氨氧化法制备硝酸
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。
工业上生产硝酸的方程式
工业上生产硝酸的方程式
N2+3H2=高温、高压、催化剂=2NH3
4NH3+5O2=高温、高压、催化剂=4NO+6H2O
2NO+O2=催化剂=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
扩展资料：
硝酸工业与合成氨工业密接相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，其主要流程是将氨和空气的混合气（氧：氨≈2：1）通入灼热（760～840℃）的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮（NO）。
生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。
稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的制取在工艺上各不相同。
反应在高温高压条件下进行。
实验六、氨氧化法制取硝酸实验的设计
【实验目的】
1.结合一般中学化学实验室的条件，探 索并设计出氨氧化演示实验的合理装置。 提高改进和设计实验的能力。 2.掌握本实验成功的关键和操作技能。
【实验内容】
1. 设计出氨氧化法制硝酸的简易演示 实验装置；
2. 用非铂催化剂进行氨的催化氧化实 验。
图6-7 催化氧化氨制硝酸装置
【Hale Waihona Puke 意事项】1.催化剂的选择：Cr2O3 2.氨水浓度的选择 3.接收器的大小和形状：
烧瓶或锥形瓶比试管或烧杯效果好 4.控制产物导入接收器的时间： 催化剂发红时把导管插入接收器。
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。
实验六 氨氧化法制硝酸(2020年整理).pdf
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。
氨氧化生产硝酸
可能出现的副反应：
2 NH 3 → N 2 + 3H 2 2 NO → N 2 + O2 4 NH 3 + 6 NO → 6 N 2 + 6 H 2 O
（2）NH3氧化催化剂 选用铂系催化剂，并主要研究铂网的活化，中毒和再生。 1）为了提高铂网活性，在使用前需进行“活化处理”，其 方法是用H2火焰进行烘烤，使之变得松疏、粗糙，从而增大了 接触表面积。 2）气体中许多杂质会降低铂的活性。 3）再生：就是把铂网从氧化炉中取出，先浸在10～15%的 盐酸溶液中，加热到60～70℃，并在这个温度下保持1～2小时， 然后将网取出用蒸馏水洗涤到水呈中性为止，再将网干燥并在 氢气火焰中；加以灼热。再生后的铂网，活性可恢复正常。
危险性分析： 危险性分析：由于氨分子和水分子相似，也能形成缔 合分子，所以氨的气化潜热很高，液体氨在各种温度下的 气化潜热如表所示，液氨气化时吸收大量热量，这就使得 在气氨管线内带有液氨时会出现管壁挂水珠或形成一层白 霜。人的皮肤接触液氨，会引起冷“烧伤”。
液体氨的气化潜热 气化潜热 温度 ℃ Kcal/kg 334.9 331.7 317.6 301.8 Kcal/mol 5.70 5.64 5.40 5.12 温度 ℃ 气化潜热 Kcal/mol Kcal/mol 283.8 263.1 245.1 4.82 4.47 4.17
4.4
过程工艺及装备危险分析
氨氧化法制造硝酸，氨含量应为9.5%～12%，超过12%即
4.4.1 系统危险分析
易形成爆炸性混合物。为此，应严格控制氨气的加入量。运 行中增量时应先增空气，减量时应先减氨气。氨入口处应设 有快速切断装置（例如电磁阀）。停车处理必须先切断氨气 ，然后加大空气吹入量，彻底吹洗，吹尽残氨和氧化岗位生 成的气体，最后再关闭生产系统。
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。
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。
工业合成氨以及氨氧化制硝酸的流程
工业合成氨以及氨氧化制硝酸的流程
工业合成氨和制备硝酸盐是化学工业中重要的反应，是制造氨基化合物，如硝酸盐和硝酸根盐的基本步骤，用于生产化学材料，提供农药、医药、制稿以及肥料的原料。
