课件27张PPT。合成氨条件的选择高二化学教学目标知识目标：
1．使我们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．使我们了解应用化学原理选择化工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，培养我们的归纳思维能力。
2．? 在运用理论的过程中，可以进一步加深我们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，可以激发我们爱科学、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，使我们体会化学学科中逻辑结构严谨深刻的科学美。 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 ： N2 + 3H2 2NH3 （正反应放热） 可以采用哪些措施，更有利于氨的合成？1.影响化学反应速率的因素有哪些？ 是如何影响的 影响化学平衡的条件有：浓度、压强、温度等
浓度、压强、温度对化学平衡的影响可以概括为平
衡移动原理，也叫勒夏特列原理：
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 一、 合成氨条件的选择 影响化学反应速率的因素有：温度、压强、催化剂等,
升高温度、增大压强以及使用催化剂，都可以使化学
反应速率增大2.影响化学平衡的条件有哪些？
是如何影响的？3、可以采用哪些措施，更有利于氨的合成？ 。增大压强，有利于NH3 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 20MPa ~ 50MPa。
。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。
（1）压强（2）温度 。由于N2 分子非常稳定，N2 与 H2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 N2、H2 （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NH3 的方向移动。（3）催化剂请你归纳总结?增大
增大
升高
降低
加入增加N2、H2的浓度
将气态 NH3转变液态NH320MPa~ 50MPa
500 0C左右铁触媒
（500 0C左右催化活性大）使气态 NH3变为液态NH3并及时从平衡混合物中分离出去，及时补充 N2和 H2
思考 ？ 通过阅读表2－5的实验数据可知，应用平衡移动原理得出的结论与科学实验的结果是否一致的？ 完全一致所以合成氨工业的原理为：合成氨生产示意图合成氨的生产过程简介 表 1 不同温度下SO2的平衡转化率
[ 原料气成分(气体分数) ：SO2 7 o/o 、 O2 11 o/o 、N2 82 o/o 下表同 ] 表 2 压强对SO2的平衡转化率的影响思考题压强/MPa转化率/%温度/oC 根据以上两个表中的数据，推测工业上 2SO2 + O2 2SO3 （正反应为放热反应）的适宜条件选择是什么？
2SO2 + O2 2SO3催化剂400~500 OC二、合成氨工业的发展前景1、合成氨的工业化生产曾是一个很艰巨的课题2、目前的研究课题（1）研究使合成氨反应在较低温度下进行的催化剂 （2）化学模拟生物固氮 合成氨化学发展史上的“水门事件”
在探索合成氨崎岖的道路上，它不仅使两位杰出的化学家勒夏特列和能斯特折戟蒙羞，而且使一位对人类社会发展作出巨大贡献并因此获得诺贝尔化学奖的哈伯堕落成为助纣为虐与人民为敌的可耻下场。后来人民把合成氨称为化学发展史上的“水门事件”。 1900年，法国化学家勒夏特列在研究平衡移动的基础上通过理论计算，认为N2和 H2 在高压条件下可以直接化合生成氨，接着，他用实验来验证，但在实验过程中发生了爆炸。他没有调查事故发生的原因，而是觉得这个实验有危险，于是放开了这项研究工作，他的合成氨实验就这样夭折了。后来才查明实验失败的原因，是他所用混合气体中含有O2，在实验过程 H2 和O2 发生了爆炸的反应。 稍后，德国化学家能斯特通过理论计算，认为合成氨是不能进行的。因此人工合成氨的研究又惨遭厄运。后来才发现，他在计算时误用一个热力学数据，以致得到错误的结论。
在合成氨研究屡屡受挫的情况下，哈伯知难而进，对合成氨进行全面系统的研究和实验，终在1908年7月在实验室用N2 和 H2 ,在600℃，200个大气压下合成出氨，产率仅有2％，却也是一项重大突破。当哈伯的工艺流程展示之后，立即引起了早有用战争吞并欧洲称霸世界的野心的德国军政
