化学反应条件的优化-合成氨 教学设计
化学反应条件的优化——工业合成氨教案鲁科版

-游戏:设计一个关于合成氨反应条件的互动游戏,让学生在游戏中学习。
3.确定教学媒体和资源的使用
- PPT:使用PPT展示合成氨的反应原理、反应条件和优化方法的基本概念。
-视频:播放关于工业合成氨生产的视频,让学生了解实际生产过程。
-在线工具:使用在线模拟软件,让学生模拟不同条件下的合成氨反应。
-催化剂的选择和再生:如何选择合适的催化剂,以及如何进行催化剂的再生和更换。
7.勒夏特列原理的应用:通过勒夏特列原理分析反应条件的改变对平衡位置和产率的影响,从而优化反应条件。
8.数学模型的应用:使用数学模型来模拟和预测合成氨反应的结果,帮助优化反应条件。
教学反思与改进
我发现学生们在理解催化剂的作用机理方面有些困难,他们对于催化剂如何降低活化能的概念并不是很清晰。因此,我计划在未来的教学中,通过更具体的例子和动画演示,来帮助学生更好地理解这一概念。
5.催化剂的作用机理:催化剂通过降低活化能,提高反应速率,从而加快合成氨的反应进程。催化剂在反应过程中不消耗,但需要定期更换或再生。
6.实际工业生产中的挑战:
-原料气的处理:如何有效地处理原料气,提高氮气和氢气的纯度和稳定性。
-设备的腐蚀:合成氨反应产生的腐蚀性气体如何对设备造成腐蚀,如何选择合适的材料和防护措施。
回顾旧知:
简要回顾上节课学习的化学平衡知识,帮助学生建立知识之间的联系。
提出基础。
(三)新课呈现(预计用时:25分钟)
知识讲解:
清晰、准确地讲解工业合成氨的反应原理、反应条件和优化方法的基本概念。
突出重点,强调难点,通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。
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在实际的教学中,教师需要根据学生的实际情况,通过提问、讨论、实验、案例分析等多种教学方法,帮助学生理解和掌握这些重点和难点。同时,教师应该设计相应的练习和作业,让学生在实践中巩固所学知识。
最新鲁科版选修四《化学反应条件的优化——工业合成氨》教案1

最新鲁科版选修四《化学反应条件的优化——工业合成氨》教案1——工业合成氨》教案1 化学反应条件的优化--工业合成氨教材分析本节教材体现了化学反应速率和平衡移动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。
教材分为两部分:第一部分主要是通过讨论引导学生运用化学反应速率和化学平衡原理等知识,并考虑合成氨生产中动力、设备、材料等的实际情况,合理地选择合成氨的生产条件。
第二部分是拓宽思路方面的内容,主要是探讨合成氨的发展前景。
在第一部分内容中,教材针对合成氨的反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应,首先要求学生利用已学过的知识,讨论为使合成氨的化学反应速率增大所应采取的方法。
在此基础上,又据实验数据讨论为提高平衡混合物中的含量所应采取的方法。
在两个讨论的基础上,教材又结合合成氨生产中动力、材料、设备、催化剂的活性等实际情况,较具体地分析了合成氨时压强、温度、催化剂等的选择情况。
此外,还结合合成氨生产过程示意图,简单提及浓度等条件对合成氨生产的影响,以及原料的循环使用等问题,以使学生理解合成氨条件的选择应以提高综合经济效益为目的。
第二部分教学在第一部分的基础上讨论合成氨的发展前景,拓宽学生的思路,主要目的不在于知识本身,而更多地应侧重于培养学生的创新精神和训练科学方法。
教学建议第一部分“合成氨条件的选择”的教学:1.提出问题:针对合成氨的反应,首先需要研究如何在单位时间里提高的产量,这是一个化学反应速率问题。
2.复习提问:浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率影响的结果。
3.组织讨论:①为使合成氨的反应速率增大,应采取的方法。
②合成氨反应是可逆反应,在实际生产中,仅仅考虑单位时间里的产量问题(化学反应的含量问题(化学速率问题)还不行,还需要考虑如何最大限度地提高平衡混合物中平衡的移动问题)。
③针对合成氨的反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应,要求学生利用已学的含量所应采取的方法。
《化学反应条件的优化——工业合成氨》教案2

