氨氧化制硝酸
毕业设计氨催化氧化制硝酸
三、氨催化氧化制硝酸硝酸和硫酸一样,也是无机化学工业中的重要产品,但它的产量比硫酸要小得多,1985年全世界的硝酸产量为3000万t/a,中国1993年的产量(以100%硝酸计)已达56.3万t/a。
硝酸大部分用来制造肥料,如硝酸铵、氮磷钾复合肥料等,亦大量用来制造炸药、染料和医药中间体、硝酸盐和王水等,还用作有机合成原料。
图3-1-13 HNO３-Ｈ２Ｏ系统的沸点、组成与压力的关系曲线硝酸是五价氮的含氧酸,纯硝酸是无色液体,相对密度1.5027,熔点-42℃,沸点86℃。
一般工业品带微黄色。
含硝酸86%～97.5%以上的浓硝酸又称发烟硝酸,它是溶有二氧化氮的红褐色液体,在空气中猛烈发烟并吸收水分。
硝酸是强氧化剂,有强腐蚀性,在生产、使用和运输中要注意安全。
与硫酸不同,硝酸与水会形成共沸混合物,共沸点与温度和压力的关系示于图3-1-13,由图3-1-13可见,共沸点随压力的增加而上升,但共沸点下的硝酸浓度却基本一样。
在101.32 kPa 下共沸点温度为120.5℃,相应的硝酸浓度为68.4%。
因此,不能直接由稀硝酸通过蒸馏方法制得浓硝酸,而应该首先将稀硝酸脱水,制成超共沸酸(即浓度超过共沸点时的硝酸浓度),经蒸馏最后才能制得浓硝酸。
1. 生产方法综述在十七世纪,人们用硫酸分解智利硝石(NaNO3)来制取硝酸。
硫酸消耗量大,智利硝石又要由智利产地运来,故本法目前已趋淘汰。
1932年建立了氨氧化法生产硝酸的工业装置,所用原料是氨和空气。
氨氧化催化剂是编织成网状的铂合金(常用铂-铑网),产品为稀硝酸(硝酸浓度为45%～62%)和浓硝酸(硝酸浓度为98%)。
(1)稀硝酸生产过程A 氨氧化主要反应有:４ＮＨ３＋５Ｏ２＝４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ这是一个强放热反应。
反应温度760～840℃,压力0.1～1.0MPa,通过铂网的线速度大于0.3 m/s,氧氨比(Ｏ２／ＮＨ３）为1.7～2.0,在以上工艺条件下,氨的氧化率可达95%～97%。
氨催化氧化制硝酸化学方程式(3篇)
第1篇一、氨催化氧化制硝酸的化学方程式氨催化氧化制硝酸的化学方程式如下：4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O4NO + 3O2 → 4NO24NO2 + 2H2O → 4HNO3以上方程式表示，氨气在催化剂的作用下，首先与氧气反应生成一氧化氮和水，然后一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，最后二氧化氮与水反应生成硝酸。
二、反应机理氨催化氧化制硝酸的反应机理可以分为以下几个阶段：1. 氨气与氧气反应：在催化剂的作用下，氨气分子中的氮原子与氧气分子中的氧原子发生配位，形成氨氧配合物，然后氨氧配合物分解生成一氧化氮和水。
2. 一氧化氮与氧气反应：一氧化氮与氧气分子发生反应，生成二氧化氮。
3. 二氧化氮与水反应：二氧化氮与水分子反应，生成硝酸和一氧化氮。
三、催化剂催化剂在氨催化氧化制硝酸过程中起着至关重要的作用。
常用的催化剂有：1. 铂催化剂：铂催化剂具有较高的活性，但价格较高，且易中毒。
2. 铂-钼催化剂：铂-钼催化剂具有较高的活性和稳定性，但铂-钼催化剂的制备工艺复杂。
3. 铂-钴催化剂：铂-钴催化剂具有较高的活性和稳定性，且价格较低，是目前应用最广泛的催化剂。
四、工艺流程氨催化氧化制硝酸的工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 氨气压缩：将液氨压缩成高压气体。
2. 氨气预热：将氨气预热至催化剂的活性温度。
3. 氨气与氧气混合：将氨气与氧气按一定比例混合。
4. 氨催化氧化：将氨气与氧气混合物在催化剂的作用下进行催化氧化反应。
5. 二氧化氮与水反应：将反应生成的一氧化氮与氧气混合物在冷却器中冷却，使其中的二氧化氮与水反应生成硝酸。
6. 硝酸分离：将反应生成的硝酸进行分离、浓缩、结晶等操作，得到硝酸产品。
7. 废气处理：对反应过程中产生的废气进行处理，达到排放标准。
五、总结氨催化氧化制硝酸是一种重要的工业生产过程，其化学方程式、反应机理、催化剂和工艺流程等方面都有一定的研究价值。
在实际生产过程中，需要根据具体情况选择合适的催化剂和工艺流程，以提高生产效率和产品质量。
氨氧化法制硝酸教案(优秀9篇)
氨氧化法制硝酸教案（优秀9篇）氨氧化法制硝酸教案篇一教学目标：1.掌握硝酸的重要特性—氧化性。
2.通过对实验装置的改进，培养学生勇于探索、敢于创新的精神。
3.通过“王水”藏奖牌的故事进行爱国主义教学。
4.利用铜与硝酸反应中尾气处理等问题进行环境保护教育。
学法指导：1、分组实验、引导学生探究硝酸的氧化性2、分析硝酸在反应中表现的性质，推测硝酸与非金属、某些还原化合物如：Na2S溶液、Na2SO3溶液、FeO等反应的产物。
教学重难点：硝酸的氧化性。
教学用具：实验药品：浓硝酸、铜丝、NaOH溶液、蒸馏水。
实验仪器：小药瓶、胶头滴管、瓶塞、导气管。
教学方法：实验探究、对比分析、演绎类推。
【分组实验】每组所需实验仪器清单：浓硝酸1瓶、胶头滴管2个、铜丝2根、长导气管2个、短导气管1个、小药瓶4个、瓶盖2个、注射器1个、蒸馏水滴瓶、烧杯1个。