一、合成氨的方法
（1）氧与氢气混合
氢气和氧气从气对管道引入到合成反应器中，在高温下（450～550℃），在氮气做催化剂和空气保护下，经几何空间催化作用分解反应产生氨气，也叫海德胡斯反应：2H2+ O2＝2H2O+ 2NH3，氨气经生产安全性安装好的管道进入洗涤塔中，去除CO2、H2O、O2等杂质，然后传输至储存槽中。
（2）铵盐激活法
将过氧酸盐和铵盐（如铵钾）溶于水溶液中，在搅拌和加热的条件下反应，将水解水溶液引入反应壁，水分解反应生成氨气催化剂，使水溶液水解成水和氨气，并将氨气通过设备进入储存槽中。
二、制备硝酸的方法
（1）湿法
氨气通过进料管道引入，在碱性条件下，在酸的气态界面上氧化氨液，生成硝酸和氨水，硝酸颗粒上极薄的水膜使其粒径大于2μm以上，最终去除水，得到硝酸盐。
（2）干法
氨气经过洗涤装置去除杂质，直接以气态形式传至硝化反应器中，加入硝酸酸性碱和铁粉，反应后得到硫酸盐，钛酸和氨气等，利用离心分离机分离固液，得到液态硝酸。
之后经过加热蒸发，析硝，最后通过乳化技术制备得硝酸盐干粉，添加过滤剂封装利用。
氨氧化法制硝酸课件1
【解析】 以硝酸镁做脱水剂，将浓硝酸镁溶液与稀硝 酸按一定比例混合进行蒸馏。由于硝酸镁具有脱水作用，因 此可蒸出 HNO3含量较高的硝酸蒸气。将硝酸蒸气再进行精 馏，即可得到 HNO3的质量分数为 98%以上的硝酸蒸气，冷 凝后即得浓硝酸。
【答案】 C
【问题导思】 ①硝酸工业中尾气的有害成分是什么？ 【提示】 NO、NO2等含氮氧化物。 ②处理硝酸工业尾气常用什么方法？ 【提示】 碱液吸收法和催化还原法。 ③处理硝酸工业尾气常用的原料是什么？ 【提示】 纯碱溶液或甲烷、氢气等。
【答案】 C
氮是蛋白质的基本组成元素之一，所以生物体 均含氮元素，氮循环涉及生物圈的全部领域，以下关于氮被 生物体吸收的途径叙述正确的是( )
①氮在大气中含量高达78%，可被生物体直接利用 ②通过雷雨放电等一系列反应可将空气中游离态的氮转 化为硝酸盐，而被植物吸收 ③所有植物都具有生物固氮作用，其根部根瘤菌可使氮 气转变为硝酸盐，而被植物吸收
④动物以植物为食而获得氮并转化为动物蛋白
⑤动物死亡后，其遗骸中的蛋白质被微生物分解成
NH4＋、NO3－、NH3，又回到土壤和水体中，被植物再次吸收
A．①⑤
B．④⑤
C．②④⑤
D．②④
【答案】 C
1．工业制HNO3的3个反应： 4NH3＋5O2催=高=化=温=剂=4NO＋6H2O 2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 2．处理硝酸工业尾气的2种方法： (1)碱液吸收法；(2)催化还原法。
1．Mg(NO3)2具有脱水作用，可用于提高HNO3的质量 分数。 2．在工业制HNO3过程中，注意勒·夏特列原理的应用。
把烧红了的铂丝插入盛有浓氨水的锥形瓶中， 可观察到下列现象：①液面上的铂丝保持红热；②瓶内有红 棕色气体产生；③有时瓶口有白烟出现。请用必要的文字和 有关化学反应方程式解释上述现象。
氨氧化法制硝酸
二氧化氮的充分利用：
在二氧化氮的吸收设备中不断补充空气。 4NO2+2H2O+O2==4HNO3
4NO+2H2O+3O2==4HNO3
4、NO的制取：
4NH3+5O2==4NO+6H2O
4NH3+4O2==2N2O+6H2O
4NH3+3O2==2N2+6H2O
催化剂的作用：改变化学反应的速率并具 有选择性，能加快主反应的反应速率而对 其他副反应不起催化作用。
铂系催化剂（主）
催化剂
非铂系催化剂（铁、钴、镍）
5、NO2的吸收：
3NO2+H2O==2HNO3+NO
1、反应原理： NH3+5O2==4NO+6H2O
2NO+O2==2NO2
3NO2+H2O==2HNO3+NO 2、原料：氨气、空气、水
3、简单流程
NH 3 催化剂、 800 -900 0 C NO 冷却，氧化 NO2 用水吸收 HNO3粗产品 过量空气 气液分离 产品
11精工 姚君 1105200047
硝酸的用途：
硝酸是一种重要的基本化工原料，主要应用在 化肥和炸药工业上，也用于染料、制药、照相材料、 颜料、塑料和合成纤维的等产品的生产。
硝酸的生产历史？
浓硫酸分解硝石（KNO3）;使空气通过电弧得 到一氧化氮，再进一步制成硝酸，但也未实现工 业化生产。 --------氨氧化法制硝酸
