最新合成氨條件的選擇方法(十三篇)

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最新合成氨條件的選擇方法(十三篇)
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合成氨條件的選擇方法篇一

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用反應(yīng)速率和平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分教學(xué)在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

教學(xué)建議

第一部分的教學(xué):

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高? 的產(chǎn)量,這是一個反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中? 的含量問題(平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

教師可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。???

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的教學(xué)

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“模擬固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

教學(xué)設(shè)計示例

第三節(jié)

知識目標(biāo):

1.使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。

2.使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工廠生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo):

1.? 教學(xué)時應(yīng)以反應(yīng)速率和平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結(jié)合工業(yè)上生產(chǎn)的實際情況,將知識串聯(lián)、拓展、延伸,培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力。

2.? 在運用理論的過程中,可以進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解和提高知識的實際應(yīng)用能力。

情感目標(biāo):

1.通過了解合成氨的全過程,可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、探索科學(xué)的熱情。

2.通過合成氨前景的展望,激發(fā)學(xué)生興趣,使學(xué)生體會學(xué)科中邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)深刻的科學(xué)美。

學(xué)生按照自學(xué)提綱先自學(xué)約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓(xùn)練10分鐘。

自學(xué)提綱:

1.影響反應(yīng)速率的因素有哪些?是如何影響的?

2.影響平衡的條件有哪些?是如何影響的?

3.應(yīng)用平衡原理,分析反應(yīng):

(正反應(yīng)放熱)

要制得更多的 ,可以采用哪些措施?

就以上3個問題,教師可組織學(xué)生認(rèn)真的討論。然后,教師集中講解。

1體積?? 3體積???????? 2體積(正反應(yīng)放熱)

參看課本p49的表2—5。

1.壓強(qiáng)。增大壓強(qiáng),有利于 的合成,但在實際市產(chǎn)中,壓強(qiáng)不可能無限制的增大,因為壓強(qiáng)越大,需要的動力越大,對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,勢必增大生產(chǎn)成本,降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,受動力、材料、設(shè)備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)是 。

2.溫度。合成氨為放熱反應(yīng),低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應(yīng)速率就慢,到達(dá)平衡所需要的時間越長,因而單位時間內(nèi)產(chǎn)量低,這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。綜合考慮各種因素,在實際生產(chǎn)上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑。由于 分子非常穩(wěn)定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應(yīng)還是十分緩慢。為了加快化合反應(yīng)速率,降低反應(yīng)所需要的能量,合成氨工業(yè)普遍使用鐵觸媒作催化劑。

在實際生產(chǎn)中,不斷補(bǔ)充 、 (增大反應(yīng)物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使平衡不斷地向著生成 的方向移動。

合成氨工業(yè)

(一)合成氨工業(yè)

1.原理??

2.生產(chǎn)過程簡介(出示掛圖或模型)

(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中

再通過 水除 :

得原料氣? 。

(2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。

(二)模擬固氨

氨的固定:將游離態(tài)的氨轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氨的過程叫氨的固定。

1.人工合成氨:固氨法。其條件要求高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌,固氨。常溫常壓下進(jìn)行。成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

模擬的功能,把的功能原理用于工業(yè)生產(chǎn),借以改善現(xiàn)有的并創(chuàng)造嶄新的工藝過程。

(三)隨堂練習(xí)

1.合成氨時,既要使合成氨的產(chǎn)率增大,又使反應(yīng)速率增快,可采取的辦法是(?? )

a.不斷充入 ?????????????? b.升高溫度

c.增大壓強(qiáng)?????????????????????? d.分離出

2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應(yīng)而制得,其中一步的反應(yīng)為:

(正反應(yīng)放熱),下列措施中,能提高co轉(zhuǎn)化率的是(??? )

a.增大壓強(qiáng)??????????????? b.降低溫度

c.增大水蒸氣濃度????????? d.增大濃度

3.合成氨工業(yè)有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為(??? )

a.①②③④?????? b.①③②④????? c.④③②①???? d.②③④①

(四)總結(jié)、擴(kuò)展、答疑

在總結(jié)本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,教師可擴(kuò)展一些知識給學(xué)生。可先從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這一百多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)條件選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)的,并將隨之而作出相應(yīng)的改變。在討論合成氨的發(fā)展前景時,要求學(xué)生拓寬思路,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

例1? 2000年是勒沙特列(le chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現(xiàn)象:打開冰鎮(zhèn)啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。

(2000年,全國)

分析? 解答時應(yīng)注意聯(lián)系實際。飲料在日常生活中相當(dāng)普遍,其中含有一定量的物質(zhì),啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據(jù)勒沙特列原理,即可得到解釋現(xiàn)象的原因。

解? 溶解平衡 ,平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。

點評? 理論聯(lián)系實際是素質(zhì)的要求,要求把所學(xué)知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用平衡原理解決問題的一例。

1.完成課本第54-56頁的練習(xí)題。

2.到一個化工廠搞一次課外調(diào)查,寫好調(diào)查報告。

第四節(jié)

一、

(正反應(yīng)放熱)

(1體積)(3體積)????? (2體積)

1.壓強(qiáng):目前采用 。

2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑:鐵觸媒。

二、合成氨工業(yè)的發(fā)展前景

(一)合成氨工業(yè)

1.原理:??

2.生產(chǎn)過程簡介(掛圖)

(1)原料氣的制備

(2) 的合成

(二)模擬固氮

氮的固定:把游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程。

1.人工固氮:(固氮)條件高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌:(固氮)常溫常壓、成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

合成氨條件的選擇方法篇二

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用反應(yīng)速率和平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分教學(xué)在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

教學(xué)建議

第一部分的教學(xué):

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高? 的產(chǎn)量,這是一個反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中? 的含量問題(平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

教師可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。???

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的教學(xué)

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“模擬固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

教學(xué)設(shè)計示例

第三節(jié)

知識目標(biāo):

1.使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。

2.使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工廠生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo):

1.? 教學(xué)時應(yīng)以反應(yīng)速率和平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結(jié)合工業(yè)上生產(chǎn)的實際情況,將知識串聯(lián)、拓展、延伸,培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力。

2.? 在運用理論的過程中,可以進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解和提高知識的實際應(yīng)用能力。

情感目標(biāo):

1.通過了解合成氨的全過程,可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、探索科學(xué)的熱情。

2.通過合成氨前景的展望,激發(fā)學(xué)生興趣,使學(xué)生體會學(xué)科中邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)深刻的科學(xué)美。

學(xué)生按照自學(xué)提綱先自學(xué)約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓(xùn)練10分鐘。

自學(xué)提綱:

1.影響反應(yīng)速率的因素有哪些?是如何影響的?

2.影響平衡的條件有哪些?是如何影響的?

3.應(yīng)用平衡原理,分析反應(yīng):

(正反應(yīng)放熱)

要制得更多的 ,可以采用哪些措施?

