合成氨公开课
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氨公开课课件
如下图所示。 N2→ NH3 NO
NO2
HNO3+NO
试写出各步反应方程式并分析上述反应中氮 元素的化合价变化，以及每步反应中，氮元素发 生的是氧化反应还是还原反应？
三、用:
(1)制氮肥 (2)致冷剂（氨易液化液化时放热，液
氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急 剧降低）
(3)化工原料
无机：生产硝酸、铵盐和纯碱等 有机：合成纤维、塑料、染料和尿素等
NH3+HNO3=NH4NO3 （白烟） 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
写出上述反应的离子方程 式 + +
与 挥 发 性 的 酸 反 应 有 白 烟
NH3 + H =NH4
(3) 氨气具有还原性 催化氧化 4NH3+5O2 ==== 4NO+6H2O
△ 催化剂
思考与交流：氨经一系列反应可以得到硝酸，
合肥市一食品厂发生氨气泄漏事故 合肥市一食品厂冷库发生氨气泄漏事故，十几 名消防官兵在查明泄漏位置后，立即采取喷水 方法稀释高浓度氨气。记者闻讯赶赴现场，一 股刺鼻的气味袭来。记者几次试图进入泄漏现 场，但均被残存的氨气熏得眼泪直流。
1、为什么在氨气泄漏现场会寒气逼人？
液氨气化吸收热量
2、消防队员应该如何除去白茫茫的氨气？
∆
（2）铵盐与碱反反应
NH4NO3 + NaOH = NaNO3 +H2O +NH3 ↑ (NH4)2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O+2NH3 ↑
运用：
实验室用来制NH3、用于NH4+的检验
反应实质：
NH4++ OH－=NH3↑+H2O
NO2
HNO3+NO
试写出各步反应方程式并分析上述反应中氮 元素的化合价变化，以及每步反应中，氮元素发 生的是氧化反应还是还原反应？
三、用:
(1)制氮肥 (2)致冷剂（氨易液化液化时放热，液
氨汽化时要吸收大量的热，使周围温度急 剧降低）
(3)化工原料
无机：生产硝酸、铵盐和纯碱等 有机：合成纤维、塑料、染料和尿素等
NH3+HNO3=NH4NO3 （白烟） 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
写出上述反应的离子方程 式 + +
与 挥 发 性 的 酸 反 应 有 白 烟
NH3 + H =NH4
(3) 氨气具有还原性 催化氧化 4NH3+5O2 ==== 4NO+6H2O
△ 催化剂
思考与交流：氨经一系列反应可以得到硝酸，
合肥市一食品厂发生氨气泄漏事故 合肥市一食品厂冷库发生氨气泄漏事故，十几 名消防官兵在查明泄漏位置后，立即采取喷水 方法稀释高浓度氨气。记者闻讯赶赴现场，一 股刺鼻的气味袭来。记者几次试图进入泄漏现 场，但均被残存的氨气熏得眼泪直流。
1、为什么在氨气泄漏现场会寒气逼人？
液氨气化吸收热量
2、消防队员应该如何除去白茫茫的氨气？
∆
（2）铵盐与碱反反应
NH4NO3 + NaOH = NaNO3 +H2O +NH3 ↑ (NH4)2SO4+2NaOH = Na2SO4+2H2O+2NH3 ↑
运用：
实验室用来制NH3、用于NH4+的检验
反应实质：
NH4++ OH－=NH3↑+H2O
工业合成氨(优质课课件)
降低
温度， 增大
压强，
减小 氨气的浓度有利于正向移动，
N2、H2浓度比为 1:3 有利于各原料充分
反应，从而提高氨的产率。
二. 合成氨的反应速率
想一想
哪些措施能提高合成氨的反应速率？
升高
温度， 增大
压强，
增大 反应物浓度，使用 催化剂 。
催化剂：铁触媒
小试牛刀
在一定条件下，合成氨反应的速率与各物质的
ห้องสมุดไป่ตู้
使NH3生产快
速率分析
高压 低温 无影响 增大浓度 减小浓度
高压 高温 使用 增大浓度 减小浓度
三. 合成氨的适宜条件
1．合成氨反应条件的选择原则 (1)尽量增大反应物的 转化率 ，充分利用原料； (2)选择较快的 反应速率 ，提高单位时间内的产量； (3)考虑设备和技术条件。
2．合成氨反应的适宜条件 应根据反应设备可使用的钢材质量及综合指标来选择压
根据设备选择压强 压强________________ N2、H2投料比 1:2.8 ______ NH3 及时分离________
根据理论判据分析298K下 能否自发进行？ 已知：298K时，∆H= -92.2KJ· mol-1 ∆S= -198.2J· K-1· mol-1
合成氨反应的 （1）反应 是 可逆反应 特点 （2）正反应是 放 热反应 △H ﹤ 0，△S﹤0
减小 的反应 （3）正反应为气体体积_____
哪些措施能提高合成氨的反应限度？
(4)浓度：合成氨生产通常采用N2和H2物质的量之比
为 1∶2.8 的投料比，并且及时将氨气从反应混合物
中分离出去，此外，还应考虑原料的价格，未转化
的合成气的 循环 使用、反应热的综合利用等问题。
《合成氨的概述》课件
合成氨的发现
总结词
合成氨的发现可以追溯到19世纪末期，当时科学家们开始探索氮和氢合成氨的可能性。
详细描述
