化学反应条件的优化—工业合成氨说课

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第三节化学反应条件的优化——工业合成氨

【议一议】议一议】 1．化学反应速率快，转化率一定高吗？．学反应速率快，转化率一定高吗？答：化学反应速率是描述反应进行快慢的物理量，反应快但转化率学反应速率是描述反应进行快慢的物理量，定高，但是单位时间内产物的产量大。不一定高，但是单位时间内产物的产量大。 2．在合成氨的适宜条件中，①500℃ ．在合成氨的适宜条件中， ℃ ②采用2×107 Pa～5×107 Pa 采用 × ～ ×
1．化工生产适宜条件的选择原则．化工生产选择适宜条件的目的是尽可能加快反应速率和提高反应进行的程节约能源和成本。依据外界条件对反应速率及化学平衡影响的规律，度，节约能源和成本。依据外界条件对反应速率及化学平衡影响的规律，其原则是：其原则是： (1)对任一可逆反应，增大反应物浓度，能提高反应速率和部分或全部反对任一可逆反应，增大反应物浓度，能提高反应速率和部分(或全部或全部)反对任一可逆反应应物的转化率。应物的转化率。实际生产中常利用提高廉价易得原料的浓度来提高另一原料的转化率，如合成氨中过量、工业制硫酸中O 过量等。料的转化率，如合成氨中N2过量、工业制硫酸中 2过量等。
1．合成氨反应是一个放热反应，同时也是气体的物质的量减小的反应。．反应，的反应。因此，温度、压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动，因此，降低温度、增大压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动，在一定的温度、压强下，反应物氮气、氢气的体积比为 1∶3 时，平衡混在一定的温度、压强下，反应物氮气、 ∶ 合物中氨的含量最高。合物中氨的含量最高。 2．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：．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＝kc(N2)c1.5(H2)c－1(NH3) 。＝

【化学课件】化学反应条件的优化——工业合成氨ppt课件

N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH ＝-92.4 kJ·mol-1
根据外界条件对反应速率和反应限度的影响，
请为工业合成氨选择合适的条件：使生产氨气快（速率分析）压强温度催化剂高压高温使用使生成氨气多（平衡分析）高压低温不影响
让我好好想想？
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝-92.4 kJ·mol-1 考虑催化剂的活性
思考：温度是否越高越好？
压强是否越大越好？
考虑设备的耐压能力
外部条件压强
温度催化剂浓度
工业合成氨的适宜条件
2×107～5×107 Pa 适宜温度（500℃左右）催化剂活性大使用铁触媒作催化剂 N2和H2的物质的量比为1:2.8的投料比, 氨
及时从混合气中分离出去
工业上利用某可逆反应生产产品有哪些注意事项？ 1.一般要使用催化剂：
加快化学反应速率，提高生产效率，提高经济效益； 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，还要综合考虑设备
等。
例.(双选)在合成氨工业中，为增加NH3的日产量，下列
变化过程不能使平衡向右移动的是（ BC ）
A.不断将NH3分离出来 B.使用催化剂 C.采用700 K左右的高温 D.采用2×107～5×107 Pa的压强
合成氨工业简述：
1.主要流程：
原料气制取→净化 →压缩 →合成→分离→液氨（造气）（净化） 2.原料气制取：制氮气: 常用压缩液态空气制氢气: 水蒸气
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) Δ H ＝－92.4 kJ/mol

