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课题2 人工固氮技术——合成氨
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1.理解如何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。
2.了解合成氨生产的一般流程和反应原理、反应条件等。
3.通过合成氨的学习,体现化工生产的过
程,体现实验室研究与实际生产之间转化过
程。
自主学习
氮的固定指的是将_______氮转变为______氮的方法。
一、合成氨的反应原理
游离态
化合态
新知初探自学导引
1.如下图为合成氨的实验装置
加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氮气的混合气体,可以看到湿润的pH试纸变_______色。
蓝
放热
铁
400~500
10~30
eq \a\vs4\al(2.)用氢气和氮气合成氨的化学反应方程式是N2+3H2eq \o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3,属______反应。
eq \a\vs4\al(3.)工业上,采用以_____为主的催化剂,在________℃和_________MPa的条件下合成氨。
想一想
工业合成氨的反应特点是什么?
提示:(1)体积减小的反应;(2)放热反应;(3)反应条件为高温、高压、催化剂。炉(造
气)、接触室(催化氧化室)、吸收塔。
二、合成氨的基本生产过程
1.制备合成氨的原料气
(1)制取N2:物理方法为将空气_______,蒸发分离出氧气。
化学方法为碳在空气中燃烧,O2充分反应后除去CO2制取氮气。
液化
(2)制取H2:
①用水蒸气通过赤热的煤层,使水蒸气与碳反应制得。主要反应为
__________________________。
②也可用石油、天然气、焦炉气、炼厂气中的碳氢化合物与水蒸气在催化剂作用下制
备。主要反应为_______________________
__________________________________。
C+H2O ==== CO+H2
CH4+H2O ==== 3H2+CO, CH4+2H2O ==== 4H2+CO2
2.原料气净化处理
(1)原料气净化的原因是有些杂质可使催化剂“中毒”。
(2)用稀氨水吸收H2S杂质:
___________________________________。
(3)使CO变成CO2:
______________________