1898年，德国化学家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和助手卡尔·博施（Carl Bosch）成功地开发出了一 种能够实现大规模合成氨的方法，这种方法被称为哈伯-博施法。这一发现为工业生产和农业提供了大 量的氨，对全球经济发展和人类生存具有重要意义。
原料气的净化
总结词
原料气的净化是合成氨生产工艺的重要环节，主要是通过化学和物理方法去除 原料气中的杂质，如二氧化碳、硫化氢和氧气等。
详细描述
原料气的净化通常包括脱硫、脱碳和脱氧等过程。脱硫主要是用碱性溶液或固 体吸收剂去除硫化氢；脱碳主要是用溶液吸收或固体吸附剂去除二氧化碳；脱 氧主要是通过催化剂或氧化反应将氧气转化为水。
环保与安全问题
总结词
合成氨工艺中存在一些环保与安全问题，需要采取相应的措施加以解决。
详细描述
合成氨工艺中会产生大量的废气和废水，如果处理不当会对环境造成污染。因此，需要 采取一系列环保措施，如废气处理、废水处理和废弃物回收等。此外，由于合成氨工艺 需要在高温高压下进行，也存在一定的安全风险。因此，需要采取相应的安全措施，如
《合成氨的概述》 ppt课件
目 录
• 合成氨的简介 • 合成氨的生产工艺 • 合成氨的工艺特点 • 合成氨的未来发展 • 总结
01
合成氨的简介
合成氨的定义
总结词
合成氨是指将氮和氢在高温高压和催化剂的作用下合成为氨的过程。
详细描述
合成氨是一种化学反应，通常在高温高压和催化剂存在的条件下进行，将氮气和氢气合成为氨气。这个反应是工 业上大规模生产氨的重要方法，也是化学工业中的重要反应之一。
合成氨PPT课件
反应特点 ：
主要副反应
主反应总体上是吸热，体积增大的反应
C4 ＝ H 2 H 2 C 7.9 4 k.m J 1ol 2 C O C2 O C 1.7 4 k2 .m J 1ol C H O 2 ＝ H 2 O C 1.3 3 k 6 1 .m J 1o
16
1.2.1 甲烷蒸汽转化反应的热力学分析
鉴于合成氨工业生产的实现和它的研究对化学 理论发展的推动，1918年，哈伯获得了诺贝 尔化学奖。
哈伯及其实验装置
合成氨发展的三个典型特点： 1. 生产规模大型化。 1000~1500T/日 2. 能量的合理利用。 用过程余热自产蒸汽推动蒸汽机供动力，基本不用电能。 3. 高度自动化。 自动操作、自动控制的典型现代化工厂。
第1章 合 成 氨 Synthesis of Ammonia
授课教师：蔡永伟
1
主要内容
1 1.1 概 述 2 1.2 原料气的制取 3 1.3 原料气的净化 4 1.4 氨的合成
2
1.1 概述 (Preface)
• 空气中含有游离氮(N2：78.03%)，但是只有豆科等能 够直接吸收空气中的游离氮。
1908年7月，德国化学家弗里茨·哈伯在实验 室用N2和H2在600℃、200个大气压，以锇 为催化剂的条件下合成了氨，虽然产率仅有 8%，却也是一项重大突破。并成功地设计了 原料气的循环工艺，这就是合成氨的哈伯法。
1913年，德国当时最大的化工企业——巴登 苯胺和纯碱制造公司，组织了以化工专家波施 为首的工程技术人员将哈伯的设计付诸实施， 进行了多达6500次试验，测试了2500种不 同配方的催化剂后，最后选定了含铅镁促进剂 的铁催化剂，将哈伯的合成氨设想变为现实， 一个日产30吨的合成氨工厂建成并投产。
精选合成氨生产工艺知识讲座
• 气化炉及碳洗塔等排出的洗涤水（称为 黑水）送往灰水处理。
四.合成氨的条件 ：
氨的合成是一个放热、气体总体积缩小的可逆反应。
有研究表明，400-500°C，压强一般采用 20MPa~50MPa. 采用铁触媒（以铁为主，混合的催 化剂）。制得的氨量也不算多，还可以采取迅速冷 却，使气态氨变为液态氨。也可原料重复利用。
催化剂活化
• 使用时需预先用H2S或CS2硫化变成Co9S8和MoS2 才有活性。 钴钼加氢转化后用氧化锌脱除生成 的H2S。
• 氧化锌- 钴钼加氢转化-氧化锌组合，可达到精 脱硫的目的。
湿法脱硫
用于含硫高、处理量大的气体的脱 硫。按其脱硫机理的不同又分为化 学吸收法、物理吸收法、物理-化学 吸收法和湿式氧化法。
水煤浆制气原理
• 煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。 煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送
来的高压氧通过烧咀进入气化炉，在气化炉中煤浆 与氧发生如下主要反应：
• CmHnSr+m/2O2—→mCO+（n/2-r）H2+rH2S
CO+H2O—→H2+CO2
•
反应在6.5MPa（G）、1350～1400℃下进行。
利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第
一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二 步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。因此，CO
变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，
为后续脱碳过程创造条件。
变换炉
脱碳
本公司用于尿素生产
3、脱 硫
脱硫主要是H2S, 其次是CS2,COS,RSH等有机硫。 其含量取决于原料的含硫量及加工方 法.
