合成氨条件的选择（3篇）

由网友分享时间：2023-09-12 09:23:03

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合成氨条件的选择1

[教学目标 ]

1.知识目标

（1）使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。

（2）了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等。

2.能力和方法目标

（1）通过合成氨生产条件的分析和选择，使学生了解应化学原理选择化工生产条件的思路和方法。

（2）通过用化学反应速率理论、化学平衡理论选择合成氨反应条件，培养知识的综合应用和归纳能力。

（3）通过合成氨对工业、农业等领域的重要作用的教育，让学生理解化学对于改善人类生活的重要意义。

[教学过程 ]

课堂练习：

1.在现代无机化工、有机化工、生物化工等生产中，大多数产品的合成往往需要使用的主要化学反应条件是（）。

（A）高温（B）高压（C）催化剂（D）高温、高压、催化剂

2.将V1L的H2和V2L的N2在一定条件下发生反应，达到平衡后，混合气体总体积为V3L（气体体积均在相同条件下测定），则生成NH3的体积是（）。

（A）（V1+V2-V3）L （B）（V1+V2+V3）L

（C）（V1+V2-2V3）L （D）[V3-（V1+V2）]L

3.在某合成氨厂合成氨的反应中，测得合成塔入口处气体N2、H2、NH3的体积比为6:18:1，出口处气体N2、H2、NH3的体积比为9:27:8，则氮的转化率为（）。

（A）5% （B）50% （C）25% （D）20%

4.下面是合成氨的简要流程示意图（如图2-4-1）：

沿x路线回去的物质的是（）。

（A）N2和H2 （B）催化剂（C）N2 （D）H2

5.工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素。已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生H2和CO2，H2是合成氨的原料，CO2供合成尿素用。若从充分利用原料的角度考虑，选用____物质作原料较好。

（A）CO （B）石油脑（C5H12、C6H14）（C）CH4 （D）焦炭

6.在一定条件下，合成氨反应达到平衡后，混合气体中NH3的体积分数为25%。若反应前后条件保持不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积之比是（）。

（A）1:5 （B）1:4 （C）1:3 （D）1:2

7.在3H2 + N2 2NH3反应中，使用催化剂的理由是（）。

（A）使平衡向正反应方向移动（B）没有催化剂该反应不能发生

（C）使化学反应速率增大（D）遏止逆反应的发生

8.总压强为×107Pa时，氮氢混合气体（体积比为1:3）通入合成塔，反应达平衡时的压强降为×107Pa。则平衡时混合气体中氨的体积分数为（）。

（A）35% []; （B）30% （C）25% （D）20%

9.将2LN2和6 LH2充入密闭容器里反应，达到平衡时，混合气体的体积为，计算：

（1）平衡时，混合气体里各气体物质的质量分数。

（2）N2转化为NH3的转化率。

（3）混合气体中NH3全部被水吸收，所得氨水的物质的量浓度是多少？（氨水的密度为/mL，气体在标况下）质量分数是多少？

10.某温度下，1L密闭容器中加入1molN2和3molH2，使合成氨反应达平衡，平衡混合物中N2、H2和NH3的物质的量分别用m、n、g mol表示，如果温度不变，只改变初始物质的加入量，而要求m、n、g的值不变，如果用x、y、z表示所加入的N2、H2和NH3的量，那么x、y、z应满足：

（1）若x=0，y=0，则z =____mol。

（2）若x=，则y=____mol，z =____mol。

（3）x、y、z应满足的一般条件是：________________（用x、y、z的代数式表示）。

1D，2A，3C，4A，5B，6A，7C，8D。

9.（1）%；%；%；（2）20%；（3） mol。L-1；%。

10.（1）2；（2），；（3）x+ =1，2y+3z =6。

合成氨条件的选择2

教学目标

知识目标

使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件；使学生了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。

能力目标

培养学生对知识的理解能力，及理论联系实际的应用能力和分析问题、解决问题的能力。

情感目标

通过学生领悟理论知识对生产实践的指导作用，使学生树立理论和实践相结合的思想认识；并通过知识的运用培养学生的创新精神和科学方法。

教学建议

教材分析

本节教材体现了化学反应速率和平衡移动原理等理论对工业生产实践的指导作用，同时在运用理论的过程中，也可进一步加深学生对所学理论的理解。

教材分为两部分：第一部分主要是通过讨论引导学生运用化学反应速率和化学平衡原理等知识，并考虑合成氨生产中动力、设备、材料等的实际情况，合理地选择合成氨的生产条件。第二部分是拓宽思路方面的内容，主要是探讨合成氨的发展前景。

