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

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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(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(qǐng)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(qǐng)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(dòng)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(gè)可逆反應(yīng)： N2（g） +3H2（g） = 2NH（g）。 已知 298 K 時(shí)：AH =~ 92. 2 kJ - mol-1 2=- 198. 2 J ? K 一 1 ? mol 1 1 .請(qǐng)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(qǐng)你利用化學(xué)平衡移動(dòng)的知識(shí)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(dòng) ，N2,H2濃度比為1:3有利于化學(xué)平衡正向移動(dòng). （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(shí)驗(yàn)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(qǐng)你根據(jù)關(guān)系式分析：各物質(zhì)的濃度對(duì)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(shí)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(diǎn)，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(qǐng)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(shí)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(qǐng)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(duì)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)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(dòng) ，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(duì) 化學(xué)平衡的移動(dòng)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(dòng)力選擇壓強(qiáng)-----1 X 107~ 1 x 108Pa N2, H2投料比 1:2.8 及時(shí)分離----氨氣 ［ 課堂小結(jié)］［課后彳^業(yè)］ 3 / 3