《化学反应条件的优化---工业合成氨》教案教材分析普通高中课程标准实验教科书化学反应原理(鲁科版)第2章第4节“化学反应条件的优化——工业合成氨”的内容是前三节“化学反应的方向”、“化学反应的限度”、“化学反应的速率”的延续,是对前三节知识的综合应用。
合成氨工业对化学工业、国防工业和我国实现农业现代化具有重要意义,是重要的化学工业之一;同时氮气、氢气合成氨反应也是一个学生熟悉的、典型的平衡体系。
本节以合成氨反应为研究对象,有利于学生应用化学平衡理论和化学反应速率理论尝试综合选择化工生产的适宜条件,从而体会化学理论的学习对生产实践的指导作用。
学情分析学生在前面的学习中,对化学平衡理论和化学反应速率理论有了一定程度的认识。
经过高中一年的训练,学生善于质疑、主动思考、积极获取知识的学习习惯已基本养成,参与意识、合作意识已有较明显提高。
他们正处于生理的高速发展期,认识能力和知识水平都达到了较高的层次,他们正经历着从习惯于感性思维、形象思维向更加关注理性思维、抽象思维的转轨期,所以在教学中注意引导学生分析、讨论,使他们的认识过程从直观的体验和想象上升到理性的思维阶段。
设计思想根据本节内容,先让学生就合成氨反应的热力学、动力学问题分别进行讨论,再综合考虑工业生产中的各种因素,对合成氨反应的适宜条件进行选择。
将本节的教学过程分为三个环节:①分别利用学过的化学平衡和化学反应速率理论讨论合成氨的适宜条件;②综合考虑合成氨生产中动力、设备、材料、生产效率等因素,寻找工业合成氨的优化生产条件;③展望合成氨的发展前景,拓宽学生的视野。
在讨论时注意问题设置的难度,利用平衡移动原理对反应转化率的探讨只局限在定性分析的水平上,而对于化学反应速率的研究则从半定量的角度进行。
教学目标知识与技能:1.了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件;2.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法,体验实际生产条件的选择与理论分析的差异;3.通过对合成氨适宜条件的分析,认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要作用。
《化学反应条件的优化-工业合成氨》教学设计

《化学反应条件的优化-工业合成氨》教学设计《化学反应条件的优化——工业合成氨》教学设计蒙城第一中学刘文永【三维目标】知识与技能:1.能从化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件;2.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法,体验实际生产条件的选择与理论分析的差异;过程与方法:学会对数据、图像的分析处理能力情感态度与价值观:通过对合成氨适宜条件的分析,认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要作用。
【教学过程】【第一部分】创设情境,激发兴趣【疯狂猜图】通过图片及关键词猜测与合成氨发展有关的化学家(勒夏特列和能斯特),找寻研究失败原因,亲自动手算一算课本交流研讨,观察合成氨反应思考以下问题:N 2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 。
已知298K时:△H = -92.2 kJ·mol-1,△S = -198.2 J·K-1·mol-1,感受科学家的研究过程。
继续猜测哈伯的图片,引入工业合成氨的条件选择。
【第二部分】交流研讨,自主探究【思考】假如你是一个化工厂的老板,对工业生产你主要应考虑哪些问题?【回答】经济效益和社会效益:原料的利用率高→增大化学反应限度;单位时间内产率高→增大化学反应速率;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【复习】影响化学反应速率和化学平衡的重要因素有哪些?一、合成氨反应的限度通过对图像分析,思考投料比为多少最合适;通过对表格分析,思考温度、压强对产率的影响二、合成氨反应的速率【思考】什么条件能使氨生成快?(升高温度;增大压强;增大反应物浓度;使用催化剂)三、合成氨的适宜条件讨论【思考】1、需要高压,压强能否无限增大?2、温度产生矛盾,究竟应该以什么为温度的参照标准?3、实际生产过程中为什么采用1:2.8的投料比?【投影】铁触媒的催化能力与温度图像,分析催化剂特点【思考】即使在500℃和30MPa时,合成氨平衡混合物中NH3的体积分数也只有26.4%,转化率仍不够大,还可采取什么办法?(引导出循环利用)【展现成果】【小结】关于工业化生产条件的优化:(1)一般要使用催化剂:这样可以大大加快化学反应速率,提高生产效率,也提高了经济效益;(2)选择合适的温度:该温度是催化剂活性最大的温度;(3)选择合适的压强:既要考虑化学反应速率和化学平衡,还要考虑动力、材料、设备等。