要员的高度重视，为了利用哈伯，德国皇帝也屈尊下驾请哈伯出任德国威廉研究所所长之职。而恶魔需要正好迎合了哈伯想成百万富翁的贪婪心理。从1911年到1913年短短的两年内，哈伯不仅提高了合成氨的产率，而且合成了1000吨液氮，并且用它制造出3500吨烈性炸药TNT。 到了1913年的第一次世界大战时，哈伯已为德国建成了无数个大大小小的合成氨工厂、为侵略者制造了数百万吨炸药因而导致并蔓延了这场殃祸全球的世界大战。这就是第一次世界大战德国为什么能坚持这么久的不解之谜的谜底。
当事实真相大白于天下时，哈伯受到了世界各国科学家的猛烈抨击，尤其当他获得1918年诺贝尔化学奖时，更激起世界人民的愤怒。 人工合成氨实验的成功令人欢心鼓舞，它对工业，农业生产和国际科技的重大意义是不言而喻的。但对三位杰出的科学家而言则是黑色的“水门事件”。 勒夏特列和能斯特的失误则给人们有益的启示，
那就是：搞学问要有锲而不舍的精神，坚韧不拔的毅
力和一丝不苟的工作作风，而哈伯堕落使人们清楚看
到一个对人类发展有着巨大贡献的科学家由于自己的
贪婪而堕落成为人民的公敌，历史的罪人。
警钟长鸣：化学模拟生物固氮 氮的固定：将游离态的氮转化为化合态氮的过程叫氮的固定。
1．人工合成氨：化学固氮法。其条件要求高、成本高、转化率低 、效率低。
2．根瘤菌：生物固氮。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。阅读随 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N2、H2 ?????????????? B．升高温度
C．增大压强?????????????????????? D．分离出NH3
A、C 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B、C3．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．②③④①B4、工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素：
已知下列物质在一定条件下均能与水反应产生 H2和 CO2，H2 是合成氨的原料，CO2 供合成尿素用。若从充分利用原料的角度考虑，选用???? （填序号）物质作原料较好。作出选择的依据是???????????????? （A） （B）石脑油（ 、 ）、
（C） （D）焦碳BB生成的 H2与CO2 物质的量之比为 3.2：1，与合成氨，合成尿素中该比值最接近，原料利用最充分。有关的反应方程式如下：
分析：根据氨与二氧化碳合成尿素的化学方程式可知 ，而 NH3由N2、H2合成，因此 原料利用率最高。课 堂 小 结 本节教材体现了化学反应速率和平衡移动原理等理论对工业生产实践的指导作用，同时在运用理论的过程中，也可进一步加深对所学理论的理解。
教材分为两部分：
第一部分主要是讨论运用化学反应速率和化学平衡原理等知识，并考虑合成氨生产中动力、设备、材料等的实际情况，合理地选择合成氨的生产条件。
第二部分是拓宽思路方面的内容，主要是探讨合成氨的发展前景。 布置作业
1．课后完成课本练习题的三、五两个大题。
2．到一个化工厂（精细化工园区）搞一次课外调查，写好调查报告。
再 见课件3张PPT。习题将2molSO2和2molO2气体混合于某固定体积的密闭容器中，在一定条件下反应：
达平衡，平衡时SO3为Wmol。
相同温度下，分别按下列配比在相同提及的容器中反应，反应达平衡时，SO3物质的量仍为 Wmol的是A.2molSO2+1molO2 B.4molSO2+1molO2
C. 2molSO2+1molO2+2molSO3 D.3molSO2+1.5molO2+1molSO3 在固定体积的密闭容器中，一定温度下，加入2molBr2,1molH2,发生反应：达平衡时，HBr的质量分数为w。在相同条件下，按下列情况充入物质，达平衡时，HBr的质量分数仍为w的是A.2molHBr B.3molHBr
C.4molBr2+2molH2 D.1molBr2+2molHBr1、恒温恒容，气体体积之和不等，一边推后，若对应物质完全相同，则为完全等效；2、恒温恒容，气体体积之和相等，一边推后，若对应物质成比例，则为相似等效；3、恒温恒压，无论气体体积之和等不等，一边推后，若对应物质成比例，则为相似等效。小结：