气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、
四.合成氨的条件 ：
氨的合成是一个放热、气体总体积缩小的可逆反应。
有研究表明，400-500°C，压强一般采用 20MPa~50MPa. 采用铁触媒（以铁为主，混合的催 化剂）。制得的氨量也不算多，还可以采取迅速冷 却，使气态氨变为液态氨。也可原料重复利用。
催化剂活化
• 使用时需预先用H2S或CS2硫化变成Co9S8和MoS2 才有活性。 钴钼加氢转化后用氧化锌脱除生成 的H2S。
• 氧化锌- 钴钼加氢转化-氧化锌组合，可达到精 脱硫的目的。
湿法脱硫
用于含硫高、处理量大的气体的脱 硫。按其脱硫机理的不同又分为化 学吸收法、物理吸收法、物理-化学 吸收法和湿式氧化法。
水煤浆制气原理
• 煤浆与氧进行部分氧化反应制得粗合成气。 煤浆由煤浆槽经煤浆加压泵加压后连同空分送
来的高压氧通过烧咀进入气化炉，在气化炉中煤浆 与氧发生如下主要反应：
• CmHnSr+m/2O2—→mCO+（n/2-r）H2+rH2S
CO+H2O—→H2+CO2
•
反应在6.5MPa（G）、1350～1400℃下进行。
利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第
一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二 步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。因此，CO
变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，
为后续脱碳过程创造条件。
变换炉
脱碳
本公司用于尿素生产
3、脱 硫
脱硫主要是H2S, 其次是CS2,COS,RSH等有机硫。 其含量取决于原料的含硫量及加工方 法.
气化反应在气化炉反应段瞬间完成，生成CO、
《合成氨的概述》课件
未来发展趋势
未来，合成氨工业将致力于将生产过程更加环保和可持续，降低成本，并在农业、生态和环 保等领域发挥更多作用。
环保和可持续发展
合成氨工业面临环保挑战，包括氮污染、资源和能源消耗等。但是，通过技术创新和生产工 艺的改善，合成氨工业正在走向环保和可持续发展。
合成氨的历史
1
巴斯德的发现
1860年，路易-巴斯德首先制备出人工合
海法的研究和创新
2
成氨，但其成本较高，导致无法作为工
一种更为经济高效的制备合成氨之法，
被称为“海法氨法”。
3
阿莫斯过程的开发和推广
1910年，英国化学家威廉-克劳福德-阿 莫斯发明了一种基于氮的固氮合成氨工 艺，被称为“阿莫斯过程”，解决了人工 合成氨成本较高的问题，成为现代合成 氨工业的基础。
合成氨的制备方法
海法氨法制备法
以氮和氢为原料，经催化剂作用，在高温、高压下 反应制得氨。
阿莫斯过程制备法
将氮在高压容器中与金属铁粉(或铁片、铁丝)反应 制得氨。
电弧放电法制备法
合成氢气氨法
将氮和氢气以一定比例混合，在电弧炉中进行放电， 使氮分子分解合成氨物质。
通过目标易碳化物转化为氢气，并与空气分离后转 化成合成氨。这是一种环保的低碳方法。
合成氨的应用
1 重要性
合成氨是农业和工业中不可或缺的重要原料，是制造硝化炸药和其他化学品必需品。
2 用途
合成氨被广泛应用于制造化肥、塑料、涂料、纺织品和药品等工业产品中。
3 在工业和农业中的应用
工业方面包括科学研究、国防等，农业方面包括种植业和畜牧业，具有广泛的应用前景。
合成氨的发展
发展历程
20世纪初，以海法氨法和阿莫斯法为基础的合成氨工业得到了广泛应用。如今，合成氨成为 人类命运共同体下将产生深远影响的关键关键物质之一。
未来，合成氨工业将致力于将生产过程更加环保和可持续，降低成本，并在农业、生态和环 保等领域发挥更多作用。
环保和可持续发展
合成氨工业面临环保挑战，包括氮污染、资源和能源消耗等。但是，通过技术创新和生产工 艺的改善，合成氨工业正在走向环保和可持续发展。
合成氨的历史
1
巴斯德的发现
1860年，路易-巴斯德首先制备出人工合
海法的研究和创新
2
成氨，但其成本较高，导致无法作为工
一种更为经济高效的制备合成氨之法，
被称为“海法氨法”。
3
阿莫斯过程的开发和推广
1910年，英国化学家威廉-克劳福德-阿 莫斯发明了一种基于氮的固氮合成氨工 艺，被称为“阿莫斯过程”，解决了人工 合成氨成本较高的问题，成为现代合成 氨工业的基础。
合成氨的制备方法
海法氨法制备法
以氮和氢为原料，经催化剂作用，在高温、高压下 反应制得氨。
阿莫斯过程制备法
将氮在高压容器中与金属铁粉(或铁片、铁丝)反应 制得氨。
电弧放电法制备法
合成氢气氨法
将氮和氢气以一定比例混合，在电弧炉中进行放电， 使氮分子分解合成氨物质。
通过目标易碳化物转化为氢气，并与空气分离后转 化成合成氨。这是一种环保的低碳方法。
合成氨的应用
1 重要性
合成氨是农业和工业中不可或缺的重要原料，是制造硝化炸药和其他化学品必需品。
