高中化学人教版选修2课件：1.2人工固氮技术-合成氨

课题2　人工固氮技术——合成氨 1.能记住工业合成氨的基本原理、基本生产过程以及合成氨工业的发展。 2.能记住工业获得合成氨的大量廉价原料气的方法,能说出合成氨原料气循环利用的原理和重要意义。 3.能说出工业合成氨与环境的关系。 一 二 三 一、合成氨的反应原理 1.反应的化学方程式 2.反应的特点 (1)可逆反应; (2)放热反应; (3)气体分子总数减小的反应。 3.适宜化工生产条件的选择 温度:400~500 ℃;压强:10~30 MPa;催化剂:以铁为主的催化剂。  一 二 三 ①合成氨反应中催化剂的主要作用是什么?②合成氨方案的主要优点是什么? 提示:①催化剂的主要作用是提高反应速率。 ②合成氨方案的主要优点:反应物较易获得,通过改变反应条件可以提高氨的产率。 一 二 三 二、合成氨的基本生产过程 主要包括三个步骤:造气、净化、合成。 1.制备合成氨的原料气 (1)制备氮气。 方法一:将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气。 方法二:将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳,再除去二氧化碳得到氮气。 (2)制备氢气。 一 二 三 为什么对原料气进行净化? 提示:合成氨需要纯净的氮气和氢气。在制取原料气的过程中,常混有一些杂质,其中的某些杂质会使合成氨所用的催化剂中毒而失去催化作用。 一 二 三 3.氨的合成与分离 (1)氨的合成:净化后的原料气进入氨合成塔,在高温、高压和催化剂作用下合成氨。 (2)氨的分离:从合成塔出来的混合气体通过冷凝器使氨液化,从而将氨分离出来。 合成塔出来的混合气体中约含15%(体积分数)的氨,分离出氨后为什么要进行循环操作? 提示:①合成氨反应转化率低,从合成塔出来的混合气体中氮气和氢气的含量较大;②循环操作的主要目的是充分利用原料、降低成本;③循环操作利于实现全封闭、连续化生产,利于减少工序、控制废物的排放。 一 二 三 三、合成氨工业的发展 1.原料及原料气的净化 2.催化剂的改进 3.环境保护 废渣:用作建材和肥料的原料。 废气:主要是H2S和CO2等有害气体。可用直接氧化法,循环法处理H2S;研究将CO2作为尿素和碳铵生产原料的途径。 废液:主要是含氰化物和含氨的污水。 一 二 三 一、合成氨条件的选择 1.合成氨反应的特点 ΔH-TΔS=-46.1 kJ·mol-1-298 K× (-99.5×10-3 kJ·K-1·mol-1