就以上3個問題,教師可組織學(xué)生認(rèn)真的討論。然后,教師集中講解。

1體積?? 3體積???????? 2體積(正反應(yīng)放熱)

參看課本p49的表2—5。

1.壓強(qiáng)。增大壓強(qiáng),有利于 的合成,但在實際市產(chǎn)中,壓強(qiáng)不可能無限制的增大,因為壓強(qiáng)越大,需要的動力越大,對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,勢必增大生產(chǎn)成本,降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,受動力、材料、設(shè)備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)是 。

2.溫度。合成氨為放熱反應(yīng),低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應(yīng)速率就慢,到達(dá)平衡所需要的時間越長,因而單位時間內(nèi)產(chǎn)量低,這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。綜合考慮各種因素,在實際生產(chǎn)上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑。由于 分子非常穩(wěn)定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應(yīng)還是十分緩慢。為了加快化合反應(yīng)速率,降低反應(yīng)所需要的能量,合成氨工業(yè)普遍使用鐵觸媒作催化劑。

在實際生產(chǎn)中,不斷補(bǔ)充 、 (增大反應(yīng)物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使平衡不斷地向著生成 的方向移動。

合成氨工業(yè)

(一)合成氨工業(yè)

1.原理??

2.生產(chǎn)過程簡介(出示掛圖或模型)

(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中

再通過 水除 :

得原料氣? 。

(2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。

(二)模擬固氨

氨的固定:將游離態(tài)的氨轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氨的過程叫氨的固定。

1.人工合成氨:固氨法。其條件要求高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌,固氨。常溫常壓下進(jìn)行。成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

模擬的功能,把的功能原理用于工業(yè)生產(chǎn),借以改善現(xiàn)有的并創(chuàng)造嶄新的工藝過程。

(三)隨堂練習(xí)

1.合成氨時,既要使合成氨的產(chǎn)率增大,又使反應(yīng)速率增快,可采取的辦法是(?? )

a.不斷充入 ?????????????? b.升高溫度

c.增大壓強(qiáng)?????????????????????? d.分離出

2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應(yīng)而制得,其中一步的反應(yīng)為:

(正反應(yīng)放熱),下列措施中,能提高co轉(zhuǎn)化率的是(??? )

a.增大壓強(qiáng)??????????????? b.降低溫度

c.增大水蒸氣濃度????????? d.增大濃度

3.合成氨工業(yè)有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為(??? )

a.①②③④?????? b.①③②④????? c.④③②①???? d.②③④①

(四)總結(jié)、擴(kuò)展、答疑

在總結(jié)本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,教師可擴(kuò)展一些知識給學(xué)生??上葟慕榻B18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這一百多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)條件選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)的,并將隨之而作出相應(yīng)的改變。在討論合成氨的發(fā)展前景時,要求學(xué)生拓寬思路,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

例1? 2000年是勒沙特列(le chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現(xiàn)象:打開冰鎮(zhèn)啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。

(2000年,全國)

分析? 解答時應(yīng)注意聯(lián)系實際。飲料在日常生活中相當(dāng)普遍,其中含有一定量的物質(zhì),啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據(jù)勒沙特列原理,即可得到解釋現(xiàn)象的原因。

解? 溶解平衡 ,平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。

點評? 理論聯(lián)系實際是素質(zhì)的要求,要求把所學(xué)知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用平衡原理解決問題的一例。

1.完成課本第54-56頁的練習(xí)題。

2.到一個化工廠搞一次課外調(diào)查,寫好調(diào)查報告。

第四節(jié)

一、

(正反應(yīng)放熱)

(1體積)(3體積)????? (2體積)

1.壓強(qiáng):目前采用 。

2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑:鐵觸媒。

二、合成氨工業(yè)的發(fā)展前景

(一)合成氨工業(yè)

1.原理:??

2.生產(chǎn)過程簡介(掛圖)

(1)原料氣的制備

(2) 的合成

(二)模擬固氮

氮的固定:把游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程。

1.人工固氮:(固氮)條件高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌:(固氮)常溫常壓、成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

合成氨條件的選擇方法篇三

目標(biāo)

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

建議

第一部分的:

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高 的產(chǎn)量,這是一個化學(xué)反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(化學(xué)反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學(xué)平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。????

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學(xué)模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

設(shè)計示例

目標(biāo)

知識目標(biāo):

1.使學(xué)生理解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。

2.使學(xué)生了解應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工廠生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo):

1.? 時應(yīng)以化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結(jié)合工業(yè)上生產(chǎn)的實際情況,將知識串聯(lián)、拓展、延伸,培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力。

2.? 在運用理論的過程中,可以進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解和提高知識的實際應(yīng)用能力。

情感目標(biāo):

1.通過了解合成氨的全過程,可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、探索科學(xué)的熱情。

2.通過合成氨前景的展望,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生體會化學(xué)學(xué)科中邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)深刻的科學(xué)美。

過程

學(xué)生按照自學(xué)提綱先自學(xué)約15分鐘,后集中講解25分鐘,鞏固訓(xùn)練10分鐘。

自學(xué)提綱:

1.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些?是如何影響的?

2.影響化學(xué)平衡的條件有哪些?是如何影響的?

3.應(yīng)用化學(xué)平衡原理,分析反應(yīng):

(正反應(yīng)放熱)

要制得更多的 ,可以采用哪些措施?

就以上3個問題,可組織學(xué)生認(rèn)真的討論。然后,集中講解。

1體積?? 3體積???????? 2體積(正反應(yīng)放熱)

參看課本p49的表2—5。

1.壓強(qiáng)。增大壓強(qiáng),有利于 的合成,但在實際市產(chǎn)中,壓強(qiáng)不可能無限制的增大,因為壓強(qiáng)越大,需要的動力越大,對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,勢必增大生產(chǎn)成本,降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,受動力、材料、設(shè)備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)是 。

2.溫度。合成氨為放熱反應(yīng),低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應(yīng)速率就慢,到達(dá)平衡所需要的時間越長,因而單位時間內(nèi)產(chǎn)量低,這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。綜合考慮各種因素,在實際生產(chǎn)上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑。由于 分子非常穩(wěn)定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應(yīng)還是十分緩慢。為了加快化合反應(yīng)速率,降低反應(yīng)所需要的能量,合成氨工業(yè)普遍使用鐵觸媒作催化劑。

在實際生產(chǎn)中,不斷補(bǔ)充 、 (增大反應(yīng)物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學(xué)平衡不斷地向著生成 的方向移動。

合成氨工業(yè)

(一)合成氨工業(yè)

1.原理??

2.生產(chǎn)過程簡介(出示掛圖或模型)

(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中

再通過 水除 :

得原料氣? 。

(2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。

(二)化學(xué)模擬生物固氨

氨的固定:將游離態(tài)的氨轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氨的過程叫氨的固定。

1.人工合成氨:化學(xué)固氨法。其條件要求高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌,生物固氨。常溫常壓下進(jìn)行。成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

模擬生物的功能,把生物的功能原理用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn),借以改善現(xiàn)有的并創(chuàng)造嶄新的化學(xué)工藝過程。

(三)隨堂練習(xí)

1.合成氨時,既要使合成氨的產(chǎn)率增大,又使反應(yīng)速率增快,可采取的辦法是(?? )

a.不斷充入 ?????????????? b.升高溫度

c.增大壓強(qiáng)?????????????????????? d.分離出

2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應(yīng)而制得,其中一步的反應(yīng)為:

(正反應(yīng)放熱),下列措施中,能提高co轉(zhuǎn)化率的是(??? )

a.增大壓強(qiáng)??????????????? b.降低溫度

c.增大水蒸氣濃度????????? d.增大濃度

3.合成氨工業(yè)有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為(??? )

a.①②③④?????? b.①③②④????? c.④③②①???? d.②③④①

(四)總結(jié)、擴(kuò)展、答疑

在總結(jié)本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,可擴(kuò)展一些知識給學(xué)生。可先從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這一百多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)條件選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)的,并將隨之而作出相應(yīng)的改變。在討論合成氨的發(fā)展前景時,要求學(xué)生拓寬思路,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

例1? 2000年是勒沙特列(le chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現(xiàn)象:打開冰鎮(zhèn)啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。

(2000年,全國)

分析? 解答時應(yīng)注意聯(lián)系實際。飲料在日常生活中相當(dāng)普遍,其中含有一定量的化學(xué)物質(zhì),啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,化學(xué)平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據(jù)勒沙特列原理,即可得到解釋現(xiàn)象的原因。

解? 溶解平衡 ,化學(xué)平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。

點評? 理論聯(lián)系實際是素質(zhì)的要求,要求把所學(xué)知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用化學(xué)平衡原理解決問題的一例。

1.完成課本第54-56頁的練習(xí)題。

2.到一個化工廠搞一次課外調(diào)查,寫好調(diào)查報告。

設(shè)計

第四節(jié)

一、

(正反應(yīng)放熱)

(1體積)(3體積)????? (2體積)

1.壓強(qiáng):目前采用 。

2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑:鐵觸媒。

二、合成氨工業(yè)的發(fā)展前景

(一)合成氨工業(yè)

1.原理:??

2.生產(chǎn)過程簡介(掛圖)

(1)原料氣的制備

(2) 的合成

(二)化學(xué)模擬生物固氮

氮的固定:把游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程。

1.人工固氮:(化學(xué)固氮)條件高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌:(生物固氮)常溫常壓、成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

合成氨條件的選擇方法篇四

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用反應(yīng)速率和平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分教學(xué)在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

教學(xué)建議

第一部分的教學(xué):

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高 的產(chǎn)量,這是一個反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

教師可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。??? ?

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的教學(xué)

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“模擬固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

知識目標(biāo):

1.使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。

2.使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工廠生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo):

1.? 教學(xué)時應(yīng)以反應(yīng)速率和平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結(jié)合工業(yè)上生產(chǎn)的實際情況,將知識串聯(lián)、拓展、延伸,培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力。

2.? 在運用理論的過程中,可以進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解和提高知識的實際應(yīng)用能力。

情感目標(biāo):

1.通過了解合成氨的全過程,可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、探索科學(xué)的熱情。

2.通過合成氨前景的展望,激發(fā)學(xué)生興趣,使學(xué)生體會學(xué)科中邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)深刻的科學(xué)美。

學(xué)生按照自學(xué)提綱先自學(xué)約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓(xùn)練10分鐘。

自學(xué)提綱:

1.影響反應(yīng)速率的因素有哪些?是如何影響的?

2.影響平衡的條件有哪些?是如何影響的?

3.應(yīng)用平衡原理,分析反應(yīng):

(正反應(yīng)放熱)

要制得更多的 ,可以采用哪些措施?

就以上3個問題,教師可組織學(xué)生認(rèn)真的討論。然后,教師集中講解。

1體積?? 3體積???????? 2體積(正反應(yīng)放熱)

參看課本p49的表2—5。

1.壓強(qiáng)。增大壓強(qiáng),有利于 的合成,但在實際市產(chǎn)中,壓強(qiáng)不可能無限制的增大,因為壓強(qiáng)越大,需要的動力越大,對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,勢必增大生產(chǎn)成本,降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,受動力、材料、設(shè)備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)是 。

2.溫度。合成氨為放熱反應(yīng),低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應(yīng)速率就慢,到達(dá)平衡所需要的時間越長,因而單位時間內(nèi)產(chǎn)量低,這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。綜合考慮各種因素,在實際生產(chǎn)上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑。由于 分子非常穩(wěn)定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應(yīng)還是十分緩慢。為了加快化合反應(yīng)速率,降低反應(yīng)所需要的能量,合成氨工業(yè)普遍使用鐵觸媒作催化劑。

在實際生產(chǎn)中,不斷補(bǔ)充 、 (增大反應(yīng)物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使平衡不斷地向著生成 的方向移動。

合成氨工業(yè)

(一)合成氨工業(yè)

1.原理??

2.生產(chǎn)過程簡介(出示掛圖或模型)

(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中

再通過 水除 :

得原料氣? 。

(2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。

(二)模擬固氨

氨的固定:將游離態(tài)的氨轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氨的過程叫氨的固定。

1.人工合成氨:固氨法。其條件要求高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌,固氨。常溫常壓下進(jìn)行。成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

模擬的功能,把的功能原理用于工業(yè)生產(chǎn),借以改善現(xiàn)有的并創(chuàng)造嶄新的工藝過程。

(三)隨堂練習(xí)

1.合成氨時,既要使合成氨的產(chǎn)率增大,又使反應(yīng)速率增快,可采取的辦法是(?? )

a.不斷充入 ?????????????? b.升高溫度

c.增大壓強(qiáng)?????????????????????? d.分離出

2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應(yīng)而制得,其中一步的反應(yīng)為:

(正反應(yīng)放熱),下列措施中,能提高co轉(zhuǎn)化率的是(??? )

a.增大壓強(qiáng)??????????????? b.降低溫度

c.增大水蒸氣濃度????????? d.增大濃度

3.合成氨工業(yè)有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為(??? )

a.①②③④?????? b.①③②④????? c.④③②①???? d.②③④①

(四)總結(jié)、擴(kuò)展、答疑

在總結(jié)本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,教師可擴(kuò)展一些知識給學(xué)生??上葟慕榻B18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這一百多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)條件選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)的,并將隨之而作出相應(yīng)的改變。在討論合成氨的發(fā)展前景時,要求學(xué)生拓寬思路,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

例1? 2000年是勒沙特列(le chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現(xiàn)象:打開冰鎮(zhèn)啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。

(2000年,全國)

分析? 解答時應(yīng)注意聯(lián)系實際。飲料在日常生活中相當(dāng)普遍,其中含有一定量的物質(zhì),啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據(jù)勒沙特列原理,即可得到解釋現(xiàn)象的原因。

解? 溶解平衡 ,平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。

點評? 理論聯(lián)系實際是素質(zhì)的要求,要求把所學(xué)知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用平衡原理解決問題的一例。

1.完成課本第54-56頁的練習(xí)題。

2.到一個化工廠搞一次課外調(diào)查,寫好調(diào)查報告。

第四節(jié)

一、

(正反應(yīng)放熱)

(1體積)(3體積)????? (2體積)

1.壓強(qiáng):目前采用 。

2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑:鐵觸媒。

二、合成氨工業(yè)的發(fā)展前景

(一)合成氨工業(yè)

1.原理:??

2.生產(chǎn)過程簡介(掛圖)

(1)原料氣的制備

(2) 的合成

(二)模擬固氮

氮的固定:把游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程。

1.人工固氮:(固氮)條件高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌:(固氮)常溫常壓、成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

此文章共有頁??第 1 2 頁 ?

合成氨條件的選擇方法篇五

目標(biāo)

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

建議

第一部分的:

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高? 的產(chǎn)量,這是一個化學(xué)反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(化學(xué)反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中? 的含量問題(化學(xué)平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。???