2 用途
合成氨被广泛应用于制造化肥、塑料、涂料、纺织品和药品等工业产品中。
3 在工业和农业中的应用
工业方面包括科学研究、国防等，农业方面包括种植业和畜牧业，具有广泛的应用前景。
合成氨的发展
发展历程
20世纪初，以海法氨法和阿莫斯法为基础的合成氨工业得到了广泛应用。如今，合成氨成为 人类命运共同体下将产生深远影响的关键关键物质之一。
合成氨 完整版 优秀公开课
合成氨⑴合成氨原料气的制取要生产合成氨，首先要制造含有氮、氢混合气的原料气。
用于制造原料气的原料可分为固体原料、液体原料和气体原料三种。
固体原料主要有煤和焦炭。
将煤或焦炭放入半水煤气发生炉里，交替通入空气和水蒸气，就可以得到半水煤气。
半水煤气的有效成分是N2和H2，还含有CO、CO2和H2S等杂质。
半水煤气经净化后，可做合成氨的原料气。
液体原料主要有原油、轻油、重油等。
它们可用分子式Cm Hn表示。
用水蒸气和氧气的混合气体来气化重油，可得到H2和CO。
利用重油气化法制取合成氨原料气，是近代合成氨工业中的一个重要发展。
常用的气体原料有天然气、油田气、炼厂气和焦炉气等四种。
在这些气体原料中，天然气用量最大。
我国四川省有以天然气为原料的大型合成氨厂。
用天然气制合成氨原料气的方法很多，概括起来可分为四大类，即热解法、水蒸气转化法、部分氧化法和综合法。
热解法是在没有触媒的情况下，用高温使天然气中的甲烷受热分解而制得氢气的方法：CH4−−→−高温2H2 + C水蒸气转化法是在700 ℃～900 ℃的温度下，使水蒸气和甲烷通过镍触媒而起反应：CH4 + H2O → CO+3H2部分氧化法是在950 ℃左右和镍触媒的作用下，使甲烷进行不完全氧化：2CH4 + O2→ 2CO+4H2综合法是在制取乙炔的同时，副产合成氨原料气。
将天然气和氧气同时通入转化炉中，高温下使部分甲烷进行燃烧，放出的热使剩余的天然气受热后分解而生成乙炔和氢气，分离后可得到氢气。
2CH4 → C2H2+ 3H2⑵合成氨的催化机理热力学计算表明，低温、高压对合成氨反应是有利的，但无催化剂时，反应的活化能很高，反应几乎不发生。
当采用铁催化剂时，由于改变了反应历程，降低了反应的活化能，使反应以显著的速率进行。
目前认为，合成氨反应的一种可能机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。
接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成—NH 、—NH 2和NH 3，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。
化工工艺学课件合成氨
反应器
采用特殊设计的反应器，使氢气和氮气在高 温高压条件下进行合成氨反应。
压缩机
用于压缩气体，以满足合成氨反应所需的高 压条件。
分离设备
用于将合成的氨从反应气体中分离出来，并 进行回收。
04 合成氨的能效和环保
CHAPTER
能效分析
合成氨的能效
合成氨是化工行业中耗能较高的过程之一，能效分析对于降低生产 成本和减少能源浪费至关重要。
合成氨的市场需求和发展趋势
市场需求
随着全球人口的增长和经济的发展， 对粮食和能源的需求不断增加，合成 氨的市场需求也在逐年增长。
发展趋势
合成氨技术的发展趋势包括提高合成 氨的效率和降低能耗，同时减少对环 境的污染。
合成氨技术的未来展望和研究方向
未来展望
随着科技的不断进步，合成氨技术将朝着更加高效、环保、经济的方向发展， 为人类的生产和生活提供更加优质的化工产品。
合成氨的重要性
合成氨是世界上最重要的化工生产过程之一，它提供了大量的氮肥和尿素等农业生产所需的肥料，对提高全球粮 食产量、解决人类温饱问题起到了至关重要的作用。此外，合成氨也是其他含氮化学品的重要原料，如硝化纤维、 炸药、染料等。
合成氨的基本原理
合成氨反应方程式
N2 + 3H2 → 2NH3
反应条件
CHAPTER
工艺流程概述
原料气的制备
将煤、天然气或石油等原料转 化为含有氢和氮的合成气。
原料气的净化
通过脱硫、一氧化碳变换和气 体精制等过程，除去合成气中 的杂质。
氨的合成
在高温高压条件下，利用铁催 化剂将氢气和氮气合成为氨。
氨的分离与回收
将合成的氨从反应气体中分离 出来，并进行回收。
采用特殊设计的反应器，使氢气和氮气在高 温高压条件下进行合成氨反应。
压缩机
用于压缩气体，以满足合成氨反应所需的高 压条件。
分离设备
用于将合成的氨从反应气体中分离出来，并 进行回收。
04 合成氨的能效和环保
CHAPTER
能效分析
合成氨的能效
合成氨是化工行业中耗能较高的过程之一，能效分析对于降低生产 成本和减少能源浪费至关重要。
合成氨的市场需求和发展趋势
市场需求
随着全球人口的增长和经济的发展， 对粮食和能源的需求不断增加，合成 氨的市场需求也在逐年增长。
发展趋势
合成氨技术的发展趋势包括提高合成 氨的效率和降低能耗，同时减少对环 境的污染。
