高中化学合成氨的反应原理课件

1.从化学反应速率和化学平衡角度考虑,压强越大越有利于合成 氨,为什么我国目前一般采用10~30 MPa的条件?
答案：我国目前一般采用这一压强条件是由于压强越大,动力消 耗、设备要求加大,生产成本越高,从综合经济效益角度考虑,不宜 采用过高的压强。
从化学平衡的角度 分析
有利于提高转化率 降低温度 增大压强
一二
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
2.合成氨的适宜条件: (1)温度:400~500 ℃; (2)压强:10~30 MPa; (3)催化剂:铁触媒(400~500 ℃时,其活性最强)。
一二
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
自主预习 合作探究
目标导航 预习导引 一 二
一、氮的存在和固定 1.存在 (1)农作物需从土壤中摄取大量含氮化合物,为了补偿土壤中减少 的氮,必须施加氮肥。含氮化合物还用于制造染料、人造纤维、油 漆、炸药等。 (2)地壳中含氮量为0.04%,大气中氮气占空气体积的78%。 2.氮的固定 (1)定义: 氮的固定指的是将游离态氮转化为化合态氮的方法。 (2)分类:
答案：C
一二
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
下列转变过程中,属于人工固氮的是( )
A.N2
HNO3
B.NH3
HNO3
C.NH4Cl
NH3
D.N2
NH3
解析：氮的固定是以游离态的氮作为反应物,B、C错;D选项属 于人工固氮。
答案：D
一二
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
这样使土壤从空气中得到氮,促进植物的生长。
有关反应的化学方程式为 N2+O2
2NO+O2 2NO2, 3NO2+H2O 2HNO3+NO。
2NO,
一二
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
2.氮的固定是物理变化还是化学变化? 答案：化学变化。 3.哪一种自然固氮的过程可能会成为工业化生产过程? 答案：生物固氮。除了合成氨这种人工固氮方式外,科学家们还 发现某些金属有机化合物可以起到根瘤菌的作用,并用这些金属有 机化合物作催化剂实现了常温、常压固氮,即仿生固氮。相信不久 的将来,仿生固氮会成为工业化生产过程。
二、合成氨条件的选择 1.合成氨的反应特点,从反应速率、化学平衡的角度分析合成氨 条件选择的依据。
合成氨反应的特点 合成氨条件选择的依据
①典型的可逆反应, 从反应速率的角度分 通常状况下反应速 析
率小
有利于增大化学反应速
②正反应是放热反
提高反应温度
应 ③正反应是气体体
率 增大压强
积Biblioteka Baidu小的反应
使用催化剂
一二
一、自然界中氮的循环 1.自然界中氮的循环图
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
氮的循环
一二
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
2.自然界中氮的循环途径
在自然界中,大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的
氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。植物的根从土壤中吸收的铵
自主预习 合作探究
一二
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
【例1】 氮的循环在自然界元素的循环中具有重要意义,有些氮 的转化是从氮气到氮的化合物,有的转化是从一种氮的化合物到另 一种氮的化合物。下列过程中,以游离态的氮为原料,最终产生氮 的化合物的是( ) (导学号52690009)
①工业合成氨 ②硝化细菌的硝化过程 ③动物尸体的腐烂
氮的氧化物随降水进入土壤和水体。
一二
自主预习 合作探究
知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用
1.“雷雨肥田”的原理是什么?该过程中涉及哪些化学反应?
答案：“雷雨肥田”的原理为在闪电作用下,空气中N2、O2反应生 成NO,NO与O2反应生成NO2,NO2溶于雨水生成HNO3,HNO3随雨水 降落到地面上,与土壤中的矿物作用,形成能被植物吸收的硝酸盐,
课题 2 人工固氮技术——合成氨
第 1 课时 合成氨的反应原理
目标导航 预习导引
自主预习 合作探究
1.了解合成氨的反应原理、合成氨的反应特点。 2.了解如何利用反应速率和化学平衡知识,选择合成氨的适宜 条件
1.了解合成氨的反应特点,理解如何提高合成氨的转化率和反 应速率。 2.利用平衡移动原理分析合成氨的条件
④豆科植物的根瘤菌固氮
A.①②
B.②③ C.①④D.②④
解析：解题时要审清题意,注意元素化合价的变化。工业合成氨
的反应原理为:3H2+N2
2NH3;硝化细菌的硝化过程是将氨
或铵盐转化成硝酸盐;动物尸体的腐烂是从高分子有机氮到小分子
有机氮的过程;豆科植物的根瘤菌固氮过程是在固氮酶的作用下,
将氮气转化为氮的化合物。
目标导航 预习导引 一 二
二、合成氨的反应原理 1.合成氨的实验装置如下图
自主预习 合作探究
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
看到润湿的pH试纸变蓝色。
2.用氢气和氮气合成氨的化学方程式是N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子总数减小的反 应。
自然 高能固氮(如:通过闪电等产生氮的化合物)
固氮 生物固氮(如:豆科植物的根瘤菌固氮)
人工固氮(如:工业合成氨)
目标导航 预习导引 一 二
自主预习 合作探究
为什么豆科植物不需要施氮肥? 提示：豆科植物的根瘤菌能将空气中的N2转化为氮的化合物,被 植物吸收。
工业上以NH3为原料生产HNO3,这属于人工固氮吗? 提示：不属于。氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮的方法, 以NH3为原料生产HNO3,是含氮化合物间的相互转化,不是氮的固 定。
根离子(NH4+)和硝酸盐,经过复杂的生物转化形成各种氨基酸,氨基 酸最后转化成蛋白质。动物以植物为食物而获得植物蛋白,并将其 转化为动物蛋白。动植物遗体中的蛋白质被微生物分解成 NH4+、 NO3- 和NH3,又回到土壤和水体中,被植物再次吸收利用。另外,在 放电条件下,空气中少量的氮气与氧气化合生成氮的氧化物,这些
目标导航 预习导引 一 二
自主预习 合作探究
3.工业合成氨的条件 工业上,采用以铁为主的催化剂,在400~500 ℃和10~30 MPa的条 件下合成氨。
如果你是合成氨工厂的厂长,你对合成氨生产有何要求? 提示：合成氨工业要求:①反应要有较大的反应速率;②要最大 限度地提高平衡混合物中NH3的含量。