《化学反应条件的优化工业合成氨》教案(鲁科版选修4)
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。
```
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。
鲁科版高中化学选修四2.4《化学反应条件的优化——工业合成氨》 省一等奖教案
2.4《化学反应条件的优化---工业合成氨》【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：2.4《化学反应条件的优化——工业合成氨》(鲁科版选修4)
第四节化学反响条件的优化 -----工业合成氨[ 教学设计目标 ]1、研究如何应用化学反响速率和化学均衡原理, 选择合成氨的适合条件.2、研究应用化学原理选择化工生产条件的思想和方法.[ 教学设计过程 ]剖析 : 合成氨的反响特色N2+3H22NH3正反响为放热反响正反响为气体体积减小的反响请依据正反响的焓变和熵变剖析在298K 下合成氨反响可否自觉进行能自觉进行一、自主获守信息( 一 >合成氨的反响限度请同学们依据合成氨反响的特色, 利用影响化学均衡挪动的要素, 剖析什么条件有益于氨生成。
沟通·商讨参阅 66 页合成氨反响是一个可逆反响： N(g>+3H (g>2NH(g> 。
223已知 298 K 时：△H==一 92．2 kJ ·mol -1△S=一 198．2 J ·K一1·mol 一1 1．请你依据正反响的焓变和熵变剖析298 K 下合成氨反响可否自觉进行。
2．请你利用化学均衡挪动的知识剖析什么条件有益于氨的合成。
[结论]高温 , 低压有益于化学均衡正向挪动,N 2,H 2浓度比为 1:3 有益于化学均衡正向挪动 . ( 二 >合成氨反响的速率------阅读 67页沟通商讨条件Ea／ kJ · mol一1k( 催 >/k( 无>无催化剂335 3.4 × 1012(700 K>使用铁催化剂167[沟通· 商讨]1、联合影响反响速率的要素, 思虑什么条件能使氨生成的快答：高升温度增大压强增大反响物浓度使用催化剂2、实验表明, 在特定条件下, 合成氨反响的速率与反响的物质的浓度的关系为答：ν = κC(N2>C (H2>C-1(NH3>3、请你依据关系式剖析: 各物质的浓度对反响速率有哪些影响能够采纳哪些举措来提升反应速率答：增大N2、H2浓度、将氨实时从混淆气中分别出去二、合成氨的适合条件[ 沟通·商讨]1 ．依据合成氨反响的特色，应分别采纳什么举措提升反响的均衡转变率和反响速率?请将你的建议填入下表。
鲁科版选修四《化学反应条件的优化—工业合成氨》word学案
鲁科版选修四《化学反应条件的优化—工业合成氨》word 学案学习目标1．明白得如何应用化学反应速率和化学平稳原理，选择合成氨的适宜条件。
2．了解应用化学原理选择化工生产条件的思维和方法。
知识梳理1．合成氨条件的选择]合成氨反应式____________________；反应特点__________________________________________；速率方程_______________________________※2. 合成氨工业（1）原理__________________________（2）生产过程包括造气、净化、合成氨三部分。
① 造气：N 2来自于___________________，H 2__________________________。
② 净化的目的____________________________________；③ 合成氨包括_____________、_______________、________________等。
学习导航1．方法导引以合成氨为例把握化工生产中适宜条件选择的一样原则：（1）从化学反应速率分析（C 、P 、T 、催化剂）（2）从化学平稳移动分析（C 、P 、T 、催化剂）（3）从原料的利用率分析（增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，降低成本）（4）从实际生产能力分析（如设备的承温承压能力）总之，实际化工生产中受诸多因素的阻碍，必须综合分析选出适合工厂生产的最适宜条件。
生产要求综合选择 生成NH 3速率大NH 3的平稳浓度大 各物质浓度温度压强催化剂2．例题解析例1．可逆反应3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)；△H＜0，达到平稳后，为了使H2的转化率增大，下列选项中采纳的三种方法都正确的是（）A．升高温度，降低压强，增加氮气 B．降低温度，增大压强，加入催化剂C．升高温度，增大压强，增加氮气 D．降低温度，增大压强，分离出部分氨解析：本题要求增加合成氨反应中氢气的转化率，确实是在不增加氢气的情形下，改变合成氨反应的其他条件，使更多的氢气转化为氨。
鲁科版高中化学选修四2.4《化学反应条件的优化——工业合成氨》教案
2.4《化学反应条件的优化---工业合成氨》【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到达了较高的层次，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。
高中化学《化学反应条件的优化——工业合成氨》教案
高中化学《化学反应条件的优化——工业合成氨》精品教案一、教学目标：1. 让学生了解工业合成氨的反应原理和过程。
2. 使学生掌握化学反应条件的优化方法。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
二、教学内容：1. 工业合成氨的反应原理及过程。
2. 影响化学反应速率的因素。
3. 化学反应条件的优化方法。
4. 实验操作技巧及注意事项。
三、教学重点与难点：1. 工业合成氨的反应原理及过程。
2. 影响化学反应速率的因素。
3. 化学反应条件的优化方法。
四、教学方法：1. 采用多媒体课件辅助教学，直观展示反应原理和过程。
2. 进行实验操作演示，引导学生动手实验。
3. 采用问题驱动教学，引导学生思考和探讨。
五、教学过程：1. 导入新课：介绍工业合成氨的重要性和应用领域。
2. 讲解反应原理：阐述工业合成氨的反应过程及化学方程式。
3. 分析影响反应速率的因素：温度、压力、催化剂等。
4. 讲解化学反应条件的优化方法：如何提高反应速率，降低成本。
5. 实验操作演示：引导学生动手进行实验，观察实验现象。
7. 布置作业：巩固所学知识，提高学生的实际应用能力。
