课题2 人工固氮技术 —合成氨

1、菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 教师用书独具演示教师用书独具演示菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标

2、化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新

3、课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 教学流程设计教学流程设计菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案

4、案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 演示结束演示结束菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互

5、互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 课标解读课标解读重点难点重点难点1.理解如何应用化学反应速理解如何应用化学反应速率和化学平衡移动原理，选率和化学平衡移动原理，选择合成氨的适宜条件。择合成氨的适宜条件。2.了解合成氨生产的主要原了解合成氨生产的主要原理、原料、重要设备流程和理、原料、重要设备流程和意义。意义。3.了解催化剂的研制对促进了解催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。化学工业发展的重大意义。4.了解工业合成氨与环境的了解工业合成氨与环境的关系，知道合成氨工业关系，知道合成氨工业“三三废废”处理的基

6、本方法。处理的基本方法。1.认识合成氨的反应原理和认识合成氨的反应原理和特点，了解影响化学平衡移特点，了解影响化学平衡移动的因素，能简要分析温度、动的因素，能简要分析温度、压强对合成氨反应的影响。压强对合成氨反应的影响。(重点重点)2.了解工业获得合成氨的大了解工业获得合成氨的大量廉价原料气的方法，了解量廉价原料气的方法，了解合成氨原料气循环利用的原合成氨原料气循环利用的原理和重要意义，提高对在工理和重要意义，提高对在工业生产中提高综合经济效益业生产中提高综合经济效益的意义的认识。的意义的认识。(重难点重难点)菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互

7、互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 氮的存在和固定氮的存在和固定 78% 游离态氮游离态氮 化合态氮化合态氮 豆科植物豆科植物 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 1闪电引发自然固氮的原理是什么？闪电引发自然固氮的原理是什么？菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计

8、当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 合成氨的反应原理合成氨的反应原理 减小减小 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 400500 1030 MPa Fe 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 2合成氨为什么选择合成氨为什

9、么选择400500 的温度，的温度，1030 MPa的压强？试从速率和平衡的角度来讨论分析合成氨工的压强？试从速率和平衡的角度来讨论分析合成氨工业适宜的反应条件。业适宜的反应条件。【提示提示】合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子总数减小的反应。根据勒夏特列原理，温度越低，压强越总数减小的反应。根据勒夏特列原理，温度越低，压强越大，该反应的平衡体系中氨的含量越高；但降低温度则反大，该反应的平衡体系中氨的含量越高；但降低温度则反应速率降低，增大压强对设备要求较高，而应速率降低，增大压强对设备要求较高，而400500 时时催化剂活性最好，催化剂活性最好，1030

10、MPa下下N2、H2的转化率已经较的转化率已经较高，故选择在该条件下进行合成氨。高，故选择在该条件下进行合成氨。菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 合成氨的基本生产过程合成氨的基本生产过程 氧气氧气 二氧化碳二氧化碳 二氧化碳二氧化碳 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学

11、与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化

12、学与技术化学与技术 合成塔合成塔 液氨贮罐液氨贮罐 合成塔合成塔 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 3在合成氨生产中要把生成的氨及时从混合气体中在合成氨生产中要把生成的氨及时从混合气体中分离出来，并且不断地向循环气中补充氮气、氢气，这是分离出来，并且不断地向循环气中补充氮气、氢气，这是为什么？为什么？【提示提示】这样既能减小平衡混合物中生成物的浓这样既能减小平衡混合物中生成物的浓度，又能增大反应物的浓度，有利于平衡向生成氨的方

13、向度，又能增大反应物的浓度，有利于平衡向生成氨的方向移动，以提高氨的产量。移动，以提高氨的产量。菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 合成氨工业的发展合成氨工业的发展 造气造气 直接氧化直接氧化 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 合成氨适宜条件的分析合成氨适宜条件

14、的分析 【问题导思问题导思】合成氨反应的特点有哪些，仅从化学平衡的角度考合成氨反应的特点有哪些，仅从化学平衡的角度考虑，合成氨反应选择的条件应是怎样的？虑，合成氨反应选择的条件应是怎样的？【提示提示】合成氨反应是一个放热且气体分子总数减合成氨反应是一个放热且气体分子总数减少的可逆反应，仅从平衡角度考虑合成氨应选择低温，高少的可逆反应，仅从平衡角度考虑合成氨应选择低温，高压的合成条件。压的合成条件。菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技

15、术 工业上合成氨气从反应速率和反应平衡的角度考虑有工业上合成氨气从反应速率和反应平衡的角度考虑有哪些要求？哪些要求？【提示提示】(1)反应速率比较快；反应速率比较快；(2)要尽可能提高平衡要尽可能提高平衡混合物中混合物中NH3的含量。的含量。菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 反应反应条件条件对化学反对化学反应速率的应速率的影响影响对平衡混合物对平衡混合物中氨含量中氨含量(体积体积分数分数)的影响的影响合成氨条件的选择合成氨条件