《化学反应条件的优化——工业合成氨》教案3

化学反应条件的优化工业合成氨》教案教学目标知识目标:1. 使学生理解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. 使学生了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。
能力目标:1. 教学时应以化学反应速率和化学平衡原理为主线,以合成氨知识为中心,结合工业生产的实际情况,将知识串联、拓展、延伸,培养学生的归纳思维能力。
2. 在运用理论的过程中,可以进一步加深学生对所学理论的理解和提高知识的实际应用能力。
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[引入]自1784年发现氨气以后,人们一直在研究如何利用化学方法由2和H2合成NH3,但直到1913年才建成了大型合成氨厂。
为什么合成氨的工业化生产会经历如此漫长的发展过程呢?今天我们来学习工业合成氨生产条件的选择。
[提问]1. 在化学必修2 中我们已经学习了工业合成氨的反应原理,是什么呢?答:原理:N2 + 3H2? 2NH3 (正反应为放热反应)2. 合成氨反应的特点?答:反应特点:①可逆反应②正反应气体体积缩小③正反应是放热反应3. 选择生产条件的目的是什么?答:尽可能加快反应速率和提高产物产率4. 选择生产条件的依据是什么?答:外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响[课堂习题]教师讲解1压强。
增大压强,有利于氨的合成,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为低压(1xi07pa),中压(2 xio7pa—3 xi07Pa),高压(8.5 107Pa—1 xi08Pa)三种类型。
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。
高中化学_第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨教学设计学情分析教材分析课后反思

【教学目标】知识与技能:1.应用化学反应速率和化学平衡原理,学会理论联系实际选择合成氨生产的适宜条件。
过程与方法:1.通过理论联系实际的过程,认识化学反应原理在化工生产中的重要作用。
2.通过体验合成氨条件的选择和优化的过程,培养分析推理能力。
3.初步掌握工艺流程问题的分析方法情感态度与价值观:1.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2.通过体检发现矛盾、解决矛盾的过程,激发探索科学的学习热情。
【重点和难点】1.合成氨适宜条件的选择2.化学反应原理应用与生产实际综合因素的分析。
【合作探究一】实验室合成氨【讲述】N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)看起来很简单,起初哈伯和他的学生想在常温下进行合成氨,但是并没有得到氨气。
【提问】这个反应在常温下可以发生吗?你可以运用所学知识找到答案么?【过渡】同学们根据所给的信息进行相关计算,完成学案中第一小题。
【投影】反应方向:298K时,△H-T△S ﹤0 反应能自发进行【追问】那这个反应能进行到什么程度呢?有学者计算了在此温度下的K值是4.1×106 (mol·L-1) -2,对于一个可逆反应来说这个数值太小了,就意味着生成的氨气太少了,而且实验证明反应太慢了,该如何更多更快的获得氨气呢?【过渡】请同学们根据所学的知识,以小组讨论的形式解决学案中的第二和第三小题并进行汇报交流,并总结有利于合成氨的反应条件。
【投影】展示学生答案【提问】对比合成氨的有利条件中哪些是一致的,哪些是矛盾的,怎样解决?【讲述】哈伯是如何解决这些问题的呢?请大家阅读【历史回眸】感受一下他的探索史。
【投影】【历史回眸】【讲述】通过计算和实验摸索哈伯采用了600℃的温度,找到具有较高活性的金属锇作为催化剂,利用工业压缩机提供了2×107Pa的压强在实验室中成功合成了氨。
