高二化学化学反应原理24化学反应条件的优化工业合成氨第5课时教案 鲁科版选修4
鲁科版高中化学第二章 《第4节 化学反应条件的优化--工业合成氨》教学设计
第4节化学反应条件的优化--工业合成氨【学习目标】1.应用化学反应速率和化学平衡原理来选择适宜的化工生产条件的一般原则。
2.了解合成氨生产的主要流程。
3.通过对资料和事实的处理,培养学生的科学抽象思维能力,自学能力。
4.渗透辩证唯物主义观点;关心环境、能源。
【教学策略】授课时数:1课时教学重点:结合反应速率和平衡转化率进行合成氨工业条件的选择。
教学难点:如何根据反应的限度和反应速率综合分析合成氨的条件。
【知识梳理】工业生产中要使经济效益最大化,既要考虑平衡转化率,使原料利用率较高,又要考虑反应速率,使反应进行的较快,合成氨工业是充分利用上述原理进行的工业化生产。
一、合成氨反应的限度【分析·研讨】合成NH3反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH(298K)=-92.2kJ·mol-1ΔS=-198.2J·K-1·mol-1试分析,该反应在298K下能否自发进行,利用化学平衡移动的知识,分析有利于NH3合成的条件。
1、反应的方向根根合成NH3反应的焓变和熵变可进行计算:ΔH-TΔS=kJ·mol-1 0可知,反应能自发进行。
2、反应的限度(1)合成氨反应中ΔH=-92.2kJ·mol-1<0。
为反应,则温度有利于化学平衡向生成NH3的方向移动。
(2)该反应为气体物质的量减小的反应,压强有利于化学平衡向生成NH3的方向移动。
(3)由方程式中N2、H2反应的物质的量之比为1∶3时能恰好完全反应。
故所配原料气中N2、H2的浓度之比为1∶3时,平衡混合物中NH3的合量较高。
工业合成NH3除需考虑反应的限度,还要考虑反应的速率。
二、合成氨反应的速率1、浓度对合成NH3反应速率的影响合成氨反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式为:v=K c(N2)c(H2)1.5c(NH3)-1由该关系式知,合成氨反应的速率与N2浓度的1次方成正比,与H2浓度的1.5次方成正比,与NH3浓度的1次方成反比。
高二【化学(鲁科版)16】化学反应条件的优化 - 工业合成氨-教学设计
教学难点:如何综合反应的限度和反应的速率选择工业生产的适宜条件
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
引入
学习新课
总结归纳
合成氨的发展史
一、合成氨反应的限度
二、合成氨的速率选择工业生产的适宜条件的方法
课程基本信息
课例编号
学科
化学
年级
高二
学期
第一
课题
高二【化学(鲁科版)16】化学反应条件的优化 - 工业合成氨
教科书
书名:化学 选择性必修1 化学反应原理
出版社:山东科技出版社 出版日期:2020年7月
教学人员
姓名
单位
授课教师
指导教师
教学目标
教学目标:通过掌握合成氨反应的限度,合成氨反应的速率及合成氨生产的适宜条件学习如何选择工业生产的适宜条件。
鲁科版高中化学《化学反应条件的优化——工业合成氨》精品教案
第4节化学反应条件的优化————工业合成氨【教学目标】1.了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件;2.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法,体验实际生产条件的选择与理论分析的差异;3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控制在工业生产中的重要作用。
【教学重难点】:应用化学反应速率和化学平衡原理选择合成氨的适宜条件。
【课前预习区】假如你是合成氨工厂的厂长,根据所学知识,讨论如何加快合成氨反应的速率?若要提高合成氨的产量,还应该考虑什么?【课堂互动区】【交流·研讨1】分析合成氨反应的特点:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K时: △H= -92.2KJ·mol—1,△S = -198.2J·K—1·mol—1【结论】:一、合成氨反应特点(1)__ ___反应(2)正反应为__ ___反应(3)正反应为气体体积___ 的反应(4)常温下(298K)为___ __(“可以”“不可以”)自发的反应【问题】分析工业生产主要考虑哪些问题?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。
【温故知新】影响化学反应速率和化学平衡的重要因素有哪些?(表一)【学以致用】(表二)工业合成氨适宜条件的选择【交流·研讨2】(表三)【数据支持】催化剂对合成氨反应速率的影响【思考.自学.解决】1实验研究表明,在特定条件下,合成氨反应的速率与反应的物质的浓度的关系为: ν =κC(N2)C1. 5(H2)C—1(NH3) ,阅读课本第68页,分析下列问题,完善下表(1)各物质的浓度对反应速率有哪些影响?(2)增大哪种反应物的浓度对反应速率影响更大一些?氨为什么要及时分离?(3)氮气和氢气投料比为什么是 1:2.8 ?(4)氮气氢气为什么循环使用?【结论】(表四)二、合成氨的适宜条件的选择条件工业合成氨的适宜条件压强温度催化剂浓度【小结·反思】工业上利用某可逆反应生产产品: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;3、选择合适的压强:既要考虑化学反应速率和化学平衡,还要考虑动力、材料、设备等。