合成氨技术的未来展望和研究方向
未来展望
随着科技的不断进步，合成氨技术将朝着更加高效、环保、经济的方向发展， 为人类的生产和生活提供更加优质的化工产品。
合成氨的重要性
合成氨是世界上最重要的化工生产过程之一，它提供了大量的氮肥和尿素等农业生产所需的肥料，对提高全球粮 食产量、解决人类温饱问题起到了至关重要的作用。此外，合成氨也是其他含氮化学品的重要原料，如硝化纤维、 炸药、染料等。
合成氨的基本原理
合成氨反应方程式
N2 + 3H2 → 2NH3
反应条件
CHAPTER
工艺流程概述
原料气的制备
将煤、天然气或石油等原料转 化为含有氢和氮的合成气。
原料气的净化
通过脱硫、一氧化碳变换和气 体精制等过程，除去合成气中 的杂质。
氨的合成
在高温高压条件下，利用铁催 化剂将氢气和氮气合成为氨。
氨的分离与回收
将合成的氨从反应气体中分离 出来，并进行回收。
化工工艺学合成氨课件
化工工艺学合成氨课件
图3-34 以重油为原料合成氨流程
第13页
3.2.2 原料气制备
•
合成氨中原料气中氢氢气碳比是：由表含示碳某种燃原料料转与化水
得到。
蒸气反应时释放氢比从水中
•
现在工业上采取天然释放气氢（轻包易含程度油。田气）、
炼厂气、焦炉气、石脑油、重油、焦炭和煤生
产合成氨。这些原料均可看做是有不一样氢碳
我国合成氨装置是大、中、小规模并存格局， 总生产能力为4260万t/a。
大型合成氨装置有30套，设计能力为900万
t/a，实际生产能力为1000万t/a；
中型合成氨装置有55套，生产能力为460万
t/a；
小型合成氨装置有700多套，生产能力为
2800万t/a。
❖我国产量为4222万吨，居世界第一。
化工工艺学合成氨课件
化工工艺学合成氨课件
第18页
一、烃类蒸气转化法
• ①催化剂活性组分、助催化剂和载体
• a活性组分：从性能和经济方面考虑，活 性组分，镍为最正确，含量在4%~30%较 为适宜。
• b助催化剂：提升镍活性、延长寿命和 增加抗析碳能力。可加入MgO作助催化剂。
• c镍催化剂载体：使镍高度分散、晶料变 细、抗老化和抗析碳等作用。惯用有氧化 铝、氧化镁、氧化钾、氧化钙、氧化铬、 氧化钛和氧化钡等。
化工工艺学合成氨课件
第33页
二、重油部分氧化法
• 2、反应条件 • 反应温度：1200~1370℃ • 反应压力：3.2~8.37MPa • 催化剂：无 • 水蒸气用量：每吨原料加水蒸气400~500kg • 水蒸气作用： • （1）起气化剂作用。 • （2）能够缓冲炉温及抑制析碳反应。
氨公开课课件(2023版ppt)
配位化合物：氨与金属离子形成的配 位化合物，如氨合银、氨合铜等，具 有特殊的结构和性质。
配位反应：氨与金属离子发生配位反 应，形成配位化合物，如氨与硝酸银 反应生成氨合银。
配位平衡：氨与金属离子的配位反应 存在平衡，可以通过改变条件来调节 配位平衡。
氨的物理性质
氨的熔点、沸点
氨的熔点： -77
氨的沸点： -33
瓶中
2
反应原理： 氯化铵和氢 氧化钙反应 生成氨气和
氯化钙
5
产物纯化： 通过碱石灰 干燥氨气， 得到纯净的
氨气
3
反应条件： 加热，温度 控制在100-
150℃
6
安全注意事 项：实验过 程中注意通 风，防止氨
气中毒
氨的实验室检测
01
检测方法：分光光度
法、离子色谱法、气
相色谱法等
02
检测项目：氨含量、
氨的凝固 点：-107
1
2
3
氨的蒸发 热：28
4
氨的密度、溶解度
01
04
氨的毒性：氨气具有毒性， 吸入过量可能导致中毒
02
03
氨的挥发性：氨气具有较 强的挥发性，常温下即可 挥发
氨的溶解度：氨在水中的 溶解度较高，常温下可溶 解约1000倍体积的水
氨的密度：氨气在标准状 态下的密度为0
氨的毒性、安全防护
氨的污染治理技术：吸 收法、吸附法、催化氧 化法、生物处理法等
氨的污染危害：对人体 健康、生态环境、空气 质量等造成影响
氨的污染治理政策：制 定排放标准、加强监管、 推广清洁生产等
氨的绿色化学
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
绿色化学概念： 以减少环境污染 和资源消耗为目 标的化学研究
高二化学合成氨2 公开课一等奖课件
语文
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附赠 中高考状元学习方法
前
言
高考状元是一个特殊的群体，在许多 人的眼中，他们就如浩瀚宇宙里璀璨夺目 的星星那样遥不可及。但实际上他们和我 们每一个同学都一样平凡而普通，但他们 有是不平凡不普通的，他们的不平凡之处 就是在学习方面有一些独到的个性，又有 着一些共性，而这些对在校的同学尤其是 将参加高考的同学都有一定的借鉴意义。
4）催化剂(加快反应速率)：铁
高温高压
N2(g) + 3H2(g)
催化剂
2NH3 (g) (放热)
(三)工业合成氨的原料选择
思考: 工业合成氨时N2取自于什么物质?H2又来 源于哪里?
