高中化学 2.1 氨的合成教案1 苏教版选修2

氨的合成合成氨条件的选择教学目标：1掌握合成氨的化学原理；了解应用化学反应速率和化学平衡原理来选择适宜的化工生产条件的一般原则。2学生体会到从实验室研究到工业化生产所要解决的主要问题，认识化学原理对生产技术的指导作用。情感目标：通过了解合成氨对工业和农业以至人类社会产生的巨大影响，对学生进行爱国主义教育，培养学生热爱科学、敢于创新的优良品质。教学重点难点：合成氨工业生产适宜条件的选择。教学方法：探究讨论和阅读自主学习式。教学过程：【引入】和同学共同回顾氨的用途及发展史。本节课我们一起来探讨合成氨条件选择的原则，设想合成氨工业的发展前景。【激疑】我们如何选择合成氨的适宜条件呢？【板书】一、合成氨的适宜条件【设问】选择生产条件的依据是什么？请写出合成氨的化学方程式，并分析该反应特点。1、合成氨反应的特点【指导学生分析】合成氨反应的特点：可逆反应 正反应为气体体积缩小 正反应为放热反应。【质疑】如果我们是企业家，要合成氨应从哪些方面考虑？【学生讨论】【教师评价】对学生提出的问题进行评价。要充分考虑经济效益问题，一要使反应进行得更快，二要使产品的产量更多，根据合氨的特点，从化学反应速率和化学平衡两个角度来分。2、化学反应速率和化学平衡两个角度来分析，理论上合成氨应选择什么条件？【组织学生展开讨论】 生成氨的速率快需要些什么条件； 生成氨的量多需要些什么条件。学生汇报讨论结果。【投影】讨论结果。表1 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） 压强 高压 高压 温度 高温 低温是否使用催化剂 使用 不影响浓度增大N2、H2的浓度增大N2、H2的浓度，减小NH3的浓度【指导学生】分析教材P48表23实验数据，并与讨论结果比较。【小结】 从讨论结果看增大压强、使用催化剂都可以增大合成氨的反应速率；而增大压强、降低温度可以增大平衡混合物中氨的含量。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，而对温度的要求是矛盾的。【设问】那么如何处理好温度矛盾问题； 【组织学生阅读讨论】温度的高低各有什么利弊，怎样解决这个矛盾？既然增大压强可提高反应速率，又可提高氨的产量，那么在合成氨工业中压强是否越大越好呢？ 在合成氨工业中要使用催化剂，既然催化剂对化学平衡没有影响，为什么还要使用【学生回答】【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。3、合成氨的适宜条件【设问】 实验数据表明30MPa、5000C时，平和混合物中NH3含量仅26.4还是很低，为了使平衡向生成氨的方向移动，提高N2、H2的转化率，还可以采取哪些措施？理论和实际生产条件对比压强 温度 催化剂 浓度为增大合成氨的反应速率 增大 升高加入增加N2、H2的浓度为提高平衡混合物中NH3的含量增大降低减小平衡混合物中NH3的浓度实际生产中20 MPa50 MPa5000C 左右 铁触媒（500OC 左右时活 性最大） 使气态NH3变为液态NH3并及时从平衡混合物中分离出去，及时补充N2、H2【投影】合成氨生产示意图。【学生】谈自己的学习体会。【总结】合成氨适宜条件的选择，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。还应注意理论于实际相结. 【应用】用所学知识选择工业接触法制硫酸的生产条件【板书】二、合成氨工业的发展前景 【过渡】同学们，如果我们是科学家，依据合成氨的研究方法展望、预言合成氨的发展前景。【学生】 展望、预言合成氨的发展前景。【练习】1. 观察课本工业合成氨的流程图思考如何及时分离出氨气？原理是什么？2. 循环设计的目的是什么？如何实现循环？3. 原料气氮气的得到的途径你可以设计出哪些？你认为可行的方法是什么？能否直接利用空气？理由是什么？4. 你有几种方法得到氢气？你认为可行的研究方向为？利用水和煤得到氢气是普遍采用的方法请写出化学方程式，从实验的角度思考如何得到纯净的氢气？5. 请观察课本合成氨塔，思考合成氨气塔的设计的意图，为什么采用四层催化剂？热交换器的作用是什么？冷激气的设计思路是什么？6. 合成的氨气配水使用是一种肥料，为什么还要转化为铵盐或尿素？后者的好处是什么？7. 候氏