教学过程：【引课】介绍硝酸用途的介绍，让学生感觉到硝酸就在身边。
【投影】硝酸的用途图片【过渡】大家知道吗？图片中的炸药、医药、化肥、农药等等，都是以硝酸为原料进行加工制作的，可见硝酸无论在国防、科技、还是工农业生产中都起着很重要的作用，那么你对硝酸又了解多少呢？在初中我们已经知道了硝酸是三大强酸之一，在水分子的作用下，可以完全电离，具有酸的通性，而在实验室里用金属和酸反应制取氢气时，通常选择稀硫酸或盐酸，并没选择硝酸。
为什么呢？这就是我们今天要探讨的硝酸的另一性质――氧化性！【板书】硝酸的氧化性【师讲】我们上节课学习了氧化性酸――-浓硫酸，它在加热的条件下，可以与不活泼金属铜发生反应。
【副板书】Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+ SO2↑+2H2O 【过渡】在这个反应中，产生的气体是SO2，表现了浓硫酸的强氧化性，硝酸将和铜发生怎样的反应呢，我们就来探究一下硝酸与铜的反应。
【板书】一、硝酸与金属的反应【实验探究】硝酸与铜的反应【师讲】首先探究一下浓硝酸与铜的反应，给大家准备的实验仪器，都是常见的小药瓶、输液管、注射器等。
工业硝酸的合成原理
工业硝酸的合成原理目前，硝酸是用氨催化氧化亲生产的，产品有稀硝酸（含量为45%-60%）和浓硝酸（含量为96%-98%），这里介绍稀硝酸的生产。
用氨催化氧化的方法制硝酸，主要有三步。
(l)氨的氧化从氨合成工段来的氨气和空气按一定比例混合，在铂网催化剂的作用下生成一氧化氨，其反应式为4NH3 +504 —4N0+6H2O △H = - 907.3 kj/mol(2) 一氧化氨继续氧化生成二氧化氨氨催化氧化后的气体中主要是NO、H2O以及没有参加反应的N2、02，将该气体冷却降温到150-180℃，NO继续氧化便可得到二氧化氨，反应式为2NO+O2 —2NO2 △HR = - 112.6 kj/mol(3)二氧化氨气体的吸收水吸收二氧化氨气体生成硝酸和一氧化氨，反应式如下：3NO2 +H20 - 2HNO3+NO △H; - -136.2 kj/mol从式可以看出，用水吸收的NO2，只有2/3生成硝酸，还有1/3转化为NO。
耍利用这部分NO，必须使其氧化为NO2，氧化后的NOz仍只有2/3被吸收，因此吸收后的尾气必有一部分NO排空，需要治理，否则污染环境。
工业上，氨的催化氧化，一般是在铂系催化剂存在下进行的。
铂系催化剂具有良好的选择性，既能加快反应，又能抑制其他副反应。
纯铂具有催化能力，但强度较差，若采用含铑10%的铂铑合金，不仅使机械强度增加，而且比纯铂的活性更高。
但铑价格昂贵，因此多采用铂、铑、钯三元合金，常见组成为铂93%、铑3%、钯4%。
根据操作压力的不同，氨氧化制稀硝酸工艺分为常压法、全加压法和综合法。
(l)常压法氨氧化和氨氧化物的吸收均在常压下进行。
该法压力低，氨的氧化率高，铂消耗低，设备结构简单。
吸收塔可采用不锈钢，也可采用花岗石、耐酸砖或塑料。
但该法成品酸浓度低，尾气中氨氧化物浓度高，需经处理才能放空，吸收容积大，占地多，故投资大。
(2)全加压法又分为中压(0.2-0.5 MPa)与高压(0.7-0.9 MPa)两种。
《氨氧化法制硝酸》教案1.docx
《氨氧化法制硝酸》教案•课标要求1.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展状况。
2.认识催化剂的研制対促进化学工业发展的重大意义。
•课标解读1.了解氨氧化法制硝酸的工艺流程。
2.明确氨催化氧化制硝酸的原理。
3.掌握在实验室中制备硝酸的方法和操作。
•教学地位硝酸是化工生产屮的重要原料，氨氧化法制硝酸的模拟实验流程及操作方法是高考的高频考点，尤其是氮的循坏对生活、生产的影响为高考的热点。
•新课导入建议1908年，徳国化学家哈伯首先在实验室用氢气和氮气在600 °C. 200个大气压的条件下合成了氨。
后由布什提高了产率，完成了工业化设计，建立了年产1 000吨氨的生产装置，1 000吨氨气利用氨氧化法可生产3 000吨硝酸，利用这些硝酸可制造3 500吨烈性TNT。
这些烈性TNT 支持了德国发动了坚持四个多年头的第一次世界大战。
你知道工业上是如何制备硝酸的吗？•教学流程设计课前预习安排：看教材P：2“，填写［课前自主导学］,并完成［思考交流］。
O步骤1：导入新课，本课时教学地位分析。
今步骤2：建议对［思考交流］多提问，反馈学生预习效果。
今步骤3：师生互动完成探究1,可利用［问题导思］作为主线。
步骤7：通过［例2］讲解研析，对“探允2、尾气的净化处理”中注意的问题进行总结。
u步骤6：师生互动完成“探究2”。
u步骤5：指导学生自主完成［变式训练1］和［当堂双基达标］1〜4题。
u步骤4：通过［例1］的讲解研析，对“探究1、硝酸的工业制法”中注意的问题进行总结。
步骤&指导学生自主完成［变式训练2］和［当堂双基达标］中的第5题。
今步骤9：引导学生自主总结木课时知识框架，然后对照［课堂小结］。
安排学生课下完成［课后知能检测］。
1.理解氨氧化法制硝酸的反应原理，并能利用反应原理说明如何制得一氧化氮和选择吸收二氧化氮的条件。
了解氨氧化法制硝酸过程中的尾气对环境的危害及其处理方法，树立环保意识。
