第一单元+课题2+人工固氮技术————合成氨

压 强 温 度
是否要用 催化剂
高 压 高 温
使 用
高 压 低 温
不 影 响
工业上合成氨的合适条件到底怎样？ 合 成 氨 的 适 宜 条 件 使用催化剂：铁触媒（以Fe为主体的多 成分催化剂）这样可以大大加快化学反 应速率，提高生产效率，也提高了经济 效益； 选择合适的温度：400℃-500 ℃左右， 该温度是为合成氨催化剂的活性温度； 选择合适的压强：10MPa~30MPa，该 压强下进行生产，对动力、材料、设备 等来说正合适。
第一单元 《走进化学工业》
教学目标
１、以硫酸工业为例，了解化工生产中的一些基本问题。
２、知道生产硫酸的主要原理、原料、流程和意义。
３、能用勒夏特列原理选择二氧化硫催化氧化的合适条件。 ４、了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。 ５、认识合成氨反应的特点，学会选择合成氨的适宜条件。 ６、认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重要意义。
铁触媒 450℃
N2 + 3H2
20～50MPa
2NH3
反应条件: 1）浓度：使用过量的氮气。 2）温度：400～500℃； 3）高压:10
MPa~30 MPa； 4）催化剂(加快反应速率)： 铁
(二)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?
７、 掌握氨碱法制取纯碱的原料、原理及工艺流程。
８、了解联合制碱法的原理。
第一章 走进化学工业
第二节《人工固氮技术 ─合成氨》
在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当人 畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然 而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。 N2 + O2 ====
放电或高温
CO2＋H2 分离
液氨
N2、H2
压缩
合成
(防止催化剂中毒)
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三、合成氨的生产工艺
原料： 空气、水、燃料
压缩 降温 空气 炭 CO2＋N2 除去CO2 N2 液态空气 蒸发 N2（先逸出）
赤热炭 H2O(g) 或其他燃料
CO＋H2
H2O(g) 催化剂
CO2＋H2
除去CO2
H2
C＋H2O(g) → CO＋H2 原料气的制备 净化
高温
CO＋H2O(g) →
催化剂
N2主要来源于空气 ____ (从空气中分离出N2有哪些方法?) 氢气主要来源于碳、碳的氢化物和水反应 ____
C+H2O===CO+H2
CH4+H2O===3H2+CO
催化剂
CH4+2H2O===4H2+CO2
催化剂
原料气净化
想一想:制取原料气的过程中
常混有的气体杂质有 __________ CO,CO2 和H2S
2NO
2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO
雷雨发庄稼
氮的固定
将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．
(一)合成氨的反应原理

由氮气与氢气直接合成氨的化学原理为:
高温高压
N2(g)+3H2(g)

催化剂
2NH3 (g)
(放热)
二、合成氨反应条件的选择


(四)工业合成氨的工业流程:
(三)工业合成氨的三个生产过程:
Leabharlann Baidu
三个生产过程: 造气, 净化，合成与分离
合成氨的实地照片
造气
氮气的来源:取自空气.一是将空气液
化后蒸发分离出氧气而获得氮气;另 一是将空气中的氧气与碳作用生成 二氧化碳,再除去二氧化碳得到氮气. 氢气的来源:碳与水的作用或碳氢化 合物与水的作用.
(五)合成氨工业的发展
1、原料及原料气的净化 2、催化剂的改进 3、环境保护
课堂训练：
合成氨工业有下列流程：①原料气制备； ②氨的合成；③原料气净化和压缩； ④氨的分离。其先后顺序为（ ） Ｂ A．①②③④ B．①③②④ C．④③②① D．②③④①
小结：
工业合成氨: (1)原理与过程: (2)原料： (3)合成条件: (4)三废处理:
1、合成氨反应的特点：
a、可逆反应


b、正反应放热
c、正反应是气体体积减小的反应。
问题3：请同学们分析下表。分别从化学反应速率和 化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。 填 表
合成氨反应
分析 角度 外界条件
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) -90.2kJ
使氨生成的快 使氨生成的多 (从化学反应速率分析) (从化学平衡分析)