人工固氮的技術(shù)合成氨

1、關(guān)于人工固氮技術(shù)合成氨第1頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四S (s)+ O2 (g) SO2(g) 燃燒SO3(g)+ H2O(l) H2SO4(l)第一步：第二步：第三步：(催化氧化)(吸收)2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3(g)催化劑 加 熱造氣一.復(fù)習(xí)檢測(cè)：第2頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四課題2 人工固氮合成氨第3頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四二.任務(wù)揭示：1.合成氨的反應(yīng)原理，2.合成氨的基本生產(chǎn)過(guò)程，3.合成氨工業(yè)的發(fā)展。第4頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四 在新

2、疆和青海交界處有一狹長(zhǎng)山谷，每當(dāng)牧民和牲畜進(jìn)入后，風(fēng)和日麗的晴天頃刻間電閃雷鳴，狂風(fēng)大作，人畜必遭雷擊。奇怪的是那里的牧草十分茂盛，四季常青，被當(dāng)?shù)啬撩穹Q為“魔鬼谷”。你能用化學(xué)方程式及必要的文字?jǐn)⑹鼋忉尅澳Ч砉取蹦敛菝ⅰ⑺募境Ｇ嗟脑騿?魔鬼谷第5頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四 人們常說(shuō)雷雨發(fā)莊家，你能用化學(xué)原理加以解釋嗎？ N2 + O2 = 2NO放電或高溫2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO雷雨發(fā)莊稼三.自主學(xué)習(xí)：第6頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四1、含氮化合物在生活中的意義和用途：氮是

3、植物生長(zhǎng)必不可少的元素之一。農(nóng)作物每年從土壤中吸收大量含氮化合物。制造染料制造人造纖維制造油漆制造炸藥用途：意義：2、自然界中的氮循環(huán)土壤中含氮化合物的主要來(lái)源：第7頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四氮的固定將游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮的方法叫氮的固定三.自主學(xué)習(xí)：第8頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四 固氮方法：（1）自然固氮： 雷雨固氮（閃電時(shí)，N2 轉(zhuǎn)化為NO） 生物固氮（如：豆科作物的根瘤菌將N2轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮）。（2）人工固氮：（用N2 和H2 合成氨）第9頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四一.合成氨的反應(yīng)原理如下圖

4、合成氨裝置現(xiàn)象：加熱試管中的鐵絲絨至紅熱后注入氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，可以看到濕潤(rùn)的pH試紙變_色。藍(lán)原理：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 高溫、高壓催化劑第10頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四1）濃度：使用過(guò)量的氮?dú)狻?）溫度：400500；3）高壓:10MPa30MPa；4）催化劑(加快反應(yīng)速率)：如鐵觸媒合成氨的反應(yīng)條件(放熱反應(yīng))N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 催化劑高溫、高壓思考:根據(jù)勒夏特列原理分析討論合成氨工業(yè)適宜的反應(yīng)條件?第11頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四用圖式表示合成氨的流程圖： 原料氣的制取凈化

5、合成分離液氨二. 合成氨的基本生產(chǎn)過(guò)程第12頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四（一）造氣思考:工業(yè)合成氨時(shí)N2取自于什么物質(zhì)?H2又來(lái)源于哪里?N2主要來(lái)源于_H2主要來(lái)源于_?？諝?從空氣中分離出N2有哪些方法?)碳?xì)浠锖退磻?yīng)C + H2O = CO + H2CH4+H2O = 3H2+CO CH4+2H2O = 4H2+CO2 催化劑催化劑 一種方法是將空氣液化后蒸發(fā)分離出氧氣而獲得氮?dú)?另一種方法是將空氣中的氧氣與碳作用生成二氧化碳,再除去二氧化碳得氮?dú)?。?3頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四（二）原料氣凈化想一想:制取原料氣的過(guò)程中

6、?；煊械臍怏w雜質(zhì)有哪些？用什么方法除去雜質(zhì)氣體？雜質(zhì)有CO,CO2 和H2S等氣體用氨水吸收H2S氣體使CO變成CO2CO2常用K2CO3溶液吸收NH3H2O +H2S = NH4HS + H2OH2O + CO = CO2 + H2K2CO3 + CO2 + H2O = 2KHCO3用醋酸、銅和氨配制成的溶液吸收CO、CO2、 O2、H2S等少量有害氣體。第14頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四 從合成塔出來(lái)的混合氣體，氨氣約占總體積的_，要把混合氣體通過(guò)冷凝器、_，再導(dǎo)入液氨貯灌。剩余氣體再送回合成塔，循環(huán)利用(合成氨轉(zhuǎn)化率較低，要采用循環(huán)操作）。(三)合成與分離1

7、5%分離器第15頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四工業(yè)合成氨的工業(yè)流程1第16頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四工業(yè)合成氨的工業(yè)流程2第17頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四閱讀書本頁(yè)后總結(jié)三.合成氨工業(yè)的發(fā)展1、原料及原料氣的凈化2、催化劑的改進(jìn)3、環(huán)境保護(hù)第18頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四 合成氨所需的H2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)吸熱），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加催化劑五.鞏固拓展：第19頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)33分，星期四五.鞏固拓展： 2. 合成氨工業(yè)有下列流程：