化学反应条件的优化——工业合成氨教案鲁科版
-游戏:设计一个关于合成氨反应条件的互动游戏,让学生在游戏中学习。
3.确定教学媒体和资源的使用
- PPT:使用PPT展示合成氨的反应原理、反应条件和优化方法的基本概念。
-视频:播放关于工业合成氨生产的视频,让学生了解实际生产过程。
-在线工具:使用在线模拟软件,让学生模拟不同条件下的合成氨反应。
-催化剂的选择和再生:如何选择合适的催化剂,以及如何进行催化剂的再生和更换。
7.勒夏特列原理的应用:通过勒夏特列原理分析反应条件的改变对平衡位置和产率的影响,从而优化反应条件。
8.数学模型的应用:使用数学模型来模拟和预测合成氨反应的结果,帮助优化反应条件。
教学反思与改进
我发现学生们在理解催化剂的作用机理方面有些困难,他们对于催化剂如何降低活化能的概念并不是很清晰。因此,我计划在未来的教学中,通过更具体的例子和动画演示,来帮助学生更好地理解这一概念。
5.催化剂的作用机理:催化剂通过降低活化能,提高反应速率,从而加快合成氨的反应进程。催化剂在反应过程中不消耗,但需要定期更换或再生。
6.实际工业生产中的挑战:
-原料气的处理:如何有效地处理原料气,提高氮气和氢气的纯度和稳定性。
-设备的腐蚀:合成氨反应产生的腐蚀性气体如何对设备造成腐蚀,如何选择合适的材料和防护措施。
回顾旧知:
简要回顾上节课学习的化学平衡知识,帮助学生建立知识之间的联系。
提出基础。
(三)新课呈现(预计用时:25分钟)
知识讲解:
清晰、准确地讲解工业合成氨的反应原理、反应条件和优化方法的基本概念。
突出重点,强调难点,通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。
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在实际的教学中,教师需要根据学生的实际情况,通过提问、讨论、实验、案例分析等多种教学方法,帮助学生理解和掌握这些重点和难点。同时,教师应该设计相应的练习和作业,让学生在实践中巩固所学知识。
最新鲁科版选修四《化学反应条件的优化——工业合成氨》教案1
最新鲁科版选修四《化学反应条件的优化——工业合成氨》教案1——工业合成氨》教案1 化学反应条件的优化--工业合成氨教材分析本节教材体现了化学反应速率和平衡移动原理等理论对工业生产实践的指导作用,同时在运用理论的过程中,也可进一步加深学生对所学理论的理解。
教材分为两部分:第一部分主要是通过讨论引导学生运用化学反应速率和化学平衡原理等知识,并考虑合成氨生产中动力、设备、材料等的实际情况,合理地选择合成氨的生产条件。
第二部分是拓宽思路方面的内容,主要是探讨合成氨的发展前景。
在第一部分内容中,教材针对合成氨的反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应,首先要求学生利用已学过的知识,讨论为使合成氨的化学反应速率增大所应采取的方法。
在此基础上,又据实验数据讨论为提高平衡混合物中的含量所应采取的方法。
在两个讨论的基础上,教材又结合合成氨生产中动力、材料、设备、催化剂的活性等实际情况,较具体地分析了合成氨时压强、温度、催化剂等的选择情况。
此外,还结合合成氨生产过程示意图,简单提及浓度等条件对合成氨生产的影响,以及原料的循环使用等问题,以使学生理解合成氨条件的选择应以提高综合经济效益为目的。
第二部分教学在第一部分的基础上讨论合成氨的发展前景,拓宽学生的思路,主要目的不在于知识本身,而更多地应侧重于培养学生的创新精神和训练科学方法。
教学建议第一部分“合成氨条件的选择”的教学:1.提出问题:针对合成氨的反应,首先需要研究如何在单位时间里提高的产量,这是一个化学反应速率问题。
2.复习提问:浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率影响的结果。
3.组织讨论:①为使合成氨的反应速率增大,应采取的方法。
②合成氨反应是可逆反应,在实际生产中,仅仅考虑单位时间里的产量问题(化学反应的含量问题(化学速率问题)还不行,还需要考虑如何最大限度地提高平衡混合物中平衡的移动问题)。
③针对合成氨的反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应,要求学生利用已学的含量所应采取的方法。
鲁科版高中化学选修四2.4《化学反应条件的优化——工业合成氨》 省一等奖教案
2.4《化学反应条件的优化---工业合成氨》【教材分析】普通高中课程标准实验教科书化学反应原理(鲁科版)第2章第4节“化学反应条件的优化——工业合成氨”的内容是前三节“化学反应的方向”、“化学反应的限度”、“化学反应的速率”的延续,是对前三节知识的综合应用。
合成氨工业对化学工业、国防工业和我国实现农业现代化具有重要意义,是重要的化学工业之一;同时氮气、氢气合成氨反应也是一个学生熟悉的、典型的平衡体系。
本节以合成氨反应为研究对象,有利于学生应用化学平衡理论和化学反应速率理论尝试综合选择化工生产的适宜条件,从而体会化学理论的学习对生产实践的指导作用。
【学情分析】学生在前面的学习中,对化学平衡理论和化学反应速率理论有了一定程度的认识。
经过高中一年的训练,学生善于质疑、主动思考、积极获取知识的学习习惯已基本养成,参与意识、合作意识已有较明显提高。