2024最新-实验室制硝酸 氨氧化法制硝酸教案优秀10篇
实验室制硝酸氨氧化法制硝酸教案优秀10篇硝酸是一种具有强氧化性、腐蚀性的强酸，属于一元无机强酸，是六大无机强酸之一，也是一种重要的化工原料，化学式为HNO₃，牛牛范文为您带来了10篇氨氧化法制硝酸教案，如果能帮助到您，牛牛范文将不胜荣幸。
氨氧化法制硝酸教案篇一高中化学《硫酸、硝酸和氨》的教案第四节硫酸、硝酸和氨（第十课时）教学目标知识技能：1、了解氨的物理性质，掌握氨的化学性质、铵盐的化学性质2、学会铵离子的检验方法3、学会氨气的实验室制取、收集、检验的方法。
过程与方法：通过实验的观察和分析，培养观察能力、思维能力和应用化学实验发现学习新知识的能力情感、态度和价值观1、通过新闻报道，培养学生的环保意识。
2、不断引导学生发挥主观能动性，自行归纳、整理知识线索，交流学习方法，培养创新精神。
教学重点难点氨和铵盐的化学性质，实验室制氨的化学反应原理。
教学过程设计4月20日上午10时，杭州市一制冷车间发生氨气泄露事故，整个厂区是白茫茫一片，寒气逼人，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味，进入厂区呼吸都感到困难……1、为什么厂区内会寒气逼人？2、从本则报道中你能总结出氨气的哪些性质？3、如何吸收泄露而弥漫在空气中的氨气？喷泉实验现象及原因：讨论：水不能充满整个烧瓶，原因可能有哪些？实验注意事项：思考：CO2 溶于水是1：2能否用水作为吸收剂完成喷泉实验？如果用NaOH溶液能否完成？下列气体和溶液组合能进行喷泉实验吗？若能，水面能上升到满吗？为什么？你能从中得到什么规律？气体：HCl CO2 CO2 NO2 Cl2 NH3液体：H2O H2O KOH KOH NaOH HCl氨水呈弱碱性原因：氨水成份：分子：离子：液氨与氨水的比较液氨氨水物质成分粒子种类主要性质存在条件化学性质：(1) 与水反应：NH3+H2O―【实验】用两根玻璃棒分别在浓氨水和浓盐酸里蘸一下，然后将这两根玻璃棒接近（不要接触），观察发生的现象。
氨氧化制浓硝酸
氨氧化制浓硝酸氨氧化制浓硝酸前⾔硝酸是⽆机化学⼯业中的重要产品，1985年全世界的硝酸产量为30Mt⁄a，中国1996年的产量（以100%硝酸计）已达3Mt⁄a，硝酸⼤部分⽤来制造肥料，如硝酸铵﹑氮磷钾复合肥料等，亦⼤量⽤来制造炸药﹑燃料和医药中间体﹑硝酸盐和王⽔等，还⽤作有机合成原料。
17世纪以来，⼈们⽤硫酸分解智利硝⽯（NaNO3）来制取硝酸，硫酸消耗量⼤，智利硝⽯⼜要由智利产地运来，故本法⽬前已趋淘汰。
1932年建⽴了氨氧化法⽣产硝酸的⼯业装置，所⽤原料是氨和空⽓，催化剂是编结成⽹状的铂合⾦（铂——铑⽹）。
在铂⽹上，氨和空⽓混合物经燃烧（氧化）⽣成⼀氧化氮：4NH3+5O2→4NO+6H2O⼀氧化氮在较低温度下被剩余的空⽓中的氧⽓继续氧化成⼆氧化碳：2NO+O2→2NO2⼆氧化氮⽤⽔吸收即制得硝酸：3NO2+H2O→2HNO3+NO1、⽣产⽅法和⼯艺过程浓硝酸主要⽤在有机合成﹑燃料和医药中间体及硝化⽢油等的⽣产上，现在以直接法制硝酸来说明⽣产浓硝酸的步骤。
直接法由氨和空⽓经氧化直接合成浓硝酸，⽣产的关键是出去反应⽣成的⽔，反应经历以下五个步骤：1）制⼀氧化氮。
氨和空⽓通过铂⽹催化剂，在⾼温下被氧化成⼀氧化氮，并急冷⾄40~50℃，使⽣成的⽔蒸⽓经冷凝⽽除去。
2）制⼆氧化氮。
⼀氧化氮和空⽓中的氧反应，⽣成NO2，残剩的未被氧化的NO和浓度⼤于98%的浓硝酸反应，被完全氧化成⼆氧化氮：2NO+O2﹦2NO2NO+2HNO3﹦3NO2+H2O3）分出⼆氧化氮。
在低温下⽤浓硝酸（⼤于98%）吸收⼆氧化氮成为发烟硝酸，不能被吸收的惰性⽓体（N2等）排空分出：NO2+ HNO3﹦HNO3? NO2（发烟硝酸）4）制纯NO2并冷凝聚合为液态四氧化⼆氮。
加热发烟硝酸，它热分解放出⼆氧化氮，然后把这纯的NO2冷凝成为液态四氧化⼆氮：HNO3?NO2﹦HNO3+ NO22NO2﹦N2O45）⾼压釜反应制浓硝酸。
氨氧化制浓硝酸
氨氧化制浓硝酸前言硝酸是无机化学工业中的重要产品，1985年全世界的硝酸产量为30Mt∕a，中国1996年的产量（以100%硝酸计）已达3Mt∕a，硝酸大部分用来制造肥料，如硝酸铵﹑氮磷钾复合肥料等，亦大量用来制造炸药﹑燃料和医药中间体﹑硝酸盐和王水等，还用作有机合成原料。
17世纪以来，人们用硫酸分解智利硝石（NaNO3）来制取硝酸，硫酸消耗量大，智利硝石又要由智利产地运来，故本法目前已趋淘汰。
1932年建立了氨氧化法生产硝酸的工业装置，所用原料是氨和空气，催化剂是编结成网状的铂合金（铂——铑网）。
在铂网上，氨和空气混合物经燃烧（氧化）生成一氧化氮：4NH3+5O2→4NO+6H2O一氧化氮在较低温度下被剩余的空气中的氧气继续氧化成二氧化碳：2NO+O2→2NO2二氧化氮用水吸收即制得硝酸：3NO2+H2O→2HNO3+NO1、生产方法和工艺过程浓硝酸主要用在有机合成﹑燃料和医药中间体及硝化甘油等的生产上，现在以直接法制硝酸来说明生产浓硝酸的步骤。
直接法由氨和空气经氧化直接合成浓硝酸，生产的关键是出去反应生成的水，反应经历以下五个步骤：1）制一氧化氮。
氨和空气通过铂网催化剂，在高温下被氧化成一氧化氮，并急冷至40~50℃，使生成的水蒸气经冷凝而除去。