2.4化学反应条件的优化工业合成氨课件上学期高二化学选择性必修1

既要注意外界条件对反应速率和平衡影响的一致性,又要注意外界条件对二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析
增加易得廉价原料,提高难得高价原料的利用率, 从而降低生产成本
从实际生产能力分析
如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性分析
注意温度对催化剂活性的影响
第1讲描述运动的基本概念第2章化学反应的方向、限度与速率
工业生产中,主要从反应限度和反应速率两个角度选择适宜条件,既要考虑增大反应物的转化率,充分利用原料,又要考虑增大反应速率,提高单位时间内的产量,同时还要考虑设备的要求和技术条件。
第1讲描述运动的基本概念第2章化学反应的方向、限度与速率
外部条件温度压强浓度
催化剂
工业合成氨适宜条件的选择
第1讲描述运动的基本概念第2章化学反应的方向、限度与速率
思路点拨选取适宜的化工生产条件时,主要从反应速率和化学平衡移动两方面考虑,同时考虑化工生产中的动力、材料、设备、催化剂等因素的影响。解析催化剂的活性与温度有关,与压强无关,A项错误;氨易液化,N2、H2在实际生产中可循环使用,总体来说合成氨的产率较高,B项正确;合成氨工业选择700 K左右的反应温度,主要从反应速率和催化剂活性两方面考虑,合成氨反应的正反应是放热反应,高温不利于氨气的合成,该温度下催化剂的活性最大,C项错误;增大压强,合成氨反应的平衡正向移动,反应速率增大,有利于合成氨,但压强太大,对设备、动力的要求更高,D项错误。
说法正确吗? ( ✕ )
提示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。
第1讲描述运动的基本概念第2章化学反应的方向、限度与速率

化学反应条件的优化工业合成氨优秀课件

❖ A、0.2 mol.L-1.min-1
B 、 0.6 mol.L-1.min-1
❖ C、0.1 mol.L-1.min-1
D、 0.3 mol.L-1.min-1
二、合成氨工业简述：
1、主要流程：
原料气制取净化压缩
（造气）
（净化）
2、原料气制取：
制氮气:
合成分离
（合成氨）
液氨
压缩液态空气蒸发 N2(先逸出) 物理方法空气碳 CO2(+N2) 分离出CO2 N2 化学方法
1× 105 Pa 15.3
3000C 4000C 5000C 6000C
2.2 0.4 0.1 0.05
1× 107 Pa 81.5
2× 107 Pa 86.4
3× 6× 1× 107 107 108 Pa Pa Pa
89.9 95.4 98.8
52.0 64.2 71.0 84.2 92.6 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5 4.5 9.1 13.8 23.1 31.4
制氢气:
炽热碳
水蒸气 CO+H2
H2O(气)
分离出CO2
CO2+H2
H2
C(S)+H2O(g) CO(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
我国合成氨工业的发展情况：
解放前我国只有两家规模不大的合成氨厂； 1949年全国氮肥产量仅0.6万吨； 1982年达到1021.9万吨，成为世界上产量最高的国家之一。
化学反应条件的优化工业合成氨优秀课件
利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题，从第一次实验室研制到工业化投产，约经历了150年的时间。

《化学反应条件的优化——工业合成氨》教案3

化学反应条件的优化工业合成氨》教案教学目标知识目标：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2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。

［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？答：原理：N2 + 3H2? 2NH3 （正反应为放热反应）2. 合成氨反应的特点？答：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. 选择生产条件的目的是什么？答：尽可能加快反应速率和提高产物产率4. 选择生产条件的依据是什么？答：外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响［课堂习题］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（1xi07pa）,中压（2 xio7pa—3 xi07Pa）,高压（8.5 107Pa—1 xi08Pa）三种类型。

2•温度。

合成氨为放热反应，低温有利于氨的生成。

但是温度越低，反应速率就慢，到达平衡所需要的时间越长，因而单位时间内产量低，这在工业生产中是很不经济的。

高中化学_第4节化学反应条件的优化——工业合成氨教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计第 4 节化学反应条件的优化——工业合成氨1.知道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.初步学会应用化学原理选择化工生产条的思想和方法。