【小结】综合同学们的分析和哈伯的科学成果,我们得到了实验室合成氨气的适宜条件【投影展示】实验室合成氨的适宜条件分析计算得出反应可以自发进行的结论交流、讨论,汇报思考需找合适的催化剂,如何获得适宜的温度?阅读资料,进一步完善实验室合成氨的适宜条件问题驱动引导学生对设计的反应用正确的方法去分析根据前三节课所学内容从三个角度分析合成氨反应的可行性,有利于合成氨的反应条件通过分析总结得出实验室合成氨的条件感受科学家探索精神【学情分析】学生已经认识到氮元素对生命体的重要性,并已经熟知了几种含氮化合物,并已熟悉几种常见含氮化合物的制备,但是尚不知是否可以投入大量工业生产,也不知道如何将化学实验转化为工业实践。
第一章合成氨教学设计

三、教案课题化学反应条件的优化——合成氨授课人杨薇知识与技能1.使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理,选2.使学生了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。
过程与方法1.教学时应以化学反应速率和化学平衡原理为主线,以合成氨知识为中心,结合工业生产的实际情况,将知识串联、拓展、延伸,培养学生的归纳思2.在运用理论的过程中,可以进一步加深学生对所学理论的理解和提高知识的实际应用能力。
情感态度与价值观1.通过了解合成氨的全过程,可以激发学生爱科学、探索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。
重点难点教学方法教学用具教学过程新应用化【引入】自1784 年发现氨气以后,人们一直在研究如何利用化学方法由N2H2合成NH3,但直到1913 年才建成了大型合成氨厂。
合成氨的工业化产经历了如此漫长的发展过程。
今我们来学习工业合成氨生产条件的择。
【板书】化学反应条件的优化——工回答:降低成本业合成氨产品产量和质量【过渡】现在工厂合成氨气,应怎选择生产条件呢?讨论后回答:选择【设问】利用化学反应速率和化学平条件的目的是衡移动知识,从生产目的、选择的依率,提高产率。
据和原则角度考虑这个问题,选择生产条件的依据为产条件的目的是什么?选择生产条件件对化学反应速的依据是什么?学平衡影响设计意图引入新课,激发兴趣。
通过事例分析指出本节重点及学习方法,明确学生的学习方向判断【交流·研讨】合成氨反应是一个可合成逆反应:N(g)+3H (g) 2NH(g) 已223氨反知298K 时,△H=-92.2kJ ·mol-1 △S=-198.2J ·K-1·mol-1否自发进请根据正反应的焓变和熵变分析298K行下合成氨反应能否自发进行。
学生讨论分析反应特点:合成氨反应为放热、气态物质系数减少的可逆反应。
△H-T△S=-92.2kJ ·mol-1-298K×为讨论合成氨适宜生产条件做准备。
高中化学_化学反应条件的优化——工业合成氨教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计第4节 化学反应条件的优化——工业合成氨方向 ΔH —TΔS 化学 反应限度 速率T c P T c P 催化剂学情分析1、从认知视角看,学生已经基本掌握了化学反应的方向、化学反应限度、化学反应速率等知识,能孤立的从三个角度对简单的化学反应进行一定程度的认识,并未对某一反应综合以上三个方面进行综合和系统化的分析,对实际问题的分析能力尚不具备。
2、从知识经验看,学生知道合成氨反应的化学方程式,基本掌握了化学反应方向、化学反应限度、化学反应速率等知识。
本节所学的新知识只有合成氨的生产流程。
学生并不进行大量新知识的学习,而是进行知识的整合和思维的发展。
3、从学生的情感特征分析,学生自我效能感较差,学习期望较低;学生学习积极性不高,主动学习的意识缺乏。
4、本节课主要在于对学生思维能力的提高,帮助学生学以致用,利用已有知识经验综合地认识和调控化学反应,解决实际问题,并体会化学反应方向、平衡、速率相关知识的应用价值,增强将反应原理应用于生产生活的意识,提高理论联系实际的能力。
效果分析1、从学生的学习效果来看通过本节课对学生的观察发现,学生的学习兴趣高涨,在学习过程中积极参与,交流研讨,思维活跃。
通过问题引领,学生能够较好地得出有利于提高转化率和速率的条件。
学生在完成课堂活动中化学反应方向活动的时候,能够顺利完成,说明对所学知识掌握熟练。
从每一环节回答结果来看,学生不但“知其然”,而且“知其所以然”,达到了良好的学习效果。
