学习领域-合成氨-12-30
人教版高中化学选修2第一单元走进化学工业1.2人工固氮技术-合成氨上课课件
NH3·H2O+H2S =NH4HS+H2O
②原料气中将CO转化为CO2的方法： CO+H2O=CO2+H2
③将CO2吸取的方法：
K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3
④用醋酸、铜和氨配制成的溶液吸取CO、 CO2、O2、H2S等少量有害气体。
氨的合成与分离
净化气体
②氢气的来源:碳与水的作用或碳氢 化合物与水的作用.
C + H2O = CO + H2
石油 天然气 焦炉气 炼厂气
石油
含有大量碳 氢化合物
CH4+H2O=3H2+CO CH4+2H2O=4H2+CO
原料气净化处理：
在制取原料其的过程中，常混有一些 杂质，其中某些杂质会使合成氨的催化 剂“中毒”，必须出去的过程。
课堂小结
①工业合成氨的原理是什么？
氢气和氮气在一定条件下产生化学 反应生成氨气。
高温、高压
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
催化剂
②工业合成氨的反应条件是什么？
高温 400～500℃ 高压 10 ～30MPa 催化剂 Fe
合成氨使用的催化剂
③工业合成氨的生产过程是什么？ •造气 制备合成氨的原料气 •净化 原料气净化处理 •合成 使原料气进行化学反应合成氨
在大气中，氮的含量 为78%，却不能被人类呼 吸利用，如何有效地利用 便宜的自然资源生产含氮 的化合物？
第二节：人工固氮技术 ——合成氨
1.合成氨的反应原理 2.合成氨的基本生产过程 3.合成氨的工业生产
教学目标
知识与能力 1.了解合成氨的反应原理 2.了解合成氨的基本生产过程 3.了解合成工业发展中需要解决的问题
工业合成氨中小学PPT教学课件
A、增大压强
B、降低温度
C、增大水蒸气浓度 D、增大CO浓度
练一练：
3、在合成氨反应中，入口气体体 积比 N2:H2:NH3 为6:18:1，出口 气体体积比为9:27:8，则H2的转
化率为__2_5__%___。
N2+3H2
2NH3
起始 6 18
1
变化 X 3X
2X
6-X : 1+2X=9:8 X=1.5
制氢气:
炽热碳
水蒸气 CO+H2
H2O(气) CO2+H2 分离出CO2 H2
C(S)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
我国合成氨工业的发展情况：
解放前我国只有两家规模不大的合成氨厂； 1949年全国氮肥产量仅0.6万吨； 1982年达到1021.9万吨，成为世界上产量最高 的国家之一。
89.9 95.4 98.8
3000C
2.2 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
4000C
0.4 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
5000C
0.1 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5
6000C
0.05 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
讨论：能否用过量氮气提高氢气转
驼鹿 黑熊
雪兔 雷鸟
松鼠 榛鸡
4、面积：
是地球上最大的森林带，约覆盖整个地球 表面的11％。
（二）、温带落叶阔叶林
1、气候特点： 温和
2、主要植物： 槭、山毛榉、栎、椴和柳等，林下灌林和
阔叶草本植物。
高三化学高效课堂资料学案12 化学反应条件的优化工业合成氨
高三化学高效课堂资料第二章第4节化学反应条件的优化—工业合成氨【课标要求】1、运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题，能讨论化学反应条件的选择和优化。
2、针对典型案例，能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。
【学习目标】1、知道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、初步学会应用化学原理选择化工生产条件的思想和方法。
【学习过程】一、合成氨反应的限度[课前预习]1、合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H—92.2 kJ·mol-1有什么特点(焓变、气体体积变化等)？可逆反应，正向△H＜0，正向△n(g)＜02、合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
已知298 K时：△H=—92.2 kJ·mol-1△S= -198.2 J·K一1·mol一1请你根据正反应的焓变和熵变分析计算298 K下合成氨反应能否自发进行。
△H－T△S＝－92.2kJ·mol－1＋298K×198.2J·K－1·mol－1＝－33.1kJ·mol－1＜0，故该反应在298K时能自发进行。
[课堂探究] 利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成?低温,高压有利于化学平衡正向移动.；适当提高N2浓度有利于提高H2转化率。