六、教学评价：1. 采用课堂问答、讨论的形式，评估学生对工业合成氨反应原理的理解程度。
2. 通过实验操作，评价学生对化学反应条件优化方法的掌握情况。
3. 布置课后作业，评估学生对课堂所学知识的吸收和应用能力。
七、教学资源：1. 多媒体课件：用于展示工业合成氨的反应原理、过程及影响因素。
2. 实验器材：用于引导学生动手实验，优化化学反应条件。
3. 教学参考书：提供更深入的理论知识，帮助学生拓展视野。
八、教学进度安排：1. 第1-2课时：介绍工业合成氨的反应原理及过程。
2. 第3-4课时：分析影响化学反应速率的因素。
3. 第5-6课时：讲解化学反应条件的优化方法。
4. 第7-8课时：实验操作演示与实践。
九、教学反思：在教学过程中，关注学生的学习反馈，及时调整教学方法和节奏。
针对学生的薄弱环节，加强针对性辅导。
高二化学教案 2.4 化学反应条件的优化——工业合成氨 (鲁科版选修4)
第四节化学反应条件的优化 -----工业合成氨[教学目标]1、研究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、研究应用化学原理选择化工生产条件的思想和方法.[教学过程]分析:合成氨的反应特点N2+3H22NH3正反应为________反应正反应为气体体积________的反应并且气体体积减少的量__________生成氨的体积。
一、自主学习（1）合成氨的反应限度请同学们根据合成氨反应的特点,利用影响化学平衡移动的因素,分析什么条件有利于氨生成。
【交流·研讨】参阅66页合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
已知298 K时：△H==一92．2 kJ·mol-1△S=一198．2 J·K一1·mol一1 1．请你根据正反应的焓变和熵变分析298 K下合成氨反应能否自发进行。
2．请你利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成。
高温,低压有利于化学平衡正向移动,N2,H2浓度比为1:3有利于化学平衡正向移动.（2）合成氨反应的速率------阅读66页交流研讨条件 Ea／kJ·mol一1 k(催)/k(无)无催化剂 335 3.4×1012(700K)使用铁催化剂 167【交流·研讨】1、结合影响反应速率的因素,思考什么条件能使氨生成的快2、实验表明,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答：ν=κC(N2)C1.5(H2)C-1(NH3)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二、合成氨的适宜条件【交流·研讨】1．根据合成氨反应的特点，应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率?请将你的建议填入下表。
提高反应的平衡转化率提高化学反应速率性质措施性质措施放热活化能高分子数减小低温时反应速率低平衡常数不大原料气浓度增加能提高反应速率氨气浓度增加能降低反应速率2．请你尝试为合成氨选择适宜条件。
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第四节化学反应条件的优化——工业合成氨
[教学目标]
1、研究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、研究应用化学原理选择化工生产条件的思想和方法.
[教学过程]
分析:合成氨的反应特点
N2+3H22NH3正反应为放热反应正反应为气体体积减小的反应
请根据正反应的焓变和熵变分析在298K下合成氨反应能否自发进行能自发进行
一、自主获取信息
(一)合成氨的反应限度
请同学们根据合成氨反应的特点,利用影响化学平衡移动的因素,分析什么条件有利于氨生成。
交流·研讨参阅66页
合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
已知298 K时：△H==一92．2 kJ·mol-1△S=一198．2 J·K一1·mol一1 1．请你根据正反应的焓变和熵变分析298 K下合成氨反应能否自发进行。
2．请你利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成。
[结论]
高温,低压有利于化学平衡正向移动,N2,H2浓度比为1:3有利于化学平衡正向移动.
(二)合成氨反应的速率------阅读67页交流研讨
条件 Ea／kJ·mol一1k(催)/k(无)
无催化剂 335 3.4×1012(700 K)
使用铁催化剂 167
[交流·研讨]
1、结合影响反应速率的因素,思考什么条件能使氨生成的快
答：升高温度增大压强增大反应物浓度使用催化剂
2、实验表明,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
答：ν=κC(N2)C1.5(H2)C-1(NH3)
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
答：增大N2、H2浓度、将氨及时从混合气中分离出去
二、合成氨的适宜条件
[交流·研讨]
1．根据合成氨反应的特点，应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率?请将你的建议填入下表。
2．请你尝试为合成氨选择适宜条件。
3．在确定合成氨的适宜条件的过程中，你遇到了哪些困难?你是怎样解决的?
4．为了提高合成氨生产的能力，你认为还可以在哪些方面做进一步改进?
催化剂对合成氨反应速率的影响
三、信息整合-----合成氨的适宜条件的选择
据合成氨反应的特点应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率讨论:
1、既然增大压强既可提高反应速率,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 ?
2、既然降低温度有利于平衡向生成氨的方向移动,那么生产中是否温度越低越好?
3、在合成氨工业中要使用催化剂,既然催化剂对化学平衡的移动没有影响,为什么还要使用呢
总结：合成氨适宜条件
催化剂------铁
温度-------700K左右
根据设备动力选择压强-----1×107~ 1×108Pa
N2, H2投料比--------1:2.8
及时分离----氨气[课堂小结][ 课后作业]。