合成氨工业教案
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。
```
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。
工业合成氨教学案
文登天福山中学高二化学备课组学案新授第二章第四节化学反应条件的优化－工业合成氨导学案【学习目标】1. 明白工业生产条件选择的依据和原理2. 知道合成氨原理，逐步学会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。
【重点、难点】工业合成氨条件的选择过程【自主学习】（一）合成氨的工业生产：1. 反应特点：N2（g）＋3H2（g ）2NH3（g）________反应，正向△H______0，正向△n（g）______02. 反应的自发性和限度【算一算】已知在298K时，合成氨反应的△H＝－92.2kJ·mol－1，△S＝－198.2J·K－1·mol－1计算该反应在298K时能否自发进行（二）选取合适的反应条件的依据1. 从可逆性、反应前后气体的体积变化、焓变三个角度分析化学反应的特点。
2. 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。
浓度：温度：压强：催化剂：3. 各种外界条件对速率和平衡的具体影响：（1）压强：温度一定时，增大混合气体的压强对合成氨的速率和平衡都有利，但压强越大需要的动力越大，对材料和设备的制造要求越高，一般采用2×107~5×107Pa（2）温度：从平衡的角度考虑，合成氨低温有利，但是温度过低反应速率很慢，需要很长时间才能达到平衡，很不经济，所以实际生产中，采用700K左右的适宜温度（在此温度时催化剂的活性最大）。
（3）催化剂：为了加快反应速率，采用以铁为主的铁催化剂。
（4）浓度：不断的补充氢气和氮气，及时的分离出氨气。
4. 合成氨的适宜条件：500℃、铁触媒、2×107~5×107Pa；原料气循环操作过程；N2与H2浓度比约为1∶2.8【总结】：1、合成氨反应有何特点？2、工业合成氨的适宜条件有哪些？【自我检测】1、有平衡体系CO（g）＋2H2（g ）CH3OH（g），△H＜0。
《化学反应条件的优化-工业合成氨》教学设计
《化学反应条件的优化-工业合成氨》教学设计《化学反应条件的优化——工业合成氨》教学设计蒙城第一中学刘文永【三维目标】知识与技能：1．能从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；过程与方法：学会对数据、图像的分析处理能力情感态度与价值观：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：N 2(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；（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。
《工业合成氨》 学历案
《工业合成氨》学历案一、学习目标1、了解合成氨反应的化学方程式和反应条件。
2、理解合成氨反应的热力学和动力学原理。
3、掌握合成氨工业中的工艺流程和主要设备。
4、认识合成氨工业的发展历程和重要意义。
二、学习重难点1、重点（1）合成氨反应的化学原理。
（2）合成氨工业的工艺流程和主要设备。
2、难点（1）合成氨反应的热力学和动力学分析。
（2）如何优化合成氨工业的生产条件以提高产率和经济效益。
三、知识回顾1、化学反应速率的影响因素有哪些？2、化学平衡的移动原理是什么？四、知识讲解（一）合成氨反应的化学方程式工业合成氨的反应方程式为：N₂＋ 3H₂⇌ 2NH₃。
这是一个可逆反应，即在一定条件下，反应既可以向正反应方向进行，生成氨气，也可以向逆反应方向进行，氨气分解为氮气和氢气。
（二）合成氨反应的热力学原理从热力学角度来看，合成氨反应是一个放热反应，同时也是一个气体分子数减少的反应。
这意味着降低温度和增大压强有利于反应向生成氨气的方向进行。
但温度过低会导致反应速率过慢，所以需要在温度和压强之间找到一个合适的平衡点。
（三）合成氨反应的动力学原理从动力学角度分析，提高反应温度、增加反应物浓度、使用合适的催化剂等都能加快反应速率。
在合成氨反应中，使用铁触媒作为催化剂，可以显著提高反应速率。
（四）合成氨工业的工艺流程合成氨工业的工艺流程大致包括以下几个步骤：1、原料气的制备氮气通常来自空气，通过分离液态空气的方法获得。
氢气的来源则较为多样，常见的有天然气、煤等化石燃料的水蒸气重整。
2、原料气的净化制备得到的氮气和氢气中通常含有杂质，如一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等。
这些杂质会使催化剂中毒，降低反应效率，因此需要通过一系列的净化方法将其除去。
