2019-2020年高中化学鲁科版选修四教案：2-4-化学反应条件的优化——工业合成氨.doc

2.4 化学反应条件的优化工业合成氨2019-2020年高中化学鲁科版选修四教案：2-4 化学反应条件的优化工业合成氨高三化学备课组 主备人：龚永忠 2015.12.2教学内容化学反应条件的优化工业合成氨课题化学反应条件的优化工业合成氨教学目标知 识与技能.了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件；.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法，体验实际生产条件的选择与理论分析的差异；通过对合成氨适宜条件的分析，认识化学反应速率和化学平衡的控制在工业生产中的重要作用。过 程与方法在化学反应的方向、限度、速率等理论为指导的基础上带领学生选择适宜的反应条件，引导学生考虑合成氨生产中动力、设备、材料生产效率等因素，寻找工业合成氨生产的最佳条件。情感态度与价值观认识化学反应原理在工业生产中的重要作用，提升学生对化学反应的价值的认识，从而赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献。教材分析重点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。难点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。学情分析学生在高一已经学过化学反应的速率等概念相关知识，有一定的基础。课 型 新课教 具课 时 第1课时 教学流程教 学 内 容展示目标1从化学反应速率和化学反应的限度分析合成氨的适宜条件。自主学习1.利用平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的产量？2.有人认为：增大压强，从化学反应速率和化学平衡两个方面都对合成氨有利，故可以尽可能地增大压强。这种观点正确吗？请予以评价。3.在一定的温度和压强下，合成氨的反应，从开始反应到氨气的浓度不再增大，这一过程中，正反应速率如何变化？逆反应速率如何变化？为什么？简述理由。4学生分析合成氨反应有哪些特点？5.“假设聘你为某合成氨工厂的技术顾问，你将为提高生产效益提供那些参考意见？”（从加快合成氨反应速率和反应限度两个方面考虑）。填写下列表格。合成氨反应条件的选择外界条件从氨气生成的快角度（即从化学反应速率角度）分析使氨气生成得多的角度（即从化学平衡的角度）分析压强温度是否使用催化剂合作探究 1根据合成氨反应的特点，应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率?请将你的建议填入下表。提高反应的平衡转化率提高化学反应速率 性质措施性质措施 放热活化能高分子数减小低温时反应速率低平衡常数不大原料气浓度增加能提高反应速率氨气浓度增加能降低反应速率 2请你尝试为合成氨选择适宜条件。 3在确定合成氨的适宜条件的过程中，你遇到了哪些困难?你是怎样解决的? 4为了提高合成氨生产的能力，你认为还可以在哪些方面做进一步改进?催化剂对合成氨反应速率的影响精讲精练化学反应条件的优化工业合成氨一、合成氨反应的限度二、合成氨反应的速率 =C(N2)C1. 5(H2)C1(NH3)三、合成氨的适宜条件1、一般要使用催化剂：这样可以大大加快化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益；2、选择合适的温度：该温度是催化剂活性最大的温度；3、选择合适的压强：既要考虑化学反应速率和化学平衡，还要考虑动力、材料、设备等。精炼：1下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是 （ ）A使用铁触媒，使N2和H2混合气体有利于合成氨B高压比低压条件更有利于合成氨的反应C500左右比室温更有利于合成氨的反应D合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率2工业上合成氨时一般采用500左右的温度，其原因是 （ ）适当提高氨的合成速率 提高H2的转化率提高氨的产率 催化剂在500时活性最大A只有 B C D3将H2和N2的混合气体通入合成塔中，经过1个小时达到平衡，此时N2、H2、NH3的浓度分别为3、7、4（单位均为mol/L），则以下叙述正确的 （ ）N2的反应速率为2mol/(Lh) H2的反应速率为7 mol/(Lh) H2的起始浓度为13mol/LN2起始浓度为2 mol/L H2的转化率为46.2%A B C D达标测试1有平衡体系：CO(g)+2H2 (g) CH3OH(g)（正反应为放热反应），为了增加甲醇的产量，工厂应采取的正确措施是 （ ）A.高温、高压 B.适宜温度、高压、催化剂 C.低温、低压 D.低温、高压、催化剂2二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g) N2O4(g)（正反应为放热反应）。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是 （ ）A、温度130、压强3.03105Pa B、温度25、压强1.01105PaC、温度130、压强5.05104Pa D、温度0、压强5.05104Pa3合成氨所需的氢气由煤和水发生反应制得，其中一步反应为：CO + H2O(g) CO2 + H2(正反应为放热反应)。要使CO转化率提高，（ ）A增大H2O(g)的浓度 B增大CO的浓度C降低温度 D增大压强4一定温度下某密闭容器中进行反应：N2 +3H2 2NH3 ，达平衡后保持容器体积一定，通入N2，平衡 移动。保持容器体积一定，通入Ar，平衡 移动。保持容器压强一定，通入Ar，平衡 移动。保持容器体积一定，通入N2、H2、NH3，使浓度都变为原来的2倍，平衡 移动。5在一定条件下，1molN2和3molH2混合后反应，达到平衡时测得平衡混合物的密度是同温同压下氢气的5倍，则氮气的转化率是 。若在同一个容器中，在相同的温度下，向容器中充入NH3，为使达到平衡时各成分的百分含量与上述平衡时相同，则起始时充入的NH3的物质的量为 。6.恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)（1）若反应进行到某时刻t时，nt（N2）=13mol，nt（NH3）=6mol，计算a的值。（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标准状况下），其中NH3的含量（体积分数）为25%。计算平衡时NH3的物