化学反应条件的优化——工业合成氨

教学目标

知识与技能:

1. 了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；

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，体验实际生产条件的选择与理论分析的差异；

3. 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控制在工业生产中的重要作用。

过程与方法:

在化学反应的方向、限度、速率等理论为指导的基础上带领学生选择适宜的反应条件，引导学生考虑合成氨生产中动力、设备、材料生产效率等因素，寻找工业合成氨生产的最佳条件。

情感、态度与价值观:

认识化学反应原理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，从而赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献。

教学重点：

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。

教学难点：

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。

教学过程：

【提问】影响化学反应速率和化学平衡的重要因素有哪些？

【学生】回答

【注意】催化剂只能改变化学反应速率，不能改变化学平衡状态。

【教师】今天这节课我们就看看如何利用化学反应的有关知识将一个化学反应实现工业化，我们以工业合成氨为例。首先我们看看合成氨的有关背景。

【投影】展示弗里茨·哈伯的图像

【投影】弗里茨·哈伯与合成氨

合成氨从第一次实验室研制到工业化投产经历了约150年的时间。德国科学家哈伯在10年的时间内进行了无数次的探索，单是寻找高效稳定的催化剂，2年间他们就进行了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定了一种合适的催化剂，使合成氨的设想在1913年成为工业现实。鉴于合成氨工业的实现，瑞典皇家科学院于1918年向哈伯颁发了诺贝尔化学奖。

【投影并讲解】

【交流·研讨】P65

合成氨反应是一个可逆反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

已知298K时: △H= -92.2KJ·mol—1 ， △S = -198.2J·K—1·mol—1

请根据正反应的焓变和熵变分析298K下合成氨反应能否自发进行？

高中化学第2章化学反应的方向限度与速率2.4化学反应条件的优化 - 工业合成氨教案