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學(xué)模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

設(shè)計示例

第三節(jié)

目標(biāo)

知識目標(biāo):

1.使學(xué)生理解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。

2.使學(xué)生了解應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工廠生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo):

1.? 時應(yīng)以化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結(jié)合工業(yè)上生產(chǎn)的實際情況,將知識串聯(lián)、拓展、延伸,培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力。

2.? 在運用理論的過程中,可以進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解和提高知識的實際應(yīng)用能力。

情感目標(biāo):

1.通過了解合成氨的全過程,可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、探索科學(xué)的熱情。

2.通過合成氨前景的展望,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生體會化學(xué)學(xué)科中邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)深刻的科學(xué)美。

過程

學(xué)生按照自學(xué)提綱先自學(xué)約15分鐘,后集中講解25分鐘,鞏固訓(xùn)練10分鐘。

自學(xué)提綱:

1.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些?是如何影響的?

2.影響化學(xué)平衡的條件有哪些?是如何影響的?

3.應(yīng)用化學(xué)平衡原理,分析反應(yīng):

(正反應(yīng)放熱)

要制得更多的 ,可以采用哪些措施?

就以上3個問題,可組織學(xué)生認(rèn)真的討論。然后,集中講解。

1體積?? 3體積???????? 2體積(正反應(yīng)放熱)

參看課本p49的表2—5。

1.壓強(qiáng)。增大壓強(qiáng),有利于 的合成,但在實際市產(chǎn)中,壓強(qiáng)不可能無限制的增大,因為壓強(qiáng)越大,需要的動力越大,對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,勢必增大生產(chǎn)成本,降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,受動力、材料、設(shè)備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)是 。

2.溫度。合成氨為放熱反應(yīng),低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應(yīng)速率就慢,到達(dá)平衡所需要的時間越長,因而單位時間內(nèi)產(chǎn)量低,這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。綜合考慮各種因素,在實際生產(chǎn)上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑。由于 分子非常穩(wěn)定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應(yīng)還是十分緩慢。為了加快化合反應(yīng)速率,降低反應(yīng)所需要的能量,合成氨工業(yè)普遍使用鐵觸媒作催化劑。

在實際生產(chǎn)中,不斷補(bǔ)充 、 (增大反應(yīng)物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學(xué)平衡不斷地向著生成 的方向移動。

合成氨工業(yè)

(一)合成氨工業(yè)

1.原理??

2.生產(chǎn)過程簡介(出示掛圖或模型)

(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中

再通過 水除 :

得原料氣? 。

(2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。

(二)化學(xué)模擬生物固氨

氨的固定:將游離態(tài)的氨轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氨的過程叫氨的固定。

1.人工合成氨:化學(xué)固氨法。其條件要求高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌,生物固氨。常溫常壓下進(jìn)行。成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

模擬生物的功能,把生物的功能原理用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn),借以改善現(xiàn)有的并創(chuàng)造嶄新的化學(xué)工藝過程。

(三)隨堂練習(xí)

1.合成氨時,既要使合成氨的產(chǎn)率增大,又使反應(yīng)速率增快,可采取的辦法是(?? )

a.不斷充入 ?????????????? b.升高溫度

c.增大壓強(qiáng)?????????????????????? d.分離出

2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應(yīng)而制得,其中一步的反應(yīng)為:

(正反應(yīng)放熱),下列措施中,能提高co轉(zhuǎn)化率的是(??? )

a.增大壓強(qiáng)??????????????? b.降低溫度

c.增大水蒸氣濃度????????? d.增大濃度

3.合成氨工業(yè)有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為(??? )

a.①②③④?????? b.①③②④????? c.④③②①???? d.②③④①

(四)總結(jié)、擴(kuò)展、答疑

在總結(jié)本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,可擴(kuò)展一些知識給學(xué)生。可先從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這一百多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)條件選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)的,并將隨之而作出相應(yīng)的改變。在討論合成氨的發(fā)展前景時,要求學(xué)生拓寬思路,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

例1? 2000年是勒沙特列(le chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現(xiàn)象:打開冰鎮(zhèn)啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。

(2000年,全國)

分析? 解答時應(yīng)注意聯(lián)系實際。飲料在日常生活中相當(dāng)普遍,其中含有一定量的化學(xué)物質(zhì),啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,化學(xué)平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據(jù)勒沙特列原理,即可得到解釋現(xiàn)象的原因。

解? 溶解平衡 ,化學(xué)平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。

點評? 理論聯(lián)系實際是素質(zhì)的要求,要求把所學(xué)知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用化學(xué)平衡原理解決問題的一例。

1.完成課本第54-56頁的練習(xí)題。

2.到一個化工廠搞一次課外調(diào)查,寫好調(diào)查報告。

設(shè)計

第四節(jié)

一、

(正反應(yīng)放熱)

(1體積)(3體積)????? (2體積)

1.壓強(qiáng):目前采用 。

2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑:鐵觸媒。

二、合成氨工業(yè)的發(fā)展前景

(一)合成氨工業(yè)

1.原理:??

2.生產(chǎn)過程簡介(掛圖)

(1)原料氣的制備

(2) 的合成

(二)化學(xué)模擬生物固氮

氮的固定:把游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程。

1.人工固氮:(化學(xué)固氮)條件高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌:(生物固氮)常溫常壓、成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

合成氨條件的選擇方法篇六

1.知識目標(biāo)

(1)使學(xué)生理解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。

(2)了解合成氨生產(chǎn)的一般流程和反應(yīng)原理、反應(yīng)條件等。

2.能力和方法目標(biāo)

(1)通過合成氨生產(chǎn)條件的分析和選擇,使學(xué)生了解應(yīng)化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

(2)通過用化學(xué)反應(yīng)速率理論、化學(xué)平衡理論選擇合成氨反應(yīng)條件,培養(yǎng)知識的綜合應(yīng)用和歸納能力。

(3)通過合成氨對工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的重要作用的教育,讓學(xué)生理解化學(xué)對于改善人類生活的重要意義。

1.在現(xiàn)代無機(jī)化工、有機(jī)化工、生物化工等生產(chǎn)中,大多數(shù)產(chǎn)品的合成往往需要使用的主要化學(xué)反應(yīng)條件是(? )。

(a)高溫??? (b)高壓??? (c)催化劑??? (d)高溫、高壓、催化劑

2.將v1l的h2和v2l的n2在一定條件下發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡后,混合氣體總體積為v3l(氣體體積均在相同條件下測定),則生成nh3的體積是(? )。

(a)(v1+v2-v3)l????????? ?(b)(v1+v2+v3)l

(c)(v1+v2-2v3)l????????? (d)[v3-(v1+v2)]l

3.在某合成氨廠合成氨的反應(yīng)中,測得合成塔入口處氣體n2、h2、nh3的體積比為6:18:1,出口處氣體n2、h2、nh3的體積比為9:27:8,則氮的轉(zhuǎn)化率為(? )。

(a)5%????????? (b)50%?????? (c)25%?????? (d)20%

4.下面是合成氨的簡要流程示意圖(如圖2-4-1):

