高中化學 第一單元 走進化學工業(yè) 課題2 人工固氮技術——合成氨(第3課時)教案 新人教版選修_第1頁
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1、第一章 走進化學工業(yè)第二節(jié)人工固氮技術-合成氨(第3課時)【自主學習】(閱讀 教材9至11頁)一、氮的固定1、定義: 將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成化合態(tài)的氮的過程 。 2、方法:氨的固定主要方法有: (1)人工合成氨:化學固氨法。其條件要求高、成本高、轉(zhuǎn)化率低、效率低。 (2)根瘤菌,生物固氨。常溫常壓下進行。成本低、轉(zhuǎn)化率高、效率高。 3、工業(yè)應用: 模擬生物的功能,把生物的功能原理用于化學工業(yè)生產(chǎn),借以改善現(xiàn)有的并創(chuàng)造嶄新的化學工藝過程?!竞献魈骄俊慷⒑铣砂钡姆磻怼緦嶒灐糠治鯬11的實驗,結(jié)合有關物質(zhì)的物理、化學性質(zhì)總結(jié)試管口處濕潤的pH試紙的變化,推測有關反應。1、加熱試管中的鐵絲絨至紅熱后

2、注入氫氣和氮氣的混合氣體,可以看到濕潤的pH試紙變 紅色 .2.用氫氣和氨氣合成氨的反應式是 N2+H2=2NH3 ,,屬放熱反應。3、工業(yè)上,采用以 鐵觸媒 催化劑,在 400-5000C 和10Mpa30 Mpa的條件下合成氨。【自主學習】閱讀P12科學史話,結(jié)合已學化學平衡知識分析下面的問題(1)合成氨中,催化劑的主要作用是什么? 答案: 加快反應速率 .(2)合成氨的適宜條件是什么? 答案: 采用以 鐵觸媒 催化劑,在 400-5000C 和10Mpa30 Mpa的 .(3)選擇適宜生產(chǎn)條件的原則是什么? 提示:有較高的反應速率和平衡轉(zhuǎn)化率,能最大限度地提高利潤。(4)合成氨生產(chǎn)時,為

3、什么不采用盡可能高的壓強?通常采用10MPa300MPa 的壓強? 答案: 壓強增大,設備的投入成本增大 。(5)合成氨的反應為放熱反應,降低溫度會使平衡向右移動,但為什么溫度要保持在400500左右?答案:合成氨的反應為放熱反應,降低溫度促使平衡向有移動,有利于、轉(zhuǎn)化為;但降溫必然減緩了反應速率,影響單位時間產(chǎn)率。生產(chǎn)中將二者綜合考慮,既要保證、的轉(zhuǎn)化率,又要保證較快的反應速率,只能選擇適中的溫度400500左右。應注意該溫度為催化劑活化溫度,低于此溫度,催化劑不起作用。(6)在高溫高壓下,為什么還要使用催化劑? 提示:催化劑是影響反應速率的幾個因素中,對反應速率影響程度最大的。*應注意催化

4、劑的如下特點: 選擇性:不同的反應選擇不同的催化劑,如合成氨選擇了鐵觸媒。每種催化劑都是對特定的反應有催化作用,并非能改變?nèi)魏位瘜W反應的速率。靈敏性:催化劑中混入雜質(zhì),常常會失去催化作用,稱催化劑“中毒”,因此反應氣體進入反應器前必須凈化。催化劑只有在活化溫度以上才能起催化作用,如鐵觸媒活化溫度為400500,因此該溫度為合成氨的適宜溫度。【目標檢測】1在合成氨時,可以提高H2轉(zhuǎn)化率的措施是 ( C )A.延長反應時間 B.充入過量H2 C.充入過量N2 D.升高溫度2、下列有關合成氨工業(yè)的途述,可用勒沙特列原理來解釋的是( B )A、使用鐵觸媒,使N2和H2混合氣體有利于合成氨B、高壓比常壓

5、條件更有利于合成氨的反應 C、5000C左右比室溫更有利于合成氨的反應D、合成氨時采用循環(huán)操作,可提高原料的利用率3.關于氨的合成工業(yè)的下列說法正確的是 ( B )A.從合成塔出來的氣體,其中氨氣一般占15%,所以生產(chǎn)氨的工業(yè)的效率都很低B.由于NH3易液化,N2、H2可循環(huán)使用,則總的說來氨的產(chǎn)率很高C.合成氨工業(yè)的反應溫度控制在400500 左右,目的是使平衡向正反應方向進行D.合成氨工業(yè)采用10 MPa 30MPa ,是因該條件下催化劑的活性最好4.在合成氨工業(yè)中,為增加氨的日產(chǎn)量,下列變化過程中不能使平衡向右移動的是( B ) A. 不斷將氨分離出來 B.使用催化劑 C. 采用500C左右的溫度 D. 采用1030MPa的壓強5某溫度時,在一體積為2L的密閉容器中,通入112和24此時容器內(nèi)壓強為p大氣壓。在該溫度和催化劑作用下,H2和N2反應達到平衡,測得平衡時壓強為0.95p大氣

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