在第一部分内容中，教材针对合成氨的反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应，首先要求学生利用已学过的知识，讨论为使合成氨的化学反应速率增大所应采取的方法。在此基础上，又据实验数据讨论为提高平衡混合物中的含量所应采取的方法。在两个讨论的基础上，教材又结合合成氨生产中动力、材料、设备、催化剂的活性等实际情况，较具体地分析了合成氨时压强、温度、催化剂等的选择情况。此外，还结合合成氨生产过程示意图，简单提及浓度等条件对合成氨生产的影响，以及原料的循环使用等问题，以使学生理解应以提高综合经济效益为目的。

第二部分教学在第一部分的基础上讨论合成氨的发展前景，拓宽学生的思路，主要目的不在于知识本身，而更多地应侧重于培养学生的创新精神和训练科学方法。

教学建议

第一部分的教学：

1.提出问题：针对合成氨的反应，首先需要研究如何在单位时间里提高的产量，这是一个化学反应速率问题。

2.复习提问：浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率影响的结果。

3.组织讨论：

①为使合成氨的反应速率增大，应采取的方法。

②合成氨反应是可逆反应，在实际生产中，仅仅考虑单位时间里的产量问题（化学反应速率问题）还不行，还需要考虑如何最大限度地提高平衡混合物中的含量问题（化学平衡的移动问题）。

③针对合成氨的反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应，要求学生利用已学过的知识，讨论为最大限度地提高平衡混合物中的含量所应采取的方法。

4.阅读图表实验数据印证理论：学生通过阅读表2－4的实验数据可知，应用平衡移动原理得出的结论与科学实验的结果是完全一致的，这会大大提高学生的学习兴趣。

5.综合上面的讨论情况，同时综合考虑合成氨生产中动力、设备、材料等的实际情况，具体地研究问题。此外，要结合合成氨生产过程示意图，简单提及浓度对合成氨生产的影响以及原料的循环使用等问题，以使学生理解应以提高综合经济效益为目的。

教师可结合讨论过程，让学生进行归纳。

压强

温度

催化剂

浓度

为增大合成氨的反应速度

增大

升高

加入

增加、的浓度

为提高平衡混合物中的含量

增大

降低

减小平衡混合物中的浓度

实验生产中

20Mpa－

50MPa

500℃左右

铁触煤（500℃左右时活性最大）

使气态变为液态并及时从平衡混合物中分离出去，及时补充和

第二部分“合成氨工业发展前景”的教学

1.以史明理：从介绍18世纪末到20世纪初这100多年里合成氨工业的发展简况入手，以压强选择的变化为例，说明是与科技进步、动力、材料、设备等条件的改善紧密相联系的，并仍将随之而作相应的改变。

2.目前研究课题简介：结合简介，可向学生提出一些问题，启发学生思考，拓宽学生的思路，使学生的科学方法得到训练，如研究催化剂的目的是什么？新催化剂的研制成功，使合成氨反应可在较低温度下进行，是否会减缓合成氨生产中对压强的要求而减少设备制造的投资？等等。

配合目前研究课题的简介，教材编写有“化学模拟生物固氮”的阅读材料，可让学生阅读，要求学生拓宽思路、设想甚至想象。

教学设计示例

第三节

教学目标

知识目标：

1.使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。

2.使学生了解应用化学原理选择化工厂生产条件的思路和方法。

能力目标：

1. 教学时应以化学反应速率和化学平衡原理为主线，以合成氨知识为中心，结合工业上生产的实际情况，将知识串联、拓展、延伸，培养学生的归纳思维能力。

2. 在运用理论的过程中，可以进一步加深学生对所学理论的理解和提高知识的实际应用能力。

情感目标：

1.通过了解合成氨的全过程，可以激发学生爱科学、探索科学的热情。

2.通过合成氨前景的展望，激发学生学习兴趣，使学生体会化学学科中逻辑结构严谨深刻的科学美。

教学过程

学生按照自学提纲先自学约15分钟，后教师集中讲解25分钟，巩固训练10分钟。

自学提纲：

1.影响化学反应速率的因素有哪些？是如何影响的？

2.影响化学平衡的条件有哪些？是如何影响的？

3.应用化学平衡原理，分析反应：

（正反应放热）

要制得更多的，可以采用哪些措施？

就以上3个问题，教师可组织学生认真的讨论。然后，教师集中讲解。

1体积 3体积 2体积（正反应放热）

参看课本P49的表2—5。

1.压强。增大压强，有利于的合成，但在实际市产中，压强不可能无限制的增大，因为压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，势必增大生产成本，降低综合经济效益。因此，受动力、材料、设备等条件的限制，目前我国合成氨厂一般采用的压强是。

