人工固氮技术——合成氨
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课题2人工固氮技术-合成氨
成污染。
合成氨生产过程中需要消耗大量能源和原料， 同时会产生大量的废气、废水和固废，对环境 造成一定压力。
合成氨生产过程中产生的废水含有多种有害物质 ，如重金属、有机物等，对水体环境造成污染。
05
人工固氮技术的挑战与未来展望
人工固氮技术的挑战
1 2
高能耗
传统的人工固氮技术需要消耗大量的能源，这不 仅增加了生产成本，还对环境造成了负面影响。
环境保护
通过人工固氮技术，可以减少大 气中过量的氮气排放，减轻氮氧 化物对环境的污染，对环境保护 具有重要意义。
02
人工固氮技术原理
人工固氮技术概述
人工固氮技术是通过化学或生 物方法将空气中的氮气转化为 含氮化合物的过程。
人工固氮技术是解决全球氮资 源紧缺问题的重要途径之一。
人工固氮技术广泛应用于农业 生产、工业制造和环境保护等 领域。
合成氨的化学反应原理
合成氨是一个可逆反应，需要在高温、高压和催化剂存在的条件下进行。 N2 + 3H2 → 2NH3
反应过程中需要消耗大量的能量，因此需要采用高效的合成技术和能量回收系统。
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程主要包括原料气的制备 、净化和压缩、合成反应、氨的分离和 回收等步骤。
氨的分离和回收是将氨气从反应气体中 分离出来，并进行回收和精制，最终得 到合格的氨产品。
利用光能激发氮气和氢气发生合成反应，具有能源利用可持续、 反应条件温和等优势。
生物合成氨
利用微生物或酶催化氮气和氢气合成氨，具有反应条件温和、可 利用废弃物等优点。
THANKS
感谢观看
合成氨是农业生产中重要的氮肥来源，能够提供 植物生长所需的氮元素，促进作物生长。
合成氨生产的氮肥能够提高土壤肥力，增加农作 物产量，对保障全球粮食供应具有重要意义。
合成氨生产过程中需要消耗大量能源和原料， 同时会产生大量的废气、废水和固废，对环境 造成一定压力。
合成氨生产过程中产生的废水含有多种有害物质 ，如重金属、有机物等，对水体环境造成污染。
05
人工固氮技术的挑战与未来展望
人工固氮技术的挑战
1 2
高能耗
传统的人工固氮技术需要消耗大量的能源，这不 仅增加了生产成本，还对环境造成了负面影响。
环境保护
通过人工固氮技术，可以减少大 气中过量的氮气排放，减轻氮氧 化物对环境的污染，对环境保护 具有重要意义。
02
人工固氮技术原理
人工固氮技术概述
人工固氮技术是通过化学或生 物方法将空气中的氮气转化为 含氮化合物的过程。
人工固氮技术是解决全球氮资 源紧缺问题的重要途径之一。
人工固氮技术广泛应用于农业 生产、工业制造和环境保护等 领域。
合成氨的化学反应原理
合成氨是一个可逆反应，需要在高温、高压和催化剂存在的条件下进行。 N2 + 3H2 → 2NH3
反应过程中需要消耗大量的能量，因此需要采用高效的合成技术和能量回收系统。
合成氨工艺流程
合成氨工艺流程主要包括原料气的制备 、净化和压缩、合成反应、氨的分离和 回收等步骤。
氨的分离和回收是将氨气从反应气体中 分离出来，并进行回收和精制，最终得 到合格的氨产品。
利用光能激发氮气和氢气发生合成反应，具有能源利用可持续、 反应条件温和等优势。
生物合成氨
利用微生物或酶催化氮气和氢气合成氨，具有反应条件温和、可 利用废弃物等优点。
THANKS
感谢观看
合成氨是农业生产中重要的氮肥来源，能够提供 植物生长所需的氮元素，促进作物生长。
合成氨生产的氮肥能够提高土壤肥力，增加农作 物产量，对保障全球粮食供应具有重要意义。
邳州市第二中学2013年高中化学选修三课件课题2 人工固氮技术——合成氨
(4)K2CO3(aq)和CO2反应在加压条件下进
行，加压的理论依据是____________。 a．相似相溶原理
b．勒夏特列原理