（难点）3.形成用辩证唯物主义观点（对立统一的观点）看待物质、看待世界的习惯。

重点：知道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。

难点：初步学会应用化学原理选择化工生产条的思想和方法。

自主学习合作交流多媒体教师活动学生活动【复习回顾】我们前面学习了化学反应方向和限度，化学反应速率的知识，首先对前三节的知识进行简单复习提名让学生回答，并点评指导把复习回顾内容用于分析合成氨反应指导学生阅读学习目标图片导入氮肥，引入合成氨阅读一篇小文章，引入氨从发现到工业化生产为什么耗时那么长？拓宽思路【板书】化学反应条件的优化 ——工业合成氨【引导】氨从发现到工业化生产为耗时那么长是因为要综合考虑的问题比较多引出目的：多、快、好、省口述填写表格观看本节学习目标阅读文章学生回答：化学反应限度、速率、能耗、环保…… 学生听讲重点难点教学方法教学用具教学过程复习回顾导入新知新课引入设计意图学习目标判断合成氨反应能否自发进行合成氨反应的限度合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)已知298K 时，△H=-92.2kJ ·m ol-1△S=-198.2J · K-1· mol- 1 根据正反应的焓变和熵变分析298K 下合成氨反应能否自发进行。

从焓变角度考虑容易自发进行，但从熵变角度考虑又出现矛盾?如何考虑呢？【板书】合成氨反应的方向△H-T△S＜0 能自发进行引导学生从多开始探讨反应条件【活动探究】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，理论分析什么条件有利于氨的合成？【板书】一、合成氨反应的限度【点拨】给与数据资料支持，如图2-4-3 所示，在不同反应温度、压强下反应达平衡时，平衡混合物中氨含量的测定结果与上述理论分析结果一致。

高二《化学反应原理》第4节化学反应条件的优化——工业合成氨优质课示范课

64.2 38.2 19.1 9.1
71.0 47.0 26.4 13.8
84.2 65.2 42.2 23.1
92.6 79.8 57.5 31.4
【想一想】
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH ＝-92.2 kJ·mol-1
根据外界条件对反应速率和反应限度的影响，
请为工业合成氨选择合适的条件：
Pa
Pa
Pa
Pa
15.3 2.2 0.4 0.1 0.05
81.5 52.0 25.1 10.6 4.5
86.4 64.2 38.2 19.1 9.1
89.9 71.0 47.0 26.4 13.8
95.4 84.2 65.2 42.2 23.1
98.8 92.6 79.8 57.5 31.4
【想一想】思考相同压强时升高温度，反反应应的的程程度度减如小何。变化？
体会课堂探究的乐趣，汲取新知识的营养，让我们一起走进课堂吧！
【拓展视野】
19世纪以前，有远见的化学家曾指出：考虑到将来的粮食问题，为使子孙后代免于饥饿，必须寄希望于科学家能实现大气固氮——将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式。德国化学家哈伯在1913年实现了合成氨的工业生产，满足了20世纪人口由30亿增至 60亿对粮食的需求，因此人们赞扬哈伯是 “用空气制造面包的圣人”。
弗里茨·哈伯
利用氮气、氢气为原料合成氨的工业化生产曾是一个
较难的课题，从第一次实验室研制到工业化投产，约经历
了150年的时间。
反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)看起来十分简单，为
什么合成氨的工业化生产会经历如此漫长的过程？合成氨