2.温度。合成氨为放热反应，低温有利于氨的生成。但是温度越低，反应速率就慢，到达平衡所需要的时间越长，因而单位时间内产量低，这在工业生产中是很不经济的。综合考虑各种因素，在实际生产上，采用500℃的温度，此时催化剂的活性最大。

3.催化剂。由于分子非常稳定，与的化合十分困难，即使采用了加热与高压的条件，合成氨的反应还是十分缓慢。为了加快化合反应速率，降低反应所需要的能量，合成氨工业普遍使用铁触媒作催化剂。

在实际生产中，不断补充、（增大反应物浓度），采取迅速冷却的方法（减小生成物浓度），使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，以促使化学平衡不断地向着生成的方向移动。

合成氨工业

（一）合成氨工业

1.原理

2.生产过程简介（出示挂图或模型）

（1）原料气的制备：来自空气，来自水中

再通过水除：

得原料气。

（2）的合成：见课本第50页图2—14。

（二）化学模拟生物固氨

氨的固定：将游离态的氨转化为化合态氨的过程叫氨的固定。

1.人工合成氨：化学固氨法。其条件要求高、成本高、转化率低、效率低。

2.根瘤菌，生物固氨。常温常压下进行。成本低、转化率高、效率高。

模拟生物的功能，把生物的功能原理用于化学工业生产，借以改善现有的并创造崭新的化学工艺过程。

（三）随堂练习

1.合成氨时，既要使合成氨的产率增大，又使反应速率增快，可采取的办法是（）

A.不断充入 B.升高温度

C.增大压强 D.分离出

2.合成氨所需的可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为：

（正反应放热），下列措施中，能提高CO转化率的是（）

A.增大压强 B.降低温度

C.增大水蒸气浓度 D.增大浓度

3.合成氨工业有下列流程：①原料气制备；②氨的合成；③原料气净化和压缩；④氨的分离。其先后顺序为（）

A.①②③④ B.①③②④ C.④③②① D.②③④①

（四）总结、扩展、答疑

在总结本节内容的基础上，教师可扩展一些知识给学生。可先从介绍18世纪末到20世纪初这一百多年里合成氨工业的发展简况入手，以压强条件选择的变化为例，说明是与科技进步、动力、材料、设备等条件的改善紧密相联的，并将随之而作出相应的改变。在讨论合成氨的发展前景时，要求学生拓宽思路，培养学生的创新精神和训练科学方法。

例1 2000年是勒沙特列（Le Chatelier 1850—1936）诞生150周年。请用勒沙特列原理解释如下生活中的常见现象：打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫。

（2000年，全国）

分析解答时应注意联系实际。饮料在日常生活中相当普遍，其中含有一定量的化学物质，啤酒中的就是其中一种，在水中存在如下平衡：溶液平衡：，化学平衡，上述平衡受压力和温度影响，根据勒沙特列原理，即可得到解释现象的原因。

解溶解平衡，化学平衡：，受压力和温度的影响，平衡按勒沙特列原理移动。

点评理论联系实际是素质教育的要求，要求把所学知识运用到实际生活中去，解释一些问题，解决一些简单问题。本题就是运用化学平衡原理解决问题的一例。

布置作业

1.完成课本第54－56页的练习题。

2.到一个化工厂搞一次课外调查，写好调查报告。

板书设计

第四节

一、

（正反应放热）

（1体积）（3体积）（2体积）

1.压强：目前采用。

2.温度：500℃，此时催化剂的活性最大。

3.催化剂：铁触媒。

二、合成氨工业的发展前景

（一）合成氨工业

1.原理：

2.生产过程简介（挂图）

（1）原料气的制备

（2）的合成

（二）化学模拟生物固氮

氮的固定：把游离态的氮转化为化合态氮的过程。

1.人工固氮：（化学固氮）条件高、成本高、转化率低、效率低。

2.根瘤菌：（生物固氮）常温常压、成本低、转化率高、效率高。