第一章合成氨教學(xué)設(shè)計(jì)課件

第一章合成氨教課方案課件第一章合成氨教課方案課件13/13第一章合成氨教課方案課件三、教課方案課題化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——合成氨講課人楊薇教課目標(biāo)

知識(shí)與技術(shù)使學(xué)生理解如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)均衡原理，選擇合成氨的適合條件。使學(xué)生認(rèn)識(shí)應(yīng)用化學(xué)原理選擇化工生產(chǎn)條件的思路和方法。過程與方法1.教課時(shí)應(yīng)以化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)均衡原理為主線，以合成氨知識(shí)為中心，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)狀況，將知識(shí)串連、拓展、延長(zhǎng)，培育學(xué)生的概括思想能力。在運(yùn)用理論的過程中，能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)所學(xué)理論的理解和提高知識(shí)的實(shí)質(zhì)應(yīng)用能力。感情態(tài)度與價(jià)值觀經(jīng)過認(rèn)識(shí)合成氨的全過程，能夠激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)、研究科學(xué)的熱忱。經(jīng)過合成氨遠(yuǎn)景的展望，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生領(lǐng)會(huì)化學(xué)學(xué)科中邏輯構(gòu)造謹(jǐn)慎深刻的科學(xué)美。要點(diǎn)難點(diǎn)教課方法教課器具教課過程新課引入

應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)均衡原理選擇合成氨的適合條件講解法、小組議論法電腦、白板教師活動(dòng)預(yù)設(shè)學(xué)生活動(dòng)預(yù)期【引入】自1784年發(fā)現(xiàn)氨氣此后，人們向來在研究如何利用化學(xué)方法由N2和H2合成NH3，但直到1913年才建成了大型合成氨廠。合成氨的工業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)歷了這樣漫長(zhǎng)的展開過程。今日我們來學(xué)習(xí)工業(yè)合成氨生產(chǎn)條件的選擇?！景鍟炕瘜W(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工回復(fù)：降低本錢，提高業(yè)合成氨產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量【過渡】此刻工廠合成氨氣，應(yīng)如何選擇生產(chǎn)條件呢？議論后回復(fù)：選擇生產(chǎn)【設(shè)問】利用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平條件的目的是加迅速衡挪動(dòng)知識(shí)，從生產(chǎn)目的、選擇的依率，提高產(chǎn)率。選擇生據(jù)和原那么角度考慮這個(gè)問題，選擇生產(chǎn)條件的依照為外界條產(chǎn)條件的目的是什么？選擇生產(chǎn)條件件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化的依照是什么？學(xué)均衡影響設(shè)計(jì)企圖引入新課，激發(fā)興趣。經(jīng)過案例分析指出本節(jié)要點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法，明確學(xué)生的學(xué)習(xí)方向判斷合成氨反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行

【溝通·商討】合成氨反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已298K時(shí)，△H=-92.2kJ·mol-1S=-198.2J·K-1·mol-1請(qǐng)依據(jù)正反應(yīng)的焓變和熵變剖析298K下合成氨反應(yīng)可否自覺進(jìn)行。

學(xué)生議論剖析反應(yīng)特色：合成氨反應(yīng)為放熱、氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)減少的可逆反應(yīng)。H-T△S=-92.2kJ·mol-1-298K×

為議論合成氨適合生產(chǎn)條件做準(zhǔn)備。使學(xué)生領(lǐng)會(huì)一般的研究思路：第一步是進(jìn)行化學(xué)熱力學(xué)剖析。先判斷反應(yīng)【活動(dòng)研究】請(qǐng)同學(xué)們依據(jù)合成氨反應(yīng)的特色，利用影響化學(xué)均衡挪動(dòng)的要素，剖析什么條件有益于氨的合成？【板書】一、合成氨反應(yīng)的限度

-198.2J·K-1·mol-1〕＜0298K時(shí)，合成氨反應(yīng)是能夠自覺進(jìn)行的。學(xué)生議論回復(fù)：降低溫度、增大壓強(qiáng)有益于化學(xué)均衡向生成氨的方向挪動(dòng)；N2、H2的體積比為1：3時(shí)均衡混淆物中氨的含量最高。

的方向，再利用均衡挪動(dòng)合成氨反應(yīng)的限度

【敘述】如圖2-4-3所示，在不一樣反應(yīng)溫度、壓強(qiáng)下反應(yīng)達(dá)均衡時(shí)，均衡混淆物中氨含量的測(cè)定結(jié)果與上述理論剖析結(jié)果一致。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在必定的溫度、壓強(qiáng)下，反應(yīng)物氮?dú)?、氫氣的體積比為1：3時(shí)均衡混淆物中氨的含量最高。