2）制二氧化氮。
一氧化氮和空气中的氧反应，生成NO2，残剩的未被氧化的NO和浓度大于98%的浓硝酸反应，被完全氧化成二氧化氮：2NO+O2﹦2NO2NO+2HNO3﹦3NO2+H2O3）分出二氧化氮。
在低温下用浓硝酸（大于98%）吸收二氧化氮成为发烟硝酸，不能被吸收的惰性气体（N2等）排空分出：NO2+ HNO3﹦HNO3▪ NO2（发烟硝酸）4）制纯NO2并冷凝聚合为液态四氧化二氮。
加热发烟硝酸，它热分解放出二氧化氮，然后把这纯的NO2冷凝成为液态四氧化二氮：HNO3▪NO2﹦HNO3+ NO22NO2﹦N2O45）高压釜反应制浓硝酸。
将液态四氧化二氮与稀硝酸按一定比例混合，送入高压釜，在5.0MPa压力下通入氧气，四氧化二氮与水（来自稀硝酸）直接生成98%浓硝酸。
高中化学1.3氨氧化法制硝酸课件鲁科版选修2
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要点
(yàodiǎn) 一
要点(yàodiǎn) 二
即时检测
典例导航(dǎo即há时ng演)练
第三种是氨的催化氧化法。按生产流程和操作条件不同,可分为常压法、加
压法和综合法。这种方法成本低,产率高,消耗电能少。
常压法是在常压下进行的,加压法是在加压(600 kPa~900 kPa)下进
第六页，共25页。
要点
要点(yàodiǎn)
(yàodiǎn)一
二
即时检测
典例导航(dǎohá即ng时) 演练
第二种是电弧法。它是利用电弧使空气中的氮气和氧气直接化合
生成NO。
N2+O2 2NO
这是可逆反应,而且这两种单质互相化合时是吸热的,因此高温对于NO的 生成有利。不过,即使在3 000 ℃,平衡混合物中也仅含有5%的一氧化氮。
的含量仍难以达到排放标准,人们又采用催化还原法净化尾气。
2.催化还原法。 H2+NO2 NO+H2O, 2H2+2NO N2+2H2O, CH4+4NO2 4NO+CO2+2H2O, CH4+4NO 2N2+CO2+2H2O。 在催化剂存在的条件下,利用各种燃料气中的甲烷、氢气等将氮的 氧化物还原为氮气和水,使尾气中氮的氧化物的含量降低,达到甚至低 于排放标准。
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要点
(yàodiǎn) 一
要点(yàodiǎn) 二
即时检测
典例导航(dǎ即oh时án演g)练
1.硝酸工业制法的发展。
硝酸的工业制法有三种:
第一种是早在17世纪就使用的硝石法。它是利用钠硝石跟浓硫酸 共热而得硝酸。
氨氧化法制备硝酸
实验1：氨的催化氧化制硝酸氨的催化氧化实验是工业制硝酸的基础，重要且难度大、成功率较低，研究并设计好本实验对培养教师的创新素质、提高实验研究、改进能力大有裨益。
【实验目的】1. 设计出氨催化氧化演示实验的合理装置。
2. 研究并选择适合中学实验条件的催化剂。
3. 掌握本实验成功的关键和操作技术。
【设计内容和要求】1. 结合自己教学实践经验和当地学校实验条件，设计两种氨氧化演示实验的简易装置，并画出实验装置图、简述实验步骤及注意事项。
2. 选择三种催化剂进行氨的催化氧化对比实验，寻找合适催化剂。
3. 对氨水浓度、鼓气速度及装置的简化做一些对比实验进行研究。
【研究和讨论】1. 本实验成功的标志是什么？2. 总结本实验成功的关键和操作技术。
3. 可以作本实验的催化剂有哪些？结合你校实验条件何种催化剂易得效果又好？4. 本实验易出现那些异常现象？如何防止并消除？【参考资料】1. 催化剂的选择与制备通过对部分过渡元素及ⅡA、ⅢA族几种元素的氧化物、单质共16种物质作催化剂进行大量、重复的实验说明：Cr203、Mn02、Cu0、Fe203、V2O5、钴石棉、银石棉、铂石棉、铜丝等都可以作本实验的催化剂，其中尤以价格低廉而又易得的Cr203、Mn02、Cu0的效果最佳。
三氧化二铬的制备：将重铬酸铵晶体少许放入干燥的试管底部加热分解可得到疏松的三氧化二铬。
其反应是：银石棉的制备：将石棉绒放入硝酸银溶液中浸透，取出后挤去多余的溶液，烘干、灼烧即得银石棉。
钴石棉的制备：用石棉绒浸透硝酸钴溶液，烘干、灼烧即得。
或用硝酸钴加热分解得到黑色氧化钴粉末，再与少许干燥的石棉绒均匀混合即得。
活性催化剂的制备：取粒状煤渣为载体，用饱和的重铬酸铵溶液浸透，放入蒸发皿中烘干，再充分焙烧即得三氧化二铬为主的催化剂(因煤渣里已含有少量三氧化二铁等具有催化活性的组分)。
还可将饱和高锰酸钾溶液吸附在粒状煤渣载体上，烘干、焙烧至无氧气放出，再用水洗至滤液不呈碱性，再烘干即得二氧化锰为主的活性催化剂。
巩固练习_氨氧化法制硝酸
