合成氨條件的選擇(精選13篇)
合成氨條件的選擇 篇1
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
、贋槭购铣砂钡姆磻俾试龃螅瑧扇〉姆椒。
、诤铣砂狈磻强赡娣磻,在實際生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
、坩槍铣砂钡姆磻且粋放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
教學設計示例
第三節
教學目標
知識目標:
1.使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。
2.使學生了解應用化學原理選擇化工廠生產條件的思路和方法。
能力目標:
1. 教學時應以化學反應速率和化學平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結合工業上生產的實際情況,將知識串聯、拓展、延伸,培養學生的歸納思維能力。
2. 在運用理論的過程中,可以進一步加深學生對所學理論的理解和提高知識的實際應用能力。
情感目標:
1.通過了解合成氨的全過程,可以激發學生愛科學、探索科學的熱情。
2.通過合成氨前景的展望,激發學生學習興趣,使學生體會化學學科中邏輯結構嚴謹深刻的科學美。
教學過程
學生按照自學提綱先自學約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓練10分鐘。
自學提綱:
1.影響化學反應速率的因素有哪些?是如何影響的?
2.影響化學平衡的條件有哪些?是如何影響的?
3.應用化學平衡原理,分析反應:
(正反應放熱)
要制得更多的 ,可以采用哪些措施?
就以上3個問題,教師可組織學生認真的討論。然后,教師集中講解。
1體積 3體積 2體積(正反應放熱)
參看課本P49的表2—5。
1.壓強。增大壓強,有利于 的合成,但在實際市產中,壓強不可能無限制的增大,因為壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,勢必增大生產成本,降低綜合經濟效益。因此,受動力、材料、設備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強是 。
2.溫度。合成氨為放熱反應,低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應速率就慢,到達平衡所需要的時間越長,因而單位時間內產量低,這在工業生產中是很不經濟的。綜合考慮各種因素,在實際生產上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑。由于 分子非常穩定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應還是十分緩慢。為了加快化合反應速率,降低反應所需要的能量,合成氨工業普遍使用鐵觸媒作催化劑。
在實際生產中,不斷補充 、 (增大反應物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學平衡不斷地向著生成 的方向移動。
合成氨工業
(一)合成氨工業
1.原理
2.生產過程簡介(出示掛圖或模型)
。1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中
再通過 水除 :
得原料氣 。
(2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。
(二)化學模擬生物固氨
氨的固定:將游離態的氨轉化為化合態氨的過程叫氨的固定。
1.人工合成氨:化學固氨法。其條件要求高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌,生物固氨。常溫常壓下進行。成本低、轉化率高、效率高。
模擬生物的功能,把生物的功能原理用于化學工業生產,借以改善現有的并創造嶄新的化學工藝過程。
。ㄈ╇S堂練習
1.合成氨時,既要使合成氨的產率增大,又使反應速率增快,可采取的辦法是( )
A.不斷充入 B.升高溫度
C.增大壓強 D.分離出
2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應而制得,其中一步的反應為:
。ㄕ磻艧幔,下列措施中,能提高CO轉化率的是( )
A.增大壓強 B.降低溫度
C.增大水蒸氣濃度 D.增大濃度
3.合成氨工業有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為( )
A.①②③④ B.①③②④ C.④③②① D.②③④①
。ㄋ模┛偨Y、擴展、答疑
在總結本節內容的基礎上,教師可擴展一些知識給學生。可先從介紹18世紀末到20世紀初這一百多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強條件選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯的,并將隨之而作出相應的改變。在討論合成氨的發展前景時,要求學生拓寬思路,培養學生的創新精神和訓練科學方法。
例1 2000年是勒沙特列(Le Chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現象:打開冰鎮啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。
。2000年,全國)
分析 解答時應注意聯系實際。飲料在日常生活中相當普遍,其中含有一定量的化學物質,啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,化學平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據勒沙特列原理,即可得到解釋現象的原因。
解 溶解平衡 ,化學平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。
點評 理論聯系實際是素質教育的要求,要求把所學知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用化學平衡原理解決問題的一例。
布置作業
1.完成課本第54-56頁的練習題。
2.到一個化工廠搞一次課外調查,寫好調查報告。
板書設計
第四節
一、
。ㄕ磻艧幔
(1體積)(3體積) (2體積)
1.壓強:目前采用 。
2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑:鐵觸媒。
二、合成氨工業的發展前景
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理:
2.生產過程簡介(掛圖)
。1)原料氣的制備
。2) 的合成
。ǘ化學模擬生物固氮
氮的固定:把游離態的氮轉化為化合態氮的過程。
1.人工固氮:(化學固氮)條件高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌:(生物固氮)常溫常壓、成本低、轉化率高、效率高。
合成氨條件的選擇 篇2
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
、贋槭购铣砂钡姆磻俾试龃螅瑧扇〉姆椒。
②合成氨反應是可逆反應,在實際生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
、坩槍铣砂钡姆磻且粋放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
教學設計示例
第三節
教學目標
知識目標:
1.使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。
2.使學生了解應用化學原理選擇化工廠生產條件的思路和方法。
能力目標:
1. 教學時應以化學反應速率和化學平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結合工業上生產的實際情況,將知識串聯、拓展、延伸,培養學生的歸納思維能力。
2. 在運用理論的過程中,可以進一步加深學生對所學理論的理解和提高知識的實際應用能力。
情感目標:
1.通過了解合成氨的全過程,可以激發學生愛科學、探索科學的熱情。
2.通過合成氨前景的展望,激發學生學習興趣,使學生體會化學學科中邏輯結構嚴謹深刻的科學美。
教學過程
學生按照自學提綱先自學約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓練10分鐘。
自學提綱:
1.影響化學反應速率的因素有哪些?是如何影響的?
2.影響化學平衡的條件有哪些?是如何影響的?
3.應用化學平衡原理,分析反應:
。ㄕ磻艧幔
要制得更多的 ,可以采用哪些措施?
