人工固氮技術合成氨

關于人工固氮技術合成氨第1頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三S(s)+O2(g)SO2(g)

燃燒SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)第一步：第二步：第三步：(催化氧化)(吸收)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)催化劑

加熱造氣一.復習檢測：第2頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三課題2人工固氮——合成氨第3頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三二.任務揭示：1.合成氨的反應原理，2.合成氨的基本生產(chǎn)過程，3.合成氨工業(yè)的發(fā)展。第4頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三在新疆和青海交界處有一狹長山谷，每當牧民和牲畜進入后，風和日麗的晴天頃刻間電閃雷鳴，狂風大作，人畜必遭雷擊。奇怪的是那里的牧草十分茂盛，四季常青，被當?shù)啬撩穹Q為“魔鬼谷”。你能用化學方程式及必要的文字敘述解釋“魔鬼谷”牧草茂盛、四季常青的原因嗎?魔鬼谷第5頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三

人們常說雷雨發(fā)莊家，你能用化學原理加以解釋嗎？

N2+O2

====2NO放電或高溫2NO

+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NO雷雨發(fā)莊稼三.自主學習：第6頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三1、含氮化合物在生活中的意義和用途：①氮是植物生長必不可少的元素之一。②農(nóng)作物每年從土壤中吸收大量含氮化合物。①制造染料②制造人造纖維③制造油漆④制造炸藥用途：意義：2、自然界中的氮循環(huán)土壤中含氮化合物的主要來源：第7頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三氮的固定將游離態(tài)氮轉化為化合態(tài)氮的方法叫氮的固定．三.自主學習：第8頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三固氮方法：（1）自然固氮：①雷雨固氮（閃電時，N2

轉化為NO）②生物固氮（如：豆科作物的根瘤菌將N2轉化為化合態(tài)氮）。（2）人工固氮：（用N2

和H2合成氨）第9頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三一.合成氨的反應原理如下圖合成氨裝置現(xiàn)象：加熱試管中的鐵絲絨至紅熱后注入氫氣和氮氣的混合氣體，可以看到濕潤的pH試紙變___色。藍原理：N2(g)+3H2(g)2NH3

(g)高溫、高壓催化劑第10頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三1）濃度：使用過量的氮氣。2）溫度：400～500℃；3）高壓:10MPa~30MPa；4）催化劑(加快反應速率)：如鐵觸媒合成氨的反應條件(放熱反應)N2(g)

+3H2(g)

2NH3

(g)催化劑高溫、高壓思考:根據(jù)勒夏特列原理分析討論合成氨工業(yè)適宜的反應條件?第11頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三用圖式表示合成氨的流程圖：原料氣的制取凈化合成分離液氨二.合成氨的基本生產(chǎn)過程第12頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三（一）造氣思考:工業(yè)合成氨時N2取自于什么物質?H2又來源于哪里?N2主要來源于____H2主要來源于____________________?？諝?從空氣中分離出N2有哪些方法?)碳氫化物和水反應C+H2O=CO+H2CH4+H2O===3H2+COCH4+2H2O===4H2+CO2催化劑催化劑一種方法是將空氣液化后蒸發(fā)分離出氧氣而獲得氮氣;另一種方法是將空氣中的氧氣與碳作用生成二氧化碳,再除去二氧化碳得氮氣。第13頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三（二）原料氣凈化想一想:制取原料氣的過程中常混有的氣體雜質有哪些？用什么方法除去雜質氣體？雜質有CO,CO2

和H2S等氣體①用氨水吸收H2S氣體②使CO變成CO2③CO2常用K2CO3溶液吸收NH3?H2O+H2S=NH4HS+H2OH2O+CO=CO2+H2K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3④用醋酸、銅和氨配制成的溶液吸收CO、CO2、O2、H2S等少量有害氣體。第14頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三

從合成塔出來的混合氣體，氨氣約占總體積的______，要把混合氣體通過冷凝器、_______，再導入液氨貯灌。剩余氣體再送回合成塔，循環(huán)利用(合成氨轉化率較低，要采用循環(huán)操作）。(三)合成與分離15%分離器第15頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三工業(yè)合成氨的工業(yè)流程1第16頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三工業(yè)合成氨的工業(yè)流程2第17頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三閱讀書本Ｐ１４～Ｐ１５頁后總結．三.合成氨工業(yè)的發(fā)展1、原料及原料氣的凈化2、催化劑的改進3、環(huán)境保護第18頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三１．合成氨所需的H2可由煤和水蒸氣反應而制得，其中一步的反應為：（正反應吸熱），下列措施中，能提高CO轉化率的是（

）A．增大壓強

B．降低溫度C．增大水蒸氣濃度

D．加催化劑Ｃ五.鞏固拓展：第19頁，講稿共21頁，2023年5月2日，星期三五.鞏固拓展：2.合成氨工業(yè)有下列流程：

①原料氣制備；②氨的合成；

③原料氣凈化和壓縮；④