第三节 合成氨条件的选择
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厂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，结合工业上
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
学生按照自学提纲先自学约15分钟，后教师集中讲解25分钟，巩固训练10分钟。
自学提纲：
1．影响化学反应速率的因素有哪些？是如何影响的？
2．影响化学平衡的条件有哪些？是如何影响的？
3．应用化学平衡原理，分析反应：
（正反应放热）
要制得更多的 ，可以采用哪些措施？
就以上3个问题，教师可组织学生认真的讨论。然后，教师集中讲解。
合成氨条件的选择
1体积 3体积 2体积（正反应放热）
参看课本P49的表2—5。
1．压强。增大压强，有利于 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
是 。
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。综合考虑各种因
素，在实际生产上，采用500℃的温度，此时催化剂的活性最大。
3．催化剂。由于 分子非常稳定， 与 的化合十分困难，即使采用了加热与高压
的条件，合成氨的反应还是十分缓慢。为了加快化合反应速率，降低反应所需要的能量，合成氨
工业普遍使用铁触媒作催化剂。
在实际生产中，不断补充 、 （增大反应物浓度），采取迅速冷却的方法（减小生成
物浓度），使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去，以促使化学平衡不断地向着生
成 的方向移动。
合成氨工业
（一）合成氨工业
1．原理
2．生产过程简介（出示挂图或模型）
（1）原料气的制备： 来自空气， 来自水中
再通过 水除 ：
得原料气 。
（2） 的合成：见课本第50页图 2—14。
（二）化学模拟生物固氨
氨的固定：将游离态的氨转化为化合态氨的过程叫氨的固定。
1．人工合成氨：化学固氨法。其条件要求高、成本高、转化率低、效率低。
2．根瘤菌，生物固氨。常温常压下进行。成本低、转化率高、效率高。
模拟生物的功能，把生物的功能原理用于化学工业生产，借以改善现有的并创造崭新的化
学工艺过程。
（三）随堂练习
1．合成氨时，既要使合成氨的产率增大，又使反应速率增快，可采取的办法是（ ）
A．不断充入 B．升高温度
C．增大压强 D．分离出
2．合成氨所需的 可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为：
（正反应放热），下列措施中，能提高 CO转化率的是（ ）
A．增大压强 B．降低温度
C．增大水蒸气浓度 D．增大浓度
3．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 C．④③②① D．②③④①
（四）总结、扩展、答疑
在总结本节内容的基础上，教师可扩展一些知识给学生。可先从介绍 18世纪末到20世纪初
这一百多年里合成氨工业的发展简况入手，以压强条件选择的变化为例，说明合成氨条件的选
择是与科技进步、动力、材料、设备等条件的改善紧密相联的，并将随之而作出相应的改变。在讨
论合成氨的发展前景时，要求学生拓宽思路，培养学生的创新精神和训练科学方法。
例 1 2000年是勒沙特列（Le Chatelier 1850—1936）诞生150周年。请用勒沙特列原理
解释如下生活中的常见现象：打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫。
（2000年，全国）
分析 解答时应注意联系实际。饮料在日常生活中相当普遍，其中含有一定量的化学物质，
啤酒中的 就是其中一种， 在水中存在如下平衡：溶液平衡：
，化学平衡 ，上述平衡受压力和温度影响，根据勒沙特
列原理，即可得到解释现象的原因。
解 溶解平衡 ，化学平衡： ，
受 压力和温度的影响，平衡按勒沙特列原理移动。
点评 理论联系实际是素质教育的要求，要求把所学知识运用到实际生活中去，解释一些
问题，解决一些简单问题。本题就是运用化学平衡原理解决问题的一例。
布置作业
1．完成课本第54－56页的练习题。
2．到一个化工厂搞一次课外调查，写好调查报告。
板书设计
第四节 合成氨条件的选择
一、合成氨条件的选择
（正反应放热）
（1体积）（3体积） （2体积）
1．压强：目前采用 。
2．温度：500℃，此时催化剂的活性最大。
3．催化剂：铁触媒。
二、合成氨工业的发展前景
（一）合成氨工业
1．原理：
2．生产过程简介（挂图）
（1）原料气的制备
（2） 的合成
（二）化学模拟生物固氮
氮的固定：把游离态的氮转化为化合态氮的过程。
1．人工固氮：（化学固氮）条件高、成本高、转化率低、效率低。
2．根瘤菌：（生物固氮）常温常压、成本低、转化率高、效率高。
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