N2主要来源于空气 ____ (从空气中分离出N2有哪些方法?) 氢气主要来源于水和碳氢化合物 ____ C+H2O===CO+H2
“用好课堂40分钟最重要。我的经验是，哪怕 是再简单的内容，仔细听和不上心，效果肯 定是不一样的。对于课堂上老师讲解的内容， 有的同学觉得很简单，听讲就不会很认真， 但老师讲解往往是由浅入深的，开始不认真， 后来就很难听懂了；即使能听懂，中间也可 能出现一些知识盲区。高考试题考的大多是 基础知识，正就是很多同学眼里很简单的内 容。”常方舟告诉记者，其实自己对竞赛试 题类偏难的题目并不擅长，高考出色的原因 正在于试题多为基础题，对上了自己的“口 味”。
上海 2006 高考 理科 状元-武亦 文
武亦文 格致中学理科班学生 班级职务：学习委员 高考志愿：复旦经济 高考成绩：语文127分 数学142分 英语144分 物理145分 综合27分 总分585分
工业合成氨公开课教案教学设计课件案例试卷题
3 探讨问题1：压强的选择
知识梳理
问题描述
既然速率和平衡 都需要高压，那 么是不是压强越
高越好？
工业实际
结论
考虑设备的 承受能力
20MP—50MP
4 探讨问题2：温度的选择
知识梳理
问题描述
从速率角度考虑需 要高温，从平衡角 度考虑需要低温， 那么怎么样的温度
比较合适呢？
工业实际
考虑催化剂 的活性
不能使平衡向右移动的是（BC ）
（A）不断将NH3分离出来 （B）使用催化剂 （C）采用500 ℃左右的高温 （D）采用较高的压强
C 2、在合成氨时，可以提高H2转化率的措施是（ ）
(A)延长反应时间
(B)充入过量H2
(C)充入过量N2
(D)升高温度
结论 500℃
5 探讨问题3：其他条件的选择
知识梳理
其他影响因素 浓度
催化剂
采取措施 氮气、氢气循环使用 及时分离氨气
使用铁触媒做催化剂
6 合成氨工业条件的最终确定知识小结Fra bibliotek外部条件
条件选择
压强 温度 催化剂 反应物浓度 生成物浓度
20MP—50MP 500℃ 铁触媒 原料气循环使用 及时分离氨气
1 工业合成氨的化学原理
原理在线
高温高压
N2+3H2 催化剂 2NH3
2
知识梳理
工业合成氨条件的选择
高温高压
N2+3H2 催化剂 2NH3 △H＜0
外部条件
压强 温度 催化剂 反应物浓度 生成物浓度
如何生产的快？ 速率分析 高压 高温 使用催化剂 增大浓度 增大浓度
如何生产的多？ 平衡分析 高压 低温 无影响 增大浓度 减小浓度
合成氨工艺简介课件
数据分析与优化
通过大数据和人工智能技术，对合成氨生产过程 进行实时监测和数据分析，实现生产过程的优化 和智能化决策。
感谢您的观看
THANKS
合成氨的发展历程
总结词
合成氨的发展经历了多个阶段，技术的不断改进和创 新推动了合成氨工业的发展。
详细描述
合成氨技术的发展历程可以追溯到19世纪末期，当时 科学家们开始探索将氮气和氢气合成为氨气的方法。经 过多次试验和改进，1909年德国化学家哈伯（Fritz Haber）开发出了采用铁催化剂的高压合成氨工艺，并 在随后的几年中不断完善。随着技术的不断改进和创新 ，合成氨的产量和效率逐渐提高，推动了合成氨工业的 发展。如今，合成氨技术已经广泛应用于全球范围内， 为人类的生产和生活提供了重要的化工原料。
少对环境的污染。
废水处理
建立废水处理设施，对工艺过程中 产生的废水进行处理，达到排放标 准后再排放。
废弃物回收利用
对工艺过程中产生的废弃物进行回 收利用，减少对环境的负担。
04
合成氨工艺的未来发展
新技术的研发与应用
新型催化剂
研发高效、低成本的新型催化剂 是合成氨工艺未来的重要方向， 以提高合成氨的效率和选择性。
二氧化碳脱除
采用化学或物理方法脱除原料气中的二氧化碳，以防止其在 后续的合成过程中形成氨的碳化物。
氨的合成
01
02
03
合成塔
原料气在高温、高压条件 下进入合成塔，与催化剂 接触，发生反应生成氨。
氨的分离
从合成塔出来的气体中， 氨被冷凝分离出来，未反 应的氢气和氮气循环回到 合成塔继续反应。
氨的储存与运输
研究新型高效催化剂，降 低反应活化能，提高原料 的转化率。
降低能耗
通过大数据和人工智能技术，对合成氨生产过程 进行实时监测和数据分析，实现生产过程的优化 和智能化决策。
感谢您的观看
THANKS
合成氨的发展历程
总结词
合成氨的发展经历了多个阶段，技术的不断改进和创 新推动了合成氨工业的发展。
详细描述