c．酸碱中和原理 (5)由KHCO3分解得到的CO2可以用于 __________________________________ ____ __________________________________ __________________________________ ____。
一、合成氨的反应原理
1.如下图为合成氨的实验装置
学科网
加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氮 气的混合气体，可以看到湿润的pH试纸变 _______色。 蓝
2. 用氢气和氮气合成氨的化学反应方程式是
放热 N2 ＋3H2 2NH3 ，属______反应。 催化剂
zxxkw
高温、高压
3. 工业上，采用以_____为主的催化剂，在 铁 ________℃和_________MPa 的条件下合成 400～500 10～30 氨。
中具有开发价值的是( ) A．研制高温下活性较大的催化剂
B．寻求NH3的新来源
C．研制低温下活性较大的催化剂 D．研制耐高温高压的新型材料建造合成塔 解析：选C。合成氨的反应是放热反应，降 低温度有利于提高合成氨的生产效率。
要点突破讲练互动
合成氨工业生产及适宜条件 的选择
探究导引运用化学反应速率和化学平衡原理的
即时应用
(2012· 新乡高二检测)利用天然气合成氨的 工艺流程如图所示：
依据上述流程，完成下列填空：
(1)天然气脱硫时的化学方程式是 __________________________________。
(2)n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n
人工固氮——合成氨++课件-2024学年高一下学期化学苏教版(2019)必修第二册
顶 盖 氮氢混合气体 铁触媒（还原 铁＋少量K2O 、Al2O3） 塔体 绝热层 内筒
底盖
螺栓 法兰盘 接触室 接触室中心管 架板 热交换室 列管
氨和氮、氢的混合气
得出结论
3、在合成氨工业中要不要使用催化剂？为什么？
使用铁触媒作催化剂
使用催化剂可使工业合成氨反应的速率提高上万亿倍。
知识海洋
活动 合成氨的工业生产条件优化
综
条件 角度
温度
压强
浓度
合
分
平衡 降温 加压 N2/H2＝1:3
催化剂 无影响
析
速率 升温 加压 N2/H2＝1:2.8 使用
700K 15~30MPa N2/H2＝1:2.8 铁系催化剂
知识海洋
活动 合成氨的工业生产条件优化
问题（5）：科学家们为什么将氮氢投料比1:2.8？
表
扩
吸
面
散
附
反
应
表
表
表
解决问题的路径：
解决问题的方法：
• 怎么快？ • 怎么多？
• 速率快，提高速率的办法 • 限度大，提高可逆反应的转化率
1.增大压强 2.升高温度 3.加催化剂 4.增大浓度
分享从速率的角度选择条件
1.增大压强 2.升高温度 3.催化剂对限度无影响 4.增加反应物浓度，减 小生成物浓度
分享从限度的角度选择条件
反应速率 方程
化学
温度
反
平衡 浓度 应
移动
条
压强 件
的
化学 反应 速率
催化剂 其他
优 化
学 动 力 学 综 合 解 决
问
题
教学程序
发现不同，交流研讨
合成氨 教学设计 优秀教案
问题：
教学过程
氮肥紧缺
情境一：追溯历史
合成氨原理 勒夏特列原理 实际生产
原料 催化剂
大气固氮
化学反应速率
设备
社会问题
化学原理
技术问题
S
S
T
教学过程
情境一：追溯历史
哈伯
哈伯发明的氨合成技术 保证了火药的生产，致使 德国贸然发动了第一次世 界大战，他还为德军研发 战争毒气，受人指责。但 是后来他对战争进行了反 省，将全部精力投入科学 中，受后人敬仰。
哈伯
探索合成氨的最佳物理化 1.勒夏特列原理是什么？ 学条件。他依据化学平衡 理论，不断实验和计算， 2.如何用勒夏特列原理分析 200 个大气压 N2得出600℃、 + 3H2 2NH 3 的适宜 和锇为催化剂的条件下得 条件？ 到产率约为8%的氨。 3.如何提高化学反应速率？