就以上3個問題,教師可組織學生認真的討論。然后,教師集中講解。
1體積 3體積 2體積(正反應放熱)
參看課本P49的表2—5。
1.壓強。增大壓強,有利于 的合成,但在實際市產中,壓強不可能無限制的增大,因為壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,勢必增大生產成本,降低綜合經濟效益。因此,受動力、材料、設備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強是 。
2.溫度。合成氨為放熱反應,低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應速率就慢,到達平衡所需要的時間越長,因而單位時間內產量低,這在工業生產中是很不經濟的。綜合考慮各種因素,在實際生產上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑。由于 分子非常穩定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應還是十分緩慢。為了加快化合反應速率,降低反應所需要的能量,合成氨工業普遍使用鐵觸媒作催化劑。
在實際生產中,不斷補充 、 (增大反應物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學平衡不斷地向著生成 的方向移動。
合成氨工業
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理
2.生產過程簡介(出示掛圖或模型)
。1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中
再通過 水除 :
得原料氣 。
。2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。
(二)化學模擬生物固氨
氨的固定:將游離態的氨轉化為化合態氨的過程叫氨的固定。
1.人工合成氨:化學固氨法。其條件要求高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌,生物固氨。常溫常壓下進行。成本低、轉化率高、效率高。
模擬生物的功能,把生物的功能原理用于化學工業生產,借以改善現有的并創造嶄新的化學工藝過程。
。ㄈ╇S堂練習
1.合成氨時,既要使合成氨的產率增大,又使反應速率增快,可采取的辦法是( )
A.不斷充入 B.升高溫度
C.增大壓強 D.分離出
2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應而制得,其中一步的反應為:
(正反應放熱),下列措施中,能提高CO轉化率的是( )
A.增大壓強 B.降低溫度
C.增大水蒸氣濃度 D.增大濃度
3.合成氨工業有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為( )
A.①②③④ B.①③②④ C.④③②① D.②③④①
(四)總結、擴展、答疑
在總結本節內容的基礎上,教師可擴展一些知識給學生。可先從介紹18世紀末到20世紀初這一百多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強條件選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯的,并將隨之而作出相應的改變。在討論合成氨的發展前景時,要求學生拓寬思路,培養學生的創新精神和訓練科學方法。
例1 2000年是勒沙特列(Le Chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現象:打開冰鎮啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。
。2000年,全國)
分析 解答時應注意聯系實際。飲料在日常生活中相當普遍,其中含有一定量的化學物質,啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,化學平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據勒沙特列原理,即可得到解釋現象的原因。
解 溶解平衡 ,化學平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。
點評 理論聯系實際是素質教育的要求,要求把所學知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用化學平衡原理解決問題的一例。
布置作業
1.完成課本第54-56頁的練習題。
2.到一個化工廠搞一次課外調查,寫好調查報告。
板書設計
第四節
一、
。ㄕ磻艧幔
。1體積)(3體積) (2體積)
1.壓強:目前采用 。
2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑:鐵觸媒。
二、合成氨工業的發展前景
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理:
2.生產過程簡介(掛圖)
。1)原料氣的制備
(2) 的合成
(二)化學模擬生物固氮
氮的固定:把游離態的氮轉化為化合態氮的過程。
1.人工固氮:(化學固氮)條件高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌:(生物固氮)常溫常壓、成本低、轉化率高、效率高。
合成氨條件的選擇 篇3
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
①為使合成氨的反應速率增大,應采取的方法。
②合成氨反應是可逆反應,在實際生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
③針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
教學設計示例
第三節
教學目標
知識目標:
1.使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。
2.使學生了解應用化學原理選擇化工廠生產條件的思路和方法。
能力目標:
1. 教學時應以化學反應速率和化學平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結合工業上生產的實際情況,將知識串聯、拓展、延伸,培養學生的歸納思維能力。
2. 在運用理論的過程中,可以進一步加深學生對所學理論的理解和提高知識的實際應用能力。
情感目標:
1.通過了解合成氨的全過程,可以激發學生愛科學、探索科學的熱情。
2.通過合成氨前景的展望,激發學生學習興趣,使學生體會化學學科中邏輯結構嚴謹深刻的科學美。
教學過程
學生按照自學提綱先自學約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓練10分鐘。
自學提綱:
1.影響化學反應速率的因素有哪些?是如何影響的?
2.影響化學平衡的條件有哪些?是如何影響的?
3.應用化學平衡原理,分析反應:
。ㄕ磻艧幔
要制得更多的 ,可以采用哪些措施?
就以上3個問題,教師可組織學生認真的討論。然后,教師集中講解。
1體積 3體積 2體積(正反應放熱)
參看課本P49的表2—5。
1.壓強。增大壓強,有利于 的合成,但在實際市產中,壓強不可能無限制的增大,因為壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,勢必增大生產成本,降低綜合經濟效益。因此,受動力、材料、設備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強是 。
2.溫度。合成氨為放熱反應,低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應速率就慢,到達平衡所需要的時間越長,因而單位時間內產量低,這在工業生產中是很不經濟的。綜合考慮各種因素,在實際生產上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑。由于 分子非常穩定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應還是十分緩慢。為了加快化合反應速率,降低反應所需要的能量,合成氨工業普遍使用鐵觸媒作催化劑。
在實際生產中,不斷補充 、 (增大反應物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學平衡不斷地向著生成 的方向移動。
合成氨工業
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理
2.生產過程簡介(出示掛圖或模型)
。1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中
再通過 水除 :
得原料氣 。
。2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。
。ǘ┗瘜W模擬生物固氨
氨的固定:將游離態的氨轉化為化合態氨的過程叫氨的固定。
1.人工合成氨:化學固氨法。其條件要求高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌,生物固氨。常溫常壓下進行。成本低、轉化率高、效率高。
模擬生物的功能,把生物的功能原理用于化學工業生產,借以改善現有的并創造嶄新的化學工藝過程。
(三)隨堂練習
1.合成氨時,既要使合成氨的產率增大,又使反應速率增快,可采取的辦法是( )
A.不斷充入 B.升高溫度
C.增大壓強 D.分離出
2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應而制得,其中一步的反應為:
。ㄕ磻艧幔铝写胧┲,能提高CO轉化率的是( )
A.增大壓強 B.降低溫度
C.增大水蒸氣濃度 D.增大濃度
3.合成氨工業有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為( )
A.①②③④ B.①③②④ C.④③②① D.②③④①
。ㄋ模┛偨Y、擴展、答疑
在總結本節內容的基礎上,教師可擴展一些知識給學生?上葟慕榻B18世紀末到20世紀初這一百多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強條件選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯的,并將隨之而作出相應的改變。在討論合成氨的發展前景時,要求學生拓寬思路,培養學生的創新精神和訓練科學方法。
例1 2000年是勒沙特列(Le Chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現象:打開冰鎮啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。
。2000年,全國)
分析 解答時應注意聯系實際。飲料在日常生活中相當普遍,其中含有一定量的化學物質,啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,化學平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據勒沙特列原理,即可得到解釋現象的原因。
解 溶解平衡 ,化學平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。
點評 理論聯系實際是素質教育的要求,要求把所學知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用化學平衡原理解決問題的一例。
布置作業
1.完成課本第54-56頁的練習題。
2.到一個化工廠搞一次課外調查,寫好調查報告。
板書設計
第四節
一、
。ㄕ磻艧幔
(1體積)(3體積) (2體積)
1.壓強:目前采用 。
2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑:鐵觸媒。
二、合成氨工業的發展前景
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理:
2.生產過程簡介(掛圖)
(1)原料氣的制備
。2) 的合成
。ǘ┗瘜W模擬生物固氮
氮的固定:把游離態的氮轉化為化合態氮的過程。
1.人工固氮:(化學固氮)條件高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌:(生物固氮)常溫常壓、成本低、轉化率高、效率高。
合成氨條件的選擇 篇4
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
①為使合成氨的反應速率增大,應采取的方法。
②合成氨反應是可逆反應,在實際生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
③針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
教學設計示例
第三節
教學目標
知識目標:
1.使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。
2.使學生了解應用化學原理選擇化工廠生產條件的思路和方法。
能力目標:
1. 教學時應以化學反應速率和化學平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結合工業上生產的實際情況,將知識串聯、拓展、延伸,培養學生的歸納思維能力。
2. 在運用理論的過程中,可以進一步加深學生對所學理論的理解和提高知識的實際應用能力。
情感目標:
1.通過了解合成氨的全過程,可以激發學生愛科學、探索科學的熱情。
2.通過合成氨前景的展望,激發學生學習興趣,使學生體會化學學科中邏輯結構嚴謹深刻的科學美。
教學過程
學生按照自學提綱先自學約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓練10分鐘。
自學提綱:
1.影響化學反應速率的因素有哪些?是如何影響的?
