2017-2018学年鲁科版选修2主题1课题2氨的工业合成教案+课件（2份打包） （2份打包）

课题2氨的工业合成 ●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]。 课　标　解　读 重　点　难　点 1.认识合成氨的反应原理和特点，并能依据化学反应速率和化学平衡原理综合考虑合成氨生产中的相关因素，选择合成氨反应的最佳条件。 2.知道获得大量廉价的氢气是实现合成氨生产的关键问题，知道合成氨工业原料氮气和氢气获得的途径和方法，能够写出相应的化学方程式。 3.能根据合成氨反应的特点分析氮气和氢气不能完全转化的原因，知道循环法使未转化的氮气和氢气得到利用的原理和方法。 4.知道选择适宜的反应条件、确定原料路线、解决未转化完全的原料气的利用是合成氨生产中的主要技术问题。 1.合成氨反应的特点：(1)可逆反应；(2)放热反应；(3)气体体积缩小的反应。(重点) 2.合成氨适宜条件的选择：(1)高压；(2)适当温度；(3)催化剂。(重点) 3.勒夏特列原理在合成氨反应中的应用。(重难点) 4.合成氨工艺流程。(重点) 探索合成氨的最佳条件 1.合成氨反应的化学方程式：N2＋3H2((2NH3。 2．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。这说明温度、压强对这一反应的化学平衡有影响：降温、增压有利于氨的合成。 (2)实际生产中的最佳条件 合成氨一般选择以铁触媒为催化剂，压强在20～50_MPa之间，温度在500_℃左右。 1．合成氨反应为放热反应，在低温下有利于氨的合成，为什么实际上选用了500 °C的高温？ 【提示】　目前，合成氨工业中普遍使用的主要是以铁为主体的多组分催化剂，又称铁触媒。铁触媒在500 °C左右时的活性最大，这也是合成氨反应一般选择在500 °C左右进行的重要原因之一。 如何获得大量廉价的原料气 1.获得氮气的方法：分离空气。 2．获得氢气的方法 方法 反应原理 电解水法 2H2O2H2↑＋O2↑ 煤或焦炭法 C＋H2OCO＋H2 天然气或重油法 CH4＋H2OCO＋3H2 CO＋H2OCO2＋H2 2．评价上述几种制氢方法，你认为哪种方法是最佳选择？ 【提示】　电解水制氢气，电能消耗大，成本高；天然气与煤相比较，天然气输送方便、投资省、能耗低。所以用天然气做合成氨的原料为最佳选择。 怎样利用未转化的氮气和氢气 　 在实际生产中采用了循环法，先通过冷凝把氨从合成塔出来的混合气中分离出来，余下未反应的氮气和氢气的混合气用循环压缩机重新送入合成塔进行反应，同时不断地补充新鲜的原料气，这样氨的合成就形成了一个循环流程，使氮气和氢气得到充分利用。 合成氨条件的选择 【问题导思】　 ①合成氨工业生产的要求是什么？ 【提示】　a．反应有较大的反应速率；b.最大限度地提高平衡混合物中NH3的含量。 ②影响化学平衡移动的外界因素有哪些？ 【提示】　温度、浓度、压强。 ③合成氨实际生产中采用高温、高压、催化剂，其中有利于提高平衡混合物中NH3的百分含量的因素有哪些？ 【提示】　高温不利于平衡正向移