教学过程
氮肥紧缺
情境一：追溯历史
教学过程
情境二：模拟实践
学生活动: 分组、角色扮演
环保组：实践“绿色化学”思想
问题
总结：考虑环 境因素，生产 要符合绿色化 学思想。
1.根据已有知识，如何除 “三废”？ 2.工厂适宜建在什么地方？ · · · · · ·
三条线索
衍生
贯穿
板书设计
原理 适宜条件 理论
合成氨
实际
原料制备
合成条件
环境保护
人工固氮技术—合成氨
《人工固氮技术—合成氨》教学设计
学情分析
教法与学法 教学过程 教材分析
教学特色
教材分析
☆教学内容分析
必修一
氨的知识
延伸
合成氨 综合
化学反应速率 化学平衡理论
人工固氮技术-合成氨
反应过程
原料气进入反应器，在催化剂的作用下发生反应生成氨气 。反应过程中需要控制温度、压力和催化剂活性等因素， 以确保反应的顺利进行。
尾气处理
未反应的氮气和氢气以及可能产生的其他副产物需要进行 尾气处理，以减少对环境的影响。常见的尾气处理方法包 括燃烧、吸收和吸附等。
05 生产过程中的优化与控制 策略
08 总结与展望
本次项目成果总结
成功研发高效催化剂
通过优化催化剂组成和制备工艺，提高了催化剂的活性和稳定性， 降低了合成氨反应的温度和压力。
实现工业化生产
建立了合成氨工业化生产线，实现了从实验室规模到工业化规模的 转化，为合成氨的广泛应用奠定了基础。
节能减排效果显著
通过改进工艺流程和操作条件，降低了合成氨生产的能耗和排放，提 高了资源利用效率。
合成氨技术简介
• 合成氨的化学反应原理：合成氨的化学反应原理是将氮气和氢气在催化剂的作用下进行反应，生成氨气。这一 反应是一个可逆反应，需要在高温高压下进行，同时需要合适的催化剂以降低反应的活化能。
• 合成氨的主要原料：合成氨的主要原料是氮气和氢气。其中，氮气可以从空气中分离得到，而氢气则可以通过 天然气、煤等化石燃料的重整或电解水等方法制取。
评估处理
根据不合格原因和程度，对不 合格产品进行评估和处理，包 括返工、降级、报废等。
追溯改进
对不合格产品进行追溯分析，找 出原因并采取相应的改进措施，
以防止类似问题再次发生。
07 安全生产管理与环境保护 要求
安全生产管理体系建立
制定安全生产规章制度
明确各级管理人员和操作人员的安全职责，建立完善的安全生产 责任制。
02 03
哈伯-博施法的发展
20世纪初，德国化学家哈伯和博施发明了以铁为催化剂、在高温高压下 将氮气和氢气合成氨的哈伯-博施法。这一方法的发明为人工固氮技术 的工业化生产奠定了基础。
人工固氮技术—合成氨
3、氨的合成与分离:
思考与交流2：
使没有起反应的物质从反应后 的混合物中分离出来，并重新回到 反应器中，是一种循环操作过程， 在化工生产中经常采用。为什么要 进行这种操作？
从原因来说：反应不能进行到底，产物不唯一 从结果来说：循环操作可以充分利用原料、降低 成本
从环境保护角度来说：有利于实现全封闭、连续
催化剂
2、原料气的净化:
原料气中常混有的气体杂质有 __________
CO、CO2 和H2S
2、原料气的净化:
1）稀氨水吸H2S： NH3〃H2O+H2S=NH4HS+H2O 2）变CO为CO2： CO+H2O=CO2+H2 3）采用K2CO3溶液吸收： K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3 4）原料气还需要经过精制处理： 用醋酸、铜和氨配制成的溶液来吸收剩余的 CO、CO2、O2、H2S等少量有害气体。
化生产，有利于减少工序、控制废弃物的排放
小结：
(1)原理: N2(g) + 3H2(g) (2)条件:
高温高压 催化剂
2NH3 (g)
以铁为主的催化剂，在400～500℃和10MPa ～ 30MPa的条件下合成
(3)生产过程:
造气、净化、合成与分离
作业布置： 搜索学习《合成氨—从 实验室到工业化生产》
人工固氮技术—合成氨