【巩固练习】一、选择题1．O2、NH3、HNO3的工业生产中，具有的共同点是（）A．使用吸收塔设备B．使用尾气吸收装置C．使用空气作原料D．使用催化剂2．工业上用氨的催化氧化法制取硝酸时，先制成质量分数为50％左右的硝酸，再制成质量分数为96％的浓硝酸，一般采用的方法是（）A．加热蒸发浓缩B．加生石灰吸去水分后再过滤C．加硝酸镁后再蒸馏浓缩D．加入浓硫酸后再分液3．NH3氧化制HNO3时，在吸收塔里发生如下反应：3NO2+H2O2HNO3+NO（正反应为放热反应），为了提高HNO3的产量，在理论上应该采取的措施是（）A．降温B．升温C．减压D．增压4．氨氧化用的催化剂是含铑和钯的铂合金，工业上把铂合金拉成细丝织成网状，下列对其作用说法错误的是（）A．增大接触表面积B．提高氨的转化率C．提高化学反应速率D．便于NH3充分地与催化剂接触5．下列对硝酸的认识不正确的是（）A．打开浓硝酸的瓶盖会产生棕色的烟B．铜跟稀硝酸的反应是置换反应C．常用硝酸来制造炸药和化肥D．稀硝酸也是一种强氧化性酸6．工业制HNO3中NO2与H2O反应的说法正确的是（）A．该反应是一个非氧化还原反应B．该反应实际上是一个可逆反应C．该反应是吸热反应D．该反应是气体总体积减小的反应7．工业制HNO3的基础反应是氨的催化氧化，该反应的副反应很多，制取HNO3是想控制NH3的氧化产物为（）A．NO B．N2O C．N2D．N2O38．工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染源，常常用氨气来治理污染，发生如下反应：NH3+NO x—→N2+H2O。
现有NO、NO2混合气体3 L，用同温同压下3.5 L NH3使其恰好完全转化为N2，则混合气体中NO、NO2的物质的量之比为（）A．1∶1 B．2∶1 C．1∶3 D．1∶4二、非选择题1．在硝酸生产过程中所排放出来的废气中含有NO和NO2，它们污染环境，现用氨催化还原法将它们转化为无毒气体（填名称）________直接排入空气中，写出有关反应方程式________，________；假设NO和NO2物质的量之比恰好为1∶1，则两者的混合物相当于一种酸酐。
《氨氧化法制硝酸》课件1
2．试通过模拟实验分析氨氧化反应的热效应。 【提示】 待催化剂红热时，撤走酒精灯，利用反应释 放的热量维持反应的继续进行，说明氨氧化反应为放热反应。
1.如何获得一氧化氮 (1)氨气与 O2 反应可生成多种不同的产物，如 NO 、N2O、 N2，若不控制反应条件，只会生成氮气。 (2)科学家通过研究，找到了选择 NO 并加快反应速率的 催化剂，主要包括铂系催化剂和非铂 系催化剂两类。
【问题导思】 ①工业制硝酸的原料是什么？ 【提示】 氨气和空气。
②如何获得一氧化氮？ 【提示】 4NH3＋5O2=高=P=温t==4NO＋6H2O。 ③吸收NO2的方法是什么？ 【提示】 全压法和综合法。
1．工业制硝酸的原料：NH3和空气。 2．反应流程：NH3―O―2→NO―O―2→NO2―H―2O→HNO3。 3．反应设备：氧化炉、吸收塔、蒸馏塔。 4．工艺流程
第三节 氨氧化法制硝酸
●课标要求 1．了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主 要种类和发展状况。 2．认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意 义。
●课标解读 1.了解氨氧化法制硝酸的工艺流程。 2．明确氨催化氧化制硝酸的原理。 3．掌握在实验室中制备硝酸的方法和操作。 ●教学地位
硝酸是化工生产中的重要原料，氨氧化法制硝酸的模拟 实验流程及操作方法是高考的高频考点，尤其是氮的循环对 生活、生产的影响为高考的热点。
3．常压法生产硝酸尾气的处理 (1)碱液吸收法：2NO2＋Na2CO3===NaNO3＋NaNO2＋ CO2。 (2)催化还原法：如用 H2、CH4 等在催化剂作用下与氮的 氧化物反应。
3．温度和压强对气体的溶解性产生哪些影响？ 【提示】 温度越高，气体的溶解性越差，反之越强； 压强越大，气体的溶解性越强，反之越差。
1.3氨氧化法制硝酸课件(鲁科版选修2)
大气污染是环境污染的一个重要方面，常 见的大气污染物分一次污染物和二次污染物。二 次污染物是排入环境中的一次污染物在物理化学 因素或生物作用下发生变化，或与环境中的其他 物 质 发 生 反 应 ， 生 成 新 的 污 染 物 。 如 2NO ＋ O2===2NO2 ， NO2 就是二次污染物，由 NO2 导致 的污染就是NO的二次污染。下列物质：①SO2， ②NO，③NO2，④氯化氢，⑤CO2，不易导致二 次污染的是( ) A．①②③④⑤ B．只有①③⑤ C．只有④⑤ D．只有④
溶液的浓度大
D．工业上用Mg(NO3)2做脱水剂由60%～70%的
HNO3溶液获得95%～100%的浓HNO3
【解析】 由于NH3与O2反应生成NO、N2、N2O 的速率均很大，工业上就采用催化剂，利用它的 选择性，增大 NH3 生成 NO 的速率，来提高 NO 的 产率。分析整个过程，从理论上说，由于充入了 过量的O2，使得反应循环进行，1 mol NH3能生 成1 mol HNO3。常压吸收 NO2得HNO3的质量分 数低于 50% 的稀 HNO3 ，全压吸收 NO2 后， HNO3 的质量分数可达60%～70%。 【答案】 B
课题3 氨氧化法制硝酸
课前自主学案
课题3
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
1．氨氧化法制硝酸的反应原理 4NH3 ＋ 5O2 ===== 4NO ＋ 6H2O 、 2NO ＋ 高温
催化剂
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 。 O2===2NO2、____________________________