3、压缩和预热净化后的氮气和氢气经过压缩，提高压强，然后进行预热，为反应做好准备。
4、合成反应在合成塔中，氮气和氢气在高温、高压和催化剂的作用下发生反应，生成氨气。
5、氨的分离反应后的混合气中含有氨气、未反应的氮气和氢气等。
《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。
《氨的工业合成》教案1
《氨的工业合成》教案1《氨的工业合成》教案●课标要求1．了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。
2．认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义。
●课标解读1.能根据合成氨反应的特点，依据勒·夏特列原理选择适合氨合成的反应条件。
2．明确合成氨工业流程以及各设备的作用或反应原理。
●教学地位合成氨工业是《课程标准》中明确要求的内容，也是高考的高频考点，尤其是化学平衡移动原理在合成氨反应中的应用。
合成氨适宜条件的选择、工艺流程中各环节的操作等更是高考的热点。
●新课导入建议●教学流程设计课前预习安排：看教材P6－10，填写[课前自主导学]，并完成[思考交流]。
?步骤1：导入新课，本课时教学地位分析。
?步骤2：建议对[思考交流]进行提问，反馈学生预习效果。
?步骤3：师生互动完成探究1，可利用[问题导思]①、②、③的设问作为主线。
步骤7：通过[例2]和教材P8－10“如何获得大量廉价的原料气”讲解研析，对“探究2、合成氨的生产工艺及原料气的制备”中注意的问题进行总结。
?步骤6：师生互动完成“探究2”，利用[问题导思]①、②、③的设问作为主线。
?步骤5：指导学生自主完成[变式训练1]和[当堂双基达标]第1、2、5题。
?步骤4：通过[例1]和教材P6－8“探究合成氨的最佳条件”的讲解研析，对“探究1、合成氨条件的选择”中注意的问题进行总结。
步骤8：指导学生自主完成[变式训练2]和[当堂双基达标]中的3、4题。
?步骤9：引导学生自主总结本课时知识框架，然后对照[课堂小结]。
安排课下作业完成[课后知能检测]。
1.2232．合成氨反应的特点：(1)可逆反应；(2)放热反应；(3)气体总体积缩小的反应。
3．合成氨最佳条件的选择(1)理论分析从化学反应速率的角度看，升温、加压以及使用催化剂都可以使合成氨的化学反应速率增大。
从化学平衡的角度看，平衡混合气中氨的含量随着温度的升高而降低，随压强的增大而提高。
合成氨工业教案
第3讲 化学反应速率 合成氨工业[考纲要求] 1.了解化学反应速率的概念、化学反应速率的定量表示方法。
2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识其一般规律。
4.了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
考点一 化学反应速率1． 表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
2． 数学表达式及单位v ＝Δc Δt ，单位为mol·L －1·min －1或mol·L －1·s －1。
3． 规律同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。
深度思考1．化学反应速率是指瞬时速率还是平均速率？能否用固体或纯液体表示化学反应速率？答案化学反应速率一般指平均速率；不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度在化学反应中视为定值。
2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显()(2)由v ＝Δc Δt 计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值 ( )(3)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同( ) 答案 (1)× (2)× (3)√题组一 “v ＝Δc Δt ”的应用1． 某温度时，在2 L 容器中X 、Y 、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
由此分析，该反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________；从反应开始至2 min 时，Z 的反应速率为____________。
答案 3Y ＋Z 2X 0.025 mol·L －1·min －1解析 找出2 min 内X 、Y 、Z 三种物质的浓度变化量为Δc (X)＝0.2 mol 2 L ＝0.1 mol·L －1，Δc (Y)＝1.0 mol －0.7 mol 2 L＝0.15 mol·L －1，Δc (Z)＝1.0 mol －0.9 mol 2 L＝0.05 mol·L －1。