2.4 化学反应条件的优化—工业合成氨

T—思考考虑：催温化度剂是的否活越化高温越度好，？必须保持高活性；
P—考虑设备的耐压能力；
考虑催化剂的活性
C—考虑反压应强物是的否最越佳大的越投好料？比例，一般为系数比，及时移出产物；
催化剂—①催化剂中毒，及使用寿命
②催化剂的活化温度范围考，虑催设化备活的性耐最压高能的力点。
还需要考虑哪些问题？
【研讨结果】
浓度压强温度催化剂
使生产氨气快（速率分析）增加反应物浓度
高压高温使用
使生成氨气多（平衡分析）增加反应物浓度
高压低温
无影响
n(N2)︰n(H2)= 1︰在2.特8 定条件下，合成氨反应的速率与反应的物质的浓
NH3%
度的关系为: ν =kC(N2)C1.5(H2)C-1(NH3)
请你根据关系式分析：各物质的浓度对反应速率有哪
外部条件压强
工业合成氨的适宜条件 1×107～1×108 Pa
温度催化剂
浓度
适宜温度（700K左右）催化剂活性大
使用铁触媒作催化剂 N2和H2的物质的量比为1︰2.8的投料比, 氨及时从混合气中分离出去
知识拓展：工业合成氨的生产流程
Thank you for watching !
-33.14 kJ·mol-1＜0 因为ΔH-TΔS ＜0 ，298 K下合成氨反应能自发进行。合成氨反应298K时的平衡常数K=4.1×106（mol·L-1)-2
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH ＝-92.2 kJ·mol-1
根据外界条件对反应速率和反应限度的影响，请为工业合成氨选择合适的条件：
0.6
些影响？可以采取哪些措施来提高反应速率？

化学反应条件的优化工业合成氨说课

用不用催化剂？为什么？
使五用、六铁小作组催化剂
交流研讨
对提出的问题进行小组交流研讨，用多方面综合考虑的科学方法解决问题，收获知识和能力的双重提升。
教学程序
知识整合，归纳小结
归纳总结
结合板书对本节课内容进行整合归纳，使学生得以复习巩固和提升，把握重点难点。
教学程序
整理反思，强化认识
1 合成氨的工业条件的选择：
国工防业工合业成氨
实现农业现代化
教材分析
教学目标
（1）应用化
学反应速率
和化学平衡
原理分析合
知识
成氨的适宜条件；（2）体验实
与际生产条件
技
的选择与理论分析的差
能异；
（3）认识化
学理论知识
在工业生产
中的重要作
用。
（1）提高理
论联系实际的
（1）初步形
基本能力；情成从多方面综
（2）学会把感合思考问题的
普通高中课程标准实验教科书化学反应原理（选修）
第二章第4节
化学反应条件的优化 --工业合成氨
一、教材分析二、学情分析三、教法学法四、教学程序
五、板书设计
教材分析
地位作用
教学目标
重点难点
教材分析
地位作用
本基节础课
化学反应的方向
化工学业反合应成的限氨度
化学反应的速率
本节课
化学工业
重综大合意运义用
反应速率和化学平衡共同作用的结果。
2 工业生产中化学反应条件优化的原则：
不能片面的追求高反应速率或高转化率，而应寻找以较高的反应速率获得适当的平衡转化率的反应条件。还应该考虑原料的价格、未转化的反应物的循环使用、反应热的综合利用等问题。