他们正处于生理的高速发展期,认识能力和知识水平都达到了较高的层次,他们正经历着从习惯于感性思维、形象思维向更加关注理性思维、抽象思维的转轨期,所以在教学中注意引导学生分析、讨论,使他们的认识过程从直观的体验和想象上升到理性的思维阶段。
【设计思想】根据本节内容,先让学生就合成氨反应的热力学、动力学问题分别进行讨论,再综合考虑工业生产中的各种因素,对合成氨反应的适宜条件进行选择。
将本节的教学过程分为三个环节:①分别利用学过的化学平衡和化学反应速率理论讨论合成氨的适宜条件;②综合考虑合成氨生产中动力、设备、材料、生产效率等因素,寻找工业合成氨的优化生产条件;③展望合成氨的发展前景,拓宽学生的视野。
在讨论时注意问题设置的难度,利用平衡移动原理对反应转化率的探讨只局限在定性分析的水平上,而对于化学反应速率的研究则从半定量的角度进行。
【教学目标】知识与技能:1.了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件;2.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法,体验实际生产条件的选择与理论分析的差异;3.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。
鲁科版高中化学反应原理全册教案
鲁科版高中化学反应原理全册教案一、教学目标1. 理解化学反应的基本概念,掌握化学反应的分类及特点。
2. 掌握化学反应的基本原理,包括化学平衡、化学反应速率、化学反应的限度和化学反应的能量变化。
3. 学会运用化学反应原理解决实际问题,提高学生的科学素养。
二、教学内容第一章:化学反应与化学方程式1. 化学反应的基本概念2. 化学反应的分类及特点3. 化学方程式的表示方法及意义第二章:化学反应的限度1. 化学平衡的概念及特点2. 化学平衡的建立与破坏3. 化学平衡常数及其应用第三章:化学反应速率1. 化学反应速率的概念及意义2. 影响化学反应速率的因素3. 化学反应速率的应用第四章:化学反应的能量变化1. 化学反应的能量与热量2. 热化学方程式与热效应3. 化学反应的热力学原理第五章:化学反应与实际应用1. 化学反应在生活中的应用2. 化学反应在工业中的应用3. 化学反应与环境污染及防治三、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究化学反应原理。
2. 利用案例分析法,使学生能够将化学反应原理应用于实际问题。
3. 运用讨论法,培养学生的团队合作意识和表达能力。
四、教学评价1. 平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况和小测验成绩。
2. 期中考试:测试学生对化学反应原理的理解和应用能力。
3. 期末考试:全面评估学生对化学反应原理的掌握程度。
五、教学资源1. 教材:《鲁科版高中化学反应原理》2. 辅助教材:《高中化学反应原理学习指导》3. 多媒体课件:用于讲解复杂概念和示例分析。
4. 网络资源:查阅相关学术文章和实际应用案例。
六、教学资源1. 实验室设备:用于进行化学实验,让学生直观地观察化学反应过程。
2. 实验试剂:配合实验教学,让学生亲手操作,加深对化学反应原理的理解。
3. 教学挂图:用于展示化学反应原理的结构和过程。
4. 教学视频:播放有关化学反应原理的实验现象和微观过程,增强学生的直观感受。
七、教学安排1. 课时:本课程共计课时,每课时45分钟。
高中化学鲁科版选修四教案:2.4 化学反应条件的优化——工业合成氨
(2)反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标准状况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。计算平衡时NH3的物质的量。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始)∶n(平)=。
4学生分析合成氨反应有哪些特点?
5.“假设聘你为某合成氨工厂的技术顾问,你将为提高生产效益提供那些参考意见?”(从加快合成氨反应速率和反应限度两个方面考虑)。
填写下列表格。
合成氨反应条件的选择
外界条件
从氨气生成的快角度(即从化学反应速率角度)分析
使氨气生成得多的角度(即从
化学平衡的角度)分析
压强
温度
惠阳中山中学课时教案
高三化学备课组主备人:龚永忠2015.12.2
教学内容
化学反应条件的优化——工业合成氨
课题
化学反应条件的优化——工业合成氨
教
学
目
标
知识
与技能
1.了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件;
2.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法,体验实际生产条件的选择与理论分析的差异;
B.高压比低压条件更有利于合成氨的反应
C.500℃左右比室温更有利于合成氨的反应
D.合成氨时采用循环操作,可提高原料的利用率
2.工业上合成氨时一般采用500℃左右的温度,其原因是()
⑴适当提高氨的合成速率⑵提高H2的转化率
⑶提高氨的产率⑷催化剂在500℃时活性最大
A.只有⑴B.⑴⑵C.⑵⑶⑷D.⑴⑷
习
1.利用平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的产量?