2.影響化學平衡的條件有哪些?是如何影響的?
3.應用化學平衡原理,分析反應:
。ㄕ磻艧幔
要制得更多的 ,可以采用哪些措施?
就以上3個問題,教師可組織學生認真的討論。然后,教師集中講解。
1體積 3體積 2體積(正反應放熱)
參看課本P49的表2—5。
1.壓強。增大壓強,有利于 的合成,但在實際市產中,壓強不可能無限制的增大,因為壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,勢必增大生產成本,降低綜合經濟效益。因此,受動力、材料、設備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強是 。
2.溫度。合成氨為放熱反應,低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應速率就慢,到達平衡所需要的時間越長,因而單位時間內產量低,這在工業生產中是很不經濟的。綜合考慮各種因素,在實際生產上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑。由于 分子非常穩定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應還是十分緩慢。為了加快化合反應速率,降低反應所需要的能量,合成氨工業普遍使用鐵觸媒作催化劑。
在實際生產中,不斷補充 、 (增大反應物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學平衡不斷地向著生成 的方向移動。
合成氨工業
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理
2.生產過程簡介(出示掛圖或模型)
。1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中
再通過 水除 :
得原料氣 。
(2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。
。ǘ化學模擬生物固氨
氨的固定:將游離態的氨轉化為化合態氨的過程叫氨的固定。
1.人工合成氨:化學固氨法。其條件要求高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌,生物固氨。常溫常壓下進行。成本低、轉化率高、效率高。
模擬生物的功能,把生物的功能原理用于化學工業生產,借以改善現有的并創造嶄新的化學工藝過程。
。ㄈ╇S堂練習
1.合成氨時,既要使合成氨的產率增大,又使反應速率增快,可采取的辦法是( )
A.不斷充入 B.升高溫度
C.增大壓強 D.分離出
2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應而制得,其中一步的反應為:
。ㄕ磻艧幔,下列措施中,能提高CO轉化率的是( )
A.增大壓強 B.降低溫度
C.增大水蒸氣濃度 D.增大濃度
3.合成氨工業有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為( )
A.①②③④ B.①③②④ C.④③②① D.②③④①
(四)總結、擴展、答疑
在總結本節內容的基礎上,教師可擴展一些知識給學生。可先從介紹18世紀末到20世紀初這一百多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強條件選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯的,并將隨之而作出相應的改變。在討論合成氨的發展前景時,要求學生拓寬思路,培養學生的創新精神和訓練科學方法。
例1 2000年是勒沙特列(Le Chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現象:打開冰鎮啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。
。2000年,全國)
分析 解答時應注意聯系實際。飲料在日常生活中相當普遍,其中含有一定量的化學物質,啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,化學平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據勒沙特列原理,即可得到解釋現象的原因。
解 溶解平衡 ,化學平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。
點評 理論聯系實際是素質教育的要求,要求把所學知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用化學平衡原理解決問題的一例。
布置作業
1.完成課本第54-56頁的練習題。
2.到一個化工廠搞一次課外調查,寫好調查報告。
板書設計
第四節
一、
(正反應放熱)
(1體積)(3體積) (2體積)
1.壓強:目前采用 。
2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑:鐵觸媒。
二、合成氨工業的發展前景
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理:
2.生產過程簡介(掛圖)
。1)原料氣的制備
(2) 的合成
(二)化學模擬生物固氮
氮的固定:把游離態的氮轉化為化合態氮的過程。
1.人工固氮:(化學固氮)條件高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌:(生物固氮)常溫常壓、成本低、轉化率高、效率高。
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合成氨條件的選擇 篇5
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
、贋槭购铣砂钡姆磻俾试龃,應采取的方法。
②合成氨反應是可逆反應,在實際生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
、坩槍铣砂钡姆磻且粋放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
教學設計示例
第三節
教學目標
知識目標:
1.使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。
2.使學生了解應用化學原理選擇化工廠生產條件的思路和方法。
能力目標:
1. 教學時應以化學反應速率和化學平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結合工業上生產的實際情況,將知識串聯、拓展、延伸,培養學生的歸納思維能力。
2. 在運用理論的過程中,可以進一步加深學生對所學理論的理解和提高知識的實際應用能力。
情感目標:
1.通過了解合成氨的全過程,可以激發學生愛科學、探索科學的熱情。
2.通過合成氨前景的展望,激發學生學習興趣,使學生體會化學學科中邏輯結構嚴謹深刻的科學美。
教學過程
學生按照自學提綱先自學約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓練10分鐘。
自學提綱:
1.影響化學反應速率的因素有哪些?是如何影響的?
2.影響化學平衡的條件有哪些?是如何影響的?
3.應用化學平衡原理,分析反應:
(正反應放熱)
要制得更多的 ,可以采用哪些措施?