高中化学《化学反应条件的优化——工业合成氨》教案

高中化学《化学反应条件的优化——工业合成氨》精品教案一、教学目标：1. 让学生了解工业合成氨的反应原理和过程。

2. 使学生掌握化学反应条件的优化方法。

3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。

二、教学内容：1. 工业合成氨的反应原理及过程。

2. 影响化学反应速率的因素。

3. 化学反应条件的优化方法。

4. 实验操作技巧及注意事项。

三、教学重点与难点：1. 工业合成氨的反应原理及过程。

2. 影响化学反应速率的因素。

3. 化学反应条件的优化方法。

四、教学方法：1. 采用多媒体课件辅助教学，直观展示反应原理和过程。

2. 进行实验操作演示，引导学生动手实验。

3. 采用问题驱动教学，引导学生思考和探讨。

五、教学过程：1. 导入新课：介绍工业合成氨的重要性和应用领域。

2. 讲解反应原理：阐述工业合成氨的反应过程及化学方程式。

3. 分析影响反应速率的因素：温度、压力、催化剂等。

4. 讲解化学反应条件的优化方法：如何提高反应速率，降低成本。

5. 实验操作演示：引导学生动手进行实验，观察实验现象。

7. 布置作业：巩固所学知识，提高学生的实际应用能力。

六、教学评价：1. 采用课堂问答、讨论的形式，评估学生对工业合成氨反应原理的理解程度。

2. 通过实验操作，评价学生对化学反应条件优化方法的掌握情况。

3. 布置课后作业，评估学生对课堂所学知识的吸收和应用能力。

七、教学资源：1. 多媒体课件：用于展示工业合成氨的反应原理、过程及影响因素。

2. 实验器材：用于引导学生动手实验，优化化学反应条件。

3. 教学参考书：提供更深入的理论知识，帮助学生拓展视野。

八、教学进度安排：1. 第1-2课时：介绍工业合成氨的反应原理及过程。

2. 第3-4课时：分析影响化学反应速率的因素。

3. 第5-6课时：讲解化学反应条件的优化方法。

4. 第7-8课时：实验操作演示与实践。

九、教学反思：在教学过程中，关注学生的学习反馈，及时调整教学方法和节奏。

针对学生的薄弱环节，加强针对性辅导。

高中化学【化学反应条件的优化—工业合成氨】讲义

化学反应条件的优化—工业合成氨发展目标体系构建1.结合生产实例，讨论化学反应条件的选择和优化，形成从限度、速率、能耗的多角度综合调控化学反应的基本思路，发展“绿色化学”的观念和辩证思维的能力。

2.能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题。

1．合成氨反应的限度(1)反应原理N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·K－1·mol－1。

(2)反应特点(3)影响因素①外界条件：温度、压强，有利于化学平衡向生成氨的方向移动。

②投料比：温度、压强一定时，N2、H2的体积比为时平衡混合物中氨的含量最高。

微点拨：合成氨反应中，为了提高原料转化率，常采用将未能转化的N2、H2循环使用的措施。

2．合成氨反应的速率(1)提高合成氨反应速率的方法(2)浓度与合成氨反应速率之间的关系在特定条件下，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＝kc(N2)·c1.5(H2)·c－1(NH3)，由速率方程可知：N2或H2的浓度，NH3的浓度，都有利于提高合成氨反应的速率。

微点拨：温度升高k值增加，会加快反应速率；同时加入合适的催化剂能降低合成氨反应的活化能，使合成氨反应的速率提高。

3．合成氨生产的适宜条件(1)合成氨反应适宜条件分析工业生产中，必须从和两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的，同时还要考虑设备的要求和技术条件。

(2)合成氨的适宜条件序号影响因素选择条件1 温度反应温度控制在左右2 物质的量N2、H2投料比3 压强1×107～1×108 Pa4 催化剂选择铁做催化剂5 浓度使气态NH3变成液态NH3并及时分离出去，同时补充N2、H2(3)合成氨的生产流程的三阶段1．判断对错(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。

《2.4化学反应条件的优化-工业合成氨》参考课件

三、合成氨反应的速率
交流·研讨催化剂对氨的合成反应速率的影响
条件
△ E /KJ/mol
k(催)/k(无)
无催化剂使用Fe催化剂
335 3.4×1012(700k的速率提高上万亿倍。因此，要实现合成氨的工业化生产，使用适宜的催化剂是最有效的途径。
使用铁触媒作催化剂
2NH3(g) (2体积)
已知298K时: △H= -92.2KJ·mol-1 ， △S = -198.2J·K-1·mol-1
。
∆H-T△S=-92.2KJ·mol-1-298K×（-198.2KJ·K·mol-1×10-3 ） = -33.1KJ·mol-1＜0
常温(298 K)下,能自发进行
① 可逆反应
②熵减小的反应
③正反应气体体积缩小 ④正反应是放热反应
二、合成氨反应的限度
目标：合成氨的平衡转化率越大越好 N2(g) +3H2(g)⇌2NH3(g) △H = - 92.2kJ·mol-1 如何从温度、浓度、压强角度提高合成氨的平衡转化率？
因素
反应特点
相应措施
温度
放热
浓度
压强
正向反应分子数减小
低温
的量之比为9 ：3 ：4，则此时N2的转化率为（ A）
A.10%
B.20%
C.15%
D.30%
5、已知2SO2(g)＋O2(g)
V2O5 △
2SO3(g) ΔH<0的实验数据如下表：
温度
不同压强下SO2的转化率(%) 1×105Pa 5×105Pa 1×106Pa 5×106Pa
450 ℃ 97.5
化学热力学
化学动力学
化学反应的方向