高中化学《工业合成氨》优质课教学设计、教案
第四节化学反应条件的优化——工业合成氨【教材分析】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，已经掌握了反应方向的判断，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。
【教学目标】知识与技能：1. 应用化学反应速率和化学平衡原理，学会理论联系实际选择合成氨生产的适宜条件。
过程与方法：1.通过理论联系实际的过程，认识化学反应原理在化工生产中的重要作用。
2.通过体验合成氨条件的选择和优化的过程，培养分析推理能力。
情感态度与价值观：1.感悟化学原理对生产实践的指导作用，并懂得一定的辩证思维和逻辑思维2.通过体检发现矛盾、解决矛盾的过程，激发探索科学的学习热情。
【重点难点和难点】1.合成氨适宜条件的选择2.化学反应原理应用与生产实际综合因素的分析。
【教学方法】启发式教学法、小组讨论法【教学手段】多媒体，学案导学【教学过程】【情景引入】介绍工业合成氨的历史背景以及在合成氨过程中做出突出贡献的两位科学家哈伯与博施， 提出问题：科学家哈伯是如何寻找合成氨的条件的博施又是怎样实现工业合成氨的？这节课我们就追逐着这些科学家的足迹，了解工业合成氨的历程。
工业合成氨公开课教案教学设计课件案例试卷题
3 探讨问题1：压强的选择
知识梳理
问题描述
既然速率和平衡 都需要高压，那 么是不是压强越
高越好？
工业实际
结论
考虑设备的 承受能力
20MP—50MP
4 探讨问题2：温度的选择
知识梳理
问题描述
从速率角度考虑需 要高温，从平衡角 度考虑需要低温， 那么怎么样的温度
比较合适呢？
工业实际
考虑催化剂 的活性
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500 ℃左右的高温 （D）采用较高的压强
C 2、在合成氨时，可以提高H2转化率的措施是（ ）
(A)延长反应时间
(B)充入过量H2
(C)充入过量N2
(D)升高温度
结论 500℃
5 探讨问题3：其他条件的选择
知识梳理
其他影响因素 浓度
催化剂
采取措施 氮气、氢气循环使用 及时分离氨气
使用铁触媒做催化剂
6 合成氨工业条件的最终确定知识小结Fra bibliotek外部条件
条件选择
压强 温度 催化剂 反应物浓度 生成物浓度
20MP—50MP 500℃ 铁触媒 原料气循环使用 及时分离氨气
1 工业合成氨的化学原理
原理在线
高温高压
N2+3H2 催化剂 2NH3
2
知识梳理
工业合成氨条件的选择
高温高压
N2+3H2 催化剂 2NH3 △H＜0
外部条件
压强 温度 催化剂 反应物浓度 生成物浓度
如何生产的快？ 速率分析 高压 高温 使用催化剂 增大浓度 增大浓度
如何生产的多？ 平衡分析 高压 低温 无影响 增大浓度 减小浓度
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。
《工业合成氨》 教学设计
《工业合成氨》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）了解工业合成氨的反应原理、主要设备和工艺流程。
（2）理解温度、压强、浓度等条件对合成氨反应平衡和反应速率的影响。
（3）掌握化学平衡移动原理在工业合成氨中的应用。
2、过程与方法目标（1）通过对工业合成氨反应条件的分析和讨论，培养学生运用化学平衡移动原理解决实际问题的能力。
（2）通过对工业合成氨工艺流程的学习，培养学生的观察能力和分析归纳能力。
3、情感态度与价值观目标（1）感受化学科学对工业生产和社会发展的重要作用，激发学生学习化学的兴趣和热情。
（2）培养学生的创新意识和可持续发展观念，增强学生的社会责任感。
二、教学重难点1、教学重点（1）工业合成氨的反应原理和化学平衡移动原理的应用。
（2）温度、压强、浓度等条件对合成氨反应的影响。
2、教学难点（1）综合考虑各种因素，选择适宜的工业合成氨条件。
（2）理解工业合成氨工艺流程中的循环操作和能量利用。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验探究法、多媒体辅助教学法四、教学过程1、导入新课通过展示农业生产中对氮肥的大量需求，引出合成氨工业的重要性，从而导入新课。
2、知识讲解（1）合成氨的反应原理讲解氮气和氢气在一定条件下反应生成氨气的化学方程式：N₂＋3H₂⇌ 2NH₃，并介绍该反应的特点：可逆反应、放热反应、气体体积减小的反应。
（2）化学平衡移动原理回顾化学平衡移动原理的内容，即勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
