C压强/MPa0.11020306010020015.381.586.489.995.498.83002.252.064.271.084.292.64000.425.138.247.065.279.85000.110.619.126.442.257.56000.054.59.113.823.131.4表3理论和实际生产条件的对比浓度压强温度催化剂理 论 生 产为增大 合成氨 的反应 速率增加N2、H2的浓度增大升高加入为提高 平衡混 合物中NH3的 含量减小平衡混合物中NH3的浓度增大降低实 际 生 产使气态NH3变为液态 NH3,从平衡混合物中 分离岀去，并及时补充N2、H 220 MPa 50 MPa500 C左右铁触媒（500 C 左右时活 性最大）