《化学反应条件的优化-工业合成氨》教学设计

《工业合成氨》教学设计高二化学李琳2011/10/11【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。

本节教材体现了化学反应速率和化学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，也可进一步加深对所学理论的理解。

通过本节课的学习，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；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。

【学情分析】学生通过对前两节的学习，已经掌握了温度、浓度等外界条件对化学平衡的影响和影响化学反应速率的因素，具有了相应的知识基础。

学生刚刚学完这部分内容感觉比较抽象，不容易理解，在学习过程中需要老师去引导，循序渐进，在复习基础知识的基础上，讨论合成氨反应的特点，从而探讨出工业生产所需的合适条件.但对于如何处理从化学热力学角度实现高转化率所需的条件与从动力学角度实现高速率所需的条件的矛盾，以及实际生产中还要考虑成本、经济效益的等多方面因素存在疑问。

【设计思路】新课程理念倡导学生能够从问题和任务出发，积极主动地通过自主学习、交流研讨、合作探究等活动，以获取知识和技能、发展能力、培养情感体验为目的的学习方式，本课例是以此为指导思想展开的。

本节课的重点是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，教学主旨是使学生了解应用化学反应原理选择化工生产条件的思路和方法，初步形成从多方面综合思考问题的意识。

1、通过自主学习，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交流研讨，引导学生应用化学反应原理选择化工生产条件的思路和和方法3达标练习，学以致用了解化学理论在实际生产中的应用。

在本节课的各教学环节中，力争做到（1）联系生活实际，合理创设情境，激发学生学习兴趣；（2）强化学生主体地位，引导学生积极参与；（3）采用自主、合作、探究的方式，并对学生进行全方位、多角度的启发和指导，让学生真正成为学习的主人。

根据诱思探究理论，结合学生已有的知识储备和学习内容的特点，本节课设计主要分为三个认知层次：一、创设情境，激发兴趣从化学反应N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)看起来十分简单而氮、氢为原料合成氨从第一次实验室研制到工业化投产，经历了约130年漫长的发展过程入手，然后[投影] 合成氨的车间外貌和生产设备图提出质疑：合成氨工厂为什么需要那么庞大而复杂的生产设备和特殊的生产条件？让学生心中产生疑问，从而激发学生的学习兴趣。

第4节化学反应条件的优化——工业合成氨

栏目导引
第2章化学反应的方向、限度与速率
(1)有利于加快合成氨反应速率的措施有哪些？ (2)有利于合成氨反应平衡正向移动的措施有哪些？答案：(1)增大反应物浓度，升高温度，增大压强，使用催化剂等。 (2)增大反应物浓度，及时分离出生成物，降低温度，增大压强等。
栏目导引
第2章化学反应的方向、限度与速率
化学反应适宜条件选择的理论分析
外界条件
浓度
有利于速率高的条件控
增大反应物的浓度
有利于平衡右移的条件控制
综合分析结果
增大反应物的浓
增大反应物的浓度、减小产物的浓
度、减小产物的浓度，不断地补充反
度
应物，及时地分离
出产物
栏目导引
第2章化学反应的方向、限度与速率
外界有利于速率提有利于平衡右移条件高的条件控制的条件控制
高压(有气体参加)
ΔV(g)＜0 高压
ΔV(g)＞0
在设备条件允许的前提下，尽量采取高压兼顾速率和平衡，
低压
选取适宜的压强
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第2章化学反应的方向、限度与速率
对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施加高压，下列叙述中正确的是( ) A．都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响 B．都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间 C．都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响 D．催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用
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第2章化学反应的方向、限度与速率
3．在容积相同的四个密闭容器中，分别充入下列四组混合气体，并加入适当的催化剂，在 673 K 时建立化学平衡，H2 的转化率由大到小的顺序是______________________________。 ①1 mol N2＋3 mol H2 ②2 mol N2＋3 mol H2 ③1 mol N2＋4 mol H2 ④1 mol N2＋4 mol H2＋0.5 mol NH3

