高中化学 第二册 第六章 揭示化学反应速率和平衡之谜 6.3 化工生产能否做到又快又多教案 沪科版.doc

化工生产能否做到又快又多一、教学目标：知识目标：1、了解合成氨工业生产的主要流程2、理解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：1、介绍我国解放后合成氨工业的发展情况，对学生进行爱国主义教育 2、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。重点：理解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：应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。二、教学过程练习：实验测得，每1mol氮气和3mol氢气反应，生成2mol氨气，能放出92.4kj的热量（1）请写出合成氨的热化学方程式。（2）根据热化学方程式和反应物的性质，分析合成氨的化学反应有哪些特点解答：n2（g）3h2（g） 2nh3（g）92.4kj教师归纳：氨的合成反应是放热的、气体总体积缩小的、很难发生的可逆反应提问：作为合成氨工厂的老总，你心目中理想的生产状态是怎样的呢？又快又多分析：快在单位时间里提高nh3的产量反应速率问题 多如何最大限度地提高平衡混合物中nh3的含量问题化学平衡问题引导学生讨论合成氨工业的生产条件，并填写表一中有关的内容。表一（利用表二）分析达到平衡时混合气中氨的含量，检查自己的判断是否正确表二 教师：从表一、二可以看出，从化学反应速率和化学平衡移动两方面分别考虑时，对压强的要求是一致的，而对温度的要求是矛盾的讲解：唯物辩证法告诉我们：一切从实际出发，要全面地分析问题综合考虑化学反应速率和化学平衡移动的条件，再根据工业生产的特点和实际需要，才能正确地选择合成氨工业的适宜条件一、合成氨的适宜条件1压强讲解：增大压强能加大化学反应速率，缩短达到平衡所需要的时间，又能使平衡向合成氨的方向移动，有利于提高反应混合物中氨的百分含量，所以合成氨一定要加大压强设问：从工业生产的实际考虑，合成氨工业所需的压强是否越大越好呢？学生回答后小结：不是，因为压强越大，所需的动力越大；对材料的强度要求越高；对设备的制造要求越高。我们要从化学反应原理方面分析，还要从动力、材料和设备几方面分析，才能确定合成氨工业的适宜压强结论一：一般采用的压强是2050mpa2温度设问：从化学平衡移动的角度分析，合成氨应采用低温，但是否温度越低越好呢？学生回答后小结：在生产上既要有高的转化率，又要有较大的反应速率，这样才能缩短达到平衡所需要的时间，从而提高生产效率如果温度过低，反应速率很小，需要很长时间才能达到平衡，这在工业上是很不经济的所以合成氨工业温度不宜太低合成氨工业要使用催化剂催化剂在一定的温度下，活性最大，催化能力最强合成氨工业所需催化剂的最大活性温度是500那么从催化剂的角度考虑，合成氨工业采取最适宜的温度500左右结论二：一般采用的温度是500左右3催化剂设问：合成氨工业要求一定的温度和压强既然催化剂不影响化学平衡，那么合成氨为什么必须使用催化剂？分析：从反应物看，氮跟氢极不容易化合即使在高温、高压下，反应速率可以大一些，但反应仍然十分缓慢使用催化剂可以增大反应速率，缩短达到平衡所需的时间结论三：以铁为主体的多成分催化剂铁触媒4浓度增大反应物的浓度可以增大反应速率，减小生成物的浓度可以使平衡正向移动。因此可以用保持一定的氮、氢浓度，减少氨气的浓度的方法，提高合成氨的效率和产量。实际生产中的处理方法：及时将气态氨冷却液化而分离出去；及时补充氮气和氢气，使其保持一定的浓度。小结：合成氨的化学反应原理可以用以下化学方程式表示： 过渡：明确了合成氨工业的化学原理，接下来看看合成氨工业生产的主要流程是怎样的。二、合成氨工业简述1、原料气的制取（1）氮气设问：合成氨所需的原料气是氮气和氢气按照工业生产的特点，在工业上怎样制取氮气和氢气？方法一（物理方法）：氮气取自空气将空气液化、蒸发，使它分离为氮气和氧气，氮气先逸出方法二（化学方法）：使空气中的氧气跟炭作用，生成二氧化碳，再除去二氧化碳，即可得到氮气即： （2）氢气 电解水要耗用大量电能，制得的氢气成本太高，所以工业上不宜用电解水的方法制氢气提问：根据工业上制取原料气的化学方程式，合成氨工业需用哪些原料？（根据学生的回答归纳）原料：空气、水和燃料讲解：根据反应条件：使用合适的