3.5合成氨条件的选择(理科).docx

1、第 1 页19-11-19合成氨条件的选择（理科 ）教学目标1.运用化学反应速率的化学平衡的原理，选择合成氨的适宜条件。2.了解合成氨工业的发展前景。重点、难点合成氨的适宜条件的选择。课时安排2 课时教学过程第一课时 引言 合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要的意义，对我国实现农业现代化起着重要的作用。下面我们将学习化学反应速率和化学平衡原理的有关知识，共同来探讨合成氨条件的选择问题。 板书 一、合成氨条件的选择 分析 氮气与氢气反应生成氨的特点：正反应放热；气体体积减小的可逆反应。 讨论 见教材。要使合成氨的化学反应速率增大，可采取的方法有：升高温度、增大压强及使用催化剂等。 讲解 由于合

2、成氨是可逆反应，在生产上，仅仅考虑使合成氨的化学反应速率增大还是不行的，还需要考虑如何最大限度地提高平衡混合物中NH3 的含量。 分析 教材表 2-3 讨论 见教材。要提高平衡混合物中NH3 的含量，应采取的方法是：在温度一定时增大压强；在压强一定时降低温度。板书1. 分析讲解压强 理论上讲，在温度一定时增大压强，有利于提高平衡混合物中NH3 的含量，并且压强越大，平衡混合物中 NH3 的含量越高。但在实际生产中，要考虑动力、材料设备等条件，尽可能降低生产投资，提高综合经济效益。目前我国的合成氨厂一般采用的压强是板书2.温度20MPa 50Mpa 分析讲解 合成氨是放热反应，升高温度虽可增大反

3、应速率，但会降低平衡混合物中NH3的含量。温度过低，反应速率很小，需要很长时间才能达到化学平衡，这在工业上是很不经济的。所以综合考虑：在实际生产上，合成氨反应一般选择在也最大。板书3.催化剂500左右的温度下进行。此时铁触媒的活性 分析讲解 N2 分子结构稳定，即使在高温、高压下，合成氨的反应仍然进行得十分缓慢。所以要加入催化剂，以降低反应所需的能量，使反应在较低的温度时能进行得较快。目前，催化剂产要使用铁触媒。铁触媒在500左右时的活性最大。 分析 即使在 500和 30Mpa时，合成氨平衡混合物中 NH3 的体积分数也只有26.3%，即转化率不够大。在实际生产中，还需要考虑浓度对化学平衡的

4、影响等。例如，采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出来，以促使平衡向生成氨的方向移动。此外，如果让N2 和第 2 页19-11-19H2 混合气体只一次通过合成塔起反应也是不经济的，应将NH3分离后的原料气循环使用，以利于合成氨反应。 引导学生分析 教材图 2-12 总结板书 因此，合成氨的适宜条件为： 在 500、 20MPa 50Mpa条件下，使用铁触媒做催化剂合成氨。同时不断将氨分离出来，并将原料气循环使用。 板书 二、合成氨工业的发展前景讲解1德国化学家哈伯于1913 年实现了合成氨的工业化生产。2合成氨的条件将随科技进步、动力、材料、设备等条件的改善而改变。3

5、研究新型催化剂，在较低的温度下合成氨。4研究模拟生物固氮技术，进一步提高合成氨的生产能力。 引导学生阅读 化学模拟生物固氮。 练习 课后习题一： 1、 2；习题二、五 作业 课后习题三、四。教学过程第二课时：做练习合成氨条件的选择练习题一、选择题（） 1、在平衡体系CO(g)+2H2CH 3OH(g) （正反应为放热反应）中，为了增加 CH 3OH （甲醇）的产量，工厂应选择反应条件是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、在合成氨工业中，下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是A 向循环气体中不断补充N 2 和 H2 并将生成的NH 3 及时地从混合气中分

6、离出来，这样做有利于合成氨的反应B 高压有利于合成氨的反应C加入催化剂有利于合成氨的反应D 温度过高不利于合成氨的反应（） 3、工业上常用煅烧石灰石的方法来制取生石灰。当生石灰在密闭容器中发生分解时，建立了下列平衡：CaCO3(s)CaO(g)+CO 2(g) ，若保持温度不变，使反应进行较完全，应该采取的措施是A 增大体系的压强B继续加入石灰石C加入催化剂D降低体系压强，不断导出CO2（） 4、下面是合成氨的简要流程示意图N2与 H2 按 1:3 体积压缩机热交换比混合X有催化剂的合液氨冷凝器成塔第 3 页19-11-19沿 X 线路回去的是AN2和 H2B催化剂CN2DH2（）5、将 V

7、1LH 2 和 V1LN 2 在一定条件下发生反应，达到平衡后，混合气体总体积为 V 3L （气体体积在相同条件下测定），则生成的 NH 3 的体积是A （ V 1+V 2+V 3)LB（ V3-V 1-V 2)LC（ V 1+V 2-V 3)LD （ V 1+V 2-2V 3)L二、填空题6、将一定量 N2 与 H2（体积比为1:3）的混合气体通入全盛塔，反应达平衡后，NH 3的体积分数为16%，则平衡混合气体中N2 的体积分数为，H2 的转化率为。7、在一定温度下，把1molN 2 和 3moolH 2 通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应： N 2+3H 22NH 3，当此反应进行到一定程度时， 反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令a、 b、 c 分别代表初始加入的N2、H2 和 NH 3 的物质的量（ mol ）。 3 种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：（ 1）若 a=0， b=0，则 c=mol 。（ 2）若 a=0.75mol ，则 b=mol ， c=mol 。（ 3）a、b、必须满足的一般条件（请用两个代数式表示，其中一个只含a 和 c，另一个只含 b 和 c）：。三、计算题8、反应 N2+3H2 2NH3 在密闭容器中进行并达