(一)合成氨的反应原理
N2(g) + 3H2(g)
加温高压 催Leabharlann 剂2NH3 (g) (放热)
实验1-1
思考与交流1：
1、合成氨方案的主要优点？ 2、分析讨论合成氨工业适宜的反应条 件？ 3、试从原料、能源、设备等方面，分 析和推测合成氨反应在实际生产中可 能会遇到哪些问题。
课题2 人工固氮技术---合成氨
课题2 人工固氮技术---合成氨教学目标1、了解合成氨对人类社会发展的重要意义。
2、通过实验学习合成氨反应原理，利用化学反应速率，化学平衡移动原理分析和讨论合成氨适宜反应条件。
3、结合合成氨的基本生产过程及合成氨工业发展，帮助学生理解实际生产中问题教学重点合成氨的反应原理、合成氨生产的适宜条件教学难点合成氨生产适宜条件教学用具 PPT课件课时安排 1课时教学过程【进行新课】[设立情景]神秘的魔鬼谷在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。
每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。
然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。
请解释原因。
N 2 + O2==== 2NO2NO + O2 = 2NO23NO2 + H2O = 2HNO3+ NO“雷雨发庄稼”“春雨贵如油”等说法。
[过渡]空气中游离态氮气不能被庄稼吸收，转化为氮的化合物后才能被吸收。
将游离氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定。
看一下氮的循环。
农作物每年从土壤中摄取大量含氮化合物，为了补偿土壤中减少的氮，必须施加氮肥。
必须人工固氮。
[导言]本课时谈一下人工固氮技术----合成氨[展示]胶片人工固氮技术----合成氨一、合成氨的反应原理•由氮气与氢气直接合成氨的化学原理为:方程式见胶片二、合成氨的基本生产过程1、制备合成氨的原料气,2、原料气的净化，3、氨的合成与分离 [展示]合成氨的实地照片三、合成氨工业的发展[阅读]教材总结．1、原料及原料气的净化2、催化剂的改进3、环境保护废气主要是硫化氢和二氧化碳等有害气体。
废液主要是含氰化物和氨的污水。
废渣主要来自造气阶段。
【课堂训练】【小结】工业合成氨:(1)原理:(2)条件:(3)生产过程:(4)三废处理:【布置作业】。
高中化学 走进化学工业 课题2 人工固氮技术——合成氨学案 2()
课题2 人工固氮技术-—合成氨1．了解工业合成氨的基本原理、基本生产过程以及合成氨工业的发展.2．了解工业获得合成氨的大量廉价原料气的方法,了解合成氨原料气循环利用的原理和重要意义。
3．了解工业合成氨与环境的关系。
德国化学家哈伯(1868—1934）一生从事化学研究，曾在1906年发明了氨的合成法，1908年又发明了合成氨的催化剂，为工业化生产奠定了基础.思考：如何利用空气中的氮气来合成氮肥呢?答案：氮气与氢气在高温、高压和催化剂条件下生成氨气，由氨气来合成氮肥.一、合成氨的反应原理1．反应的化学方程式工业合成氨反应的化学方程式________________________________________。
2．反应的特点（1）____________________反应；（2）____________________反应;（3）气体分子总数____________________的反应。
3．适宜化工生产条件的选择温度：____________；压强：______________;催化剂：____________________。
自主思考：①合成氨反应中催化剂的主要作用是什么?②合成氨方案的主要优点是什么？二、合成氨的基本生产过程主要包括三个步骤：________、________、________。
1．制备合成氨的原料气（1）制备氮气方法一：__________________________。