就以上3個問題,教師可組織學生認真的討論。然后,教師集中講解。
1體積 3體積 2體積(正反應放熱)
參看課本P49的表2—5。
1.壓強。增大壓強,有利于 的合成,但在實際市產中,壓強不可能無限制的增大,因為壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,勢必增大生產成本,降低綜合經濟效益。因此,受動力、材料、設備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強是 。
2.溫度。合成氨為放熱反應,低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應速率就慢,到達平衡所需要的時間越長,因而單位時間內產量低,這在工業生產中是很不經濟的。綜合考慮各種因素,在實際生產上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑。由于 分子非常穩定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應還是十分緩慢。為了加快化合反應速率,降低反應所需要的能量,合成氨工業普遍使用鐵觸媒作催化劑。
在實際生產中,不斷補充 、 (增大反應物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學平衡不斷地向著生成 的方向移動。
合成氨工業
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理
2.生產過程簡介(出示掛圖或模型)
。1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中
再通過 水除 :
得原料氣 。
。2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。
(二)化學模擬生物固氨
氨的固定:將游離態的氨轉化為化合態氨的過程叫氨的固定。
1.人工合成氨:化學固氨法。其條件要求高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌,生物固氨。常溫常壓下進行。成本低、轉化率高、效率高。
模擬生物的功能,把生物的功能原理用于化學工業生產,借以改善現有的并創造嶄新的化學工藝過程。
。ㄈ╇S堂練習
1.合成氨時,既要使合成氨的產率增大,又使反應速率增快,可采取的辦法是( )
A.不斷充入 B.升高溫度
C.增大壓強 D.分離出
2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應而制得,其中一步的反應為:
(正反應放熱),下列措施中,能提高CO轉化率的是( )
A.增大壓強 B.降低溫度
C.增大水蒸氣濃度 D.增大濃度
3.合成氨工業有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為( )
A.①②③④ B.①③②④ C.④③②① D.②③④①
。ㄋ模┛偨Y、擴展、答疑
在總結本節內容的基礎上,教師可擴展一些知識給學生?上葟慕榻B18世紀末到20世紀初這一百多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強條件選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯的,并將隨之而作出相應的改變。在討論合成氨的發展前景時,要求學生拓寬思路,培養學生的創新精神和訓練科學方法。
例1 2000年是勒沙特列(Le Chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現象:打開冰鎮啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。
(2000年,全國)
分析 解答時應注意聯系實際。飲料在日常生活中相當普遍,其中含有一定量的化學物質,啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,化學平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據勒沙特列原理,即可得到解釋現象的原因。
解 溶解平衡 ,化學平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。
點評 理論聯系實際是素質教育的要求,要求把所學知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用化學平衡原理解決問題的一例。
布置作業
1.完成課本第54-56頁的練習題。
2.到一個化工廠搞一次課外調查,寫好調查報告。
板書設計
第四節
一、
。ㄕ磻艧幔
。1體積)(3體積) (2體積)
1.壓強:目前采用 。
2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑:鐵觸媒。
二、合成氨工業的發展前景
(一)合成氨工業
1.原理:
2.生產過程簡介(掛圖)
(1)原料氣的制備
。2) 的合成
。ǘ┗瘜W模擬生物固氮
氮的固定:把游離態的氮轉化為化合態氮的過程。
1.人工固氮:(化學固氮)條件高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌:(生物固氮)常溫常壓、成本低、轉化率高、效率高。
合成氨條件的選擇 篇6
[教學目標 ]
1.知識目標
(1)使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。
。2)了解合成氨生產的一般流程和反應原理、反應條件等。
2.能力和方法目標
(1)通過合成氨生產條件的分析和選擇,使學生了解應化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
(2)通過用化學反應速率理論、化學平衡理論選擇合成氨反應條件,培養知識的綜合應用和歸納能力。
。3)通過合成氨對工業、農業等領域的重要作用的教育,讓學生理解化學對于改善人類生活的重要意義。
[教學過程 ]
課堂練習:
1.在現代無機化工、有機化工、生物化工等生產中,大多數產品的合成往往需要使用的主要化學反應條件是( )。
(A)高溫 (B)高壓 (C)催化劑 (D)高溫、高壓、催化劑
2.將V1L的H2和V2L的N2在一定條件下發生反應,達到平衡后,混合氣體總體積為V3L(氣體體積均在相同條件下測定),則生成NH3的體積是( )。
。ˋ)(V1+V2-V3)L (B)(V1+V2+V3)L
。–)(V1+V2-2V3)L (D)[V3-(V1+V2)]L
3.在某合成氨廠合成氨的反應中,測得合成塔入口處氣體N2、H2、NH3的體積比為6:18:1,出口處氣體N2、H2、NH3的體積比為9:27:8,則氮的轉化率為( )。
。ˋ)5% (B)50% (C)25% (D)20%
4.下面是合成氨的簡要流程示意圖(如圖2-4-1):
沿x路線回去的物質的是( )。
(A)N2和H2 (B)催化劑 (C)N2 (D)H2
5.工業上用氨和二氧化碳反應合成尿素。已知下列物質在一定條件下均能與水反應產生H2和CO2,H2是合成氨的原料,CO2供合成尿素用。若從充分利用原料的角度考慮,選用____物質作原料較好。
。ˋ)CO (B)石油腦(C5H12、C6H14) (C)CH4 (D)焦炭
6.在一定條件下,合成氨反應達到平衡后,混合氣體中NH3的體積分數為25%。若反應前后條件保持不變,則反應后縮小的氣體體積與原反應物體積之比是( )。
(A)1:5 (B)1:4 (C)1:3 (D)1:2
7.在3H2 + N2 2NH3反應中,使用催化劑的理由是( )。
。ˋ)使平衡向正反應方向移動 (B)沒有催化劑該反應不能發生
。–)使化學反應速率增大 (D)遏止逆反應的發生
8.總壓強為3.0×107Pa時,氮氫混合氣體(體積比為1:3)通入合成塔,反應達平衡時的壓強降為2.5×107Pa。則平衡時混合氣體中氨的體積分數為( )。
(A)35% (B)30% (C)25% (D)20%
9.將2LN2和6 LH2充入密閉容器里反應,達到平衡時,混合氣體的體積為7.2L,計算:
(1)平衡時,混合氣體里各氣體物質的質量分數。
。2)N2轉化為NH3的轉化率。
(3)混合氣體中NH3全部被0.005L水吸收,所得氨水的物質的量濃度是多少?(氨水的密度為0.96g/mL,氣體在標況下)質量分數是多少?