2、从教师问题的设置上来看本节课问题设置针对性强,能够引领学生进行有效的小组讨论和思考,并且通过问题探讨形成了结论并有效表达出来,提高了课堂活动的有效性。
教材分析一、教材的整体编写思路教材编写的体现的基本理念:以发展化学学科核心素养为宗旨;设置满足学生多元发展需求的高中化学课程;选择体现基础性和时代性的化学课程内容;重视开展“素养为本”的教学;倡导基于化学学科核心素养的评价。
教材的编排体系充分体现了学科、学生和社会三者的融合。
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第4节化学反应条件的优化——工业合成氨山东福山第一中学王珊娜【教学目标】:知识与技能:1.了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件;2.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法,体验实际生产条件的选择与理论分析的差异;3通过对合成氨适宜条件的分析,认识化学反应速率和化学平衡的控制在工业生产中的重要作用。
过程与方法:在化学反应的方向、限度、速率等理论为指导的基础上带领学生选择适宜的反应条件,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,寻找工业合成氨生产的最佳条件。
情感态度与价值观:认识化学反应原理在工业生产中的重要作用,提升学生对化学反应的价值的认识,从而赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献。
教学重难点: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。
课型:新课课时安排:1课时【教材分析】在本章的前三节课分别分析了化学反应的方向,化学反应速率和化学反应的限度,而对于实际工业生产来说,不能只是单一的考虑一方面。
合成氨工业对化学工业、国防工业和我国实现农业现代化具有重要意义。
所以在本节教材中充分体现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,也可进一步加深对所学理论的理解。
通过本节课的学习,使学生理解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;使学生了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。
【学情分析】在前三节的学习中,学生们已经掌握了温度、浓度等外界条件对化学平衡和化学反应速率的影响,具有了相应的理论知识基础。
这部分的知识比较抽象,学生学起来感觉不容易理解,在学习过程中需要老师去引导,循序渐进。
在复习前面的基础知识的基础上,讨论合成氨反应的特点,进而探讨工业生产所需的合适条件都需要考虑的因素,以及符合解决化学热力学角度实现高转化率所需的条件与从动力学角度实现高速率所需的条件的矛盾,以及实际生产中还要考虑成本、经济效益的等多方面的问题。
【教学过程】:【温故知新】1、影响化学反应速率和化学平衡的重要因素有哪些?、2、A+B C A B+C 3A B+C 平衡后分别通1molA,A的转化率怎么变?【学生】回答【强调】1、压强对于速率和平衡的影响,必先影响到浓度。
2、催化剂只能改变化学反应速率,不能改变化学平衡状态。
【教师】介绍氨气的用途。
今天这节课我们就看看如何利用前三节课化学反应的有关知识将一个化学反应合成氨实现工业化。
【情感教育】弗里茨·哈伯【讨论:】假如你是一个化工厂的老板,对工业生产你主要应考虑哪些问题?【学生讨论得出结论】经济效益和社会效益【教师讲解】【提问】观察合成氨的化学反应,说明合成反应的特点:【投影】N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H =-92.2kJ/mol【学生】①可逆反应②熵减小③气态物质系数减小④放热反应【交流·研讨】1、请根据正反应的焓变和熵变,分析298K下合成氨反应能否自发进行?P65 2、请利用化学平衡移动的知识分析,什么条件有利于氨的合成?【板书】第四节化学反应条件的优化——工业合成氨一、合成氨反应的限度【交流·研讨】请利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成。