學(xué)生觀看圖2-4-3進(jìn)行原理剖析如剖析。何提高氨的產(chǎn)量。合成氨反應(yīng)的速率

【過渡】在找尋最正確的生產(chǎn)條件時(shí)，除了考慮反應(yīng)的限度時(shí)，還需要研究采納哪些舉措來提高化學(xué)反應(yīng)速率?！景鍟慷?、合成氨反應(yīng)的速率【溝通·商討】1、聯(lián)合影響反應(yīng)速率的要素，思慮什么條件能提高合成氨反應(yīng)的速率？2、實(shí)驗(yàn)說明，在特定條件下，合成氨反應(yīng)的速率與參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系為v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)請(qǐng)你依據(jù)關(guān)系式剖析：各物質(zhì)的濃度對(duì)反應(yīng)速率有哪些影響？能夠采納哪些舉措來提高反應(yīng)速率？

學(xué)生剖析回復(fù)：1、高升溫度增大壓強(qiáng)增大反應(yīng)物濃度使用催化劑2、增大N2、H2濃度，將氨實(shí)時(shí)從混淆氣中分離出去3、剖析下表所給的數(shù)據(jù)使用催化劑可使合成氨反應(yīng)的速率提高上萬億倍。

讓學(xué)生從整體上對(duì)影響化學(xué)反應(yīng)速率的各樣影響進(jìn)行定性3、請(qǐng)你依據(jù)下表所給的數(shù)據(jù)剖析催化表2-4-1剖析。劑對(duì)合成氨反應(yīng)速率的影響：聯(lián)合生產(chǎn)實(shí)質(zhì)選擇合成氨的適合條件

【增補(bǔ)】除此以外，溫度對(duì)合成氨反應(yīng)的速率也有明顯影響：溫度越高，反應(yīng)進(jìn)行得越快?！景鍟咳?、合成氨的適合條件【溝通·商討】依據(jù)合成氨反應(yīng)的特色，應(yīng)分別采納什么舉措提高反應(yīng)的均衡轉(zhuǎn)變率和反應(yīng)速率？請(qǐng)將你的建議填入下表。在合成氨生產(chǎn)中，抵達(dá)高轉(zhuǎn)變率與高反應(yīng)速率所需要的條件有時(shí)是互相矛盾的。由理論剖析再聯(lián)合生產(chǎn)實(shí)質(zhì)〔高壓對(duì)設(shè)施材質(zhì)、加工制造的要乞降所需能耗多少、溫度對(duì)催化劑活性的影響等〕議論：⑴既然降低溫度有益于均衡向生成氨的方向挪動(dòng)，那么生產(chǎn)中能否溫度越低越好？⑵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)能否越大越好？【敘述】所以，選擇合成氨的條件時(shí)，

學(xué)生議論后達(dá)成下表外界條使NH3生產(chǎn)使NH3生產(chǎn)件的多的快均衡剖析速率剖析壓強(qiáng)高壓高壓溫度低溫高溫催化劑無影響使用反應(yīng)物增大增大濃度生成物減小減小濃度既不可以片面地追求高轉(zhuǎn)變率，也不可以只追求高反應(yīng)速率，應(yīng)當(dāng)找尋以較高的反應(yīng)速率獲取適合均衡轉(zhuǎn)變率的反應(yīng)條件。別的，還應(yīng)當(dāng)考慮原料的價(jià)錢、未轉(zhuǎn)變的合成氣的循環(huán)使用、反應(yīng)熱的綜合利用等問題。【總結(jié)】合成氨的適合條件：選擇鐵做催化劑；反應(yīng)溫度在700K左右；依據(jù)反應(yīng)器可使用的鋼材質(zhì)量及綜合指標(biāo)來選擇壓強(qiáng)，大概分為低壓

復(fù)習(xí)、整理對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的方向、限度和速率的理論知識(shí)并查閱資料回復(fù)：⑴低溫固然有益于均衡向生成氨的方向挪動(dòng)，但低溫時(shí)反應(yīng)速率

經(jīng)過溝通商討使學(xué)生領(lǐng)會(huì)這是用理論解決實(shí)質(zhì)老是的一個(gè)重要步驟，需要綜合評(píng)論熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)的研究結(jié)果，還一定考慮實(shí)質(zhì)工藝技術(shù)等各方面因〔77低，所以生產(chǎn)中溫度不1×10Pa〕、中壓〔2×10～３×是越低越好?？紤]到催778Pa〕10Pa〕和高壓〔×10～1×10化劑活性，應(yīng)選擇適合三種種類；n(N)：n(H)=1：2.8。22的溫度。⑵固然增大壓強(qiáng)既可提高反應(yīng)速率，又可提高氨的產(chǎn)量，可是我們應(yīng)當(dāng)考慮到反應(yīng)器械質(zhì)及綜合指標(biāo)來選擇壓強(qiáng)，并不是是越大越好。

