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1、最新魯科版選修四《化學(xué)反應(yīng)條件 的優(yōu)化一一工業(yè)合成氨》教案2-— 工業(yè)合成氨》教案2 化學(xué)反應(yīng)條
件的優(yōu)化-----工業(yè)合成氨
［教學(xué)目標(biāo)］
1、研究如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡原理 ，選擇合成氨白^適宜條件.
2、研究應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思想和方法 ^
［教學(xué)過程］
分析：合成氨的反應(yīng)特點
N2+3H2 = 2NH3 正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)
請根據(jù)正反應(yīng)的始變和嫡變分析在 298K下合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行能自發(fā)進(jìn)行 一、自主獲取信息
（一）合成氨的反應(yīng)限度
請同學(xué)們根據(jù)合成氨反應(yīng)的特 .點,利用影響化學(xué)平衡移動的因素 ，分析什么條件有利于
2、氨生 成。
交流?研討參閱66頁
合成氨反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)： N2（g） +3H2（g） = 2NH（g）。
已知 298 K 時：AH =~ 92. 2 kJ - mol-1 2=- 198. 2 J ? K 一 1 ? mol 1
1 .請你根據(jù)正反應(yīng)的始變和嫡變分析 298 K下合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。
2 .請你利用化學(xué)平衡移動的知識分析什么條件有利于氨的合成。
［結(jié)論］
高溫，低壓有利于化學(xué)平衡正向移動 ，N2,H2濃度比為1:3有利于化學(xué)平衡正向移動.
（二）合成氨反應(yīng)的速率 —— 閱讀67頁交流研討
條件
Ea /kJ ? mol 1
k（ 催）/k（無）
3、
,無催化劑
335
3.4 X 1012(700 K)
使用鐵催化劑
167
［交流? 研討］
1、結(jié)合影響反應(yīng)速率的因素，思考什么條件 能使氨生成的快
答：升高溫度.增大壓強(qiáng) 增大反應(yīng)物濃度 使用催化劑
2、實驗表明，在特定條件下，合成氨反應(yīng)的速率與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系為
答：y = k C(N2)Cr5(H2)C-1(NH3)
3、請你根據(jù)關(guān)系式分析：各物質(zhì)的濃度對反應(yīng)速率有哪些影響 可以采取哪些措施來提高反
應(yīng)速率
答：增大N2、H2濃度、將氨及時從混合氣中分離出去
二、合成氨的適宜條件
［交流?研討］
1 .根據(jù)合成氨反應(yīng)白^特點，應(yīng)分別采取什么措施提
4、高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率 請將你的建議 填入下表。
提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率
提高化學(xué)反應(yīng)速率
性質(zhì)
措施
性質(zhì)
措施
放熱
活化能高
分子數(shù)減小
低溫時反應(yīng)速率低
平衡常數(shù)不大
原料氣濃度增加能提高反應(yīng)速率
氨氣濃度增加能降低反應(yīng)速率
2 .請你嘗試為合成氨選擇適宜條件。
3 .在確定合成氨的適宜條件的過程中 ，你遇到了哪些困難？你是怎樣解決的？
4 .為了提高合成氨生 產(chǎn)的能力，你認(rèn)為還可以在哪些方面做進(jìn)一步改進(jìn) ？
催化劑對合成氨反應(yīng)速率的影響
三、信息整合-----合成氨的適宜條件的選擇
據(jù)合成氨反應(yīng)的特點應(yīng)分別采取什么措施提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率討論 ：
1、既然增大壓強(qiáng)既可提.高反應(yīng)速率，又可提高氨的產(chǎn)量，那么在合成氨工業(yè)中壓強(qiáng)是否越 大越好？
2、既然降低溫度有利于平衡向生成氨的方向移動 ，那么生產(chǎn)中是否溫度越低越好 ？
3、在合成氨工業(yè)中要 使用催化劑，既然催化劑對 化學(xué)平衡的移動沒有影響，為什么還要使
用呢
總結(jié)：合成氨適宜條件
催化劑------鐵
溫度 700K 左右
根據(jù)設(shè)備動力選擇壓強(qiáng)-----1 X 107~ 1 x 108Pa
N2, H2投料比 1:2.8
及時分離----氨氣 ［ 課堂小結(jié)］［課后彳^業(yè)］
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魯科版選修四《化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨》教案2