②催化还原法：如用H2、CH4等在催化剂作用下 与氮的氧化物反应。反应的方程式为： H2＋NO2===NO＋H2O
工业上用氨气制取硝酸的化学方程式
工业上用氨气制取硝酸的化学方程式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分：工业上用氨气制取硝酸是一种重要的化学过程，它在农业、医药和化学工业中广泛应用。
硝酸是一种具有强氧化性和腐蚀性的化合物，常用于制造肥料、炸药和化学品。
传统上，硝酸的制备通常通过硝酸铵的分解来实现，但这种方法存在成本高、难以操作等问题。
相比之下，使用氨气制取硝酸具有更高的效率和更低的成本。
本文将重点介绍工业上用氨气制取硝酸的化学方程式，并详细探讨该过程的背景、过程和应用。
首先，我们将介绍该过程的背景，包括氨气作为重要的工业原料以及硝酸在生产和其他领域中的重要性。
其次，我们将详细描述氨气制取硝酸的过程，包括反应条件、催化剂和反应机理等方面的内容。
然后，我们将给出该过程的化学方程式，以便更好地理解反应过程和各种物质的相互作用。
最后，我们将讨论氨气制取硝酸的应用领域，包括农业肥料生产、医药制造和化学工业等方面。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解工业上用氨气制取硝酸的化学过程，掌握其中的关键知识和技术，并深入了解该过程在实际应用中的重要性和前景。
此外，本文还将对未来研究的方向进行展望，希望能够为相关领域的科研人员提供有价值的参考和启发。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：在本次文章中，将分为引言、正文和结论三个部分来探讨工业上用氨气制取硝酸的化学方程式。
首先，引言部分将提供一些对整个文章内容的概述，包括工业上用氨气制取硝酸的背景和重要性。
此外，还将简要介绍文章的结构和各个部分的内容。
其次，正文部分将详细阐述工业上用氨气制取硝酸的过程。
首先，会从工业上用氨气制取硝酸的背景入手，介绍为什么选择氨气作为原料进行制取。
其次，将重点描述工业上的制取过程，包括反应条件、反应装置以及反应机理等方面的内容。
最后，会给出工业上用氨气制取硝酸的化学方程式，以确切地描述反应的化学过程。
最后，结论部分将对整个文章进行总结，并展望未来可能的研究方向。
氨氧化生产硝酸
4.2.5 硝酸尾气处理 目前除去NOX的方法归纳起来可分为溶液吸收法、固体 吸附法和催化还原法。
溶液吸收法 脱除效果 残余NOX ppm 设备规模 投资费用 操作费用 NOX回收 较差 200～400 很庞大 一般 一般 含硝盐类 固体吸附法 很高 ＜100 很庞大 较贵 一般 NOX 催化还原法 很高 ＜100 较紧凑 一般 较高 破坏
表4-7 在不同温度条件下氨-空气燃烧的浓度极限(VOL)
温度、 4.4.3 温度、压力和接触时间 （1）温度：如果过低，则催化剂活性低 （2）压力：常压下氨的氧化用3～4层铂网。 （3）接触时间：接触时间应适当，太长或者太短都会降低氧 化率。
4.4.4 硝酸生产常见事故模式 （1）NH3和空气在接触设备、混合器、管道内生成易爆的混合 气体发生爆炸。 （2）生产车间、厂区内聚集有大量氨和氧化氮气体，使职工中 毒。 （3）生成亚硝酸盐-硝酸盐易在鼓风机、透平压缩机，反应器和 接触设备的点火部件管道等处发生爆炸。 （4）当浓缩器燃烧室内加入过量液体或气体燃料时，稀硝酸浓 缩工段会形成易爆的气体 （5）当氧气冲出或氧气进入被有机物质污染的设备时，在未经 脱酯处理以及沾有油污的设备和管道表面可能发生燃烧。 （6）氧气和硝酸与有机物接触或与含有棉花，石蜡等有机物质 的石棉衬垫和填料接触而发生燃烧。 （7）由于浓硝酸和混酸有机物质接触引起燃烧和爆炸。 （8）液体氧化氮与氨混合而发生爆炸。
为了解决这个问题，氨氧化物必须很快冷却下来， 使其中水分尽快冷凝，但要求一氧化氮尽量少氧化成 二氧化氮，如果浓度不高，溶解在水中的氧化物量也 就较少了，这个过程是在所谓快速冷却设备中进行的， 对冷却器的选择应是传热系数大的高效设备，以实现 短时间完成气体冷却和水蒸汽冷凝。
表4-1 氮氧化物脱除方法的比较
硝酸工业制法学生
硝酸的工业制法：2．氨氧化法制硝酸 (1)反响原理 1)NH 3催化氧化⑫______________________________________ 2)HNO 3生成⑬______________________________________ (2)尾气吸收⑭______________________________________ 合成装置：氨合成塔和水冷别离器。
氨的别离原理：高压下氨的沸点较高，在水冷的条件下氨就转化为液态氨而与氮气和氢气别离。
(2)净化①原料气中的主要杂质：H 2S 、CO 、CO 2、O 2等。
②主要危害：某些杂质会导致_______________。
③净化方法a ．用氨水吸收H 2S ：________________________________ b ．CO 转化为CO 2： CO ＋H 2O=====Fe 2O 3高温CO 2＋H 2 c ．用K 2CO 3溶液吸收CO 2： _____________________________________d ．用醋酸、铜和氨配制成的溶液精制处理。
