高中化學(xué)1氨的合成課件蘇教版選修

1、專題專題2 2 從自然資源到化學(xué)品從自然資源到化學(xué)品 一戰(zhàn)史話智利硝石智利硝石(NaNO3) 弗里茨弗里茨哈伯：哈伯：氮的固定氮的固定把大氣中的游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的把大氣中的游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的 化合物化合物2 2、類(lèi)別：、類(lèi)別： 人工固定：合成氨等。人工固定：合成氨等。1、定義：、定義： 天然固定：豆科植物的根瘤菌固氮、天然固定：豆科植物的根瘤菌固氮、 雷雨天產(chǎn)生雷雨天產(chǎn)生NO氣體氣體缺氮的棉花缺氮的棉花人工固氮技術(shù)人工固氮技術(shù)合成氨合成氨合成氨條件的選擇合成氨條件的選擇問(wèn)題：?jiǎn)栴}：請(qǐng)同學(xué)們分析合成氨反應(yīng)有什么請(qǐng)同學(xué)們分析合成氨反應(yīng)有什么特點(diǎn)？特點(diǎn)？特點(diǎn)：特點(diǎn)：a、可逆反應(yīng)、可逆反應(yīng)b、正反

2、應(yīng)放熱、正反應(yīng)放熱c、正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。、正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H92.4kJmol1基本目的：基本目的：a、盡可能加快反應(yīng)速率、盡可能加快反應(yīng)速率 b、盡可能提高反應(yīng)進(jìn)行的程度、盡可能提高反應(yīng)進(jìn)行的程度一、合成氨條件的選擇一、合成氨條件的選擇依據(jù)：依據(jù)：外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響衡的影響合成氨條件的選擇合成氨條件的選擇 合成氨條件的選擇合成氨條件的選擇反應(yīng)條件反應(yīng)條件分析角度分析角度使合成氨使合成氨的速率快的速率快使平衡混合物中使平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)高氨的體積分?jǐn)?shù)高壓強(qiáng)壓強(qiáng)溫度溫度催化劑催化

3、劑高高 溫溫高高 壓壓使使 用用高高 壓壓低低 溫溫?zé)o無(wú) 影影 響響N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H92.4kJmol11.請(qǐng)同學(xué)們分析下表（請(qǐng)同學(xué)們分析下表（2121頁(yè)表頁(yè)表2 21 1）, ,溫度高低溫度高低與壓強(qiáng)大小對(duì)平衡時(shí)氨氣的含量有何影響與壓強(qiáng)大小對(duì)平衡時(shí)氨氣的含量有何影響? ?思考一思考一2.2.結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡兩個(gè)角度分析并結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡兩個(gè)角度分析并大膽猜想合成氨反應(yīng)的適宜條件，說(shuō)說(shuō)你的理由大膽猜想合成氨反應(yīng)的適宜條件，說(shuō)說(shuō)你的理由思考一思考一 合成氨條件的選擇合成氨條件的選擇合成氨適宜的條件：合成氨適宜的條件：催化劑：鐵觸煤催化劑：鐵觸煤壓強(qiáng)：

4、壓強(qiáng)：20 MPa 50 MPa溫度：溫度：450（催化劑活性最大）（催化劑活性最大）合成氨的實(shí)地照片合成氨的實(shí)地照片二、合成氨的生產(chǎn)工藝二、合成氨的生產(chǎn)工藝:(1)工藝流程中熱能是如何循環(huán)工藝流程中熱能是如何循環(huán)利用的利用的?(2)原料氣又是如何充分利用的原料氣又是如何充分利用的?思考二思考二氨合成塔氨合成塔合成氨的關(guān)鍵設(shè)備合成氨的關(guān)鍵設(shè)備合成氨的生產(chǎn)工藝合成氨的生產(chǎn)工藝思考三思考三 1.1.原料氣從從塔底經(jīng)外筒環(huán)隙處進(jìn)入合成塔原料氣從從塔底經(jīng)外筒環(huán)隙處進(jìn)入合成塔的原因是什么的原因是什么? ? 充分利用反應(yīng)放出的熱量為原料氣預(yù)熱2.2.對(duì)照氨合成塔中原料氣在對(duì)照氨合成塔中原料氣在熱交換器熱交

5、換器中的流向，中的流向，說(shuō)明熱交換器的作用。說(shuō)明熱交換器的作用。 把反應(yīng)時(shí)生成的熱，傳遞給需要預(yù)熱的氣體，并冷卻反應(yīng)后生成的氣體 3.3.工業(yè)上從上到下將催化劑分成四層，在層與層工業(yè)上從上到下將催化劑分成四層，在層與層之間冷激氣和反應(yīng)氣混合。這樣設(shè)計(jì)的原因是什之間冷激氣和反應(yīng)氣混合。這樣設(shè)計(jì)的原因是什么？么？及時(shí)降低反應(yīng)混合物的溫度，提高反應(yīng)物的濃度，提高氨氣的產(chǎn)率。工業(yè)合成氨的原料工業(yè)合成氨的原料1.(1) 物理方法：液化空氣，再利用物理方法：液化空氣，再利用N2的沸點(diǎn)的沸點(diǎn)比比O2低，蒸餾出低，蒸餾出N2-氮?dú)獾姆悬c(diǎn)低先汽化。氮?dú)獾姆悬c(diǎn)低先汽化。 化學(xué)方法：將空氣依次通過(guò)化學(xué)方法：將空氣依次通過(guò)NaOH溶液、溶液、濃硫酸、灼熱的銅網(wǎng)，除去濃硫酸、灼熱的銅網(wǎng)，除去CO2、水和、水和O2，得，得到較純凈的到較純凈的N2。P22 問(wèn)題解決問(wèn)題解決 生產(chǎn)過(guò)程中是否會(huì)造成環(huán)境污染生產(chǎn)過(guò)程中是否會(huì)造成環(huán)境污染?如果是如果是,又應(yīng)該如何解決呢又應(yīng)該如何解決呢?思考四思考四 【隨堂檢測(cè)隨堂檢測(cè)】 1合成氨工業(yè)有下列流程：原料氣合成氨工業(yè)有下列流程：原料氣制備；氨的合成；原料氣凈化和制備；氨的合成；原料氣凈化和壓縮；氨的分離。其先后