[练习] 1、合成氨所需要的氢气可由煤与水反应制得，其中有如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，△H﹤0. 欲提高CO的转化率可采用的方法是( )①降低温度②增大压强③使用催化剂④增大CO的浓度⑤增大水蒸气的浓度A. ①②③B. ④⑤C. ①⑤D. ⑤二、合成氨反应的速率[课前预习]1、已知在一定条件下，合成氨反应的速率与各物质的浓度关系为v＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3)，请根据关系式分析：各物质的浓度对反应速率有哪些影响？[课堂探究]结合影响反应速率的因素,你认为通过哪些条件来提高合成氨反应的速率？升高温度增大压强增大反应物浓度使用催化剂[练习]2、在一定条件下，合成氨反应的速率与各物质的浓度关系为v＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3)，下列条件不能加快反应速率的是() A．加入催化剂 B．增大H2的浓度C．升高温度D．增大NH3的浓度三、合成氨的适宜条件[课前预习]分析工业生产主要考虑哪些问题？另外还要考虑生产中的消耗能源、原料来源、设备条件、环境保护等因素。
合成氨教学设计
《第4节化学反应条件的优化——工业合成氨》一、教材分析本章教材前三节教材内容安排的是化学反应的方向和限度，化学反应速率的知识，分别从化学热力学角度介绍化学反应方向的判据以及浓度、温度等外界条件对化学平衡的影响，从化学动力学角度介绍影响化学反应速率的因素并进行定量研究和理性分析。
而在实际生产中，从化学热力学角度实现高转达化率所需的条件往往与从化学动力学角度实现高速率所需的条件相互矛盾。
为了以较高速率获得较好的转化率，人们通常对这两方面的研究结果进行综合分析，即进行反应条件的优化。
本节内容就是对前两部分知识的综合应用，以工业合成氨为例探究化学反应条件优化的选择方法，体现化学反应的方向、限度、速率等理论在优化选择化学反应条件方面的作用，初步尝试利用理论分析化工生产中的实际问题，引导学生考虑合成氨生产中动力、设备、材料生产效率等因素；再结合生产中的数据向学生介绍合成氨的实际生产条件，对合成氨的适宜条件进行选择，使他们在解决实际问题的过程中提升对化学反应的价值的认识；课堂中通过“动手”“动脑”“动口”等师生互动的方法来完成教与学的任务，达成教与学的目标。
二、教学设计思路三、教案课题化学反应条件的优化——工业合成氨授课人刘本强教学目标知识目标：（1）认识合成氨的化学原理。
（2）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。
（3）了解合成氨生产的主要流程。
能力目标：（1）学生通过丰富的资料及问题探讨培养抽象思维能力和分析推理能力。
（2）学生通过上网浏览培养自主学习能力。
素质目标：（1）学生在多媒体的交互式学习环境中，充分发挥学习的主动性，培养检索、处理、获取信息的终身学习能力。
（2）培养用辩证唯物主义观点（对立统一的观点）看待物质、看待世界。
树立环境保护的意识和爱国主义的观点重点难点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教学方法问题引出学生自主学习讨论总结。
教学用具投影仪、电脑、大屏幕教学过程教师活动预设学生活动预期设计意图新课引入【引入】直接引入：这节课我们将讨论怎样应用学过的化学反应速率和化学平衡的知识来研究有关合成氨工业的问题。
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学习领域描述
专业：应用化工技术
学习领域
合成氨生产
第 2 学年 第 4 学期
基准学时： 60学时 学分
典型工作任务描述：
合成氨生产以煤、石油或天然气为原料，通过造气和净化制备符合要求的氢氮气，再经压缩和合成得到氨气。合成氨
生产工艺复杂，工艺流程长，设备数量多，操作控制指标要求严格。
例如，以煤为原料的合成氨生产流程为：型煤加工→造气→脱硫→变换→脱碳→精制→压缩→合成→分离。生产流程
中主要包含了化工单元操作过程和化学反应单元过程，其中化工单元操作过程有流体流动与输送、传热、传质与分离等操
作，化学反应单元过程以气-固相催化反应为主。整个生产过程要求严格监督、检查工艺条件执行情况，搞好工艺管理和
经济活动，操作控制好设备并维护保养设备，组织好创新、改造工作，充分发挥装置潜力，不断采用新工艺、新技术、新
材料，促进生产的发展；对生产上出现的技术问题，提出解决办法；对重要技术问题，召开技术专题会，讨论解决，提出
具体方案并执行。组织工艺培训，制定并落实培训计划。
学习目标：
①能阐述合成氨操作的安全生产知识；
②能根据图纸合作拟定操作工艺；
③会选择合适的原料并进行必要的计算；
④能独立完成合成氨工艺流程方框图；
⑤会合理选择工艺条件并规范熟练地进行合成氨主要工段操作；
⑥对生产过程进行记录并能分析生产中不正常现象的产生原因及处理方法；
⑦能够用工程的术语进行沟通；
⑧做好企业的节能减排工作。
工作与学习内容
工作对象 ·原料准备：包括型煤制造、脱硫剂配置、一氧化碳变换和氨合成催化剂的活化、脱碳剂与精制剂的准备 ·认知合成氨工艺流程：锅炉、造气、脱硫、变换、脱碳、精制、压缩、合成 ·工艺条件的确定：温度、压力、原料配比、反应时间 ·操作控制好设备并维护保养设备 ·合成氨生产过程的操作控制要点与事故处理 ·合成氨生产的安全环保· ·对合成氨生产过程给予记录和小结 工具材料 ·合成氨工艺生产的仿真软件，计算机房； ·图纸、工艺与安全操作规程 ·原料与辅助材料 工作方法 ·按合成氨工艺生产操作规程进行操作 劳动组织 ·小组分工合作 ·就图纸与工艺与安全操作规程与上级沟通 ·接受工艺员、设备员及安全员的监督 ·交接班制度 ·QC活动 工作要求
·能根据合成氨工艺图纸合作拟定操作工艺
·会选择合适的原料并进行必要的计算
·能独立完成合成氨工艺流程方框图
·会合理选择工艺条件并规范熟练地进行合成
氨主要工段操作
·会进行安全操作
·对生产过程进行记录并能分析生产中不正常
现象的产生原因及处理方法。
·能执行现场5S的规定。
安全规定
①实习时要穿工作服，戴安全帽，不准穿拖鞋。
②工具应安放有序，以防掉下伤人，发生事故。
③严格按工艺与安全操作规程进行操作。
④严格遵守化工生产“四十一条”禁令。