合成氨技术的发展历程可以追溯到19世纪末期，当时 科学家们开始探索将氮气和氢气合成为氨气的方法。经 过多次试验和改进，1909年德国化学家哈伯（Fritz Haber）开发出了采用铁催化剂的高压合成氨工艺，并 在随后的几年中不断完善。随着技术的不断改进和创新 ，合成氨的产量和效率逐渐提高，推动了合成氨工业的 发展。如今，合成氨技术已经广泛应用于全球范围内， 为人类的生产和生活提供了重要的化工原料。
少对环境的污染。
废水处理
建立废水处理设施，对工艺过程中 产生的废水进行处理，达到排放标 准后再排放。
废弃物回收利用
对工艺过程中产生的废弃物进行回 收利用，减少对环境的负担。
04
合成氨工艺的未来发展
新技术的研发与应用
新型催化剂
研发高效、低成本的新型催化剂 是合成氨工艺未来的重要方向， 以提高合成氨的效率和选择性。
二氧化碳脱除
采用化学或物理方法脱除原料气中的二氧化碳，以防止其在 后续的合成过程中形成氨的碳化物。
氨的合成
01
02
03
合成塔
原料气在高温、高压条件 下进入合成塔，与催化剂 接触，发生反应生成氨。
氨的分离
从合成塔出来的气体中， 氨被冷凝分离出来，未反 应的氢气和氮气循环回到 合成塔继续反应。
氨的储存与运输
研究新型高效催化剂，降 低反应活化能，提高原料 的转化率。
降低能耗
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条件 无催化剂 △E /KJ/mol 335 3.4×1012(700k) k(催)/k(无)
使用Fe催化剂
167
使用催化剂可使合成氨反应的速率提高 上万亿倍。
三、化学反应速率
N2
+
因素 浓度 温度 压强 催化剂
3H2
适宜条件
2NH3
氢气量稍多，分离NH3 高温 高压 使用
综合对比 条件
压强 温度
450℃ 。 (1) 应选用的温度是______ 因为常压下 SO2 常压 (2) 应采用的压强是 ______，理由是 ___________ 的转化率已经很高，若采用较大压强，SO2的转化率 __________________________________________ 提高很少，但需要的动力更大，对设备的要求更高。 _______________________________________
n(N2)：n(H2)=1：3 分离氨气
工业上利用某可逆反应生产产品有哪些注意事项？
1.一般要使用催化剂：
加快化学反应速率，提高生产效率
2.选择合适的温度：
该温度是催化剂活性最大的温度 3.选择合适的压强： 既要考虑化学反应速率和化学平衡， 还要综合考虑设备。
试一试？
已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) △H＜0
52.0 25.1 10.6
2×107 Pa 86.4
64.2 38.2 19.1
3×107 Pa 89.9
71.0 47.0 26.4
6×107 1×108 Pa Pa 95.4
84.2 65.2 42.2
200 ℃
300 ℃ 400 ℃ 500 ℃
98.8
92.6 79.8 57.5
600 ℃
0.05
化学反应条件的优化 ——工业合成氨
LOGO
学会什么
分析工业合成 氨的适宜条件
分析化工生产条件 的思路和方法
阅读—拓展视野
19世纪以前，有远见的化学家曾指出：考虑到将 来的粮食问题，为使子孙后代免于饥饿，必须寄 希望于科学家能实现大气固氮——将空气中丰富 的氮固定下来并转化为可被利用的形式。德国化 学家哈伯在1913年实现了合成氨的工业生产，满 足了20世纪人口由30亿增至
速率分析
高压 高温
平衡分析
高压 低温
催化剂
反应物浓度
使用
增大，氢气稍多
不影响
n(N2)：n(H2)=1：3
生成物浓度
分离氨气
分离氨气
Company name
工业合成氨的适宜条件
外部条件 压强 温度 催化剂 浓度 工业合成氨的适宜条件 2×107 — 5×107 Pa （考虑设备承压能力） 适宜温度（700K） (催化剂活性大) 使用铁触媒作催化剂
一、化学反应方向
N2
+
3H2
2NH3
二、化学反应限度
浓度影响
NH3%
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6
N2:H2
二、化学反应限度
温度影响
氨 含 量 温 度 压 强
1×105 Pa 15.3
2.2 0.4 0.1
1×107 Pa 81.5
60亿对粮食的需求，因此人们赞扬