合成氨工业原理：N 2 + 3H 2 2NH 3 + 92.4KJ其他：(1)N 2和H 2的配比为1∶2.8，目的是使廉价易得的原料适当过量，以提高________。
(2)循环操作：混合气体通过冷凝器，使NH 3________，将________别离出来，并将________经循环压缩机再送入合成塔，使其充分反响。
(3)主要设备________。
(4)过程：原料气制备―→________―→压缩原料：主要来源于H 2O 和碳氢化合物，相关化学反响如下： C ＋H 2O=====高温CO ＋H 2 CO ＋H 2O=====高温催化剂CO 2＋H 2 CH 4＋H 2O=====高温催化剂CO ＋3H 2 CH 4＋2H 2O=====高温催化剂CO 2＋4H 2 CO + H 2O(g) === CO 2 + H 2(3)催化剂使用催化剂可加快化学反响速率，但不影响化学平衡⇒采用以铁为主的催化剂。
实验六 氨氧化法制硝酸
实验六氨氧化法制硝酸一、实验目的1．了解氨催化氧化成一氧化氮，经转化、吸收成为硝酸的原理和方法；2．掌握实验室催化氧化的实验演示操作。
二、实验原理在一定温度和催化剂作用下，氨被催化氧化成一氧化氮。
一氧化氮极易氧化成二氧化氮，二氧化氮被水吸收生成硝酸和一氧化氮。
利用这个原理来制备硝酸，化学反应如下：三、实验用品仪器和材料试管、具支试管、洗气瓶、U形管、硬质玻璃管、量筒、滴管，铁架台及附件、煤气灯或酒精灯、细铜丝，玻璃纤维、气唧、乳胶管（或橡胶管）、火柴。
药品1:1.5氨水，二苯胺硫酸溶液，重铬酸铵、无水氯化钙。
四、实验内容及操作1．催化剂的制备实验中常用的催化剂为三氧化二铬，其制备方法与实验五中的催化剂制备方法相同。
2．具支试管内放1:1.5的氨水（约6mol/L）10～15mL。
细的硬质玻璃管(长约15～20cm)内放入新制备的三氧化二铬催化剂约3cm长（两端可再放入卷成螺旋状的细铜丝），然后再塞入疏松的玻璃纤维固定。
不要填塞过紧，以免影响气流畅通。
U形管内装入块状的无水氯化钙（作用是什么？），第一个洗气瓶是干净干燥的空瓶，第二个洗气瓶内放人少量的蒸馏水。
3．将装置如图2-6-1连接好后，检查装置的气密性（如何检查操作？）。
4．先用煤气灯（或酒精灯）均匀加热盛有催化剂的硬质玻璃管2～4min，直至催化剂呈现暗红色或红色。
5．停止加热，用气唧间歇地往氨水中鼓入空气，使空气和氨气的混合气体进入玻璃管中进行催化氧化。
此时，催化剂继续保持红热状态，说明氨被催化氧化时放出大量的热。
催化氧化后的混合气体经U形管中氯化钙干燥（并吸收剩余的氨）后进入空洗气瓶和水吸收瓶。
数分钟后，空瓶内气体逐渐变为红棕色，待实验现象明显之后，停止实验。
6．用一支干净干燥的试管取10滴二苯胺硫酸溶液，加入几滴吸收瓶中的溶液，溶液呈深蓝色即可证明有硝酸生成。
五、注意事项1．整个装置体系要保证气路畅通，且不漏气。
所用仪器必须干燥，尤其是硬质玻璃管和空瓶。
氨氧化法制备硝酸
氨氧化法制备硝酸
硝酸的氨氧化法制备过程，是一种利用氨氧化酶以氨和氧气为原料，在适当的pH值
和温度条件下，进行氮氧交换合成出硝酸的过程。
此外，利用这一方法制备硝酸，可以有
效地把NH3中的氮同化成可利用的硝酸，从而达到节约资源、提高工艺效率的目的。
1、氨的还原：利用硝酸可以还原过氧化氢（H2O2）和过氧化氧（O2），还原氨，过
程涉及乙烯基和乙醇，如下反应：2NH3 + 2H2O2--->2NH2OH + 2H2O + O2
3、除去多余气体：在氨氧化反应后，产生的气体包括H2O2和N2，需要用水洗涤除去，排出到环境中。
4、硝酸水解：硝酸体系存在I-和NO2-，它们分布在溶液中，是硝酸离子的主要形式，通过下列反应，将NO2-和I-水解成H+和NO3-，形成硝酸。
HNO2 + H2O -->H3O+ + NO3-
5、收集溶液：将经过水解处理的溶液收集起来，经过精炼，即可得到硝酸制剂。
氨氧化法制备硝酸的固定步骤、反应条件以及所用的反应物，至少要满足上述几个方
面的要求，其中调节反应即是关键之一，只有适当的反应条件，才能保证生成硝酸的效率
最大。
另外，这种方法所产生的副产物只有硝酸溶液，比起其他法制备硝酸的方法生成的
副产物少，因此更加环保、可行。
氨氧化制硝酸
1.除三氧化二鉻外,还有哪些可作为此实 验的催化剂?
铂、铜丝、银石棉、钴石棉等金属和五氧 化二钒、氧化铁等多种金属氧化物,效果均比 较好.
铂催化剂催化性能虽好但价格昂贵不易铂催化剂催化性能虽好但价格昂贵不易得到即使用了铂催化剂若用量不够产得到即使用了铂催化剂若用量不够产生的一氧化氮少空气和未反应的氨多生的一氧化氮少空气和未反应的氨多虽有氯化钙的吸收干燥装置时氯化钙的吸收干燥装置时则易生成硝酸铵和亚硝酸铵小颗粒悬浮在空气中形成白烟和亚硝酸铵小颗粒悬浮在空气中形成白烟
催化剂
4NH3+5O2
4NO+6H2O
2NO+O2
2NO2
3NO2+H2O 2HNO3+NO
3
实验用品
浓氨水、氧化铁、重铬酸铵、浓 硫酸、氢氧化钠溶液、玻璃丝、 催化管、广口瓶、具支试管、双 连球气唧、烧杯、酒精灯。
4
实验步骤
1.自行装置实验装置图 2.在催化管中加入0.5g氧化铁(或三氧化二铬)， 两端用玻璃丝堵住，在左边的广口瓶A中加入 10mL的浓氨水,C中装入无水氯化钙.