素。概括出合成氨生產(chǎn)的適合條件，指引思慮的方向，聯(lián)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)介紹合成氨實(shí)質(zhì)生產(chǎn)條件，使學(xué)生在解決實(shí)質(zhì)老是的過程中進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)理論的理解。合成氨的生產(chǎn)流程

【板書】合成氨的生產(chǎn)流程111〕原料氣的制備N2來自空氣，H2來自水中CH4+H2O=CO+3H2CO+H2O=CO2+H2凈化除去造氣過程中夾帶著的雜質(zhì)，防備催化劑中毒?！?〕合成氨【知識(shí)拓展】簡(jiǎn)單介紹我國(guó)合成氨工業(yè)的展開狀況。

學(xué)生仔細(xì)聽講，觀看課本合成氨工藝生產(chǎn)流程圖。

加深學(xué)生對(duì)化工生產(chǎn)的了解。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)我國(guó)合成氨工業(yè)展開歷程，目前我國(guó)合成氨工業(yè)從生產(chǎn)能力和產(chǎn)量上都位居世界前列，對(duì)他們進(jìn)行感情態(tài)度與價(jià)值觀教育?！局R(shí)前沿】化學(xué)模擬生物固氮根瘤菌，生物固氨。常溫常壓下進(jìn)行。學(xué)生聽講，思慮。本錢低、轉(zhuǎn)變率高、效率高。模擬生物的功能，把生物的功能原理用于化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)，借以改良現(xiàn)有的并創(chuàng)建嶄新的化學(xué)工藝過程。

讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)前沿和科技展開動(dòng)向。講堂聯(lián)合理論依照和生產(chǎn)實(shí)質(zhì)，適合的合成氨條件為：小結(jié)鐵催化劑，700K，依據(jù)反應(yīng)器選擇壓強(qiáng)，n(N2)：n(H2)=1：【大屏幕】1、氨的合成反應(yīng)，生產(chǎn)中采納的適合條件是〔〕。A、低溫、高壓、適合的催化劑B、高溫、常壓C、盡可能高溫、高壓D、適合的溫度、適合的高壓、適合催學(xué)生思慮、回復(fù)講堂化劑1、選D練習(xí)2、在合成氨工業(yè)中，為增添氨的日產(chǎn)量，以下變化過程中不可以使均衡向右2、選B挪動(dòng)的是〔〕、不停將氨分離出來、使用催化劑、采納5000C左右的溫度、采納2×107～5×107Pa的壓強(qiáng)板書設(shè)計(jì)：4節(jié)化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化——工業(yè)合成氨一、合成氨反應(yīng)的限度

學(xué)生剖析解答，進(jìn)一步加深了本節(jié)課的理論和認(rèn)識(shí)。有益于化學(xué)均衡向生成氨的方向挪動(dòng)的影響要素：降低溫度、增大壓強(qiáng)、n(N2)：n(H2)=1：3二、合成氨反應(yīng)的速率有益于加速生成氨速率的影響要素：高升溫度、增大壓強(qiáng)、使用催化劑、增大反應(yīng)物濃度、減小生成物濃度。三、合成氨的適合條件聯(lián)合生產(chǎn)實(shí)質(zhì)，適合的合成氨條件為：鐵催化劑，700K，依據(jù)反應(yīng)器選擇壓強(qiáng)，n(N2)：n(H2)=1：課后反?。罕竟?jié)課的教課環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)較為合理，教課方法較為適合，講堂互動(dòng)成效較好，三維目標(biāo)根本落實(shí)，但也有所失。本節(jié)課為學(xué)生供給了對(duì)于合成氨反應(yīng)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生就合成氨反應(yīng)的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)識(shí)題分別進(jìn)行議論得出相應(yīng)結(jié)論?！皽贤ㄉ逃懆暤沫h(huán)節(jié)學(xué)生進(jìn)行得較為充分，不單使學(xué)生認(rèn)識(shí)如何應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)均衡原理剖析合成氨的適合條件，也使學(xué)生認(rèn)識(shí)應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理剖析化工生產(chǎn)條件的思路和方法。在理論剖析根基上，聯(lián)合生產(chǎn)實(shí)質(zhì)選擇合成氨的適合條件，指引學(xué)生綜合考慮合成氨生產(chǎn)中動(dòng)力、設(shè)施、資料生產(chǎn)效率等要素，使學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)原理在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用，提高學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的價(jià)值認(rèn)識(shí)，進(jìn)而欣賞化學(xué)科學(xué)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)展開的奉獻(xiàn)。此環(huán)節(jié)中也有沒有辦理好的地方。合成氨適合條件的選擇是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的問題，應(yīng)指引和指導(dǎo)學(xué)生在講堂長(zhǎng)進(jìn)行充分、有效的議論。但可能學(xué)生在課前沒進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備工作，講堂上，學(xué)生沒有足夠