10.某溫度下,1L密閉容器中加入1molN2和3molH2,使合成氨反應達平衡,平衡混合物中N2、H2和NH3的物質的量分別用m、n、g mol表示,如果溫度不變,只改變初始物質的加入量,而要求m、n、g的值不變,如果用x、y、z表示所加入的N2、H2和NH3的量,那么x、y、z應滿足:
。1)若x=0,y=0,則z =____mol。
。2)若x=0.75mol,則y=____mol,z =____mol。
。3)x、y、z應滿足的一般條件是:________________(用x、y、z的代數式表示)。
1D,2A,3C,4A,5B,6A,7C,8D。
9.(1)H214.11%;N265.79%;NH320.06%;(2)20%;(3)7.2 mol。L-1;12.8%。
10.(1)2;(2)2.25,0.5;(3)x+ =1,2y+3z =6。
合成氨條件的選擇 篇7
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
①為使合成氨的反應速率增大,應采取的方法。
、诤铣砂狈磻强赡娣磻趯嶋H生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
③針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
第 1 2 頁
合成氨條件的選擇 篇8
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
、贋槭购铣砂钡姆磻俾试龃,應采取的方法。
②合成氨反應是可逆反應,在實際生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
、坩槍铣砂钡姆磻且粋放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
教學設計示例
第三節
教學目標
知識目標:
1.使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。
2.使學生了解應用化學原理選擇化工廠生產條件的思路和方法。
能力目標:
1. 教學時應以化學反應速率和化學平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結合工業上生產的實際情況,將知識串聯、拓展、延伸,培養學生的歸納思維能力。
2. 在運用理論的過程中,可以進一步加深學生對所學理論的理解和提高知識的實際應用能力。
情感目標:
1.通過了解合成氨的全過程,可以激發學生愛科學、探索科學的熱情。
2.通過合成氨前景的展望,激發學生學習興趣,使學生體會化學學科中邏輯結構嚴謹深刻的科學美。
教學過程
學生按照自學提綱先自學約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓練10分鐘。
自學提綱:
1.影響化學反應速率的因素有哪些?是如何影響的?
2.影響化學平衡的條件有哪些?是如何影響的?
3.應用化學平衡原理,分析反應:
。ㄕ磻艧幔
要制得更多的 ,可以采用哪些措施?
就以上3個問題,教師可組織學生認真的討論。然后,教師集中講解。
1體積 3體積 2體積(正反應放熱)
參看課本P49的表2—5。
1.壓強。增大壓強,有利于 的合成,但在實際市產中,壓強不可能無限制的增大,因為壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,勢必增大生產成本,降低綜合經濟效益。因此,受動力、材料、設備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強是 。
2.溫度。合成氨為放熱反應,低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應速率就慢,到達平衡所需要的時間越長,因而單位時間內產量低,這在工業生產中是很不經濟的。綜合考慮各種因素,在實際生產上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑。由于 分子非常穩定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應還是十分緩慢。為了加快化合反應速率,降低反應所需要的能量,合成氨工業普遍使用鐵觸媒作催化劑。
在實際生產中,不斷補充 、 (增大反應物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學平衡不斷地向著生成 的方向移動。
合成氨工業
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理
2.生產過程簡介(出示掛圖或模型)
。1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中
再通過 水除 :
得原料氣 。
[1] [2] 下一頁
合成氨條件的選擇 篇9
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
①為使合成氨的反應速率增大,應采取的方法。
、诤铣砂狈磻强赡娣磻趯嶋H生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
、坩槍铣砂钡姆磻且粋放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
教學設計示例
第三節
教學目標
知識目標:
1.使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。
2.使學生了解應用化學原理選擇化工廠生產條件的思路和方法。
能力目標:
1. 教學時應以化學反應速率和化學平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結合工業上生產的實際情況,將知識串聯、拓展、延伸,培養學生的歸納思維能力。
2. 在運用理論的過程中,可以進一步加深學生對所學理論的理解和提高知識的實際應用能力。
情感目標:
1.通過了解合成氨的全過程,可以激發學生愛科學、探索科學的熱情。
2.通過合成氨前景的展望,激發學生學習興趣,使學生體會化學學科中邏輯結構嚴謹深刻的科學美。
教學過程
學生按照自學提綱先自學約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓練10分鐘。
自學提綱:
1.影響化學反應速率的因素有哪些?是如何影響的?
2.影響化學平衡的條件有哪些?是如何影響的?
3.應用化學平衡原理,分析反應:
。ㄕ磻艧幔
要制得更多的 ,可以采用哪些措施?
就以上3個問題,教師可組織學生認真的討論。然后,教師集中講解。
1體積 3體積 2體積(正反應放熱)
參看課本P49的表2—5。
1.壓強。增大壓強,有利于 的合成,但在實際市產中,壓強不可能無限制的增大,因為壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,勢必增大生產成本,降低綜合經濟效益。因此,受動力、材料、設備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強是 。
2.溫度。合成氨為放熱反應,低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應速率就慢,到達平衡所需要的時間越長,因而單位時間內產量低,這在工業生產中是很不經濟的。綜合考慮各種因素,在實際生產上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑。由于 分子非常穩定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應還是十分緩慢。為了加快化合反應速率,降低反應所需要的能量,合成氨工業普遍使用鐵觸媒作催化劑。
在實際生產中,不斷補充 、 (增大反應物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學平衡不斷地向著生成 的方向移動。
合成氨工業
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理
2.生產過程簡介(出示掛圖或模型)
。1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中
再通過 水除 :
得原料氣 。
。2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。
(二)化學模擬生物固氨
氨的固定:將游離態的氨轉化為化合態氨的過程叫氨的固定。
1.人工合成氨:化學固氨法。其條件要求高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌,生物固氨。常溫常壓下進行。成本低、轉化率高、效率高。
模擬生物的功能,把生物的功能原理用于化學工業生產,借以改善現有的并創造嶄新的化學工藝過程。
。ㄈ╇S堂練習
1.合成氨時,既要使合成氨的產率增大,又使反應速率增快,可采取的辦法是( )
A.不斷充入 B.升高溫度
C.增大壓強 D.分離出
2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應而制得,其中一步的反應為:
。ㄕ磻艧幔,下列措施中,能提高CO轉化率的是( )
A.增大壓強 B.降低溫度
C.增大水蒸氣濃度 D.增大濃度
3.合成氨工業有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為( )
A.①②③④ B.①③②④ C.④③②① D.②③④①
(四)總結、擴展、答疑
在總結本節內容的基礎上,教師可擴展一些知識給學生。可先從介紹18世紀末到20世紀初這一百多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強條件選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯的,并將隨之而作出相應的改變。在討論合成氨的發展前景時,要求學生拓寬思路,培養學生的創新精神和訓練科學方法。
例1 2000年是勒沙特列(Le Chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現象:打開冰鎮啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。
(2000年,全國)
分析 解答時應注意聯系實際。飲料在日常生活中相當普遍,其中含有一定量的化學物質,啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,化學平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據勒沙特列原理,即可得到解釋現象的原因。
解 溶解平衡 ,化學平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。
點評 理論聯系實際是素質教育的要求,要求把所學知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用化學平衡原理解決問題的一例。
布置作業
1.完成課本第54-56頁的練習題。
2.到一個化工廠搞一次課外調查,寫好調查報告。
板書設計
第四節
一、
(正反應放熱)
(1體積)(3體積) (2體積)
1.壓強:目前采用 。
2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑:鐵觸媒。
二、合成氨工業的發展前景
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理:
2.生產過程簡介(掛圖)
(1)原料氣的制備
。2) 的合成
(二)化學模擬生物固氮
氮的固定:把游離態的氮轉化為化合態氮的過程。
1.人工固氮:(化學固氮)條件高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌:(生物固氮)常溫常壓、成本低、轉化率高、效率高。
此文章共有2頁 第 1 2 頁
合成氨條件的選擇 篇10
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
、贋槭购铣砂钡姆磻俾试龃螅瑧扇〉姆椒。
、诤铣砂狈磻强赡娣磻趯嶋H生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
③針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
教學設計示例
第三節
教學目標
知識目標:
1.使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。
2.使學生了解應用化學原理選擇化工廠生產條件的思路和方法。
能力目標:
1. 教學時應以化學反應速率和化學平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結合工業上生產的實際情況,將知識串聯、拓展、延伸,培養學生的歸納思維能力。
2. 在運用理論的過程中,可以進一步加深學生對所學理論的理解和提高知識的實際應用能力。
情感目標:
1.通過了解合成氨的全過程,可以激發學生愛科學、探索科學的熱情。
2.通過合成氨前景的展望,激發學生學習興趣,使學生體會化學學科中邏輯結構嚴謹深刻的科學美。
教學過程
學生按照自學提綱先自學約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓練10分鐘。
自學提綱:
1.影響化學反應速率的因素有哪些?是如何影響的?