方法二：________________________________。
（2)制备氢气方法一：水蒸气与碳反应，化学方程式为__________________。
方法二:甲烷与水蒸气反应,化学方程式为______________________；____________________________.2．原料气的净化（1)除去H2S(用氨水）的化学方程式为______________________。
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【练习】练3.为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中具有开发价值的是（ ）
A.研制高温下活性较大的催化剂
B.寻求N2的新来源
C.研制低温下活性较大的催化剂
D.研制耐高温高压的新型材料建造合成塔
【练习】练4.在一定条件下，进入氨合成塔的混合气体中，含N2为22％，含H2为78％(均为体积百分数)，反应达到平衡后，在相同的温度和压强下，气体的体积缩小至原体积的95％，则N2的转化率最接近（ ）
《人工固氮技术——合成氨》教学设计
课题：人工固氮技术——合成氨
教
学
目
标
知识
与
Байду номын сангаас技能
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
过程
与
方法
充分发挥学生学习的主动性。
培养学生勤于观察、勤于总结思考的科学态度。
提高学生的科学素养。
情感
态度
价值观
利用多媒体动画、电脑图片等学习有研究合成氨的一般步骤和方法。
（2）废气——主要是H2S和CO2等有害气体
H2S用直接接触法或循环法回收。
CO2不是有害气体，但过多会导致温室效应，可作为尿素、碳铵等原料。
（3）废液——主要是含氰化物和氨的污水
处理含氰化物污水可以用生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法。
处理含氨废水可用蒸馏的方法回收，也可用离子交换法治理。
【板书】2、合成氨的反应条件
【投影】（1）压强：对于速率的影响？使平衡向何方向进行？→得出适宜压强数值
（2）温度：对于速率的影响？使平衡向何方向进行？→得出适宜温度数值
（3）反应物的浓度：氮气与氢气之比约为1:3 氮气过量
（4）催化剂：通常采用Fe为主的催化剂
【练习】练1.合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是（ ）①减压 ②加压 ③升温 ④降温 ⑤及时从平衡混合气中分离出NH3⑥补充N2或H2⑦加催化剂 ⑧减小N2或H2的量
【演示实验】加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氮气的混合气体，可以看到湿润的pH试纸变_____色。
【板书】1、原理N2(g) + 3H2(g)⇌（高温高压、催化剂）2NH3(g)∆H<0
【讲述】反应特点：
①N2极不活泼，通常条件下反应难以进行
②是一个气体体积缩小的反应
③是一个放热反应
【思考】分析合成氨工业适宜的反应条件？
1、自然固氮：如闪电产生的巨大电压，其电火花足可以击破氮分子的叁键，促使其与氧气反应生成NO，进而生成NO2和HNO3等。
2、化学固氮：合成氨反应；在放电条件下使氮气与氧气反应生成NO等；氮气与镁反应生成氮化镁。
3、生物固氮：是一种主要的自然固氮反应，如植物在根瘤菌作用下直接吸收空气中的N2转化为氨等，进一步合成氮白质。
重点
①合成氨的反应原理②合成氨生产的适宜条件
难点
合成氨生产的适宜条件
知
识
结
构
与
板
书
设
计
课题：人工固氮技术——合成氨
一、合成氨的反应原理
1、原理N2(g) + 3H2(g)⇌（高温高压、催化剂）2NH3(g)∆H<0
2、合成氨的反应条件
二、合成氨的基本生产过程