高中化学 第2章 第3节 反应条件优化-合成氨教案 鲁科版选修4-鲁科版高二选修4化学教案
第二单元化学反应的方向、限度与速率第3节化学反应条件的优化——工业合成氨[教学模式]问题探究式教学[教学目标]1.了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件;2.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法,体验实际生产条件的选择与理论分析的差异;3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控制在工业生产中的重要作用。
[教学重难点]应用化学反应速率和化学平衡原理选择合成氨的适宜条件。
[内容分析]在化学反应的方向、限度、速率等理论为指导的基础上带领学生选择适宜的反应条件,引导学生考虑合成氨生产中动力、设备、材料生产效率等因素,寻找工业合成氨生产的最正确条件。
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控制在工业生产中的重要作用。
环节教师活动学生活动设计意图考点解读本节在高考中考点:考点一:合成氨最正确条件的分析与选择考点二:工业合成氨的研究方向考点三:工业合成氨的有关计算考点四:依据影响化学反应速率和限度的因素,依据化学方程式以及图像分析化学反应速率和限度。
选择化工生产中合适的温度、压强、催化剂等。
近几年高考题热点是以图表结合考查化学反应速率和化学平衡的有关知识和化工生产中合适条件的选择。
阅读考点解读并回顾有关知识。
明确高考考点。
考点一考点一:合成氨最正确条件的分析与选择[引入]我们已经学习了化学反应的方向、限度、速率,在实际的工业生产中我们要考虑哪些问题?[学生回答后放映课件展示]让学生明确工业生产中需要综合考虑知识梳理[问题探究1]1.化学反应能自发进行的依据?2.合成氨的有关信息如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)298K时: △H= -92.2KJ·mol—1,△S =-198.2J·K—1·mol—1那么合成氨反应的特点:(1)该反应为反应;(2) 所有的反应物和生成物都是气态,且气体的物质的量的熵的反应;(3)该反应的正反应为反应。
《化学反应条件的优化——工业合成氨》教案(鲁科版)
第四节化学反应条件的优化——工业合成氨预设教学设计高一化学组许志民第四节化学反应条件的优化——工业合成氨【课程分析】合成氨工业对化学工业、国防工业和我国实现农业现代化具有重要意义,是重要的化学工业之一;同时,氨气、氢气合成氨反应也是一个学生熟悉的、典型的平衡体系。
本节以此为研究对象有利于学生应用化学平衡理论和化学反应速率理论尝试综合选择化工生产的适宜条件,从而体会化学热力学理论和化学动力学理论对生产实践的指导作用。
【学情分析】学生在化学必修课中,通过“化学反应的快慢和限度”的学习,已经了解了化学反应速率的相关知识并建立了化学平衡的概念。
在本课题学习中,面对合成氨的实际生产问题,通过对合成氨最佳条件的探究,进一步理解化学反应速率和化学平衡移动原理是选择合成氨生产条件的主要依据,同时也提供给学生一条综合运用化学原理和其他生产因素分析和解决实际问题的途径,使他们已有的知识得到拓展和应用,并体会到化学理论对生产实践的指导作用。
【设计思路】在内容编排上,先让学生就合成氨反应的热力学、动力学问题分别进行讨论,再综合考虑工业生产实际中的各种因素,对合成氨反应的适宜条件进行选择。
【学习目标】1、了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理,选择合成氨的适宜条件.2、了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法.【教学流程】一、创设情境1914年,第一次世界大战一开始,英国就从海上封锁德国从智利进口硝石。
于是人们预言,德国得不到硝石,农田将缺乏肥料,炸药工厂也将停产,那么德国最迟在1915年或1916年便要自动投降,可是1916年过去了,德国还在顽强的战斗,农田照样一派浓绿,前线的炮火反而更加猛烈。
原来……德国以哈伯为首的一批化学家克服了当时的世界化学难题——以廉价的空气、水和煤炭合成了重要的化工原料——氨气。
设计意图:引入新课,激发学生学习本节课的兴趣。
二、分析:合成氨的反应特点N 2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<01.在298K下合成氨反应能自发进行2.可逆反应3.正反应为放热反应4.正反应为气体体积减小的反应设计意图:为学生自主学习外界条件对合成氨反应的影响提供帮助。
鲁科版化学选修4《化学反应条件的优化——工业合成氨》word教案
第2章第4节(45分钟100分)(本栏目内容,在学生用书中以活页形式分册装订!)一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.合成氨反应的特点是()①可逆②不可逆③正反应放热④正反应吸热⑤正反应气体总体积增大⑥正反应气体总体积缩小A.①③⑤B.②④⑥C.①③⑥D.④⑤⑥答案: C2.合成氨工业上采用了循环操作,主要原因是()A.加快反应速率B.提高NH3的平衡浓度C.降低NH3的沸点D.提高N2和H2的利用率解析:合成氨是可逆反应,在中压工艺条件下合成氨厂出口气中的氨含量一般为13%~14%,循环使用可提高N2和H2的利用率。
答案: D3.(2010·上海高考)1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。
下列是哈伯法的流程图,其中为提高原料转化率而采取的措施是()A.①②③B.②④⑤C.①③⑤D.②③④解析:合成氨反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH<0,加压、降温、减小NH3的浓度均有利于平衡向正反应方向移动,②、④正确;将原料气循环利用也可提高原料的转化率,⑤正确。