2.影響化學平衡的條件有哪些?是如何影響的?
3.應用化學平衡原理,分析反應:
(正反應放熱)
要制得更多的 ,可以采用哪些措施?
就以上3個問題,教師可組織學生認真的討論。然后,教師集中講解。
1體積 3體積 2體積(正反應放熱)
參看課本P49的表2—5。
1.壓強。增大壓強,有利于 的合成,但在實際市產中,壓強不可能無限制的增大,因為壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,勢必增大生產成本,降低綜合經濟效益。因此,受動力、材料、設備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強是 。
2.溫度。合成氨為放熱反應,低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應速率就慢,到達平衡所需要的時間越長,因而單位時間內產量低,這在工業生產中是很不經濟的。綜合考慮各種因素,在實際生產上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑。由于 分子非常穩定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應還是十分緩慢。為了加快化合反應速率,降低反應所需要的能量,合成氨工業普遍使用鐵觸媒作催化劑。
在實際生產中,不斷補充 、 (增大反應物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學平衡不斷地向著生成 的方向移動。
合成氨工業
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理
2.生產過程簡介(出示掛圖或模型)
(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中
再通過 水除 :
得原料氣 。
(2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。
。ǘ化學模擬生物固氨
氨的固定:將游離態的氨轉化為化合態氨的過程叫氨的固定。
1.人工合成氨:化學固氨法。其條件要求高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌,生物固氨。常溫常壓下進行。成本低、轉化率高、效率高。
模擬生物的功能,把生物的功能原理用于化學工業生產,借以改善現有的并創造嶄新的化學工藝過程。
(三)隨堂練習
1.合成氨時,既要使合成氨的產率增大,又使反應速率增快,可采取的辦法是( )
A.不斷充入 B.升高溫度
C.增大壓強 D.分離出
2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應而制得,其中一步的反應為:
(正反應放熱),下列措施中,能提高CO轉化率的是( )
A.增大壓強 B.降低溫度
C.增大水蒸氣濃度 D.增大濃度
3.合成氨工業有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為( )
A.①②③④ B.①③②④ C.④③②① D.②③④①
(四)總結、擴展、答疑
在總結本節內容的基礎上,教師可擴展一些知識給學生。可先從介紹18世紀末到20世紀初這一百多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強條件選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯的,并將隨之而作出相應的改變。在討論合成氨的發展前景時,要求學生拓寬思路,培養學生的創新精神和訓練科學方法。
例1 2000年是勒沙特列(Le Chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現象:打開冰鎮啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。
。2000年,全國)
分析 解答時應注意聯系實際。飲料在日常生活中相當普遍,其中含有一定量的化學物質,啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,化學平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據勒沙特列原理,即可得到解釋現象的原因。
解 溶解平衡 ,化學平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。
點評 理論聯系實際是素質教育的要求,要求把所學知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用化學平衡原理解決問題的一例。
布置作業
1.完成課本第54-56頁的練習題。
2.到一個化工廠搞一次課外調查,寫好調查報告。
板書設計
第四節
一、
(正反應放熱)
。1體積)(3體積) (2體積)
1.壓強:目前采用 。
2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑:鐵觸媒。
二、合成氨工業的發展前景
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理:
2.生產過程簡介(掛圖)
。1)原料氣的制備
。2) 的合成
。ǘ化學模擬生物固氮
氮的固定:把游離態的氮轉化為化合態氮的過程。
1.人工固氮:(化學固氮)條件高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌:(生物固氮)常溫常壓、成本低、轉化率高、效率高。
此文章共有2頁 第 1 2 頁
合成氨條件的選擇 篇11
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
①為使合成氨的反應速率增大,應采取的方法。
、诤铣砂狈磻强赡娣磻,在實際生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
、坩槍铣砂钡姆磻且粋放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
教學設計示例
第三節
教學目標
知識目標:
1.使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。
2.使學生了解應用化學原理選擇化工廠生產條件的思路和方法。
能力目標:
1. 教學時應以化學反應速率和化學平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結合工業上生產的實際情況,將知識串聯、拓展、延伸,培養學生的歸納思維能力。
2. 在運用理論的過程中,可以進一步加深學生對所學理論的理解和提高知識的實際應用能力。
情感目標:
1.通過了解合成氨的全過程,可以激發學生愛科學、探索科學的熱情。
2.通過合成氨前景的展望,激發學生學習興趣,使學生體會化學學科中邏輯結構嚴謹深刻的科學美。
教學過程
學生按照自學提綱先自學約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓練10分鐘。
自學提綱:
1.影響化學反應速率的因素有哪些?是如何影響的?
2.影響化學平衡的條件有哪些?是如何影響的?
3.應用化學平衡原理,分析反應:
(正反應放熱)
要制得更多的 ,可以采用哪些措施?