（3）反应条件对合成氨的影响①温度从反应速率和化学平衡两个角度分析温度对合成氨反应的影响。
升高温度可以加快反应速率，但不利于化学平衡向生成氨气的方向移动；降低温度有利于化学平衡向生成氨气的方向移动，但会减慢反应速率。
综合考虑，工业上选择 500℃左右的温度。
②压强增大压强可以加快反应速率，同时使化学平衡向生成氨气的方向移动。
但过高的压强对设备要求高，成本增加。
《工业合成氨》 学历案
《工业合成氨》学历案一、学习目标1、了解工业合成氨的化学原理。
2、掌握工业合成氨的反应条件和工艺流程。
3、理解工业合成氨的重要意义和面临的挑战。
二、知识准备1、化学反应速率和化学平衡的相关知识。
2、氮气和氢气的性质。
三、学习过程（一）工业合成氨的化学原理工业合成氨的化学反应方程式为：N₂＋ 3H₂⇌ 2NH₃。
这是一个可逆反应，即在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行。
氮气（N₂）是一种非常稳定的气体，要使其与氢气（H₂）发生反应，需要一定的条件。
在这个反应中，氮气分子中的氮氮三键非常牢固，要打破它需要较高的能量。
而氢气分子中的氢氢键相对较容易断裂。
（二）工业合成氨的反应条件1、温度温度对反应速率和化学平衡都有影响。
升高温度可以加快反应速率，但对于这个反应，温度过高会使平衡向逆反应方向移动，降低氨气的产率。
经过综合考虑，工业上一般选择在 400 500℃的温度条件下进行合成氨反应。
2、压强增大压强可以使反应向气体体积减小的方向移动，即向生成氨气的方向移动。
但过高的压强对设备的要求很高，会增加生产成本。
因此，工业上通常采用 10 30MPa 的压强。
3、催化剂使用合适的催化剂可以大大加快反应速率。
在工业合成氨中，常用的催化剂是铁触媒。
（三）工业合成氨的工艺流程1、原料气的制备氮气通常通过将空气液化，然后利用氮气和氧气沸点的不同进行分离得到。
氢气则主要通过水煤气法或烃类蒸汽转化法来制取。
2、原料气的净化制备得到的氮气和氢气中往往含有杂质，如一氧化碳、二氧化碳、水蒸气等。
这些杂质会使催化剂中毒，降低反应效率，因此需要进行净化处理。
3、压缩和合成经过净化的氮气和氢气按照一定的比例混合，然后通过压缩机加压，进入合成塔进行反应。
在合成塔中，在适宜的温度、压强和催化剂作用下，氮气和氢气反应生成氨气。
4、氨气的分离从合成塔出来的混合气体中含有氨气、氮气和氢气等。
通过冷却，使氨气液化，从而将氨气分离出来。
工业合成氨教案
信息化教学设计判断合成氨反应能否自发进行检验，终于证实了能斯特的计算错误，合成氨反应是能发生的。
【请你算一算】合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已知298K时，△·mol-1△·K-1·mol-1请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。
·mol-1〕＜0298K时，合成氨反应是可以自发进行的。
帮助哈伯走出困境合成氨反应的限度合成氨反应的速率【播放音频】资料二哈伯经过多次实验，发现：在高温条件下这个反应会进行。
但是，他还发现：当温度升高到1000℃时，氨的产率仅为0.012%，还不如低温时的产率；降低反应温度时，反应却又变得十分缓慢。
哈伯的研究陷入困境。
【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，分析什么条件有利于氨的合成？【板书】一、合成氨反应的限度【讲述】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。
进一步研究发现，在一定的温度、压强下，反应物氮气、氢气的体积比为1：3时平衡混合物中氨的含量最高。
【过渡】在寻找最正确的生产条件时，除了考虑反应的限度时，还需要研究采取哪些措施来提高化学反应速率。
【板书】二、合成氨反应的速率【交流·研讨】1、结合影响反应速率的因素，思考什么条件能提高合成氨反应的速率？2、实验说明，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为v =kc(N2)c(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些影响？可以采取哪些措施来提高反应速率？学生讨论分析反应特点：合成氨反应为放热、气态物质系数减少的可逆反应。
学生讨论答复：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、H2的体积比为1：3时平衡混合物中氨的含量最高。
学生观看图2-4-3进行分析。
化学反应条件的优化——工业合成氨教案
化学反应条件的优化——工业合成氨教案一、教案概述本节课是关于化学反应条件优化的实践教案，以工业合成氨为例进行讲解。