三个步骤：造气——净化——合成
1、制备原料气
2.有利于实现全封闭、连续化生产、有利于减少工序、控制废弃物的排放。
【思考】说明合成氨工业可以进行的联合生产有或深加工有哪些？
合成氨与硝铵、碳铵等氮肥生产的联合；
石油精炼厂与合成洗涤剂厂的联合生产。
【投影】展示合成氨的实地图片
【板书】三、合成氨工业的发展
【投影并讲述】1、原料及原料气的净化
原料中氮气在空气中是取之不尽用之不竭的；
A．③④⑤⑦ B．② ⑤ ⑥
C．②⑥ D．②③⑥⑦
【小结】总结工业合成氨的反应条件
【板书】二、合成氨的基本生产过程
三个步骤：造气——净化——合成
【板书】1、制备原料气
【思考】工业合成氨时N2取自于什么物质？H2又来源于哪里？
【讲述】氮气的来源：取自空气，一是将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气；另一是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳，再除去二氧化碳得氮气。
2、原料气的净化
3、氨的合成与分离
三、合成氨工业的发展
教学过程
教学步骤、内容
师生活动
【引课】展示雷雨利庄稼动画，抛射问题“原理”利用方程式进行解答
【投影】请用三个化学方程式表示其中原理：
N2+O2=放电或高温=2NO 2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO
【投影】氮的循环——图示
主要的固氮反应有：自然固氮、生物固氮、化学固氮。
动物的排泄物或腐败尸体中含氮化合物进入土壤。
【讲述】由此可见，含氮化合物对人类生活有十分重大的意义。氮是植物生长不可或缺的元素之一。而在大气中，氮的含量为78%，却不能被人类呼吸利用，如何有效地利用廉价的自然资源生产含氮的化合物？
【板书】本节课我们就来学习学习人工固氮技术——合成氨
【板书】一、合成氨的反应原理
④保持压强不变，充入N2使容器体积变大
A. ① ④ B. ② ③ C. ① ③ D. ② ④
【思考】用上述方法制备的原料气中可能含有哪些杂质?其中某些杂质会使合成氨的催化剂“中毒”，我们将用什么样的方式去除呢？
【板书】2、原料气的净化
【投影】（1）用稀氨水吸收H2S杂质：NH3·H2O＋H2S===NH4HS＋H2O
早期：以焦炭和水为原料生产水煤气制得氢。
现在：用不同的固态、液态和气态的可燃物为原料制得氢。
2、催化剂的改进
催化剂的性质往往决定化学反应的条件，催化剂的突破可以彻底改变工艺流程。
3、环境保护
（1）废渣——主要来自造气阶段
例：以煤为原料的产生的煤渣，以及有为原料生产产生的炭黑等，可用作肥料的原料和建筑材料。
氢气的来源：碳与水的作用或碳氢化合物与水的作用
除此之外，石油啊，天然气啊等也含有大量碳氢化合物，可以用来制取H2
【练习】练2.反应C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）
①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半
③保持体积不变，充入N2使体系压强增大
学生根据所学及时巩固练习
阅读教材
学生思考、讨论
分析来源
巩固练习
分析、思考、讨论
学生思考讨论后回答
能够书写方程式
动画展示，清晰明了
提高学生对于工业生产的相关能力
使学生不出课堂了解工业生产
学生参与讨论，建立化学意识
逐一分析、讲解
使学生建立一个环境保护的概念
巩固练习，加深理解
教学回顾：
（2）使CO变成CO2：CO＋H2O===CO2＋H2
（3）除去CO2(用K2CO3吸收)：K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3
（4）精制处理
用醋酸、铜和氨配制成的溶液吸收CO、CO2、O2、H2S等少量有害气体
【板书】3、氨的合成与分离
【PPT动画展示】
【思考】为什么要循环操作？