哈伯是“用空气制造面包的圣人”。
弗里茨·哈伯
1784年发现氨
1913年实现工业化生产
简单反应应用于工业生产，需要考虑那些问题？
Company name
化学反应的 方向
能否自发 进行 适 宜 的 合 成 氨 条 件
化学反应的 限度
提高 氨气产率
化学反应的 速率
提高反应 速率
4.5
9.1
13.8
23.1
31.4
二、化学反应限度
N2
+
因素 浓度 温度 压强 催化剂
3H2
适宜条件 n(N2)：n(H2)=1：3 低温 高压 不影响
2NH3
分离NH3
三、化学反应速率
浓度影响
v = k C(N2) C1.5(H2) C-1(NH3)
增大氮气氢气浓度，分离氨气
三、化学反应速率 催化剂影响
使用Fe催化剂
167
使用催化剂可使合成氨反应的速率提高 上万亿倍。
三、化学反应速率
N2
+
因素 浓度 温度 压强 催化剂
3H2
适宜条件
2NH3
氢气量稍多，分离NH3 高温 高压 使用
综合对比 条件
压强 温度
450℃ 。 (1) 应选用的温度是______ 因为常压下 SO2 常压 (2) 应采用的压强是 ______，理由是 ___________ 的转化率已经很高，若采用较大压强，SO2的转化率 __________________________________________ 提高很少，但需要的动力更大，对设备的要求更高。 _______________________________________
n(N2)：n(H2)=1：3 分离氨气
工业上利用某可逆反应生产产品有哪些注意事项？
1.一般要使用催化剂：
加快化学反应速率，提高生产效率
2.选择合适的温度：
该温度是催化剂活性最大的温度 3.选择合适的压强： 既要考虑化学反应速率和化学平衡， 还要综合考虑设备。
试一试？
已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) △H＜0
52.0 25.1 10.6
2×107 Pa 86.4
64.2 38.2 19.1
3×107 Pa 89.9
71.0 47.0 26.4
6×107 1×108 Pa Pa 95.4
84.2 65.2 42.2
200 ℃
300 ℃ 400 ℃ 500 ℃
98.8
92.6 79.8 57.5
600 ℃
0.05
化学反应条件的优化 ——工业合成氨
LOGO
学会什么
分析工业合成 氨的适宜条件
分析化工生产条件 的思路和方法
阅读—拓展视野
19世纪以前，有远见的化学家曾指出：考虑到将 来的粮食问题，为使子孙后代免于饥饿，必须寄 希望于科学家能实现大气固氮——将空气中丰富 的氮固定下来并转化为可被利用的形式。德国化 学家哈伯在1913年实现了合成氨的工业生产，满 足了20世纪人口由30亿增至
速率分析
高压 高温
平衡分析
高压 低温
催化剂
反应物浓度
使用
增大，氢气稍多
不影响
n(N2)：n(H2)=1：3
生成物浓度
分离氨气
分离氨气
Company name
工业合成氨的适宜条件
外部条件 压强 温度 催化剂 浓度 工业合成氨的适宜条件 2×107 — 5×107 Pa （考虑设备承压能力） 适宜温度（700K） (催化剂活性大) 使用铁触媒作催化剂
一、化学反应方向
N2
+
3H2
2NH3
二、化学反应限度
浓度影响
NH3%
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6
N2:H2
二、化学反应限度
温度影响
氨 含 量 温 度 压 强
1×105 Pa 15.3
2.2 0.4 0.1
1×107 Pa 81.5
60亿对粮食的需求，因此人们赞扬
哈伯是“用空气制造面包的圣人”。
弗里茨·哈伯
1784年发现氨
1913年实现工业化生产
简单反应应用于工业生产，需要考虑那些问题？
Company name
化学反应的 方向
能否自发 进行 适 宜 的 合 成 氨 条 件
化学反应的 限度
提高 氨气产率
化学反应的 速率
提高反应 速率
4.5
9.1
13.8
23.1
31.4
二、化学反应限度
N2
+
因素 浓度 温度 压强 催化剂
3H2
适宜条件 n(N2)：n(H2)=1：3 低温 高压 不影响
2NH3
分离NH3
三、化学反应速率
浓度影响
v = k C(N2) C1.5(H2) C-1(NH3)
增大氮气氢气浓度，分离氨气
三、化学反应速率 催化剂影响