12
7.氧气过量
从化学反应来看氨的催化氧化氧气应过 量,要使氧气过量可通过加大空气鼓入量 或通入纯氧这两种途径.实验中多采用鼓 入过量的空气,但空气过量太多会使气体 流速加快病降低反应温度,影响催化效果. 因此,鼓入空气不宜太快.采用鼓入纯氧, 氨可在氧气中燃烧,但混合气体在高温下 会发生爆炸,有一定的危险性,往往采用 放入防爆铜丝以防爆炸.
8
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3.实验时，先用酒精炉预热催化剂1～2min， 然后用双连球缓缓鼓入空气。氨气便随着空 气流进入催化管。在催化剂的作用下，氨与 空气中的氧气发生氧化，并可观察到催化剂 出现红热，在空瓶中有棕色气体生成。这时， 可逐渐加快挤压气体的频率，以增大气流速 度，同时移走酒精灯，便可观察到靠近气体 一端的催化剂继续保持红热状态， 瓶中出现 浓厚的棕色气体。
7.硝酸根离子的检验
用一支干净干燥的试管取10ml二苯胺硫酸溶 液,加入几滴吸收瓶中的溶液,溶液呈现深蓝色 时,即可证明溶液中有硝酸生成.
＋
-2e-,-2H+
＋
2
NH2
N. H＋
＋
N. H
+
N. H
＋
N. H
深蓝色
谢谢观赏!
△ 故不宜采用
2.为什么要先用酒精灯均匀加热盛有催化剂 的硬质玻璃试管2~4min,直至催化剂呈现暗 红色或红色?
只有当催化剂达到活性温度后才能发挥 催化作用.
3.为什么反应进行一段时间后,可以不 用继续加热?
催化剂 4NH3+5O2 ======4NO+6H2O+216 千卡
由于反应中放出许多热，催化剂不需要外面 能量供应，就能继续保持红热。
铂催化剂催化性能虽好，但价格昂贵，不易 得到，即使用了铂催化剂，若用量不够，产 生的一氧化氮少，空气和未反应的氨多(虽有 氯化钙的吸收干燥装置时)，则易生成硝酸铵 和亚硝酸铵小颗粒悬浮在空气中，形成白烟.
氧化铜虽易得到(用铜丝加热即可)，但催化 性能欠佳，且易发生副反应。
CuO 4NH3+3O2====2N2+6H2O
催化剂
4NH3+5O2
4NO+6H2O
2NO+O2 3NO2+H2O
2NO2 2HNO3+NO
实验用品
浓氨水、氧化铁、重铬酸铵、浓 硫酸、氢氧化钠溶液、玻璃丝、 催化管、广口瓶、具支试管、双 连球气唧、烧杯、酒精灯。
实验步骤
1.自行装置实验装置图 2.在催化管中加入0.5g氧化铁(或三氧化二铬)， 两端用玻璃丝堵住，在左边的广口瓶A中加入 10mL的浓氨水,C中装入无水氯化钙.
5.鼓气的速度为什么不能太快也不能 太慢?
鼓气太快,氨未完全催化氧化,气流过快 使反应体系温度下降,不利于催化氧化 的进行.鼓气太慢,则氧气不足,氨未完 全氧化.二者均会在空洗气瓶中形成白 色烟雾(硝酸铵微粒),而观察不到红棕 色气体.
6.氨水的浓度
氨在空气中的爆炸极限15.7%~27.4%, 所以氨水的浓度不能太大.否则反应中 有发生爆炸的可能.实验证明,将1体积 的浓氨水加1.5体积的水稀释时,催化 剂以及空瓶内的现象最为明显.实验室 常用的浓氨水的浓度约为 28%(15mol/L).
8.尾气处理
常用氢氧化钠溶液吸收，主要除去其中 氮的氧化物。
NO2+NOჷO2====2NO2(棕色) NO+NO2+2NH3+H2O====2NH4NO2(白烟) 3NO2+H2O====2HNO3+NO HNO3+NH3====NH4NO3(白烟) 因此，本实验的关键操作之一是控制鼓气速度。 同时应注意装置的气密性。
取0.2克的重鉻酸铵 放在一支干燥的试管中,加 热使其分解.试管口略向下倾斜,使生成的三氧化二 鉻喷射到一张纸上.将新制的三氧化二鉻装入细的 硬质玻璃管中,两边塞些玻璃绒以便固定.
1.除三氧化二鉻外,还有哪些可作为此实 验的催化剂?
铂、铜丝、银石棉、钴石棉等金属和五氧 化二钒、氧化铁等多种金属氧化物,效果均比 较好.
问题与研究
1.装置连接好后,如何检查装置的气密性?
鼓入空气,若每个洗气瓶中均有相同的气 泡数,则装置不漏气.
2.为什么整个装置所用仪器必须干燥,尤 其是硬质玻璃管和空瓶?
3.球形管内装入块状的无水氯化钙,有 什么作用?
干燥催化氧化后的混合气体,并且吸收未转 化的氨.
4.催化剂(Cr2O3 )的制备:
课件制作:
讲解: 资料收集:
回顾:氨气的物理和化学性质
物理性质:无色有刺激性气味易溶 于水,常温常压下,1体积水中能溶 解约700体积的氨
化学性质:能与水、氯化氢、氧气反 应.
一、实验目的
1.了解氨催化氧化成一氧化氮,经转化吸收 成为硝酸的原理和方法.
2.掌握实验室催化氧化的实验演示操作.
二、实验原理
7.氧气过量
从化学反应来看氨的催化氧化氧气应过 量,要使氧气过量可通过加大空气鼓入量 或通入纯氧这两种途径.实验中多采用鼓 入过量的空气,但空气过量太多会使气体 流速加快病降低反应温度,影响催化效果. 因此,鼓入空气不宜太快.采用鼓入纯氧, 氨可在氧气中燃烧,但混合气体在高温下 会发生爆炸,有一定的危险性,往往采用 放入防爆铜丝以防爆炸.