課題2　人工固氮技術(shù)──合成氨

1、人工固氮技術(shù)合成氨 建平縣高級中學(xué) 楊宇靜 1.在新疆與青海交界處有一山谷，人稱魔鬼谷。每當(dāng)人畜進(jìn)入后，經(jīng)常電閃雷鳴，狂風(fēng)暴雨，把人畜擊斃。然而谷內(nèi)卻是牧草茂盛，四季常青。請解釋原因。 N2 + O2 = 2NO放電或高溫2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO雷雨發(fā)莊稼神秘的魔鬼谷氮的固定將游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的方法叫氮的固定N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) (放熱)(一)工業(yè)合成氨的反應(yīng)原理高溫高壓催化劑思考：從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡角度分析討論合成氨工業(yè)適宜的反應(yīng)條件?這是一個正方向氣體分子數(shù)減小的、放熱的可逆反應(yīng)。該反應(yīng)的特點(diǎn):增大合

2、成氨的化學(xué)反應(yīng)速率使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動適宜條件選擇濃度催化劑壓強(qiáng)溫度 工業(yè)上合成氨條件的選擇依據(jù)分析角度反應(yīng)條件高壓高壓高溫低溫使用不影響增大濃度增大廉價反應(yīng)物濃度或減少生成物濃度 高壓10MPa30MPa適宜溫度400500 使用鐵觸媒 氨液化、補(bǔ)氮?dú)?、原料氣循環(huán) 1）濃度：使用過量的氮?dú)猓?）催化劑(加快反應(yīng)速率)：鐵3）壓強(qiáng):10MPa30MPa；4）溫度：400500。(二)工業(yè)合成氨的反應(yīng)條件N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 高溫高壓催化劑(放熱)(三)工業(yè)合成氨的原料選擇思考:工業(yè)合成氨時N2取自于什么物質(zhì)?H2又來源于哪里?N2主要來源于_氫氣主要來源于_空氣(

3、從空氣中分離出N2有哪些方法?)水和碳?xì)浠衔顲+H2O=CO+H2(試寫出C與水制取氫氣的化學(xué)方程式)CH4+H2O=3H2+CO CH4+2H2O=4H2+CO2催化劑催化劑想一想:制取原料氣的過程中混有能使催化劑中毒的氣體雜質(zhì)有_CO,CO2 和H2S(如何凈化)(四)合成氨的基本生產(chǎn)過程:三個生產(chǎn)過程:造氣,凈化，合成與分離(五)工業(yè)合成氨的工業(yè)流程:1、用圖式表示合成氨的流程：原料氣的制取凈化合成分離液氨(五)工業(yè)合成氨的工業(yè)流程: 2.看課本12頁圖1-7合成氨的流程示意圖2.合成氨的實(shí)地照片閱讀課本34頁后總結(jié)并填寫學(xué)案：(六)合成氨工業(yè)的發(fā)展1、原料及原料氣的凈化2、催化劑的改

4、進(jìn)3、環(huán)境保護(hù)課堂小結(jié)：工業(yè)合成氨:(1)原理:(2)反應(yīng)條件:(3)生產(chǎn)流程:(4)三廢處理:練習(xí)：合成氨所需的原料氣可由煤和水蒸氣反應(yīng)而制得，其中一步的反應(yīng)為： （正反應(yīng)放熱），下列措施中，能提高CO轉(zhuǎn)化率的是（ ） A增大壓強(qiáng) B降低溫度 C增大水蒸氣濃度 D加催化劑合成氨工業(yè)有下列流程：原料氣制備；氨的合成；原料氣凈化和壓縮；氨的分離。其先后順序?yàn)椋?）A B C DB3.合成氨工業(yè)中，原料氣（N2、H2及少量的CO、NH3的混合氣體）在進(jìn)入合成塔前常用醋酸二氨合銅（I）溶液來吸收原料氣中的CO，起反應(yīng)方程式為：Cu（NH3）2Ac+CO+NH3 Cu（NH3）3AcCO（正反應(yīng)是放熱反應(yīng)）（2）吸收CO的生產(chǎn)適宜條件_(3)吸收CO后的溶液經(jīng)適當(dāng)處理又可再