合成氨条件的选择
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，以使学生理解合成氨条件的选择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“合成氨条件的选择”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，具体地研究合成氨条件的选择问题。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，以使学生理解合成氨条件的选择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，说明合成氨条件的选择是与科技进步、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 合成氨条件的选择
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。
合成氨条件的选择
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，说明合成氨条件的选择是与科技进步、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 合成氨条件的选择
一、合成氨条件的选择
（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。
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