答案: B4.下列有关合成氨工业的说法中,正确的是()A.从合成塔出来的混合气体,其中氨气只占13%~14%,所以生产氨的工厂效率都很低B .由于氨易液化,N 2(g)、H 2(g)是循环使用的,总体来讲氨的产率比较高C .合成氨反应温度控制在500 ℃左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动D .合成氨采用的压强是2×107~5×107Pa ,因为该压强下铁触媒的活性最大 解析: 虽然从合成塔出来的混合气体中氨气只占13%~14%,但由于氮气、氢气是循环使用的,总体来讲氨的产率比较高;合成氨是放热反应,选择高温不利于氨气的合成,选择500 ℃左右的温度在于提高化学反应速率和增大催化剂的活性;催化剂的活性取决于温度的大小,而不是取决于压强的高低。
【优化设计】高二化学鲁科版选修四课件2.4 化学反应条件的优化——工业合成氨
一
二
三
自主思考 1.根据合成氨反应的特点,增大压强既有利于提 高合成氨在混合气体中的平衡含量,又能在较短时间内得到更多的氨,是否 压强越大越好? 提示:从理论上讲,增大压强既可以提高反应速率,又可以促使合成氨的 反应正向进行,有利于氨的合成,但是在工业生产中要考虑设备的实际条件, 可以在允许的条件下尽量地增大压强。
●名师精讲● 1.合成氨反应的速率 提高合成氨反应速率的措施,除了使用催化剂、适当提高反应的温度 和压强外,还要注意: (1)实验研究表明,在特定条件下,合成氨反应的速率与参与反应的物质 的浓度的关系式为:v=k· c(N2)· c1.5(H2)· c-1(NH3)。 在反应过程中,随着氨的浓度的增大,反应速率会逐渐降低,因此为了保 持足够高的反应速率,应在反应达到一定转化率时将氨从混合物中及时分 离出去。 (2)由于氮气在催化剂上的吸附为总反应中最难发生的步骤,是控制总 反应速率的关键步骤,为保证氮气占有一定份额的催化剂活性中心并提高 吸附速率,应适当提高氮的浓度[N2],即不是化学平衡要求的 n(N2)∶ n(H2)=1∶ 3,而是 n(N2)∶ n(H2)=1∶ 2.8。 (3)催化剂活性中心极易被极少量毒物(硫、磷、氯、砷的化合物)牢 固地吸附而失去活性。为保证催化剂活性,合成氨的原料气必须K 108 Pa 左右
一
二
三
自主思考 2.合成氨工业生产中为什么采用未转化的合成 气循环使用? 提示:合成氨反应中,反应物的转化率并不高,如果让 N2 和 H2 的混合气 体只通过一次合成塔起反应是很不经济的,应将分离液氨后的未转化的合 成气进行循环使用,并及时补充 N2 和 H2,使反应物保持一定的浓度,有利于 合成氨反应的进行。
一
二
三
高二化学反应原理教学设计1:2.4 化学反应条件的优化——工业合成氨 教案
第4节化学反应条件的优化——工业合成氨【教学目标】知识与技能1.使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理,选择合成氨的适宜条件。
2.使学生了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。
过程与方法1.教学时应以化学反应速率和化学平衡原理为主线,以合成氨知识为中心,结合工业生产的实际情况,将知识串联、拓展、延伸,培养学生的归纳思维能力。
2.在运用理论的过程中,可以进一步加深学生对所学理论的理解和提高知识的实际应用能力。
情感态度与价值观1.通过了解合成氨的全过程,可以激发学生爱科学、探索科学的热情。
2.通过合成氨前景的展望,激发学生学习兴趣,使学生体会化学学科中逻辑结构严谨深刻的科学美。
【教学过程】一. 合成氨的反应限度请同学们根据合成氨反应的特点,利用影响化学平衡移动的因素,分析什么条件有利于氨生成。
(降低温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动;N2与H2的体积比为1:3时,平衡混合物中氨的含量最高)交流·研讨参阅65页合成氨反应是一个可逆反应:N2(g) +3H2(g)2NH3(g)。
已知298 K时:∆H==一92. 2 kJ·mol-1∆S=一198. 2 J·K一1·mol一1(提示:合成氨反应的特点:①可逆反应;②熵减小的反应;③正反应气态物质系数减小;④正反应是放热反应。
)1.请你根据正反应的焓变和熵变分析298 K下合成氨反应能否自发进行。
2.请你利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成。
[结论]高温,低压有利于化学平衡正向移动,N2,H2浓度比为1:3有利于化学平衡正向移动.二.合成氨反应的速率------阅读66页交流研讨[交流·研讨]1.结合影响反应速率的因素,思考什么条件能使氨生成的快答:升高温度增大压强增大反应物浓度使用催化剂2.实验表明,在特定条件下,合成氨反应的速率与反应的物质的浓度的关系为答:ν=κC(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)3.请你根据关系式分析:各物质的浓度对反应速率有哪些影响可以采取哪些措施来提高反应速率答:增大N2、H2浓度、将氨及时从混合气中分离出去三.合成氨的适宜条件[交流·研讨]1.根据合成氨反应的特点,应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率?请将你的建议填入下表。
高二化学同步教案:化学反应条件的优化工业合成氨鲁科版选修[4]
(第五课时)【题15】A、B、C、D四种物质皆易溶于水,且在水溶液中存在如下化学平衡,加入水稀释后,平衡向正反应方向移动的是(B)A.A+B C+D B.A+H 2O C+DC.A+B C+H 2O D.A+2B+H2O C【解析】选项A中:加水稀释后,A、B、C、D四种物质被同等程度稀释,所以平衡不移动;选项B中,加水稀释后,A、C、D三种物质的浓度均减小,但水并未变,所以C和D的有效碰撞几率显著下降,A 与水的却不显著。