1.可以充分利用原料，降低成本。
A．12.5％B．11.5％
C．10.5％D．9.5％
【课堂小结】
【质疑释疑】
【布置作业】
【课堂练习】
学生通过必修内容的学习，基本掌握雷雨利庄稼的原理
阅读教材
结合PPT图示理解氮的循环
引入新课，过渡自然
分析反应特点，引出新内容
结合选修四对反应速率影响因素的学习，分别从p、T、c、催化剂方面对此内容进行探究
A.研制高温下活性较大的催化剂
B.寻求N2的新来源
C.研制低温下活性较大的催化剂
D.研制耐高温高压的新型材料建造合成塔
【练习】练4.在一定条件下，进入氨合成塔的混合气体中，含N2为22％，含H2为78％(均为体积百分数)，反应达到平衡后，在相同的温度和压强下，气体的体积缩小至原体积的95％，则N2的转化率最接近（ ）
《人工固氮技术——合成氨》教学设计
课题：人工固氮技术——合成氨
教
学
目
标
知识
与
Байду номын сангаас技能
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
过程
与
方法
充分发挥学生学习的主动性。
培养学生勤于观察、勤于总结思考的科学态度。
提高学生的科学素养。
情感
态度
价值观
利用多媒体动画、电脑图片等学习有研究合成氨的一般步骤和方法。
（2）废气——主要是H2S和CO2等有害气体
H2S用直接接触法或循环法回收。
CO2不是有害气体，但过多会导致温室效应，可作为尿素、碳铵等原料。
（3）废液——主要是含氰化物和氨的污水
处理含氰化物污水可以用生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法。
处理含氨废水可用蒸馏的方法回收，也可用离子交换法治理。
【板书】2、合成氨的反应条件
【投影】（1）压强：对于速率的影响？使平衡向何方向进行？→得出适宜压强数值
（2）温度：对于速率的影响？使平衡向何方向进行？→得出适宜温度数值
（3）反应物的浓度：氮气与氢气之比约为1:3 氮气过量
（4）催化剂：通常采用Fe为主的催化剂
【练习】练1.合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是（ ）①减压 ②加压 ③升温 ④降温 ⑤及时从平衡混合气中分离出NH3⑥补充N2或H2⑦加催化剂 ⑧减小N2或H2的量
【演示实验】加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氮气的混合气体，可以看到湿润的pH试纸变_____色。
【板书】1、原理N2(g) + 3H2(g)⇌（高温高压、催化剂）2NH3(g)∆H<0
【讲述】反应特点：
①N2极不活泼，通常条件下反应难以进行
②是一个气体体积缩小的反应
③是一个放热反应
【思考】分析合成氨工业适宜的反应条件？
1、自然固氮：如闪电产生的巨大电压，其电火花足可以击破氮分子的叁键，促使其与氧气反应生成NO，进而生成NO2和HNO3等。
2、化学固氮：合成氨反应；在放电条件下使氮气与氧气反应生成NO等；氮气与镁反应生成氮化镁。
3、生物固氮：是一种主要的自然固氮反应，如植物在根瘤菌作用下直接吸收空气中的N2转化为氨等，进一步合成氮白质。
重点
①合成氨的反应原理②合成氨生产的适宜条件
难点
合成氨生产的适宜条件
知
识
结
构
与
板
书
设
计
课题：人工固氮技术——合成氨
一、合成氨的反应原理
1、原理N2(g) + 3H2(g)⇌（高温高压、催化剂）2NH3(g)∆H<0
2、合成氨的反应条件
二、合成氨的基本生产过程
三个步骤：造气——净化——合成
1、制备原料气
2.有利于实现全封闭、连续化生产、有利于减少工序、控制废弃物的排放。
【思考】说明合成氨工业可以进行的联合生产有或深加工有哪些？
合成氨与硝铵、碳铵等氮肥生产的联合；
石油精炼厂与合成洗涤剂厂的联合生产。
【投影】展示合成氨的实地图片
【板书】三、合成氨工业的发展
