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合成氨条件的选择

[12-03 14:41:03]   来源:http://www.xuehuiba.com  高二化学教案   阅读:8792
概要: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2—5。1.压强。增大压强,有利于 www.xuehuiba.com 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
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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2—5。

  1.压强。增大压强,有利于

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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, 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

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  得原料气 

  (2) 的合成:见课本第50页图2—14。

  (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:①原料气制备;②氨的合成;③原料气净化和压缩;④氨的分离。其先后顺序为(    )

  A.①②③④       B.①③②④      C.④③②①     D.②③④①

  (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

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学方法。

  例1  2000年是勒沙特列(Le Chatelier 1850—1936)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

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