(对于该反应,也可作如下分析,加水后,水在混合体系中的百分含量增加,相当于水的“浓度”增加,所以平衡向右移动);同理,选项C中,加水后平衡应左移。
选项D中是一个非可逆反应,加水后平衡不移动。
【题16】在一定条件下,某密闭容器中发生了如下反应:2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应为放热反应),反应达到平衡后SO2、O2、SO3的物质的量之比为3:2:5。
保持其他条件不变,升温后达到平衡时,SO2、O2的物质的量分别为1.4mol和0.9 mol,此时容器内SO3的物质的量应为()A.1.8 mol B.2mol C.2.2mol D.2.4mol 【解析】【题17】某温度时,把1mol N2O4气体通入体积为10 L的真空密闭容器中,立即出现棕色,反应进行4s时NO2的浓度为0.04mol·L—1,再经过一定时间后,反应达到平衡,这时容器内压强为开始时的1.8倍。
则下列说法正确的是(BD)A.前4 s 中以N 2O 4的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol ·L —1·s —1B.在4 s 时容器内的压强为开始时的1.2倍C.在平衡时容器内含N 2O 4 0.4 molD.在平衡时容器内含NO 2 1.6 mol【解析】因为出现红棕色,所以说生成了NO 2气体。
2NO 2N 2O 4,4s 时,生成的NO 2的物质的量是c (NO 2)V =0.04 mol ·L —1⨯10L =0.4 mol ,则消耗的N 2O 4是0.2 mol ,剩余的N 2O 4是0.8 mol ,这时混合气体的总物质的量是0.4 mol +0.8 mol =1.2 mol 。
高中化学 第二章 化学反应的方向、限度与速率 第四节 化学反应条件的优化——工业合成氨教案 鲁科版选修4
第四节化学反应条件的优化——工业合成氨【教学目标】知识与技能:1.了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件;2.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法,体验实际生产条件的选择与理论分析的差异;3.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。
过程与方法:1.通过对合成氨适宜条件的研究选择,学会把握主要矛盾、统筹兼顾解决问题的能力,培养理论联系实际的能力;2.在运用理论解决问题的过程中,进一步加深对所学理论的理解,提高实际应用能力;3.通过讨论、交流发现问题和解决问题,体验合作学习的过程和乐趣。
情感态度与价值观:1.初步形成从多方面综合思考问题的意识;2.认识化学反应原理在工业生产中的重要作用,提升学生对化学反应的价值的认识,从而赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献。
【教学过程】合成氨的车间外貌和生产设备图。
(浏览图片)一、合成氨反应的限度1.反应原理N(g)+3H2(g)2NH3(g) 298 K时ΔH=-92.2 kJ·mol-1ΔS=-198.2J·mol-1·K-1。
2.反应特点合成氨反应是一个能自发进行的、放热的、气体体积减小的可逆反应。
3.有利于氨生成的措施(1)降低温度、增大压强有利于化学平衡向生成氨的方向移动。
(2)在一定的温度和压强下,反应物中N2和H2的体积比为1∶3时平衡混合物中氨的含量最高。
二、合成氨反应的速率1.浓度在特定条件下,合成氨反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系式为v=k c(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),由关系式可知,增大N2或H2的浓度,减小NH3的浓度,都有利于提高合成氨的速率。
2.催化剂使用催化剂,可显著降低反应的活化能,使反应速率提高上万亿倍。
3.温度温度对合成氨反应的速率也有显著影响:温度越高,反应进行得越快。
4.压强压强越大,反应进行得越快。
鲁科版《化学反应原理》《化学反应条件的优化——工业合成氨》【创新教案】2
第4节化学反应条件的优化———工业合成氨教学目标知识目标:1. 使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理,选择合成氨的适宜条件。
2. 使学生了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。
能力目标:1. 教学时应以化学反应速率和化学平衡原理为主线,以合成氨知识为中心,结合工业生产的实际情况,将知识串联、拓展、延伸,培养学生的归纳思维能力。
2. 在运用理论的过程中,可以进一步加深学生对所学理论的理解和提高知识的实际应用能力。
情感目标:1. 通过了解合成氨的全过程,可以激发学生爱科学、探索科学的热情。
2. 通过合成氨前景的展望,激发学生学习兴趣,使学生体会化学学科中逻辑结构严谨深刻的科学美。
教学过程:[引入] 自1784年发现氨气以后,人们一直在研究如何利用化学方法由N2和H2合成NH3,但直到1913年才建成了大型合成氨厂。
为什么合成氨的工业化生产会经历如此漫长的发展过程呢?今天我们来学习工业合成氨生产条件的选择。
[板书] 第4节化学反应条件的优化——工业合成氨[提问]1. 在化学必修—2中我们已经学习了工业合成氨的反应原理,是什么呢?2. 合成氨反应的特点?3. 选择生产条件的目的是什么?4. 选择生产条件的依据是什么?答案:1 原理:N2 + 3H2 2NH3(正反应为放热反应)2 反应特点:①可逆反应②正反应气体体积缩小③正反应是放热反应3尽可能加快反应速率和提高产物产率4外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响练习:运用所学有关知识填写下表:适宜条件教师讲解:1.压强。
