课题2　人工固氮技术──合成氨教学设计(第一课时)

人工固氮技术合成氨教案

葫芦岛市第二高级中学

张娜

教学目标

知识素质要求：初步了解氮的固定，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

教师活动

课前5分钟小测有关氮及氮的化合物的方程式。

学生活动

写出有关方程式。

设计意图

了解学生对知识的熟悉度

[投影]雷雨发庄稼的图片及介绍

。

了解有关的方程式。 引入新课，激发兴趣。

[陈述]随着人口的增长，人们对粮食的需

求越来越大，农业必须发展起来，随着农业的发展，对氮肥的需求量在迅速增长。聆听思考 开发学生的思维空间

但我们知道游离态的氮大量存在于空气之中，地壳中的氮的含量只有0.04%，大

气中氮气的体积分数为78%。而多数生物只能吸收氮的化合物。

【设问】那么你——一位优秀的化学家，回答：将游离态的氮转化为将如何拯救饱受饥饿之苦的劳动人民

？

进一步引进新课内容

化合态的氮

。 [板书]氮的固定

将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮

看书 图1-4氮在自然界的的固定。

循环 [提问]你能列举你所熟悉的氮的固定方回答：自然固氮：雷电作用氮让学生自己寻找答案

法吗？

气与氧气，豆科植物根瘤菌的

固氮；人工固氮：工业合成氨

[板书]1-2人工固氮技术——合成氨

很自然的过渡到本节课的一、工业合成氨的反应原理

主要内容上

N2(g)+3H2(g)催化剂高温、高压2NH3(g) △H<0

为讨论合成氨适宜生产条件作准备。

研究该反应的特点

这是一个正方向气体分子数减小的、放热的可逆反应.

【设问】假如你是一个化工厂的厂长，对

回答：降低成本，提高产量更进一步地引起学畅销产品的生产效率、成本有何要求？

和质量。 生的兴趣，调动学生的积【追问】现在你又变成厂里的技术骨干，极性

你将如何攻破上面两个技术难题？

[问题]根据勒夏特列原理分析讨论合成氨工业适宜的反应条件?

通过实例分析指出【板书】二、适宜化工生产条件的本节重点及学习方法。

选择

【设问】利用化学反应速率和化学平衡知讨论后回答：加快速率，提高

识，从生产目的、选择的依据和原则角度产率。

考虑这个问题。首先选择生产条件的目的

是什么？

【评价】回答非常正确，请坐。

【板书】目的：尽可能加快反应速率和提

高反应进行的程度。 培养思维的有序性。

【设问】选择生产条件的依据是什么？

思考，回答：外界条件【评价并板书】依据：外界条件对化学反对反应速率和化学平衡的影

应速率和化学平衡影响的规律。 响。 【投影】课堂练习请完成下表。

N2(g)+3H2(g)H<0 催化剂高温、高压2NH3(g) △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。

【设问】根据合成氨反应特点，我们应该小结：适宜条件是500℃，铁培养学生的概括能力。

77选择什么样的生产条件？ 触媒；2×10～5×10Pa。

【板书】适宜条件：500℃，铁触媒，77激励探究精神

2×10～5×10Pa； 讨论出：注意浓度、压强、温催化剂等对反应速率和化【设问】选择适宜生产条件的原则是什度、学平衡的共同影响。

么？

对学生渗透矛盾存在的【投影】选择适宜生产条件的原则： 普遍性的哲学观点。

（1）既要注意外界条件对二者影响一致理解并笔记 性，又要注意对二者影响的矛盾性。

（2）既要注意温度、催化剂对速率影响

的一致性，又要注意催化剂的活性对温度

的限制。 （3）既要注意理论上的需要，又要注意

实际可能性。 【引入】我们分析了适宜的生产条件，那引入下面的知识

看投影，理解并记忆。

么合成氨工业的主要流程怎样呢？

教师活动

【板书】三、工业合成氨的四个生产过程:

【讲述】为了使大家对合成氨工业的主要流程有一个概括和直观的了解，先请同学们看下列图示：

学生活动

设计意图

阅读书13页图1-7合【投影】

成氨生产简易流程示培养学生的科学探究精神 [投影]一些合成氨生产的实地照片

意图

【指导阅读】请同学们参考课本第13～14页自己设复习旧知识，培计从空气、水和煤来获得N2和H2的方法。

阅读课本，讨论并归

纳出从空气、水和煤养实验设计能【评价并板书】四、

工业合成氨的原料选择 来获得N2和H2的方力。

法。

写有关化学方程式：

要求学生写出有关化学方程式。

化学用语C（固）+H2O（气）

的书写训练。

CO（气）+H2（气）

CO（气）+H2O（气）

CO2（气）+H2（气）

[板书]五、合成氨工业的发展

【指导阅读】请自学课本第14～15页并小结。

阅读课本。

[陈述]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聆听

培养学生的爱国培养学生自学能力。

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。

[小结]由学生进行

主义精神

小结本节课主要内容 工业合成氨: 培养学生的自我(1)原理: 概括能力

(2)条件: (3)生产过程:

(4)三废处理:

【随堂检测】

1．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（ ）

（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2×107～5×107Pa的压强

２．合成氨工业有下列流程：①原料气制备；②氨的合成；③原料气

净化和压缩；④氨的分离。其先后顺序为（ ）

A．①②③④

B．①③②④

检测目标完成情

C．④③②①

D．②③④①

况。

3．工业上用以合成氨的原料之一——氢气，有一种来源是取自石油气。有人设计了以下反应途径，假设反应都能进行，你认为最合理的是（

）。

4、合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量的CO、NH3的混合气体）在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜（I）溶液来吸收原料气中的CO，起反应方程式为：[Cu（NH3）2Ac]+CO+NH3

[Cu（NH3）CO]3Ac·（正反应是放热反应）

（1）必须除去原料气中的CO的原因是________________

2）吸收CO的生产适宜条件____________

(3)吸收CO后的溶液经适当处理又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是______________

附1：随堂检测答案

1、B、C

2、B

3．C

4、（1）防止催化剂中毒

（2）适当温度、加压（3）高温、低压