通过本课的学习，学生将了解到工业合成氨反应的原理、反应条件以及反应条件优化的重要性。
二、教学目标1.理解工业合成氨反应的原理；2.熟悉工业合成氨反应的常见条件；3.了解如何优化工业合成氨反应的条件。
三、教学内容及安排1.工业合成氨反应的原理介绍（10分钟）1.1反应方程式：N2+3H2→2NH31.2反应原理：利用铁催化剂，在高压和高温条件下将氮气和氢气反应生成氨气。
2.工业合成氨反应的常见条件（20分钟）2.1温度条件：常用温度为400-500°C。
2.2 压力条件：反应需要高压环境，常用压力为100-250 atmospheres。
2.3催化剂：常用的催化剂为铁，常与铝、钙等材料进行混合制备。
2.4反应时间：通常需要较长的反应时间，一般为12-24小时。
3.工业合成氨反应条件优化（30分钟）3.1温度优化：随着温度的升高，反应速率会提高，但是也会导致副反应的增加，因此需在速率与选择性中寻找平衡点。
3.2压力优化：随着压力的增加，氮气和氢气的压力差减小，反应动力学变得更有利，但是高压条件下的设备成本较高，需要紧密控制系统的安全性。
3.3催化剂优化：改变催化剂的组成、制备方法和载体等，可以提高反应速率和选择性。
3.4反应时间优化：通常较长的反应时间会使得反应达到平衡，但是长时间反应使得设备利用率较低，需要平衡利用率和产量之间的关系。
4.案例分析及讨论（20分钟）4.1案例一：温度和压力的优化4.2案例二：催化剂优化4.3案例三：反应时间的优化5.课堂小结及延伸（10分钟）5.1课堂小结：总结工业合成氨反应条件的优化方法，并强调其重要性。
5.2延伸学习：推荐学生深入了解其他工业反应条件的优化方法。
四、教学方法及手段1.讲授法：通过讲解工业合成氨反应的原理以及反应条件，向学生传递知识。
合成氨条件的选择化学教案
合成氨条件的选择化学教案教学目标：1. 了解合成氨的反应原理及工业生产过程。
2. 掌握合成氨反应条件的选择及其对反应的影响。
3. 能够运用化学知识分析实际生产问题，提出优化生产的建议。
教学重点：1. 合成氨的反应原理及工业生产过程。
2. 合成氨反应条件的选择及其对反应的影响。
教学难点：1. 合成氨反应条件的选择及优化。
2. 实际生产中合成氨工艺的改进。
教学准备：1. 教材或教学资源。
2. 投影仪或白板。
3. 教学课件或幻灯片。
教学过程：第一章：合成氨的反应原理1.1 氨的性质与应用1.2 合成氨的反应方程式1.3 氮气和氢气的来源与制备第二章：工业合成氨的生产过程2.1 工业合成氨的流程简介2.2 原料气的制备与净化2.3 合成塔的操作条件与控制第三章：合成氨反应条件的选择3.1 温度对合成氨反应的影响3.2 压力对合成氨反应的影响3.3 氢气与氮气的摩尔比（氢气纯度）对合成氨反应的影响3.4 催化剂的选择与应用第四章：合成氨反应条件的优化4.1 温度与压力的匹配4.2 氢气与氮气的摩尔比（氢气纯度）的优化4.3 催化剂的活性与选择性第五章：实际生产中合成氨工艺的改进5.1 合成氨工艺的改进与发展5.2 环保与节能措施5.3 合成氨工业的未来发展趋势教学总结：通过本章的学习，学生应了解合成氨的反应原理及工业生产过程，掌握合成氨反应条件的选择及其对反应的影响。
学生应能够运用化学知识分析实际生产问题，提出优化生产的建议。
第六章：温度对合成氨反应的影响6.1 温度对反应速率的影响6.2 温度对平衡位置的影响6.3 温度对催化剂活性的影响第七章：压力对合成氨反应的影响7.1 压力对反应速率的影响7.2 压力对平衡位置的影响7.3 压力对设备的要求与设计第八章：氢气与氮气的摩尔比（氢气纯度）对合成氨反应的影响8.1 氢气与氮气的摩尔比对反应速率的影响8.2 氢气与氮气的摩尔比对平衡位置的影响8.3 氢气与氮气的摩尔比的选择与控制第九章：催化剂的选择与应用9.1 催化剂的种类与作用机理9.2 催化剂的活性与选择性9.3 催化剂的寿命与再生第十章：合成氨工业的环保与节能措施10.1 合成氨工业的环境影响10.2 废气处理与资源化利用10.3 节能技术与设备的改进教学总结：通过本章的学习，学生应深入了解合成氨反应条件的选择及其对反应的影响，掌握温度、压力和氢气与氮气的摩尔比等因素对合成氨反应的影响规律。
高中化学_工业合成氨教学设计学情分析教材分析课后反思
教学过程设计学情分析1．学生的认知、思维水平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。
2.学生的学习方式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。
2.学生已有知识基础通过本章前三节的学习，学生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。
本教学案例中教材分析与处理合理得当，教学目标设定全面，教学步骤设计精细，教学程序符合学生的认知规律和化学知识的内在逻辑结构。