增大压强,有利于氨的合成,但在实际市产中,压强不可能无限制的增大,因为压强越大,需要的动力越大,对材料的强度和设备的制造要求也越高,势必增大生产成本,降低综合经济效益。
因此,受动力、材料、设备等条件的限制,目前我国合成氨厂一般采用的压强为低压(1×107Pa),中压(2×107Pa—3×107Pa),高压(8.5×107Pa—1×108Pa)三种类型。
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(第五课时)【题15】A、B、C、D四种物质皆易溶于水,且在水溶液中存在如下化学平衡,加入水稀释后,平衡向正反应方向移动的是(B)A.A+BC+DB.A+HOC+D 2CO2B+H +C.AB D.A+C+HO 22【解析】选项A中:加水稀释后,A、B、C、D四种物质被同等程度稀释,所以平衡不移动;选项B中,加水稀释后,A、C、D三种物质的浓度均减小,但水并未变,所以C和D的有效碰撞几率显著下降,A与水的却不显著。
(对于该反应,也可作如下分析,加水后,水在混合体系中的百分含量增加,相当于水的“浓度”增加,所以平衡向右移动);同理,选项C中,加水后平衡应左移。
选项D中是一个非可逆反应,加水后平衡不移动。
【题16】在一定条件下,某密闭容器中发生了如下反应:2SO(g)+O(g)2SO(g)(正322反应为放热反应),反应达到平衡后SO、O、SO的物质的量之比为3:2:5。
保持其他条件322不变,升温后达到平衡时,SO、O的物质的量分别为1.4 mol和0.9 mol,此时容器内SO的322物质的量应为()A.1.8 molB.2 molC.2.2 molD.2.4 mol【解析】【题17】某温度时,把1 mol NO气体通入体积为10 L的真空密闭容器中,立即出现棕色,42-1,再经过一定时间后,反应达到平衡,这时容器内NO的浓度为0.04 mol·L反应进行4 s时2压强为开始时的1.8倍。
则下列说法正确的是(BD)前4 s中以NO的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L·s 42B.在4 s时容器内的压强-1-1A.为开始时的1.2倍C.在平衡时容器内含NO 0.4 mol 42D.在平衡时容器内含NO 1.6 mol? 2【解析】因为出现红棕色,所以说生成了NO气体。
2NONO,4s时,生成的NO的物22224=0.4 mol,则消耗的NO是0.2 mol=质的量是c(NO)V0.04 mol·L,剩余的NO是422240.8 mol,-110L这时混合气体的总物质的量是0.4 mol +0.8 mol=1.2 mol。
由压强之比等于物质的量之比可知,4s时容=)O,4s,1.2倍前中v(N器压强为开始时42- 1 -专心爱心用心.?n(NO)0.2mol??0.005mol?L?s??1142-1-1;平衡时,混?s=0.005 mol?LsL?4V?4s10?,则剩余NO2合气体总物质的量=1 mol的物质的量为x1.8=1.8 mol,设这时容器中共有的NO=1.8 mol,x=1.6 mol,则剩余-1 mol-x/2,则(1 molx/2)+xNO的物质的量应是44220.2 mol。
1 mol-1.6mol/2=物质的量是NO(该反应放热)反应中右图中的曲线是表示其他条件一定时,2NO+O2NO【题18】22))>v(逆其中表示未达到平衡状态,且v(正图中标有a、b、c、d四点,的转化率与温度的关系曲线,的点是()点 D.d C.c 点 A.a点B,.b点,(横坐标)【解析】做图形题一定要先弄明白坐标轴及曲线的含义:在曲线上,当温度一定时所以说,曲线上任意一点均是达平衡状态的点,而曲线外的任一点均,n(NO)也一定(纵坐标)c 点,要想达到同温下的平衡状态(即由表示未达平衡状态。
在曲线下方的任意一点,如c;)正)>v(逆点向上引垂直线到曲线的一点),必须使n(NO)增大,即平衡应向右移动,这时v( 。
)>v(正)同理,在曲线上方的任意一点,v(逆。
cC(s)+dD四种物质混合,发生如下反应C、DaA+bB【题19】将等物质的量的A、B、增加mol,D,C增加了3n/2n/当反应进行一定时间后,测得A减少了n mol,B减少了2 mol 了n mol,此时达到平衡。
(1)该化学方程式中各物质的化学计量数为:。
,d=c=a=,b,=(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集状态。
D: B: A: C:(3)若只升高温度,反应一段时间后,测知四种物质的物质的量又达到相等,则该反应为。
反应(填“吸热”或“放热”)2 :n/d:c:=n molb【解析】各物质的变化量之比等于方程式中对应的计量数之比,所以a:=2:1:3:2。
一般情况下,各物质的计量数之比等于最简整数比,n mol3n/mol:2 mol:。
若只改变压强,而反应速率发生变化,则说明可逆反应中必2dc=1,=3,=b2a所以=,- 2 -专心爱心用心.有气体存在,但平衡不发生移动,说明反应的气体计量数之和等于生成气体计量数之和(反,则必为气体。
其计量数为2C为固体,则物质D应物和生成物中各至少有一种气体),物质B必定为固体和液体。
反应物中气体计量数之和为2,则物质A必定是气体物质,升温一段时间后,四种物质的物质的量又达相等,则说明平衡向左移动,逆反应为吸热反应,正反应则是放热反应。
的质量分数的关系如)和反应混合气中SO2SO进行的时间(t【题20】反应2SO+O 3223表示未使用催化剂。
由图可知,催化剂可表示使用了催化剂,曲线Q图所示。
曲线P 。
,但不能以,说明到达点)Q点到P【解析】由图中可以看出,使用了催化剂后平衡拐点向前移动(即由的质量分数未变,说明使用SO点与Q点中平衡所用时间缩短了,反应速率加快了;图中P3的质量分数。
