2017-2018学年高中化学人教版选修2（课件+课时跟踪训练+教学案）：第一单元 课题2 人工固氮技术——合成氨 （3份打包）

第一单元 课题2 知识点一 知识点二 知识归纳 规律方法 课时跟踪训练 高考感悟 新知 层析突破 知能 整合提升 应用 创新演练 知识点三 即时巩固 课题2 人工固氮技术——合成氨 1．氮的固定 使空气中 态的氮转变为 态的氮的方法叫氮的固定。 2．合成氨原理 (1)实验装置： 合成氨的反应原理 [自读教材·夯基础] 游离 化合 (2)现象：湿润的pH试纸变为 色。 (3)化学方程式： ( 热反应)。 3．工业合成氨的条件 eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(温度： ,压强： MPa,催化剂：以 为主)) 蓝 放 400～500 ℃ 10～30 铁 N2＋3H2eq \o(,\s\up17(高温、高压),\s\do15(催化剂))2NH3 [跟随名师·解疑难] (1)工业合成氨的反应是一个气体体积减小的放热反应。 (2)合成氨条件的选择： ①压强：无论从反应速率还是化学平衡考虑，压强越大越有利于合成氨。但压强太大，动力消耗大，设备的质量和制造水平要求高，故必须综合考虑。目前我国合成氨厂一般采用的压强在10～30 MPa之间。 ②温度：对于放热反应，升温可提高反应速率，但转化率降低，若温度太低，反应速率又太慢，综合考虑以500 ℃左右为宜，而且在此温度下催化剂活性最大。 ③催化剂：加快反应速率但不影响平衡，可以提高单位时间内氨的产量。目前工业上多以铁触媒为催化剂。 [例1]　有关合成氨工业的叙述，不能用勒夏特列原理解释的是 (　　) A．使用铁触媒有利于合成氨的反应 B．高压比常压更有利于合成氨的反应 C．500 ℃左右比室温更有利于合成氨的反应 D．使反应混合物中的氨液化有利于合成氨的反应 [剖析典例·探技法] [名师解析]　使用铁触媒，可以加快化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但平衡不会发生移动，不能用勒夏特列原理解释；合成氨的反应是放热反应，低温虽可提高平衡混合物中NH3的含量，但反应速率太慢，而温度太高，虽能加快反应速率，却使平衡混合物中NH3的含量降低，因此工业生产中一般采用500 ℃左右的温度，此时催化剂的活性最大，故不能用勒夏特列原理解释。 [答案]　AC [名师点睛] 合成氨条件的理论分析与实际化工条件比较 理论角度 实际化工条件 速率角度 提高反应速率的条件： ①升高温度；②增大压强；③增大反应物浓度；④使用催化剂 温度：400～500℃ 压强：10～30 Mpa 催化剂：以铁为主 平衡角度 ①温度越高，NH3的产率越低；②压强越大，NH3的产率越高；③不断分离出NH3，有利于提高反应物的转化率 合成氨的基本生产过程 [自读教材·夯基础] 合成氨的生产主要包括三个步骤： 、 、 。 1．制备合成氨的原料气 造气 净化 合成 、 。 CH4＋H2Oeq \o(=====,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))CO＋3H2 CH4＋2H2Oeq \o(=====,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))CO2＋4H2 2．原料气的净化 (1)目的是 。 (2)原料气的净化： ①用稀氨水吸收H2S的化学方程式： 。 ②除去CO的有关化学方程式： ， 。 ③精制原料气：用 、 和 配制成的溶液来吸收 、 、 、 等少量有害气体。 防止催化剂中毒 H2S＋NH3·H2O===NH4HS＋H2O CO＋H2Oeq \o(=====,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))CO2＋H2 CO2＋K2CO3＋H2O===2KHCO3 CO CO2 醋酸 铜 氨 O2 H2S 3．氨的合成与分离 (1)氨的合成：将净化后的原料气经过 压缩至高压，进入 ，在 、 和 作用下合成氨。 (2)从合成塔出来的混合气体，通常约含15%(体积分数)的氨，要把混合气体通过 使氨液化，然后在 里把液态氨分离并导入液氨贮罐，气体再经过循环压缩机送到合成塔中进行反应。 压缩机 合成塔 高温 高压 催化剂 冷凝器 气体分离器 (1)生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的