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。
氨气催化氧化制取硝酸
氨催化氧化制硝酸华师大姓名：学号:一、实验目的1.熟练掌握演示“氨催化氧化制硝酸”实验的操作技能。
2.了解该实验不同的几套装置，提高对装置的选择、评估及改进能力。
3.提高实验研究的初步能力。
二、相关反应及原理4NH3 + 5O2= 4NO + 6 H2ONO + O2 = NO23NO2 + H2O = 2HNO3+ NO(NH4)2Cr2O7= N2+ 4H2O + Cr2O3氨气催化制硝酸反应是一个很复杂的过程。
除了上述反应外，另有如下副反应发生：4NO + 4O2 = 2N2O + 6H2O4NH3 + 3O2= 2N2+ 6H2O由于这些反应都是可逆反应，因此不能完全避免副反应的发生，只能选择改变反应平衡的方法，使其只生成NO，实验证明，选择强的催化剂是唯一能相对阻止其他副反应发生的唯一办法。
铂催化剂是最好的催化剂，比其他常用的催化剂速度大100倍左右。
但由于铂很贵，因此我们选用三氧化二铬作为催化剂。
三、实验用品锥形瓶、圆底烧瓶、双孔附导管橡皮塞两个、气唧、反应管、烧杯、玻璃纤维、重铬酸钾、氨水、石蕊试液。
四、实验准备1.本实验采用三氧化二铬作为催化剂。
三氧化二铬的制取方法是取半药匙重铬酸铵放在石棉网上，用煤气灯加热使之分解。
桔红色的重铬酸铵变成绿色的三氧化二铬，并伴随着大量的黑烟，体积膨胀多倍（类似于火山喷发）。
(NH4)2Cr2O7= N2+4H2O+Cr2O3上述反应有水生成，所以分解反应结束后，还应继续加热片刻，使三氧化二铬充分干燥，以提高其催化剂的活性。
之后如前铁粉做催化剂的操作，装置三氧化二铬固体于反应管中，两端用石棉固定。
2.在盛有蒸馏水的小烧杯中滴入几滴石蕊试液，作为最终产物硝酸的指示剂。
（此处设计一对比试验，即将配好的石蕊试液一分为二，一份放置于空气中，一份用作反应）3.喷泉实验：（1）.在试管中装入少量的氨水，用氨水全部润湿试管内壁。
（2）. 用带有导气管的塞子塞紧，放入沸水中一段时间后，取出，目的在于使氨水中的氨气挥发出来。
工业硝酸的合成原理
工业硝酸的合成原理工业硝酸，即硝酸HNO3，是一种重要的化工原料，广泛应用于农业、医药、染料、爆炸物等领域。
其生产过程主要涉及到氧化剂、氮源和催化剂等，下面将详细介绍工业硝酸的合成原理。
一、氨法：氨法是目前工业上最重要的合成硝酸的方法，其过程如下：1.气态氨和空气混合进入氧化反应器，施加高压和适当温度，经过催化氧化反应生成一氧化氮（NO）。
2.生成的一氧化氮继续与空气中的氧气发生反应，生成二氧化氮（NO2）。
3.二氧化氮进一步与水反应，生成硝酸。
4.反应混合物进入吸收塔，通过吸收剂（通常为进入该塔的底部喷淋的水）进行吸收。
5.吸收塔中形成的硝酸溶液通过塔底管道流出，经过一些后续的处理，得到高纯度硝酸。
氨法合成硝酸的关键步骤是氧化反应。
该反应通常在催化剂存在下进行。
常用的催化剂有白金、铑、钌等。
催化剂能够降低反应的活化能，提高反应速率，促使一氧化氮的生成。
二、硝酸铵法：硝酸铵法是另一种工业上合成硝酸的方法，该法通过硝酸铵的氧化反应制取硝酸。
具体过程如下：1.将铵盐与硝酸或亚硝酸的混合物反应，生成硝酸铵（NH4NO3）。
2.硝酸铵经过加热分解，生成一氧化二氮（N2O）和水蒸气。
3.一氧化二氮进一步与氧气反应，生成二氧化氮。
4.二氧化氮进一步与水反应，形成硝酸。
5.最终得到硝酸溶液。
硝酸铵法的优点是原料易得，也可以通过铵盐与之反应，无需使用氨气，工艺简单。
但其缺点是分解放热大，操作难度较大。
总的来说，工业硝酸的合成主要有氨法和硝酸铵法两种方法。
氨法是目前主要的工业生产方法，其步骤主要包括氨的氧化、一氧化氮的生成、硝酸的形成和后续处理等。
硝酸铵法则通过硝酸铵的氧化和分解，最终得到硝酸溶液。
这两种方法都有其特点和适用范围，根据不同的需求选择合适的方法进行生产。
氨氧化法制硝酸的教案
氨氧化法制硝酸的教案（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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《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。
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