就以上3個問題,教師可組織學生認真的討論。然后,教師集中講解。
1體積 3體積 2體積(正反應放熱)
參看課本P49的表2—5。
1.壓強。增大壓強,有利于 的合成,但在實際市產中,壓強不可能無限制的增大,因為壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,勢必增大生產成本,降低綜合經濟效益。因此,受動力、材料、設備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強是 。
2.溫度。合成氨為放熱反應,低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應速率就慢,到達平衡所需要的時間越長,因而單位時間內產量低,這在工業生產中是很不經濟的。綜合考慮各種因素,在實際生產上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑。由于 分子非常穩定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應還是十分緩慢。為了加快化合反應速率,降低反應所需要的能量,合成氨工業普遍使用鐵觸媒作催化劑。
在實際生產中,不斷補充 、 (增大反應物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學平衡不斷地向著生成 的方向移動。
合成氨工業
(一)合成氨工業
1.原理
2.生產過程簡介(出示掛圖或模型)
。1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中
再通過 水除 :
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合成氨條件的選擇 篇12
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
、贋槭购铣砂钡姆磻俾试龃,應采取的方法。
、诤铣砂狈磻强赡娣磻,在實際生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
、坩槍铣砂钡姆磻且粋放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
教學設計示例
第三節
教學目標
知識目標:
1.使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。
2.使學生了解應用化學原理選擇化工廠生產條件的思路和方法。
能力目標:
1. 教學時應以化學反應速率和化學平衡原理為主線,以合成氨知識為中心,結合工業上生產的實際情況,將知識串聯、拓展、延伸,培養學生的歸納思維能力。
2. 在運用理論的過程中,可以進一步加深學生對所學理論的理解和提高知識的實際應用能力。
情感目標:
1.通過了解合成氨的全過程,可以激發學生愛科學、探索科學的熱情。
2.通過合成氨前景的展望,激發學生學習興趣,使學生體會化學學科中邏輯結構嚴謹深刻的科學美。
教學過程
學生按照自學提綱先自學約15分鐘,后教師集中講解25分鐘,鞏固訓練10分鐘。
自學提綱:
1.影響化學反應速率的因素有哪些?是如何影響的?
2.影響化學平衡的條件有哪些?是如何影響的?
3.應用化學平衡原理,分析反應:
。ㄕ磻艧幔
要制得更多的 ,可以采用哪些措施?
就以上3個問題,教師可組織學生認真的討論。然后,教師集中講解。
1體積 3體積 2體積(正反應放熱)
參看課本P49的表2—5。
1.壓強。增大壓強,有利于 的合成,但在實際市產中,壓強不可能無限制的增大,因為壓強越大,需要的動力越大,對材料的強度和設備的制造要求也越高,勢必增大生產成本,降低綜合經濟效益。因此,受動力、材料、設備等條件的限制,目前我國合成氨廠一般采用的壓強是 。
2.溫度。合成氨為放熱反應,低溫有利于氨的生成。但是溫度越低,反應速率就慢,到達平衡所需要的時間越長,因而單位時間內產量低,這在工業生產中是很不經濟的。綜合考慮各種因素,在實際生產上,采用500℃的溫度,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑。由于 分子非常穩定, 與 的化合十分困難,即使采用了加熱與高壓的條件,合成氨的反應還是十分緩慢。為了加快化合反應速率,降低反應所需要的能量,合成氨工業普遍使用鐵觸媒作催化劑。
在實際生產中,不斷補充 、 (增大反應物濃度),采取迅速冷卻的方法(減小生成物濃度),使氣態氨變成液氨后及時從平衡混合物中分離出去,以促使化學平衡不斷地向著生成 的方向移動。
合成氨工業
。ㄒ唬┖铣砂惫I
1.原理
2.生產過程簡介(出示掛圖或模型)
(1)原料氣的制備: 來自空氣, 來自水中
再通過 水除 :
得原料氣 。
。2) 的合成:見課本第50頁圖2—14。
。ǘ化學模擬生物固氨
氨的固定:將游離態的氨轉化為化合態氨的過程叫氨的固定。
1.人工合成氨:化學固氨法。其條件要求高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌,生物固氨。常溫常壓下進行。成本低、轉化率高、效率高。
模擬生物的功能,把生物的功能原理用于化學工業生產,借以改善現有的并創造嶄新的化學工藝過程。
。ㄈ╇S堂練習
1.合成氨時,既要使合成氨的產率增大,又使反應速率增快,可采取的辦法是( )
A.不斷充入 B.升高溫度
C.增大壓強 D.分離出
2.合成氨所需的 可由煤和水蒸氣反應而制得,其中一步的反應為:
。ㄕ磻艧幔,下列措施中,能提高CO轉化率的是( )
A.增大壓強 B.降低溫度
C.增大水蒸氣濃度 D.增大濃度
3.合成氨工業有下列流程:①原料氣制備;②氨的合成;③原料氣凈化和壓縮;④氨的分離。其先后順序為( )
A.①②③④ B.①③②④ C.④③②① D.②③④①
(四)總結、擴展、答疑
在總結本節內容的基礎上,教師可擴展一些知識給學生。可先從介紹18世紀末到20世紀初這一百多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強條件選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯的,并將隨之而作出相應的改變。在討論合成氨的發展前景時,要求學生拓寬思路,培養學生的創新精神和訓練科學方法。
例1 2000年是勒沙特列(Le Chatelier 1850—1936)誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現象:打開冰鎮啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。
。2000年,全國)
分析 解答時應注意聯系實際。飲料在日常生活中相當普遍,其中含有一定量的化學物質,啤酒中的 就是其中一種, 在水中存在如下平衡:溶液平衡: ,化學平衡 ,上述平衡受壓力和溫度影響,根據勒沙特列原理,即可得到解釋現象的原因。
解 溶解平衡 ,化學平衡: ,受 壓力和溫度的影響,平衡按勒沙特列原理移動。
點評 理論聯系實際是素質教育的要求,要求把所學知識運用到實際生活中去,解釋一些問題,解決一些簡單問題。本題就是運用化學平衡原理解決問題的一例。
布置作業
1.完成課本第54-56頁的練習題。
2.到一個化工廠搞一次課外調查,寫好調查報告。
板書設計
第四節
一、
。ㄕ磻艧幔
(1體積)(3體積) (2體積)
1.壓強:目前采用 。
2.溫度:500℃,此時催化劑的活性最大。
3.催化劑:鐵觸媒。
二、合成氨工業的發展前景
(一)合成氨工業
1.原理:
2.生產過程簡介(掛圖)
。1)原料氣的制備
。2) 的合成
(二)化學模擬生物固氮
氮的固定:把游離態的氮轉化為化合態氮的過程。
1.人工固氮:(化學固氮)條件高、成本高、轉化率低、效率低。