P65 【投影】【学生观察 得出结论】【板书】: 降低 温度、 增大 压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动,N 2、H 2体积比为 1:3 时平衡混合物中氨的含量最高。
【板书】二、合成氨反应的速率 【交流·研讨】P661、你认为可以通过控制那些反应条件来提高合成氨反应的速率?2、实验研究表明,在特定条件下,合成氨反应的速率与反应的物质的浓度的关系为:ν =κC (N 2)C 1. 5(H 2)C —1(NH 3) , 请你根据关系式分析:各物质的浓度对反应速率有哪些影响?可以采取哪些措施来提高反应速率? 3、请你根据下表所给的数据分析催化剂对合成氨反应速率的影响:催【学生回答】1.升高温度 增大压强 增大反应物浓度 使用催化剂2.增大N 2、H 2浓度,将氨及时从混合气中分离出去,可加快速率。
3.使用催化剂可使合成氨反应的速率提高上万亿倍。
条件 △ E /KJ/molk(催)/k(无) 无催化剂335 3.4×1012(700k)使用Fe 催化剂 167【板书】三、合成氨的适宜条件【交流·研讨】【分析】1、压强的选择①合成氨,增大压强既可以增大反应速率,又能使平衡正向移动,所以理论上压强越大越好。
②缺点:压强越大,对设备的要求高、压缩H2和N2所需要的动力大。
【结论】综合以上两点:根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强。
【分析】2、温度的选择①合成氨是放热的反应,所以降低温度有利于平衡正向移动。
②缺点:温度越低,反应速率越小,达到平衡所需要的时间越长,因此温度也不宜太低。
【投影】【思考】你又得到什么结论?③特殊因素:催化剂要在一定温度下催化活性最大。
【结论】综合以上因素:实际生产中温度一般选择在700K左右(主要考虑催化剂的活性)。
【分析】3、催化剂的选择经济效益和社会效益要求化学反应速度要快,单位时间的产量要高。
【结论】实际生产中选用铁为主体的多成分催化剂(铁触媒),它在700K时活性最高。
【分析】4、浓度的选择,N2和H2的比例的选择【投影】【思考】上述图像,你又得到什么结论?【学生分析】增大反应物的浓度可以增大反应速率,减小生成物的浓度可以使平衡正向移动。
从化学平衡的角度分析,在氮气和氢气的物质的量比为1:3时,平衡转化率最大,但是实验测得适当提高N2的浓度,即N2和H2的物质的量比为1:2.8时,更能促进氨的合成。
【结论】实际生产中的处理方法:及时将气态氨冷却液化分离出去;及时将氮气和氢气循环利用,使其保持一定的浓度。
【投影】研讨的结果外部条件工业合成氨的适宜条件压强根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强温度适宜温度700K左右催化剂使用铁触媒作催化剂浓度N2和H2的物质的量比为1:2.8的投料比, 氨及时从混合气中分离出去NH3%0.60.50.40.30.20.11:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 n(N2):n(H2)【板书】适宜条件:700K左右;铁触媒;氮氢比例1:2.8【小结】投影:【教师小结】工业上利用某可逆反应生产产品:1、一般要使用催化剂:这样可以大大加快化学反应速率,提高生产效率,也提高了经济效益;2、选择合适的温度:该温度是催化剂活性最大的温度;3、选择合适的压强:既要考虑化学反应速率和化学平衡,还要考虑动力、材料、设备等。
【当堂练习,投影】工业制造硫酸的主要反应为:2SO2(g) + O2(g) === 2SO3(g) △H=-197.8 KJ/mol ①SO3(g) + H2O(l) === H2SO4 (aq) ②反应①的平衡常数K随温度升高而减小.所用催化剂的主要成分为V2O5(6%-12%) 、K2SO4(17%-20%) 、SiO2(50%-70%),能使催化剂中毒的物质有砷、硒、氟等.请根据以上信息讨论二氧化硫氧化反应的工艺条件(温度、压强、原料气配比等)对工业生产硫酸的影响.已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0其实验数据见表(1)应选用的温度是450℃。
(2)应采用的压强是常压,理由是因为常压下SO2的转化率已经很高,若采用较大压强,SO2的转化率提高很少,但需要的动力更大,对设备的要求更高。
(3)在生产中,通入过量空气的目是。
(4)原料气必需净化的原因是。
(5)尾气中有SO2必须回收是为了。