催化剂不能改变达到平衡时SO32密闭容器中,加热至高温,发生如下可逆反应:O 和2 mol CO置于1 L【题21】将2mol H 2 2COCO+O+O,2HO2H22222(1)当上述系统达到平衡时,欲求其混合气体的平衡组成,则至少还需要知道两种气体的(填它们的。
或和和,平衡浓度,但这两种气体不能同时是分子式)O)(Hn平=b mol,试求(O)=a mol,n平(CO)(2)若平衡时O和CO的物质的量分别为n平22222 b的代数式表示)。
(用含a、=和另外任意一种气联系起来,只要知道了O【解析】由两个方程式可知,两个可逆反应靠O22COCO 和O和H或体的平衡浓度,均可求出混合气体的平衡组成。
分析可知,当知道了H222建立反应量的关系,所以均不能够求出混合气体的的平衡浓度时,由于两个方程无法通过O2平衡组成。
因而不能同时是这两组。
,则反应2b/2 mol可知,达平衡时反应掉的O是=b mol,由2CO+O2CO 因n(CO)2222平,mol+b)+b/2)mol=(2a,消耗的水是H+O中生成的OHO2的量为(a +b/2)2(a2222。
)mol2-2a-bO)所以n(H=2 mol-(2a+b)mol=(2平高温2CO(g)ΔH>0,达到平衡后,+【题22】在密闭容器中进行下列反应CO(g)C(s) 2改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化:。
c(CO) (1)增加C,平衡,。
,(2)减小密闭容器体积,保持温度不变,则平衡c(CO) 2。
c(CO) ,N(3)通入,保持密闭容器体积和温度不变,则平衡22。
(4)保持密闭容器体积不变,升高温度,则平衡,c(CO),其浓度并不改变,平衡不发生移动;减少容器体积,相当于增大C【解析】C为固体,增加不参加反应,并且密闭容器体积和温度不变时,N压强,向气体体积减小的方向移动;通入2各物质的浓度并不变,平衡不发生移动;其他条件相同,升高温度,平衡向吸热方向移动。
- 3 -专心爱心用心.【题22】常温、常压下,A、B、C、D均为气态。
A和B可发生可逆反应A+BC+nD。
若2 mol A和2 mol B混合充入体积可变的密闭容器中,在不同条件下达平衡时C的浓度如下表:压强温度/Pa平衡浓度1.0125?51.8 102 25?53.2 10 4 25?56.0-mo5 10 25(1)可逆反应中化学计量数n的取值范围是,理由是。
?5Pa时,D的状态为。
(2)在1 10【解析】增加压强,平衡向逆反应方向移动,则气体分子数为1+1<1+n,则n>1。
压强从??55-1,然而由于平衡移动,使C的浓度减小2.0 mol?变为2L10Pa 时,C1浓度应为10 Pa??55-1Pa时,C Pa L为1.8 mol?变到5的4,说明此时平衡向逆反应方向移动。
压强从1010 -1-1-1,说明此时平衡向正反L6.0 mol?L=1.254.0 mol?L,然而却变为?浓度应变为3.2 mol应方向移动,进一步推知此时D物质在加压条件下变为液态或固态。
- 4 -专心爱心用心.20XX—019学年度第一学期生物教研组工作计划指导思想以新一轮课程改革为抓手,更新教育理念,积极推进教学改革。
努力实现教学创新,改革教学和学习方式,提高课堂教学效益,促进学校的内涵性发展。
同时,以新课程理念为指导,在全面实施新课程过程中,加大教研、教改力度,深化教学方法和学习方式的研究。
正确处理改革与发展、创新与质量的关系,积极探索符合新课程理念的生物教学自如化教学方法和自主化学习方式。
主要工作一、教研组建设方面:、深入学习课改理论,积极实施课改实践。
、以七年级新教材为“切入点”,强化理论学习和教学实践。
、充分发挥教研组的作用,把先进理念学习和教学实践有机的结合起来,做到以学促研,以研促教,真正实现教学质量的全面提升。
、强化教学过程管理,转变学生的学习方式,提高课堂效益,规范教学常规管理,抓好“五关”。
()备课关。
要求教龄五年以下的教师备详案,提倡其他教师备详案。
要求教师的教案能体现课改理念。
()上课关。
()作业关。
首先要控制学生作业的量,本着切实减轻学生负担的精神,要在作业批改上狠下工夫。
()考试关。
以确保给学生一个公正、公平的评价环境。
()质量关。
、加强教研组凝聚力,培养组内老师的团结合作精神,做好新教师带教工作。
二、常规教学方面:加强教研组建设。
兴教研之风,树教研氛围。
特别要把起始年级新教材的教研活动作为工作的重点。
、教研组要加强集体备课共同分析教材研究教法探讨疑难问题由备课组长牵头每周集体备课一次,定时间定内容,对下一阶段教学做到有的放矢,把握重点突破难点、教研组活动要有计划、有措施、有内容,在实效上下工夫,要认真落实好组内的公开课教学。
、积极开展听评课活动,每位教师听课不少于20节,青年教师不少于节,兴“听课,评课”之风,大力提倡组内,校内听随堂课。
、进一步制作、完善教研组主页,加强与兄弟学校的交流。
我们将继续本着团结一致,勤沟通,勤研究,重探索,重实效的原则,在总结上一学年经验教训的前提下,出色地完成各项任务。
校内公开课活动计划表日期周次星期节次开课人员拟开课内容10月127四王志忠生物圈10月137五赵夕珍动物的行为12月114五赵夕珍生态系统的调节12月2818 四朱光祥动物的生殖镇江新区大港中学生物教研组xx-20X下学期生物教研组工作计划范文20X年秋季生物教研组工作计划化学生物教研组的工作计划生物教研组工作计划下学期生物教研组工作计划年下学期生物教研组工作计划20X年化学生物教研组计划20X年化学生物教研组计划中学生物教研组工作计划第一学期生物教研组工作计划20XX—019学年度第二学期高中英语教研组工作计划XX —XX学年度第二学期高中英语教研组工作计划一.指导思想:本学期,我组将进一步确立以人为本的教育教学理论,把课程改革作为教学研究的中心工作,深入学习和研究新课程标准,积极、稳妥地实施和推进中学英语课程改革。