课题2　人工固氮技术──合成氨ppt课件课堂实录

第二节《人工固氮技术—合成氨》

---教学设计

一、教学目标：

1、了解合成氨对人类社会发展的重要意义。

2、利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题。

3、了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。

二、教学重难点：

1、合成氨的反应原理、合成氨生产的适宜条件

2、合成氨生产适宜条件

三、教学过程：

[课程引入] 在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当人畜进入后，经常

电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请同学们一起思考并解释原因。

空气中的氮转化为氮氧化物被植物吸收。在人们生活中也经常有“雷雨发庄稼”“春雨贵如油”等说法。

[过渡]大家都知道在地壳中氮的含量只有0.04%，而大气中氮气的体积分数为78%。空中游离态氮气不能被庄稼吸收，必须将其转化为氮的化合物后才能被吸收。将游离氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定。大家请看教材P10上，看一下氮在自然界的循环。那么怎样才能有效利用廉价的自然资源来生产含氮化合物？请阅读思考与交流—事实2部分。

[讲述] 家作物每年从土壤中摄取大量含氮化合物，为了补偿土壤中减少的氮，必须施加氮肥。必须人工固氮。由于氮气的化学性质很不活泼，直到20世纪初才研究出一些固氮方法，其中合成氨是最有效且便于工业化的方法，本节课我们就一起来探讨这一内容。

[板书] 人工固氮技术----合成氨

[讲述]合成氨的反应原理是什么？请同学们结合教材一起回答。

[投影并板书] 一．合成氨的反应原理：

适宜条件探讨：工业上常采用以铁为主的催化剂，在400～500℃和10Mpa～30Mpa的条件下合成氨。

同学们可以在课余的时候了解合成氨的科学史话——哈伯和哈伯法合成氨。

[讲述并板书]接下来我们来探讨工业合成氨的基本过程，根据前面所学的知识，大家一起来说是哪几个步骤？

[学生讨论回答]造气、净化、合成和分离。

[讲述]下面我们一步一步的来分析。首先要选择制备所需要的原料气，根据我们已有的知识，合成氨需要氮气和氢气，那么怎样获取这两种气体？

[学生]由空气液化分离所得氮气。氢气则来源于水。

[讲述]同学们都回答的很好，那我们一起来写出合成氨的方程式。

[板书](一)工业合成氨的反应原理

N2(g)

+

3H2(g)

2NH3 (g)

[讲述]1、合成氨方案的优点：

原料易得，空气中得到N2，碳氢化合物和水不仅可以得到H2，还能提供能量。

大规模生产中通过改变条件，可以提高氨的产率

[讲述并板书]2、合成氨工业适宜的反应条件

（1）浓度：使用过量的氮气并通过液化及时分离出NH3 （2）温度：400～500℃；

（3）高压: 10MPa~30MPa；

（4）催化剂：铁触媒（以Fe为主体的多成分催化剂）

[讲述]3、合成氨工业应该考虑的问题主要有：

（1）经济上：市场前景，物料的使用和转运、能耗、设备的投入和产出是否合算等

（2）环境上：厂址的选定、原料的处理、生产过程以及“三废”处理等

（3）技术上：设备和技术能否合理实现，操作是否安全可靠，能否实现自动控制等

[投影]用图式表示合成氨的流程

[板书](二)合成氨的基本生产过程: 原料气的制取

净化

合成

分离

液氨

[讲述]最后，我们一起来学习合成氨工业的发展，大家请阅读教材14-15页，最后归纳总结。

(1)制备合成氨的原料气

(2)原料气的净化: (3)氨的合成与分离:（相关视频和资料）

[讲述]课本Ｐ１3～Ｐ１4页合成氨工业的发展

[板书](三)合成氨工业的发展

四、板书设计

第二节《人工固氮技术—合成氨》

一．合成氨的反应原理：

(一)工业合成氨的反应原理

N2(g)

+

3H2(g)

2NH3 (g)

1、合成氨方案的优点：

2、合成氨工业适宜的反应条件

3、合成氨工业应该考虑的问题主要有：

(二)合成氨的基本生产过程:

原料气的制取

净化

合成

分离

液氨

1、制备合成氨的原料气

2、原料气的净化: 3、氨的合成与分离: (三)合成氨工业的发展