【主板书】第四节化学反应条件的优化——工业合成氨一、合成氨反应的限度二、合成氨反应的速率ν =κC(N2)C1. 5(H2)C—1(NH3)三、合成氨的适宜条件1、一般要使用催化剂:这样可以大大加快化学反应速率,提高生产效率,也提高了经济效益;2、选择合适的温度:该温度是催化剂活性最大的温度;3、选择合适的压强:既要考虑化学反应速率和化学平衡,还要考虑动力、材料、设备等。
【巩固练习】1、下列有关合成氨工业的说法中,正确的是()A. 从合成塔出来的混合气体。
其中氨气只占13%-14%,所以生产氨的工厂的效率都很低B. 由于氨易液化,氮气、氢气是循环使用的,总体来讲氨的产率比较高C. 合成氨反应温度控制在500℃左右,目的是使化学平衡向正方向移动D. 合成氨采用的压强是2×107~5×107Pa,因为该压强下铁触媒的活性最大2、对于可逆反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)(正反应为放热反应),下列说法正确的是( )A .达到平衡后加入N 2,当重新达到平衡时,NH 3的浓度比原平衡的大,N 2的浓度比原平衡的小B .达到平衡后升高温度,既加快了正、逆反应速率,又提高了NH 3的产率C .达到平衡后缩小容器体积,既有利于加快正、逆反应速率,又有于提高H 2的转化率D .加入催化剂可以缩短达到平衡的时间,是因为正反应速率增大了,而逆反应速率减小了3、某工业生产中发生反应:2A(g) + B(g) 2M(g) ΔH <0,下列有关说法正确的是( )A .工业上合成M 时,一定采用高压条件,因为高压有利于M 的生成B .由于物质B 价廉易得,工业上一般采用加入过量的B ,因加入过量的B 可以增大正反应速率,减小逆反应速率,从而提高A 的转化率C .工业上一般采用较高温度合成M ,因温度越高, 反应物的转化率越高D .工业生产中会采用催化剂,因为使用催化剂可提高 M 的日产量 4. 如图表示反应N 2(g)+3H 2(g)催化剂 高温高压2NH 3(g)(正反应是放热反应)在某些时间段中反应速率与反应过程的曲线关系图,则氨的百分含量最高的一段时间是( )A 、 t 0—t 1B 、 t 2—t 3C 、t 3—t 4D 、 t 5—t 65、在一定条件下,可逆反应:N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g) △H<0达到平衡,当单独改变下列条件后,有关叙述错误的是( )A 、加催化剂,V 正、V 逆都发生变化且变化倍数相同B 、加压,V 正、V 逆都增大C 、降温,V 正增大,V 逆减小D 、恒压条件下,加入氩气,V 正、V 逆都减小【课后作业设计】:1、对于合成氨工业,只从提高原料转化率看,从下列条件中选择最适宜的组合是( )①高温 ②低温 ③低压 ④高压 ⑤催化剂 ⑥加氨 ⑦除氨 A.②④⑤ B.②④⑦ C. ①④⑤ D.②③⑥ 2、在一定条件下,可逆反应N 2+3H 22NH 3 ΔH< 0达到平衡,当单独改变下列条件后,有关叙述错误的是( )v v (逆))v (逆)t 4t 5t 3 t 2 t 1t 0tv (正))v (正)v (逆)v (正)t 6A.加入催化剂,V正、V逆都发生变化,且变化的倍数相等B.加压,V正、V逆都增大,且V正增大的倍数大于V逆增大的倍数C.降温,V正、V逆都减小,且V正减少的倍数大于V逆减少的倍数D.加入氩气,V正、V逆都增大,且V正增大的倍数大于V逆增大的倍数3、在密闭容器中进行如下反应已达到平衡,N2+3H22NH3ΔH< 0,其他条件不变时,若将平衡混合物中各物质的浓度都增大到原来的2倍,则下列说法中正确的是()A.平衡不移动B.平衡向正方向移动C.平衡向逆反应方向移动D.NH3的百分含量减小4、一定温度下,在容积为VL的密闭容器中进行aN(g) bM(g),M、N 的物质的量随时间的变化曲线如图所示:(1) 此反应的化学方程式中a/b=(2) t1到t2时刻,以M的浓度变化表示的化学反应速率为__________________.(3) 此反应达到平衡时,反应物的转化率为(4) 当反应aN(g) bM(g) 达平衡后①若再充入N达到新平衡后N的百分含量将(填“增大、减小、不变”,下同)②若再充入xmol N和ymol M、且x/y>a/b时,则达到新平衡时混合气体的平均摩尔质量将 ________5、把氮气和氢气按1:1的物质的量比混匀后分成四等份,分别同时充入A、B、C、D四个装有催化剂的真空容器中(容器的容积固定),在保持相同温度的条件下,四个容器中的合成氨反应达到化学平衡状态。