2.根瘤菌:(生物固氮)常溫常壓、成本低、轉化率高、效率高。
合成氨條件的選擇 篇13
教學目標
知識目標
使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。
能力目標
培養學生對知識的理解能力,及理論聯系實際的應用能力和分析問題、解決問題的能力。
情感目標
通過學生領悟理論知識對生產實踐的指導作用,使學生樹立理論和實踐相結合的思想認識;并通過知識的運用培養學生的創新精神和科學方法。
教學建議
教材分析
本節教材體現了化學反應速率和平衡移動原理等理論對工業生產實踐的指導作用,同時在運用理論的過程中,也可進一步加深學生對所學理論的理解。
教材分為兩部分:第一部分主要是通過討論引導學生運用化學反應速率和化學平衡原理等知識,并考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,合理地選擇合成氨的生產條件。第二部分是拓寬思路方面的內容,主要是探討合成氨的發展前景。
在第一部分內容中,教材針對合成氨的反應是一個放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,首先要求學生利用已學過的知識,討論為使合成氨的化學反應速率增大所應采取的方法。在此基礎上,又據實驗數據討論為提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。在兩個討論的基礎上,教材又結合合成氨生產中動力、材料、設備、催化劑的活性等實際情況,較具體地分析了合成氨時壓強、溫度、催化劑等的選擇情況。此外,還結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度等條件對合成氨生產的影響,以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
第二部分教學在第一部分的基礎上討論合成氨的發展前景,拓寬學生的思路,主要目的不在于知識本身,而更多地應側重于培養學生的創新精神和訓練科學方法。
教學建議
第一部分的教學:
1.提出問題:針對合成氨的反應,首先需要研究如何在單位時間里提高 的產量,這是一個化學反應速率問題。
2.復習提問:濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率影響的結果。
3.組織討論:
、贋槭购铣砂钡姆磻俾试龃,應采取的方法。
②合成氨反應是可逆反應,在實際生產中,僅僅考慮單位時間里的產量問題(化學反應速率問題)還不行,還需要考慮如何最大限度地提高平衡混合物中 的含量問題(化學平衡的移動問題)。
、坩槍铣砂钡姆磻且粋放熱的、氣體總體積縮小的可逆反應,要求學生利用已學過的知識,討論為最大限度地提高平衡混合物中 的含量所應采取的方法。
4.閱讀圖表實驗數據印證理論:學生通過閱讀表2-4的實驗數據可知,應用平衡移動原理得出的結論與科學實驗的結果是完全一致的,這會大大提高學生的學習興趣。
5.綜合上面的討論情況,同時綜合考慮合成氨生產中動力、設備、材料等的實際情況,具體地研究問題。此外,要結合合成氨生產過程示意圖,簡單提及濃度對合成氨生產的影響以及原料的循環使用等問題,以使學生理解應以提高綜合經濟效益為目的。
教師可結合討論過程,讓學生進行歸納。
壓強
溫度
催化劑
濃度
為增大合成氨的反應速度
增大
升高
加入
增加 、 的濃度
為提高平衡混合物中 的含量
增大
降低
減小平衡混合物中 的濃度
實驗生產中
20Mpa-
50MPa
500℃左右
鐵觸煤(500℃左右時活性最大)
使氣態 變為液態 并及時從平衡混合物中分離出去,及時補充 和
第二部分“合成氨工業發展前景”的教學
1.以史明理:從介紹18世紀末到20世紀初這100多年里合成氨工業的發展簡況入手,以壓強選擇的變化為例,說明是與科技進步、動力、材料、設備等條件的改善緊密相聯系的,并仍將隨之而作相應的改變。
2.目前研究課題簡介:結合簡介,可向學生提出一些問題,啟發學生思考,拓寬學生的思路,使學生的科學方法得到訓練,如研究催化劑的目的是什么?新催化劑的研制成功,使合成氨反應可在較低溫度下進行,是否會減緩合成氨生產中對壓強的要求而減少設備制造的投資?等等。
配合目前研究課題的簡介,教材編寫有“化學模擬生物固氮”的閱讀材料,可讓學生閱讀,要求學生拓寬思路、設想甚至想象。
第 1 2 頁
- 合成氨條件的選擇
教學目標知識目標 使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。...
- 合成氨條件的選擇
教學目標知識目標 使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。...
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教學目標知識目標 使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。...
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[教學目標]1.知識目標(1)使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件。(2)了解合成氨生產的一般流程和反應原理、反應條件等。...
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教學目標知識目標 使學生理解如何應用化學反應速率和化學平衡原理,選擇合成氨的適宜條件;使學生了解應用化學原理選擇化工生產條件的思路和方法。...
- 3有機合成材料(精選2篇)
教學目標知道什么是有機物,了解有機高分子材料的分類和用途。了解有機合成材料的特點、用途和對環境的危害,認識環境保護的重要性。培養學生的自學能力、思維能力和表達能力,發展學生科學探究的能力。...
- 運動的合成和分解-(通用6篇)
運動的合成和分解一、教學目標1、在一個具體問題中知道什么是合運動,什么是分運動;知道合運動和分運動是同時發生的,并且互不影響。2、知道什么是運動的合成,什么是運動的分解。理解運動的合成和分解遵循平行四邊形定則。...
- 探究綠葉在光下合成淀粉
〖課前準備〗1.課前3天培訓小組長,并讓小組長帶領組員完成實驗準備工作,即四個步驟:取材 暗處理夾黑紙片(遮光) 光照;2.拍攝各實驗小組學生實驗準備工作的過程,并在相應畫面寫上各步驟的關鍵詞(如上);3.設計并印發實驗報告單;4.以防...
- 用圖象合成學會關愛動物
教材版本:浙江教育出版社選修模塊《多媒體技術應用》第三章第3節一、教材分析本節所上內容為浙江教育出版社多媒體選修模塊第三單元圖像素材的合成。...
- 《合成圖像》教學設計
■ 引入課題教師展示一組合成的圖像,讓學生在欣賞中產生創作的欲望,從而引出本節課的主題——《合成圖像》! 學生自主學習1. 出示任務一:有位小姑娘,因故不能親臨中山紀念堂,你能幫她在中山紀念堂前留影,完成她的心愿嗎?資源(素...
- 3有機合成材料
教學目標知道什么是有機物,了解有機高分子材料的分類和用途。了解有機合成材料的特點、用途和對環境的危害,認識環境保護的重要性。培養學生的自學能力、思維能力和表達能力,發展學生科學探究的能力。...
- 5.1.3 ~4 數字化圖像的采集、加工與簡單合成
5.1.3 5.1.4 數字化圖像的采集、加工與簡單合成一、教學目標:掌握獲取圖形、圖像的采集工具類型,能合理地選擇圖像加工工具進行圖像設計,體驗利用圖形、圖像表現主題意義。...
- 運動的合成和分解
第二節 運動的合成和分解教學目標:1、在一個具體問題中知道什么是合運動,什么是分運動。知道合運動和分運動是同時發生的,并且不互相影響。2、知道什么是運動的合成,什么是運動的分解,理解運動的合成和分解遵循平行四邊形定則。...
- 高二化學教案