沿x路線回去的物質(zhì)的是(???? )。

(a)n2和h2????? (b)催化劑?????? ???(c)n2???????? (d)h2

5.工業(yè)上用氨和二氧化碳反應(yīng)合成尿素。已知下列物質(zhì)在一定條件下均能與水反應(yīng)產(chǎn)生h2和co2,h2是合成氨的原料,co2供合成尿素用。若從充分利用原料的角度考慮,選用____物質(zhì)作原料較好。

(a)co????? (b)石油腦(c5h12、c6h14)?? (c)ch4??? (d)焦炭

6.在一定條件下,合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后,混合氣體中nh3的體積分?jǐn)?shù)為25%。若反應(yīng)前后條件保持不變,則反應(yīng)后縮小的氣體體積與原反應(yīng)物體積之比是(?? )。

(a)1:5?? (b)1:4?? (c)1:3?? (d)1:2

7.在3h2 + n2 2nh3反應(yīng)中,使用催化劑的理由是(? )。

(a)使平衡向正反應(yīng)方向移動????????? (b)沒有催化劑該反應(yīng)不能發(fā)生

(c)使化學(xué)反應(yīng)速率增大????????????? (d)遏止逆反應(yīng)的發(fā)生

8.總壓強(qiáng)為3.0×107pa時,氮氫混合氣體(體積比為1:3)通入合成塔,反應(yīng)達(dá)平衡時的壓強(qiáng)降為2.5×107pa。則平衡時混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為(?? )。

(a)35% ?????(b)30%? ????(c)25% ????(d)20%

9.將2ln2和6 lh2充入密閉容器里反應(yīng),達(dá)到平衡時,混合氣體的體積為7.2l,計算:

(1)平衡時,混合氣體里各氣體物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(2)n2轉(zhuǎn)化為nh3的轉(zhuǎn)化率。

(3)混合氣體中nh3全部被0.005l水吸收,所得氨水的物質(zhì)的量濃度是多少?(氨水的密度為0.96g/ml,氣體在標(biāo)況下)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?

10.某溫度下,1l密閉容器中加入1moln2和3molh2,使合成氨反應(yīng)達(dá)平衡,平衡混合物中n2、h2和nh3的物質(zhì)的量分別用m、n、g mol表示,如果溫度不變,只改變初始物質(zhì)的加入量,而要求m、n、g的值不變,如果用x、y、z表示所加入的n2、h2和nh3的量,那么x、y、z應(yīng)滿足:

(1)若x=0,y=0,則z =-____mol。

(2)若x=0.75mol,則y=____mol,z =-____mol。

(3)x、y、z應(yīng)滿足的一般條件是:________________(用x、y、z的代數(shù)式表示)。

1d,2a,3c,4a,5b,6a,7c,8d。

9.(1)h214.11%;n265.79%;nh320.06%;(2)20%;(3)7.2 mol。l-1;12.8%。

10.(1)2;(2)2.25,0.5;(3)x+ =1,2y+3z =6。

合成氨條件的選擇方法篇七

目標(biāo)

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

建議

第一部分的:

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高? 的產(chǎn)量,這是一個化學(xué)反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(化學(xué)反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中? 的含量問題(化學(xué)平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。???

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學(xué)模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

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合成氨條件的選擇方法篇八

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用反應(yīng)速率和平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分教學(xué)在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

教學(xué)建議

第一部分的教學(xué):

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高? 的產(chǎn)量,這是一個反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中? 的含量問題(平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

教師可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。???

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的教學(xué)

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“模擬固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

教學(xué)設(shè)計示例

第三節(jié)

知識目標(biāo):

1.使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。

2.使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工廠生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo):

1.? 教學(xué)時應(yīng)以反應(yīng)速率和平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結(jié)合工業(yè)上生產(chǎn)的實際情況,將知識串聯(lián)、拓展、延伸,培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力。

2.? 在運用理論的過程中,可以進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解和提高知識的實際應(yīng)用能力。

情感目標(biāo):

1.通過了解合成氨的全過程,可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、探索科學(xué)的熱情。

2.通過合成氨前景的展望,激發(fā)學(xué)生興趣,使學(xué)生體會學(xué)科中邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)深刻的科學(xué)美。

學(xué)生按照自學(xué)提綱先自學(xué)約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓(xùn)練10分鐘。

自學(xué)提綱:

1.影響反應(yīng)速率的因素有哪些?是如何影響的?

2.影響平衡的條件有哪些?是如何影響的?

3.應(yīng)用平衡原理,分析反應(yīng):

(正反應(yīng)放熱)

要制得更多的 ,可以采用哪些措施?

就以上3個問題,教師可組織學(xué)生認(rèn)真的討論。然后,教師集中講解。

1體積?? 3體積???????? 2體積(正反應(yīng)放熱)

參看課本p49的表2—5。

1.壓強(qiáng)。增大壓強(qiáng),有利于 的合成,但在實際市產(chǎn)中,壓強(qiáng)不可能無限制的增大,因為壓強(qiáng)越大,需要的動力越大,對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,勢必增大生產(chǎn)成本,降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,受動力、材料、設(shè)備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)是 。

2.溫度。合成氨為放熱反應(yīng),低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應(yīng)速率就慢,到達(dá)平衡所需要的時間越長,因而單位時間內(nèi)產(chǎn)量低,這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。綜合考慮各種因素,在實際生產(chǎn)上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑。由于 分子非常穩(wěn)定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應(yīng)還是十分緩慢。為了加快化合反應(yīng)速率,降低反應(yīng)所需要的能量,合成氨工業(yè)普遍使用鐵觸媒作催化劑。

在實際生產(chǎn)中,不斷補(bǔ)充 、 (增大反應(yīng)物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使平衡不斷地向著生成 的方向移動。

合成氨工業(yè)

(一)合成氨工業(yè)

1.原理??

2.生產(chǎn)過程簡介(出示掛圖或模型)

(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中

再通過 水除 :

得原料氣? 。

合成氨條件的選擇方法篇九

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用反應(yīng)速率和平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分教學(xué)在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

教學(xué)建議

第一部分的教學(xué):

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高 的產(chǎn)量,這是一個反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

教師可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。????

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的教學(xué)

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“模擬固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

知識目標(biāo):

1.使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。

2.使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工廠生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo):

1.? 教學(xué)時應(yīng)以反應(yīng)速率和平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結(jié)合工業(yè)上生產(chǎn)的實際情況,將知識串聯(lián)、拓展、延伸,培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力。

2.? 在運用理論的過程中,可以進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解和提高知識的實際應(yīng)用能力。

情感目標(biāo):

1.通過了解合成氨的全過程,可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、探索科學(xué)的熱情。

2.通過合成氨前景的展望,激發(fā)學(xué)生興趣,使學(xué)生體會學(xué)科中邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)深刻的科學(xué)美。

學(xué)生按照自學(xué)提綱先自學(xué)約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓(xùn)練10分鐘。

自學(xué)提綱:

1.影響反應(yīng)速率的因素有哪些?是如何影響的?

2.影響平衡的條件有哪些?是如何影響的?

3.應(yīng)用平衡原理,分析反應(yīng):

(正反應(yīng)放熱)

要制得更多的 ,可以采用哪些措施?

