2012温州市高中化学项目组优秀课例专题研修课件：高二《化学与技术——氨的合成》鳌江中学

专题2 从自然资源到化学品 鳌江中学　王李胜 一战史话 智利硝石(NaNO3) 弗里茨·哈伯： 氮的固定 把大气中的游离态的氮转化为氮的 化合物 2、类别： ② 人工固定：合成氨等。 1、定义： ① 天然固定：豆科植物的根瘤菌固氮、 雷雨天产生NO气体 缺氮的棉花 人工固氮技术—合成氨 合成氨条件的选择 问题：请同学们分析合成氨反应有什么　 　　　　特点？ 特点： a、可逆反应 b、正反应放热 c、正反应是气体体积减小的反应。 N2(g)＋3H2(g) 　 2NH3(g) △H＝－92.4kJ·mol－1 基本目的：a、尽可能加快反应速率 b、尽可能提高反应进行的程度 一、合成氨条件的选择 依据：外界条件对化学反应速率和化学平　 　　　衡的影响 合成氨条件的选择 合成氨条件的选择 反应条件 分析角度 使合成氨的速率快 使平衡混合物中氨的体积分数高 压强 温度 催化剂 高 温 高 压 使 用 高 压 低 温 无 影 响 N2(g)＋3H2(g) 　 2NH3(g) △H＝－92.4kJ·mol－1 1.请同学们分析下表（21页表2—1）,温度高低与压强大小对平衡时氨气的含量有何影响? 思考一 2.结合化学反应速率和化学平衡两个角度分析并大胆猜想合成氨反应的适宜条件，说说你的理由 思考一 合成氨条件的选择 合成氨适宜的条件： 催化剂：铁触煤 压强：20 MPa ~ 50 MPa 温度：450℃（催化剂活性最大） 合成氨的实地照片 二、合成氨的生产工艺: (1)工艺流程中热能是如何循环利用的? (2)原料气又是如何充分利用的? 思考二 氨合成塔 合成氨的关键设备 合成氨的生产工艺 思考三 1.原料气从从塔底经外筒环隙处进入合成塔的原因是什么? 充分利用反应放出的热量为原料气预热 2.对照氨合成塔中原料气在热交换器中的流向，说明热交换器的作用。 把反应时生成的热，传递给需要预热的气体，并冷却反应后生成的气体 3.工业上从上到下将催化剂分成四层，在层与层之间冷激气和反应气混合。这样设计的原因是什么？ 　　及时降低反应混合物的温度，提高反应物的浓度，提高氨气的产率。 工业合成氨的原料 1.(1) 物理方法：液化空气，再利用N2的沸点比O2低，蒸馏出N2----氮气的沸点低先汽化。 化学方法：将空气依次通过NaOH溶液、浓硫酸、灼热的铜网，除去CO2、水和O2，得到较纯净的N2。 P22 问题解决 生产过程中是否会造成环境污染?如果是,又应该如何解决呢? 思考四 【随堂检测】 1．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．②③④① B 2．工业上用以合成氨的原料之一——氢气，有一种来源是取自石油气。有人设计了以下反应途径，假设反应都能进行，你认为最合理的是（    ） C $$