鲁科版选修2氨的工业合成学案.doc

主题1 空气资源 氨的合成 学习感悟课题2 氨的工业合成导与学目标1理解合成氨的主要原理、原料、重要设备和流程2掌握应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法一合成氨选择的最佳条件情景创设1氨气在国民经济中有哪些重要用途？2在合成氨工业化生产中，人们都遇到了哪些问题？自主学习阅读教材p67，完成下列填空：氮气与氢气合成氨的反应是一个可逆反应，生成氨的反应是_热、气体总体积_的反应。n2+3h22nh3 从化学反应速率的角度看，_都可以使合成氨的化学反应速率增大从化学平衡的角度看，反应达平衡时平衡混合气中氨的含量随着温度的升高而_，随压强的增大而_。这说明温度、压强对这一反应的化学平衡有影响：_在实际生产中，我国合成氨厂一般选用的压强在_之间。学习感悟合成氨如果采用较低温度，虽然有利于增大平衡混合气中氨的含量，但温度过低，反应速率太小，要很长时间才能使反应达到平衡状态，这对生产十分不利。加入催化剂是为了_，然而催化剂需要在一定的温度范围内才能表现出良好的催化活性。目前，合成氨工业普遍使用的是以_催化剂，这种催化剂又称为铁触媒。铁触媒在_的活性最大。合作探究合成氨的最佳条件是什么？你选择这样的条件的依据是什么？二获得大量廉价的原料气自主学习阅读课本45页，完成下面的填空：合成氨原料为_，空气中有充足的_，故合成氨原料来源的关键是获得大量廉价的_气。氢气的制取可有以下几条途径：（1）电解水制取氢气（2）由煤或焦炭来制取氢气煤或焦炭经加热，炽热的炭与水蒸气发生反应生成氢气：_（3）由天然气或重油制取氢气天然气的主要成分_，在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳：_学习感悟由煤或焦炭、天然气制氢气的过程中产生的一氧化碳，在催化剂存在的条件下与水蒸气反应生成氢气和二氧化碳：_这一过程在工业上称为_，最后脱去_，可得到氢气。合作探究对上述几种制氢方法，请评价一下它们的优缺点。你认为哪种方法是最佳选择？基础过关1对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施以高压，下列叙述中正确的是a都能提高反应速率，都对化学平衡无影响b都对化学平衡有影响，都不影响达到化学平衡所用的时间c都能缩短达到化学平衡所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响d催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用2下列变化属于氮的固定的是an2与h2在一定条件下反应生成nh3bno和o2反应生成no2cnh3经催化氧化生成nod由nh3制nh4hco3和（nh4）2so4能力提升合成氨原料可以由天然气制取。其主要反应为：ch4（g）+h2o（g）co（g）+3h2（1）1m3（标准状况）ch4按上式完全反应，产生h2 _ mol。学习感悟（2）ch4和o2的反应为2ch4（g）+o2（g）2co（g）+4h2（g）。设ch4同时和h2o（g）及o2（g）反应。1m3（标准状况）ch4按上述两式完全反应，产物气体的体积（标准状况）为_（3）ch4（g）和h2o（g）及富氧空气（o2含量较高，不同富氧空气o2含量不同）混合反应，产物气体的组成如下表：气体coh2n2o2体积（l）2560151.5计算该富氧空气中o2和n2的体积比v（o2）/v（n2）（4）若ch4和h2o（g）及富氧空气混合反应的产物中，v（h2）/v（n2）=3/1（合成氨反应的最佳比），则反应中的h2o（g）与富氧空气的体积比为何值？信息反馈本节课你学习了什么知识？本节课你学会了哪些知识？你还有哪些疑难或困惑？主题1 空气资源 氨的合成 课题2 氨的工业合成（第2课时）导与学目标1理解合成氨的重要设备和流程2掌握应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法三利用未转化的h2和n2情景创设从合成塔出口出来的含氨混合气中是否还有未反应的氮气和氢气？你认为应如何处理它？自主学习阅读课本第10页，完成下面的填空学习感悟在实际生产中采用了_， 先通过冷凝把_从合成塔出来的混合气中分离出来，余下未反应的_混合气用_重新送入_进行反应，同时不断地补充新鲜的原料气，这样氨的合成就形成了一个_ ，使氢气和氮气得到_。合作探究试画出合成氨的工艺流程图。概括整合基础过关1合成氨工业中，为实现增加nh3的日产量的目的而采取下列措施，其中与平衡移动无关的是a不断将nh3分离出来b使用催化剂c采用500左右的高温d采用21075107pa的压强2下列事实不能用勒夏特列原理解释的是a对盛在烧杯里的氨水加热，氨水中nh4+浓度减小b对熟石灰的悬浊液加热使温度升高，悬浊液中ca（oh）2固体的含量增加c高压有利于合成氨的反应d500比室温更有利于合成氨的反应3用焦炭、空气、水为原料制备nh3，则参加反应的焦炭与产品之间的物质的量之比为（ ）a3：4 b3：2 c2：3 d1：24有平衡体系co（g）+2h2（g）ch3oh（g） h0 为了增加甲醇的产量，应采取的正确措施为a高温b适宜的温度、高压、催化剂c低温、低压d高温、高压、催化剂5合成氨工业采用循环操作主要是因为a加快反应速率b能提高nh3的平衡浓度c降低nh3的沸点学习感悟d提高n2和h2的利用率能力提升1在一定条件下，进入氨合成塔的混合气体中氮气的体积占22%，氢气的体积占78%，经合成反应达到平衡后，在相同温度和压强下，气体体积缩小至原体积的95%，氮气的转化率接近于a11.5%b10.5%c9.75%d13.2%2已知n2（g）+3h2（g） 2nh3（g），2so2（g）+o2（g）2so3（g）。这两个反应的正反应都是放热反应。回答下列问题：（1）从影响速率和平衡的因素分析，要有利于nh3和so3的生成，理论上应采取的措施是_，实际生产中采取的措施分别是_学习感悟（2）在实际生产合成氨过程中，要分离出氨气，其目的是_；而合成so3过程中，不需要分离出so3，原因是_。3反应c（s）+h2o（g）co（g）+h2（g）在一可变容积的容器内进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是增加c的量将容器体积缩小一半保持容器体积不变，充入n2使体系压强增大保持压强不变，充入n2使容器体积增大abcd4合成氨的温度和压强通常控制在约500以及200atm500atm的范围，且进入合成塔的n2和h2体积比为1：3，经科学测定在相应条件下，n2和h2反应所得氨的平衡浓度（体积分数）如下表所示：2