《4、化学反应条件的优化——工业合成氨》集体备课教案设计

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情感态度与价值观：通过对合成氨适宜条件的分析，认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产中的重要作用。

【教学过程】

【第一部分】创设情境，激发兴趣

【疯狂猜图】通过图片及关键词猜测与合成氨发展有关的化学家（勒夏特列和能斯特），找寻研究失败原因，亲自动手算一算课本交流研讨，观察合成氨反应思考以下问题：

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 。已知298K时：△H = -92.2 kJ·mol-1，△S = -198.2 J·K-1·mol-1，感受科学家的研究过程。继续猜测哈伯的图片，引入工业合成氨的条件选择。

【第二部分】交流研讨，自主探究

【思考】假如你是一个化工厂的老板，对工业生产你主要应考虑哪些问题？

【回答】经济效益和社会效益：

原料的利用率高→增大化学反应限度；

单位时间内产率高→增大化学反应速率；另外还要考虑生产中的消耗能源、原料来源、设备条件、环境保护等因素

【复习】影响化学反应速率和化学平衡的重要因素有哪些?

一 、合成氨反应的限度

通过对图像分析，思考投料比为多少最合适；通过对表格分析，思考温度、压强对产率的影响

二、合成氨反应的速率

【思考】什么条件能使氨生成快？(升高温度；增大压强；增大反应物浓度；使用催化剂)

三、合成氨的适宜条件讨论

【思考】1、需要高压，压强能否无限增大？

2、温度产生矛盾，究竟应该以什么为温度的参照标准？

3、实际生产过程中为什么采用1:2.8的投料比？

【投影】铁触媒的催化能力与温度图像，分析催化剂特点

【思考】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26.4%，转化率仍不够大，还可采取什么办法？（引导出循环利用）

【展现成果】

【小结】关于工业化生产条件的优化：

（1） 一般要使用催化剂：这样可以大大加快化学反应速率，提高生产效率，也提高了经济效益；

（2）选择合适的温度：该温度是催化剂活性最大的温度；