鲁科版高中化学选修二 主题1 氨氧化法制硝酸_教案设计1

1.3氨氧化法制硝酸

【教学目标】

知识与技能：

1．知道如何获得一氧化氮

2．了解选择吸收二氧化氮的条件

3．掌握尾气处理的途径

过程与方法：

1．通过阅读分析课文，培养学生归纳整理化学资料、提取重点和找出知识间内在联系的能力。

2．运用科学实验探究的方法来得出结论。

情感、态度与价值观：

1．引导学生从现实生活的经历与体验出发，激发学生对化学学科的兴趣。

2．通过自身参与科学实验探究过程，认识到科学探究需要严谨的态度。

【教学重难点】

1．了解如何获得一氧化氮。

2．知道选择吸收二氧化氮的条件。

3．培养独立思考、加工信息的能力。

【教学过程】

一、导入

今天这节课我们主要学习氨氧化法制硝酸

教师板书课题：氨氧化法制硝酸。

二、新课讲授

（一）知识点一：如何获得一氧化氮。

为解决氨氧化反应(ammonia oxidation )遇到的难题，化学家们把目光集中到催化剂上。催化剂能够改变化学反应速率并具有选择性，如果能找到一种催化剂，它能加快主反应①的反应速率，而对其他副反应不起催化作用，这样就可以只获得所需要的一氧化氮了。

通过大量催化剂筛选实验，人们终于找到了可供工业使用的选择性良好的催化剂:一是铂系催化剂，二是含铁、钴、铬等元素的非铂系催化剂。铂系催化剂的催化活性更好，是目前硝

酸生产主要采用的催化剂。

（二）知识点二： 二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮的反应,实际上是一个可逆反应,其正反应是放热、气体总体积缩小的反应:。

大家翻开课本，化学公式：22332NO H O HNO NO ++€

由于水吸收二氧化氮的反应是可逆反应，而且正反应是放热、气体总体积缩小的反应，因此降低温度、增大压强，有利于化学平衡向生成硝酸的方向移动。在生产中，一般采用冷却水移走反应的热量达到降低温度的目的。早期的硝酸生产多采用常压法，即氨氧化和二;氧化氮吸收均在常压下进行，这种方法只能生产3HNO 的质量分数低于50%的稀硝酸。现代硝酸生产

改用了氨氧化和二氧化氮吸收均在加压条件下进行的全压法,以及氨氧化和二氧化氮吸收分别在两种不同压强下进行的综合法，提高了二氧化氮的吸收率,成品酸中HNO3的质量分数可达到60%~70%。

（三）知识点三：尾气处理的途径。

为了消除污染,世界各国都制定了氮的氧化物排放标准并探索出多种处理尾气的方法。碱液吸收氮氧化物用23Na CO 溶液吸收氮的氧化物，可以得到亚硝酸钠和硝酸钠。

223232NO Na CO NaNO NaNO +=+

这种方法适用于常压法尾气处理。用溶液23Na CO 吸收比较经济,但处理后尾气中的氮的氧化物含量仍难以降到排放标准。

阅读课本，并完成“学以致用”

大家看课本，并完成练习

三、巩固练习

1.某化学小组的同学设计了如下实验装置。

将氨气与过量的氧气通入硬质玻璃管中，管中装有催化剂( Cr2O3),用酒精灯加热。

(1)氨催化氧化的化学方程式是 ，试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是 ,

(2)停止反应后，立即关闭试管的两个活塞。一段时间后，试管内存在二氧化氮和四氧化二氮气体。将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请说明原因。

2.完成下列反应的化学方程式;是氧化还原反应的，注明氧化剂和还原剂，并标出电子转移的方向和数目。

(1)以氮气和氢气合成氨气;

(2)氨催化氧化制取一氧化氮;

(3)一氧化氮氧化制二氧化氮;

(4)由二氧化氮制硝酸。

3.在硝酸生产中，催化剂铂网在氨的催化氧化反应中起什么作用?4。在氨氧化法制硝酸中，二氧化氮的吸收反应如下: 22332NO H O HNO NO ++€。

为了提高硝酸的产量，应该采取的措施是（ ）

A.降低温度

B.升高温度

C.减小压强

D.增大压强

5.硝酸尾气的净化方法有多种。

(1)碱液吸收是常用的一种方法。工业上常以Na 2CO 3溶液来吸收尾气中的氮的氧化物，反应的化学方程式为:

2NO2十Na2CO3 =NaNO2 + NaNO3 + CO2

吸收产物中有亚硝酸钠和硝酸钠。如果希望吸收产物全部为硝酸钠，可用硝酸处理所得的吸收液，试写出反应的化学方程式。

(2)催化还原法是用还原剂在有催化剂存在的条件下转化氮的氧化物。如果以氨为还原剂，可分别将硝酸尾气中的一氧化氮和二氧化氮还原成氮气和水，请写出各反应的化学方程式并尝试对这种方法进行评价。

四、课堂小结

1．教师请学生回顾总结本节课的知识要点，谈一谈收获。

2．教师总结：今天，我们主要学了如何获得一氧化氮，了解选择吸收二氧化氮的条件

和尾气处理的途径等内容，课后同学们查找一下这些内容的相关材料，拓展自己的知识面。