16、的选择增大增大压强压强有利于增有利于增大化学反大化学反应速率应速率有利于提高平有利于提高平衡混合物中氨衡混合物中氨的含量的含量增大压强，有利于氨增大压强，有利于氨的合成，但需要的动的合成，但需要的动力大，对材料、设备力大，对材料、设备等要求也高，因此，等要求也高，因此，工业上一般采用工业上一般采用1030 MPa的压强的压强菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 反应反应条件条件对化学反应对化学反应速率的影响速率的影响对平衡混合物对

17、平衡混合物中氨含量中氨含量(体积体积分数分数)的影响的影响合成氨条件的选择合成氨条件的选择升高升高温度温度有利于增大有利于增大化学反应速化学反应速率率不利于提高平不利于提高平衡混合物中氨衡混合物中氨的含量的含量升高温度，化学反应升高温度，化学反应速率增大，但不利于速率增大，但不利于提高平衡混合物中氨提高平衡混合物中氨的含量，因此，合成的含量，因此，合成氨时温度要适宜，工氨时温度要适宜，工业上一般采用业上一般采用400500 的温度，在这的温度，在这个温度时，铁触媒的个温度时，铁触媒的活性也最大活性也最大使用使用催化催化剂剂有利于增大有利于增大化学反应速化学反应速率率没没 有有 影响影响工业上一

18、般采用铁触工业上一般采用铁触媒，使反应能在较低媒，使反应能在较低温度下较快进行温度下较快进行菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教

19、教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动

20、动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课

21、课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 1合成氨的反应采用合成氨的反应采用400500 温度的原因是温度的原因是()A温度太低反应速率太小温度太低反应速率太小B该温度时催化剂活性较高该温度时催化剂活性较高C该温度时反应速率最大该温度时反应速率最大D该温度时该温度时N2的转化率最高的转化率最高【解析解析】在在

22、400500 时催化剂的活性较高。时催化剂的活性较高。【答案答案】B菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 2合成氨工业上采用循环操作，主要是为了合成氨工业上采用循环操作，主要是为了()A加快反应速率加快反应速率B提高提高NH3的平衡浓度的平衡浓度C降低降低NH3的沸点的沸点D提高提高N2和和H2的利用率的利用率【解析解析】合成氨工业采用循环压缩，将合成氨工业采用循环压缩，将N2、H2压缩压缩到合成塔中，提高了到合成塔中，提高了N2

23、、H2的利用率。的利用率。【答案答案】D菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 3合成氨工业有下列生产流程，其先后顺序为合成氨工业有下列生产流程，其先后顺序为()原料气制备氨的合成原料气净化和压缩原料气制备氨的合成原料气净化和压缩氨的分离氨的分离ABC D【解析解析】合成氨工业流程顺序：原料气制备合成氨工业流程顺序：原料气制备原料原料气净化和压缩气净化和压缩合成氨合成氨氨的分离。氨的分离。【答案答案】B菜菜 单单课课时时作作业业课课

24、前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 4为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中最具为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中最具有开发价值的是有开发价值的是()A寻找寻找N2的新来源的新来源B研制低温下活性较大的催化剂研制低温下活性较大的催化剂C研制研制500 左右时活性较大的催化剂左右时活性较大的催化剂D研制耐高温、高压的材料，用于建造氨合成塔研制耐高温、高压的材料，用于建造氨合成塔【解析解析】研制低温下活性较大的催化剂，可有效降研制低温下活性较大的催化剂，可有

25、效降低对设备材料、生产的要求，提高经济效益。低对设备材料、生产的要求，提高经济效益。【答案答案】B菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主导导学学教教学学目目标标分分析析课课堂堂互互动动探探究究教教学学方方案案设设计计当当堂堂双双基基达达标标新课标新课标 化学化学 选修选修2 化学与技术化学与技术 ( 2 ) 第 步 操 作 中 的 原 料 气 的第 步 操 作 中 的 原 料 气 的 “

26、净 化净 化 ” 目 的 是目 的 是_，第步操作中的目的是，第步操作中的目的是_。(3)工业合成氨反应后可以通过降低混合气体的温度而工业合成氨反应后可以通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法的原理类似于下列使氨气分离出来。这种分离物质的方法的原理类似于下列哪种方法？哪种方法？_(填编号填编号)。a过滤过滤 b蒸馏蒸馏c分液分液 d萃取萃取你作出这个判断的理由是你作出这个判断的理由是_。(4)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟生成。该反应的化学方程式为漏气则会有白烟生成。该反应的化学方程式为_。菜菜 单单课课时时作作业业课课前前自自主主