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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——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 , 選擇合成氨的適宜條件 .
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(diǎn)
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)的焓變和熵變分析在 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 )
2、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(diǎn) , 利用影響化學(xué)平衡移動的因素 , 分析什么條件有利于氨生
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) 。
3
已 知 298 K 時：△H==一 92．2 kJ mol -1
△S=一 198．2 J K 一 1mol
一 1
1．請你根據(jù)正反應(yīng)的焓變和熵變分析
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 ]
3、
高溫 , 低壓有利于化學(xué)平衡正向移動
,N 2,H 2 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一 1
k(
催 )/k( 無 )
無催化劑
335
3.4
1012(700 K)
使用鐵催化劑
167
[ 交流 研討 ]
1 / 3
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
4、增大壓強(qiáng) 增大反應(yīng)物濃度 使用催化劑
2、實(shí)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： ν = κC(N2)C1.5 (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)的特點(diǎn) , 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 ?
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
5、
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(diǎn)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)
6、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
2 / 3
根據(jù)設(shè)備動力選擇壓強(qiáng) ----- 1107~ 1 108Pa
N2 , H2 投料比 --------1:2.8
及時分離 ---- 氨氣 [ 課堂小結(jié) ][ 課后作業(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
