合成氨说课终稿方案.ppt

* Content Layouts * 人工固氮技术——合成氨 李静 人工固氮技术——合成氨 学情分析 教法学法 教学过程 4 教材分析 1 2 3 板书设计 5 一、教材分析 课标分析 本节内容在教材中地位和功能 功能 通过对这些产品生产过程中一些基本问题的学习，可以帮助学生将所学化学基础知识与实际生产建立有效的教学联系，拉近实际生产过程与课堂教学之间的距离，有利于学生加深对化学、技术和社会相互关系的认识。 地位 硫酸（产品为液体）、纯碱（产品为固体）和合成氨（产品为气体）等属于典型的基本化工产品，它们的生产是化学工业及其发展的基础，而了解化工生产过程中的基本问题也是学习《化学与技术》选修课程的基础。 以“人类需要的物质产品—化学反应原理—生产过程及其发展”为线索构建单元体系。 教材内容呈现 1通过了解合成氨的全过程，激发学生爱科学、探索科学的热情。 2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，提升学生对化学反应的价值的认识，以及合成氨对人类社会发展的重要意义。 3通过学习三废处理增强环境意识，关心环境和能源。 1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，体验实际生产的选择与理论分析的差异; 知识与技能 过程与方法 情感态度 与价值观 1了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程。 2使学生理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，分析合成氨的适宜条件。 3能够说出环境污染的主要方面及防止污染的一些措施。 教学目标 教学重难点 重点 难点 合成氨的反应原理 合成氨生产的适宜条件 合成氨生产的适宜条件 二、学情分析 心理特征 能力起点 知识起点 善于在产生的认知冲突下接受新知识。 有基本的归纳、总结、分析类比、迁移等能力 在必修一中学生已经对合成氨的原理有了一定的了解。已掌握氮对动植物的重要性，生物中也掌握了生物固氮技术，以及化学反应速率和化学平衡原理。 三、教法学法 教法---- 1．情境激学法2．讲授法 3．指导读书法 4．启迪、归纳法 学法---- 1．讨论交流法 2．回顾旧知识 教学过程 资料卡：在地壳中氮的含量只有0.04 ﹪ ，而在大气中氮气的体积分数为78 ﹪ 教学过程 大气中N2 NH3 尿素及动植物遗体 NO3- 土壤中的微生物 氮素化肥 NO3- 教学过程 P9思考与交流 问题1.哪一种自然过程可能会成为工业化生产过程? 问题2.人工固氮为什么选择了合成氨？ 工业合成氨的反应原理 教学过程 N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g) (放热) 高温高压 催化剂 (1体积) (3体积) (2体积) 特点： a、可逆反应 b、正反应为放热反应 c、正反应是气体体积缩小的反应。 d、反应需要有催化剂才能较快的进行 。 教学过程 合成氨反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)（正反应为放热反应） 条件 使NH3生成得快 （从反应速率分析） 使NH3生成得多 （从化学平衡分析） 浓度 压强 温度 催化剂 高温高压 催化剂 增大反应物浓度 高压 高温 使用催化剂 增大反应物浓度 减小生成物浓度 高压 低温 无影响 矛盾 增大反应物的浓度可以增大反应速率，减小生成物的浓度可以使平衡正向移动。从化学平衡的角度分析，在氮气和氢气的物质的量比为1：3时，平衡转化率最大，但是实验测得适当提高N2的浓度，即N2和H2的物质的量比为1：2.8时，更能促进氨的合成。 实际生产中的处理方法：使用过量的氮气，及时将气态氨冷却液化分离出去；及时将氮气和氢气循环利用，使其保持一定的浓度。 1、浓度怎么定？ N2 和H2的比例怎么定？ 教学过程 ①合成氨反应是气态物质系数减小的气体反应，增大压强既可以增大反应速率，又能使平衡正向移动，所以理论上压强越大越好。 ②但是压强越大，对设备的要求高、压缩H2和N2所需要的动力大，因此选择压强应符合实际科学技术。我国中型及大部分小型合成氨厂，采用中压法氨合成流程，操作压力在32MPa左右。 综合以上两点:根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强,10~30MPa。 2、压强怎么选？ 教学过程 A201(含Co)与A110（普通）活性对比 20MPa 30,000 h-1 结论：控制温度在450 ℃左右 催化剂 不同反应温度下出口处NH3浓度(%) 400℃