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选修2化学与技术《课题2人工固氮技术──合成氨》优质课教案下载
1、合成氨的反应原理、合成氨生产的适宜条件
2、合成氨生产适宜条件
教学过程:
【课前预习】通过高一的知识和阅读教材填写导学案:
1.什么是氮的固定?
2.写出“雷雨发庄稼”的原因?
3.固氮工业化的必要性和重要性?
【过渡】家作物每年从土壤中摄取大量含氮化合物,为了补偿土壤中减少的氮,必须施加氮肥。必须人工固氮。由于氮气的化学性质很不活泼,直到20世纪初才研究出一些固氮方法,其中合成氨是最有效且便于工业化的方法,本节课我们就一起来探讨这一内容。
【板书】人工固氮技术----合成氨
【讲述】合成氨的反应原理是什么?请同学们结合教材一起回答。
【投影并板书】
一.合成氨的反应原理:
N2+3H2?2NH3
【学生活动】P10-11科学史话,结合已学化学平衡知识分析下面的问题
(1)合成氨中,催化剂的主要作用是什么?合成氨方案的主要优点是什么?
(2)合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子总数减少的反应,根据勒夏特列原理分析工业适宜的条件。
(3)试从原料、能源、设备等方面,分析和推测合成氨反应在实际生产中可能遇到哪些问题?
【学生回答】
1.合成氨中催化剂的主要作用是提高化学反应速率,而原料中的氢气和氮气简单易得。
从化学平衡来说应该选择低温高压,但是同时考虑化学反应速率则应选择高温高压,而400度以上可以达到催化剂的最高活性。
原料主要是氢气的获取比较麻烦;能源方面则是工业天然气的限制使用等等,云天化周围也有自身相应的配套设施,比如电厂;在设备方面,设备要承受高压,所以需对设备定期进行检修。
【讲述】工业上常采用以铁为主的催化剂,在400~500℃和10Mpa~30Mpa的条件下合成氨。同学们可以在课余的时候了解合成氨的科学史话——哈伯和哈伯法合成氨。
【讲述】接下来我们来探讨工业合成氨的基本过程,根据前面所学的知识,大家一起来说是哪几个步骤?
【学生阅读】造气、净化、合成和分离。
【提问】下面我们一步一步的来分析。首先要选择制备所需要的原料气,根据我们已有的知识,合成氨需要氮气和氢气,那么怎样获取这两种气体?