引导学生从化学反应速率和化学平衡原理两个维度选择合成氨的适宜条件，注重科学方法的引导，让学生通过教材中提供的“交流·研讨”组织学生展开讨论，使学生深刻体会化学理论的学习对生产实践的指导作用。
教学过程中，将课堂主动权交给学生，确立了学生的主体地位。
教师以学生的高层次思维训练为主线，把合作与探究结合起来，让学生始终保持着探究的兴趣和热情，真正地落实了课堂教学的三维目标。
教材分析本节教学设计使用科学技术出版社《化学反应原理（选修）》第2章第4节《化学反应条件的优化——工业合成氨》一课时教学内容。
本节内容是前三节“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。
本课是在学习了化学反应速率和化学平衡的基础上，了解简单的工业合成氨的生产过程。
在教学设计中突出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，使学生懂得工业生产中提高经济效益必须依靠科学和技术。
合成氨工业教案
合成氨工业教案教学目标知识技能：初步认识合成氨的化学原理；了解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；了解合成氨生产的主要流程。
能力培养：思维能力，自学能力。
科学思想：渗透辩证唯物主义观点；关心环境、能源。
科学品质：进行爱国主义教育，培养学生进取、创新的优良品质。
科学方法：资料和事实的处理，科学抽象。
重点、难点合成氨工业生产适宜条件的选择。
教学过程设计【设问】选择生产条件的依据是什么？【评价并板书】依据：外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律。
【提问】请写出合成氨的化学方程式，并分析该反应特点。
书写化学方程式：N+3H2NH+Q。
分析反应特点：氨的合成是放热的气体体积缩小的可逆反应为讨论合成氨适宜生产条件作准备。
教师活动学生活动设计意图【评价并板书】N＋3H22NH3＋92.4kJ。
合成氨反应的特点：放热的、气体体积缩小的可逆反应。
【投影】课堂练习请完成下表。
已知：化学反应N＋3H22NH3＋92.4kJ理解并完成下表：从化学反应速率和化学平衡两个方面来分析，提高分析问题的能力。
【指导阅读】要求学生利用课本第16页表1-1，检查自己的判断是否正确，体会理论对实际的指导作用。
参看表1－1，检查自己的判断是否正确。
培养科学方法（资料的处理）。
【设问】根据合成氨反应特点，我们应该选择什么样的生产条件？【指导阅读】自学课本第16～17页后回答。
【评价并板书】适宜条件：500℃铁触媒，2×10～5×10Pa；【补充板书】循环操作过程（且N 与H 浓度比为1∶3）自学课本第16～17页。
小结适宜条件是500℃，铁触媒；2×10～5×10Pa。
理解并笔记。
培养学生自学能力，概括能力。
【设问】选择适宜生产条件的原则讨论出：注意浓度、压强、温激励探究7 777，遍性的哲学观点。
教师活动学生活动 设计意图【课堂练习】根据反应：2SO 2＋O 22SO 3＋Q进一步讨论选择适宜的生产条件。
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合成氨工业教案
教学目标
知识技能：初步认识合成氨的化学原理；了解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；了解合成氨生产的主要流程。
能力培养：思维能力，自学能力。
科学思想：渗透辩证唯物主义观点；关心环境、能源。
科学品质：进行爱国主义教育，培养学生进取、创新的优良品质。
科学方法：资料和事实的处理，科学抽象。
重点、难点合成氨工业生产适宜条件的选择。
教学过程设计
2NH
2
平衡两个方面来
分析，提高分析
问题的能力。
2
CO CO
附1：随堂检测答案
1．解析：因催化剂不影响化学平衡，合成氨是放热反应，降温有利于平衡向生成氨的方向移动。
答案：（B）、（C）
2．（1）加快反应速率（2）提高催化剂活性（3）温度过高不利于SO3生成常压下SO2转化率已经很高通入过量空气
3．解析：注意本题反应方程式未配平，而工业生产要求成本低、原料利用率高、反应条件相对比较温和。
答案：（C）
附2：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，解放后合成氨工业有了迅速发展。
1949年全国氮肥产量仅0.6万吨，而1982年达到1021.9万吨，成为世界上产量最高的国家之一。
改革开放以来，我国引进了一批年产30万吨氮肥的大型化肥厂设备。
17我国自行设计和建造的上海吴泾化工厂也是年产30万吨氮肥的大型化肥厂。
这些化肥厂以天然气、石油、炼油气等为原料，生产中能量损耗低，产量高，技术和设备都很先进。