就以上3個問題,教師可組織學(xué)生認(rèn)真的討論。然后,教師集中講解。

1體積?? 3體積???????? 2體積(正反應(yīng)放熱)

參看課本p49的表2—5。

1.壓強(qiáng)。增大壓強(qiáng),有利于 的合成,但在實際市產(chǎn)中,壓強(qiáng)不可能無限制的增大,因為壓強(qiáng)越大,需要的動力越大,對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,勢必增大生產(chǎn)成本,降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,受動力、材料、設(shè)備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)是 。

2.溫度。合成氨為放熱反應(yīng),低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應(yīng)速率就慢,到達(dá)平衡所需要的時間越長,因而單位時間內(nèi)產(chǎn)量低,這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。綜合考慮各種因素,在實際生產(chǎn)上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑。由于 分子非常穩(wěn)定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應(yīng)還是十分緩慢。為了加快化合反應(yīng)速率,降低反應(yīng)所需要的能量,合成氨工業(yè)普遍使用鐵觸媒作催化劑。

在實際生產(chǎn)中,不斷補(bǔ)充 、 (增大反應(yīng)物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使平衡不斷地向著生成 的方向移動。

合成氨工業(yè)

(一)合成氨工業(yè)

1.原理??

2.生產(chǎn)過程簡介(出示掛圖或模型)

(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中

再通過 水除 :

合成氨條件的選擇方法篇十

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用反應(yīng)速率和平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分教學(xué)在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

教學(xué)建議

第一部分的教學(xué):

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高 的產(chǎn)量,這是一個反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

教師可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。????

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的教學(xué)

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“模擬固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

知識目標(biāo):

1.使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。

2.使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工廠生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo):

1.? 教學(xué)時應(yīng)以反應(yīng)速率和平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結(jié)合工業(yè)上生產(chǎn)的實際情況,將知識串聯(lián)、拓展、延伸,培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力。

2.? 在運用理論的過程中,可以進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解和提高知識的實際應(yīng)用能力。

情感目標(biāo):

1.通過了解合成氨的全過程,可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、探索科學(xué)的熱情。

2.通過合成氨前景的展望,激發(fā)學(xué)生興趣,使學(xué)生體會學(xué)科中邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)深刻的科學(xué)美。

學(xué)生按照自學(xué)提綱先自學(xué)約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓(xùn)練10分鐘。

自學(xué)提綱:

1.影響反應(yīng)速率的因素有哪些?是如何影響的?

2.影響平衡的條件有哪些?是如何影響的?

3.應(yīng)用平衡原理,分析反應(yīng):

(正反應(yīng)放熱)

要制得更多的 ,可以采用哪些措施?

就以上3個問題,教師可組織學(xué)生認(rèn)真的討論。然后,教師集中講解。

1體積?? 3體積???????? 2體積(正反應(yīng)放熱)

參看課本p49的表2—5。

1.壓強(qiáng)。增大壓強(qiáng),有利于 的合成,但在實際市產(chǎn)中,壓強(qiáng)不可能無限制的增大,因為壓強(qiáng)越大,需要的動力越大,對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,勢必增大生產(chǎn)成本,降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,受動力、材料、設(shè)備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)是 。

2.溫度。合成氨為放熱反應(yīng),低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應(yīng)速率就慢,到達(dá)平衡所需要的時間越長,因而單位時間內(nèi)產(chǎn)量低,這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。綜合考慮各種因素,在實際生產(chǎn)上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑。由于 分子非常穩(wěn)定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應(yīng)還是十分緩慢。為了加快化合反應(yīng)速率,降低反應(yīng)所需要的能量,合成氨工業(yè)普遍使用鐵觸媒作催化劑。

在實際生產(chǎn)中,不斷補(bǔ)充 、 (增大反應(yīng)物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使平衡不斷地向著生成 的方向移動。

合成氨工業(yè)

(一)合成氨工業(yè)

1.原理??

2.生產(chǎn)過程簡介(出示掛圖或模型)

(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中

再通過 水除 :

得原料氣? 。

(2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。

(二)模擬固氨

氨的固定:將游離態(tài)的氨轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氨的過程叫氨的固定。

1.人工合成氨:固氨法。其條件要求高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌,固氨。常溫常壓下進(jìn)行。成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

模擬的功能,把的功能原理用于工業(yè)生產(chǎn),借以改善現(xiàn)有的并創(chuàng)造嶄新的工藝過程。

(三)隨堂練習(xí)

1.合成氨時,既要使合成氨的產(chǎn)率增大,又使反應(yīng)速率增快,可采取的辦法是(?? )

a.不斷充入 ?????????????? b.升高溫度

c.增大壓強(qiáng)?????????????????????? d.分離出

2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應(yīng)而制得,其中一步的反應(yīng)為:

(正反應(yīng)放熱),下列措施中,能提高co轉(zhuǎn)化率的是(??? )

a.增大壓強(qiáng)??????????????? b.降低溫度

c.增大水蒸氣濃度????????? d.增大濃度

3.合成氨工業(yè)有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為(??? )

a.①②③④?????? b.①③②④????? c.④③②①???? d.②③④①

(四)總結(jié)、擴(kuò)展、答疑

在總結(jié)本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,教師可擴(kuò)展一些知識給學(xué)生。可先從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這一百多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)條件選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)的,并將隨之而作出相應(yīng)的改變。在討論合成氨的發(fā)展前景時,要求學(xué)生拓寬思路,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

例1? 2000年是勒沙特列(le chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現(xiàn)象:打開冰鎮(zhèn)啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。

(2000年,全國)

分析? 解答時應(yīng)注意聯(lián)系實際。飲料在日常生活中相當(dāng)普遍,其中含有一定量的物質(zhì),啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據(jù)勒沙特列原理,即可得到解釋現(xiàn)象的原因。

解? 溶解平衡 ,平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。

點評? 理論聯(lián)系實際是素質(zhì)的要求,要求把所學(xué)知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用平衡原理解決問題的一例。

1.完成課本第54-56頁的練習(xí)題。

2.到一個化工廠搞一次課外調(diào)查,寫好調(diào)查報告。

第四節(jié)

一、

(正反應(yīng)放熱)

(1體積)(3體積)????? (2體積)

1.壓強(qiáng):目前采用 。

2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑:鐵觸媒。

二、合成氨工業(yè)的發(fā)展前景

(一)合成氨工業(yè)

1.原理:??

2.生產(chǎn)過程簡介(掛圖)

(1)原料氣的制備

(2) 的合成

(二)模擬固氮

氮的固定:把游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程。

1.人工固氮:(固氮)條件高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌:(固氮)常溫常壓、成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

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合成氨條件的選擇方法篇十一

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用反應(yīng)速率和平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分教學(xué)在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

教學(xué)建議

第一部分的教學(xué):

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高 的產(chǎn)量,這是一個反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

教師可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。????

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的教學(xué)

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“模擬固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

知識目標(biāo):

1.使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。

2.使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工廠生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo):

1.? 教學(xué)時應(yīng)以反應(yīng)速率和平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結(jié)合工業(yè)上生產(chǎn)的實際情況,將知識串聯(lián)、拓展、延伸,培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力。

2.? 在運用理論的過程中,可以進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解和提高知識的實際應(yīng)用能力。

情感目標(biāo):

1.通過了解合成氨的全過程,可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、探索科學(xué)的熱情。

2.通過合成氨前景的展望,激發(fā)學(xué)生興趣,使學(xué)生體會學(xué)科中邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)深刻的科學(xué)美。

學(xué)生按照自學(xué)提綱先自學(xué)約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓(xùn)練10分鐘。

自學(xué)提綱:

1.影響反應(yīng)速率的因素有哪些?是如何影響的?