化学反应条件的优化——工业合成氨PPT课件(上课用)1

答案： C
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第二章化学反应的方向、限度与速率
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第二章化学反应的方向、限度与速率
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化工生产选择适宜条件的思路对于某一特定的实际反应，选取适宜的外界条件的基本思路如下： 1．从可逆性、反应前后气体系数的变化、焓变三个角度分析化学反应的特点。 2．根据反应特点具体分析外界条件对速率和平衡的影响；从速率和平衡的角度进行综合分析，再充分考虑实际情况，选出适宜的外界条件。
第4节化学反应条件的优化
——工业合成氨
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第二章化学反应的方向、限度与速率
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1．认识合成氨的化学原理。 2．应用化学平衡和化学反应速率的有关知识选择合成氨的条件。 3．了解合成氨生产的主要流程。 4．了解工业条件选择的依据和原则。
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第二章化学反应的方向、限度与速率
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第二章化学反应的方向、限度与速率
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第二章化学反应的方向、限度与速率
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(2011·东城区高二质检)在硫酸工业中，通过下列反应使 SO2 氧化成 SO3：2SO2(g)＋O2(g)催化 △剂2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·mol－ 1。
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第二章化学反应的方向、限度与速率
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2．合成氨反应的限度 (1) 降低温度、增大压强将有利于化学平衡向生成氨的方向移动。
(2) 在一定温度、压强下，反应物氮气、氢气的体积比为 1∶3 时平衡混合物中氨的含量最高。
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第二章化学反应的方向、限度与速率
铁为主的多成分催化剂，又称
②理论依据：加快反应速率。
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高中化学第二章第4节化学反应条件的优化---工业合成氨

例2．有平衡体系：CO(g)＋2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH<0，为了增加甲
醇(CH3OH)的产量，应采取的正确措施是( B )
A．高温、高压
B．适宜温度、高压、催化剂
C．低、低压
D．高温、高压、催化剂
例 3．硫酸是一种重要的化工产品，目前主要采用“接触法”进行生产。有关接触氧化反应 2SO2
1．反应原理
N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH（298 K）＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·K－1·mol－1。
2．反应特点
正反应是气体体积减小的反应，ΔH < 0，ΔS 0；吉布斯自由能
ΔG=
（公式）= -33.1 （298K时数值） < 0，常温下能自发
进行。
三、合成氨反应的适宜条件 1．合成氨反应适宜条件分析工业生产中，必须从反应限度和反应速率两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件。
2．合成氨的适宜条件（课本80页）
序号影响因素
选择条件
1
温度
反应温度控制在 700K 左右
2
物质的量
N2、H2投料比 1:2.8（78页）
3
压强
1×107～ 1×108 Pa（低压、中压、高压）
4
催化剂
选择铁作催化剂
例1．下列有关工业合成氨的叙述中正确的是(CD ) A．温度升高，不利于提高合成氨的反应速率 B．工业上选择合适的条件，可以使氮气全部转化为氨 C．合成氨反应平衡的移动受温度、浓度、压强等因素的影响 D．使用铁触媒，可以使氮气和氢气化合速率明显增大