【投影并讲述】1、原料及原料气的净化
原料中氮气在空气中是取之不尽用之不竭的；
A．③④⑤⑦ B．② ⑤ ⑥
C．②⑥ D．②③⑥⑦
【小结】总结工业合成氨的反应条件
【板书】二、合成氨的基本生产过程
三个步骤：造气——净化——合成
【板书】1、制备原料气
【思考】工业合成氨时N2取自于什么物质？H2又来源于哪里？
【讲述】氮气的来源：取自空气，一是将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气；另一是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳，再除去二氧化碳得氮气。
2、原料气的净化
3、氨的合成与分离
三、合成氨工业的发展
教学过程
教学步骤、内容
师生活动
【引课】展示雷雨利庄稼动画，抛射问题“原理”利用方程式进行解答
【投影】请用三个化学方程式表示其中原理：
N2+O2=放电或高温=2NO 2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO
【投影】氮的循环——图示
主要的固氮反应有：自然固氮、生物固氮、化学固氮。
动物的排泄物或腐败尸体中含氮化合物进入土壤。
【讲述】由此可见，含氮化合物对人类生活有十分重大的意义。氮是植物生长不可或缺的元素之一。而在大气中，氮的含量为78%，却不能被人类呼吸利用，如何有效地利用廉价的自然资源生产含氮的化合物？
【板书】本节课我们就来学习学习人工固氮技术——合成氨
【板书】一、合成氨的反应原理
④保持压强不变，充入N2使容器体积变大
A. ① ④ B. ② ③ C. ① ③ D. ② ④
【思考】用上述方法制备的原料气中可能含有哪些杂质?其中某些杂质会使合成氨的催化剂“中毒”，我们将用什么样的方式去除呢？
【板书】2、原料气的净化
【投影】（1）用稀氨水吸收H2S杂质：NH3·H2O＋H2S===NH4HS＋H2O
早期：以焦炭和水为原料生产水煤气制得氢。
现在：用不同的固态、液态和气态的可燃物为原料制得氢。
2、催化剂的改进
催化剂的性质往往决定化学反应的条件，催化剂的突破可以彻底改变工艺流程。
3、环境保护
（1）废渣——主要来自造气阶段
例：以煤为原料的产生的煤渣，以及有为原料生产产生的炭黑等，可用作肥料的原料和建筑材料。
氢气的来源：碳与水的作用或碳氢化合物与水的作用
除此之外，石油啊，天然气啊等也含有大量碳氢化合物，可以用来制取H2
【练习】练2.反应C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）
①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半
③保持体积不变，充入N2使体系压强增大
学生根据所学及时巩固练习
阅读教材
学生思考、讨论
分析来源
巩固练习
分析、思考、讨论
学生思考讨论后回答
能够书写方程式
动画展示，清晰明了
提高学生对于工业生产的相关能力
使学生不出课堂了解工业生产
学生参与讨论，建立化学意识
逐一分析、讲解
使学生建立一个环境保护的概念
巩固练习，加深理解
教学回顾：
（2）使CO变成CO2：CO＋H2O===CO2＋H2
（3）除去CO2(用K2CO3吸收)：K2CO3＋CO2＋H2O===2KHCO3
（4）精制处理
用醋酸、铜和氨配制成的溶液吸收CO、CO2、O2、H2S等少量有害气体
【板书】3、氨的合成与分离
【PPT动画展示】
【思考】为什么要循环操作？
1.可以充分利用原料，降低成本。
A．12.5％B．11.5％
C．10.5％D．9.5％
【课堂小结】
【质疑释疑】
【布置作业】
【课堂练习】
学生通过必修内容的学习，基本掌握雷雨利庄稼的原理
阅读教材
结合PPT图示理解氮的循环
引入新课，过渡自然
分析反应特点，引出新内容
结合选修四对反应速率影响因素的学习，分别从p、T、c、催化剂方面对此内容进行探究