2.影響平衡的條件有哪些?是如何影響的?

3.應(yīng)用平衡原理,分析反應(yīng):

(正反應(yīng)放熱)

要制得更多的 ,可以采用哪些措施?

就以上3個問題,教師可組織學(xué)生認(rèn)真的討論。然后,教師集中講解。

1體積?? 3體積???????? 2體積(正反應(yīng)放熱)

參看課本p49的表2—5。

1.壓強(qiáng)。增大壓強(qiáng),有利于 的合成,但在實際市產(chǎn)中,壓強(qiáng)不可能無限制的增大,因為壓強(qiáng)越大,需要的動力越大,對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,勢必增大生產(chǎn)成本,降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,受動力、材料、設(shè)備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)是 。

2.溫度。合成氨為放熱反應(yīng),低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應(yīng)速率就慢,到達(dá)平衡所需要的時間越長,因而單位時間內(nèi)產(chǎn)量低,這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。綜合考慮各種因素,在實際生產(chǎn)上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑。由于 分子非常穩(wěn)定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應(yīng)還是十分緩慢。為了加快化合反應(yīng)速率,降低反應(yīng)所需要的能量,合成氨工業(yè)普遍使用鐵觸媒作催化劑。

在實際生產(chǎn)中,不斷補(bǔ)充 、 (增大反應(yīng)物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使平衡不斷地向著生成 的方向移動。

合成氨工業(yè)

(一)合成氨工業(yè)

1.原理??

2.生產(chǎn)過程簡介(出示掛圖或模型)

(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中

再通過 水除 :

得原料氣? 。

(2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。

(二)模擬固氨

氨的固定:將游離態(tài)的氨轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氨的過程叫氨的固定。

1.人工合成氨:固氨法。其條件要求高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌,固氨。常溫常壓下進(jìn)行。成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

模擬的功能,把的功能原理用于工業(yè)生產(chǎn),借以改善現(xiàn)有的并創(chuàng)造嶄新的工藝過程。

(三)隨堂練習(xí)

1.合成氨時,既要使合成氨的產(chǎn)率增大,又使反應(yīng)速率增快,可采取的辦法是(?? )

a.不斷充入 ?????????????? b.升高溫度

c.增大壓強(qiáng)?????????????????????? d.分離出

2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應(yīng)而制得,其中一步的反應(yīng)為:

(正反應(yīng)放熱),下列措施中,能提高co轉(zhuǎn)化率的是(??? )

a.增大壓強(qiáng)??????????????? b.降低溫度

c.增大水蒸氣濃度????????? d.增大濃度

3.合成氨工業(yè)有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為(??? )

a.①②③④?????? b.①③②④????? c.④③②①???? d.②③④①

(四)總結(jié)、擴(kuò)展、答疑

在總結(jié)本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,教師可擴(kuò)展一些知識給學(xué)生??上葟慕榻B18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這一百多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)條件選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)的,并將隨之而作出相應(yīng)的改變。在討論合成氨的發(fā)展前景時,要求學(xué)生拓寬思路,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

例1? 2000年是勒沙特列(le chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現(xiàn)象:打開冰鎮(zhèn)啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。

(2000年,全國)

分析? 解答時應(yīng)注意聯(lián)系實際。飲料在日常生活中相當(dāng)普遍,其中含有一定量的物質(zhì),啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據(jù)勒沙特列原理,即可得到解釋現(xiàn)象的原因。

解? 溶解平衡 ,平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。

點評? 理論聯(lián)系實際是素質(zhì)的要求,要求把所學(xué)知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用平衡原理解決問題的一例。

1.完成課本第54-56頁的練習(xí)題。

2.到一個化工廠搞一次課外調(diào)查,寫好調(diào)查報告。

第四節(jié)

一、

(正反應(yīng)放熱)

(1體積)(3體積)????? (2體積)

1.壓強(qiáng):目前采用 。

2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑:鐵觸媒。

二、合成氨工業(yè)的發(fā)展前景

(一)合成氨工業(yè)

1.原理:??

2.生產(chǎn)過程簡介(掛圖)

(1)原料氣的制備

(2) 的合成

(二)模擬固氮

氮的固定:把游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程。

1.人工固氮:(固氮)條件高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌:(固氮)常溫常壓、成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

此文章共有頁??第 1 2 頁 ?

合成氨條件的選擇方法篇十二

目標(biāo)

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的化學(xué)反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

建議

第一部分的:

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高 的產(chǎn)量,這是一個化學(xué)反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(化學(xué)反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學(xué)平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。????

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學(xué)模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

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合成氨條件的選擇方法篇十三

知識目標(biāo)

使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對知識的理解能力,及理論聯(lián)系實際的應(yīng)用能力和分析問題、解決問題的能力。

情感目標(biāo)

通過學(xué)生領(lǐng)悟理論知識對生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,使學(xué)生樹立理論和實踐相結(jié)合的思想認(rèn)識;并通過知識的運用培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)方法。

教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)教材體現(xiàn)了反應(yīng)速率和平衡移動原理等理論對工業(yè)生產(chǎn)實踐的指導(dǎo)作用,同時在運用理論的過程中,也可進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。

教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導(dǎo)學(xué)生運用反應(yīng)速率和平衡原理等知識,并考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產(chǎn)條件。第二部分是拓寬思路方面的內(nèi)容,主要是探討合成氨的發(fā)展前景。

在第一部分內(nèi)容中,教材針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),首先要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為使合成氨的反應(yīng)速率增大所應(yīng)采取的方法。在此基礎(chǔ)上,又據(jù)實驗數(shù)據(jù)討論為提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。在兩個討論的基礎(chǔ)上,教材又結(jié)合合成氨生產(chǎn)中動力、材料、設(shè)備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強(qiáng)、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產(chǎn)的影響,以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

第二部分教學(xué)在第一部分的基礎(chǔ)上討論合成氨的發(fā)展前景,拓寬學(xué)生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應(yīng)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

教學(xué)建議

第一部分的教學(xué):

1.提出問題:針對合成氨的反應(yīng),首先需要研究如何在單位時間里提高? 的產(chǎn)量,這是一個反應(yīng)速率問題。

2.復(fù)習(xí)提問:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑對反應(yīng)速率影響的結(jié)果。

3.組織討論:

①為使合成氨的反應(yīng)速率增大,應(yīng)采取的方法。

②合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),在實際生產(chǎn)中,僅僅考慮單位時間里的產(chǎn)量問題(反應(yīng)速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中? 的含量問題(平衡的移動問題)。

③針對合成氨的反應(yīng)是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應(yīng),要求學(xué)生利用已學(xué)過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中? 的含量所應(yīng)采取的方法。

4.閱讀圖表實驗數(shù)據(jù)印證理論:學(xué)生通過閱讀表2-4的實驗數(shù)據(jù)可知,應(yīng)用平衡移動原理得出的結(jié)論與科學(xué)實驗的結(jié)果是完全一致的,這會大大提高學(xué)生的興趣。

5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動力、設(shè)備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結(jié)合合成氨生產(chǎn)過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產(chǎn)的影響以及原料的循環(huán)使用等問題,以使學(xué)生理解應(yīng)以提高綜合經(jīng)濟(jì)效益為目的。

教師可結(jié)合討論過程,讓學(xué)生進(jìn)行歸納。???

壓強(qiáng)

溫度

催化劑

濃度

為增大合成氨的反應(yīng)速度

增大

升高

加入

增加 、 的濃度

為提高平衡混合物中 的含量

增大

降低?

減小平衡混合物中 的濃度

實驗生產(chǎn)中

20mpa-

50mpa

500℃左右

鐵觸煤(500℃左右時活性最大)

使氣態(tài) 變?yōu)橐簯B(tài) 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補(bǔ)充 和

第二部分“合成氨工業(yè)發(fā)展前景”的教學(xué)

1.以史明理:從介紹18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這100多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)系的,并仍將隨之而作相應(yīng)的改變。

2.目前研究課題簡介:結(jié)合簡介,可向?qū)W生提出一些問題,啟發(fā)學(xué)生思考,拓寬學(xué)生的思路,使學(xué)生的科學(xué)方法得到訓(xùn)練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行,是否會減緩合成氨生產(chǎn)中對壓強(qiáng)的要求而減少設(shè)備制造的投資?等等。

配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“模擬固氮”的閱讀材料,可讓學(xué)生閱讀,要求學(xué)生拓寬思路、設(shè)想甚至想象。

教學(xué)設(shè)計示例

第三節(jié)

知識目標(biāo):

1.使學(xué)生理解如何應(yīng)用反應(yīng)速率和平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。

2.使學(xué)生了解應(yīng)用原理選擇化工廠生產(chǎn)條件的思路和方法。

能力目標(biāo):

1.? 教學(xué)時應(yīng)以反應(yīng)速率和平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結(jié)合工業(yè)上生產(chǎn)的實際情況,將知識串聯(lián)、拓展、延伸,培養(yǎng)學(xué)生的歸納思維能力。

2.? 在運用理論的過程中,可以進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解和提高知識的實際應(yīng)用能力。

情感目標(biāo):

1.通過了解合成氨的全過程,可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、探索科學(xué)的熱情。

2.通過合成氨前景的展望,激發(fā)學(xué)生興趣,使學(xué)生體會學(xué)科中邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)深刻的科學(xué)美。

學(xué)生按照自學(xué)提綱先自學(xué)約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓(xùn)練10分鐘。

自學(xué)提綱:

1.影響反應(yīng)速率的因素有哪些?是如何影響的?

2.影響平衡的條件有哪些?是如何影響的?

3.應(yīng)用平衡原理,分析反應(yīng):

(正反應(yīng)放熱)

要制得更多的 ,可以采用哪些措施?

就以上3個問題,教師可組織學(xué)生認(rèn)真的討論。然后,教師集中講解。

1體積?? 3體積???????? 2體積(正反應(yīng)放熱)

參看課本p49的表2—5。

1.壓強(qiáng)。增大壓強(qiáng),有利于 的合成,但在實際市產(chǎn)中,壓強(qiáng)不可能無限制的增大,因為壓強(qiáng)越大,需要的動力越大,對材料的強(qiáng)度和設(shè)備的制造要求也越高,勢必增大生產(chǎn)成本,降低綜合經(jīng)濟(jì)效益。因此,受動力、材料、設(shè)備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強(qiáng)是 。

2.溫度。合成氨為放熱反應(yīng),低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應(yīng)速率就慢,到達(dá)平衡所需要的時間越長,因而單位時間內(nèi)產(chǎn)量低,這在工業(yè)生產(chǎn)中是很不經(jīng)濟(jì)的。綜合考慮各種因素,在實際生產(chǎn)上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑。由于 分子非常穩(wěn)定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應(yīng)還是十分緩慢。為了加快化合反應(yīng)速率,降低反應(yīng)所需要的能量,合成氨工業(yè)普遍使用鐵觸媒作催化劑。

在實際生產(chǎn)中,不斷補(bǔ)充 、 (增大反應(yīng)物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態(tài)氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使平衡不斷地向著生成 的方向移動。

合成氨工業(yè)

(一)合成氨工業(yè)

1.原理??

2.生產(chǎn)過程簡介(出示掛圖或模型)

(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中

再通過 水除 :

得原料氣? 。

(2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。

(二)模擬固氨

氨的固定:將游離態(tài)的氨轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氨的過程叫氨的固定。

1.人工合成氨:固氨法。其條件要求高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌,固氨。常溫常壓下進(jìn)行。成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

模擬的功能,把的功能原理用于工業(yè)生產(chǎn),借以改善現(xiàn)有的并創(chuàng)造嶄新的工藝過程。

(三)隨堂練習(xí)

1.合成氨時,既要使合成氨的產(chǎn)率增大,又使反應(yīng)速率增快,可采取的辦法是(?? )

a.不斷充入 ?????????????? b.升高溫度

c.增大壓強(qiáng)?????????????????????? d.分離出

2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應(yīng)而制得,其中一步的反應(yīng)為:

(正反應(yīng)放熱),下列措施中,能提高co轉(zhuǎn)化率的是(??? )

a.增大壓強(qiáng)??????????????? b.降低溫度

c.增大水蒸氣濃度????????? d.增大濃度

3.合成氨工業(yè)有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為(??? )

a.①②③④?????? b.①③②④????? c.④③②①???? d.②③④①

(四)總結(jié)、擴(kuò)展、答疑

在總結(jié)本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,教師可擴(kuò)展一些知識給學(xué)生??上葟慕榻B18世紀(jì)末到20世紀(jì)初這一百多年里合成氨工業(yè)的發(fā)展簡況入手,以壓強(qiáng)條件選擇的變化為例,說明是與科技進(jìn)步、動力、材料、設(shè)備等條件的改善緊密相聯(lián)的,并將隨之而作出相應(yīng)的改變。在討論合成氨的發(fā)展前景時,要求學(xué)生拓寬思路,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和訓(xùn)練科學(xué)方法。

例1? 2000年是勒沙特列(le chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現(xiàn)象:打開冰鎮(zhèn)啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。

(2000年,全國)

分析? 解答時應(yīng)注意聯(lián)系實際。飲料在日常生活中相當(dāng)普遍,其中含有一定量的物質(zhì),啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據(jù)勒沙特列原理,即可得到解釋現(xiàn)象的原因。

解? 溶解平衡 ,平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。

點評? 理論聯(lián)系實際是素質(zhì)的要求,要求把所學(xué)知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用平衡原理解決問題的一例。

1.完成課本第54-56頁的練習(xí)題。

2.到一個化工廠搞一次課外調(diào)查,寫好調(diào)查報告。

第四節(jié)

一、

(正反應(yīng)放熱)

(1體積)(3體積)????? (2體積)

1.壓強(qiáng):目前采用 。

2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。

3.催化劑:鐵觸媒。

二、合成氨工業(yè)的發(fā)展前景

(一)合成氨工業(yè)

1.原理:??

2.生產(chǎn)過程簡介(掛圖)

(1)原料氣的制備

(2) 的合成

(二)模擬固氮

氮的固定:把游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的過程。

1.人工固氮:(固氮)條件高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。

2.根瘤菌:(固氮)常溫常壓、成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。

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