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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。
2. 催化管的选择与催化剂的装填
大量的实验研究表明，本实验成功的关键是氨、氧混合气体与热的催化剂充分接触。
由于催化剂大多数是粉末状的，如果催化剂填充太紧，反应混合气体难以通过，致使实验现象不明显；如果填充太松，特别是有较大空隙时，将有一部分氨、氧混和气体末与催化剂接触，而导致生成白烟。
所以催化管宜细不宜粗，内经为5mm左右较为适宜。
粉末状催化剂按图1-1进行装填：
如图A所示，用一根铁丝将少量玻璃纤维推入催化管中部，再如图B所示，将催化管插入盛粉末状催化剂的试剂瓶内，使催化剂进入催化管1.5cm左右，然后如图C所示，将催化管倒过来，轻轻敲催化管，使催化剂疏松地粘在玻璃纤维上。
不能先把催化剂装入催化管，再用铁丝把玻璃纤维推入，这样装填的催化剂太紧而不疏松。
实验证明，以颗粒状的催化剂效果好。
对于粉末太细的催化剂(如Fe203等)，则应先粘附在玻璃纤维上，再用铁丝推入催化管内。
内径大于6mm的催化管，要在催化剂两边放玻璃纤维或棉花，使催化剂与催化管内壁不留空隙。
3.实验方案的选择
(1) 纯氧对氨的氧化
方法一：实验装置如图1-2。
主要操作步骤：用塑料袋收集氧气，在长约15cm内径4mm的玻管内疏松地填入Cr203或Mn02、Cu0连接好实验装置。
用酒精灯加热催化剂，待轻轻挤压塑料袋使催化剂发红时(大约半分钟左右)，
移开酒精灯，继续鼓气, 催化剂保持红热，并立刻见到红棕色气体。
用浓磷酸(或浓硫酸)洗涤反应后的气体，既可防止白雾产生，使红棕色现象明显可靠，又可提高对氨水浓度的适应范围。
浓磷酸(或浓硫酸)在此既为气体的干燥剂，又是未被氧化的氨气的吸收剂。
由于吸收了多余的氨，所以氨水浓度大些花时少，且NO2的红棕色出现得快。
至于鼓气速度，则对该实验结果影响不大，只要注意轻轻挤压塑料袋不使催化剂受气流冲击而移位即可。
洗气装置最好用内径为8～10mm的玻管弯成U形管。
浓磷酸(或浓硫酸)的量不宜多，只能按图1-2所示的与U形管上沿相切，否则鼓气时会把浓磷酸(或浓硫酸)压出U形管。
方法二：实验装置如图1-3。
主要操作步骤：在一塑料袋内收集氨、氧混合气体，使VO2﹥VNH3。
按图连接好装置。
加热催
化剂至轻轻挤压塑料袋催化剂发红时，移去酒精灯，催化剂仍保持红热，把试剂瓶套在玻管口部，立刻见到红棕色气体。
氨、氧混合气体的收集及体积比的控制：
方法1用KClO3和MnO2混和加热，先收集大半袋02，再加热浓氨水至塑料袋充满。
方法2将28％的氨水与30％的过氧化氢以2﹕3的体积比注入锥形瓶内。
再加少量Mn02作催化剂，按图1-4的装置收集氨、氧混和气体，由于过氧化氢的分解反应是一个放热反应，收集时应注意安全。
应使用口径稍大的乳胶管和导气管，收集前要检查导气管是否畅通。
另外，氨水和过氧化氢的用量应尽可能少些。
一般6mL氨水和9 mL过氧化氢产生的混和气体可做8～10次实验，足够—个班的演示。
(2)空气对氨的氧化实验装置如图1-5
主要操作步骤：用试管夹夹住催化管4，在酒精灯上加热催化剂至鼓入空气催化剂发红(约半分钟)。
继续鼓入空气，并将催化管插入平底烧瓶，催化剂仍维持红热，瓶内立即出现红棕色气体。
加入少量含石蕊试液的蒸馏水，石蕊变红。
其他参考装置如图1-6、图1-7。
主要操作步骤：取内径8～15mm、长15cm左右的硬质玻管为反应管，在其中部约2cm范围装满以煤渣为载体的活性催化剂、或新制Cr203、颗粒状的Mn02(或Cu0)，两侧塞以玻璃纤维或耐火棉，按图连接好装置。
将酒精灯焰预热催化管后集中加热催化剂30～40秒钟，缓慢鼓入空气，待催化剂发红时移开酒精灯，加快鼓气速度，催化剂继续红热，氧化瓶中出现红棕色气体。
氨水浓度要适宜，浓了氧化不完全,会产生白烟；稀了由于氧化产物少，催化剂红热现象不明显，红棕色的现象不易观察到。
氨水浓度要根据室温高低加以调节，当氨水浓度和室温接近如下关系时，可使实验获得满意效果。
室温(℃) 0 5 10 15 20 25 30
氨水(％)27 24 21 18 15 129
鼓入空气的速度要适当，一般是先慢慢鼓气，待催化剂开始红热，移开酒精灯时适当加快。
鼓气时用拇指按住洗耳球底部气孔轻轻挤压洗耳球，移开拇指时用另一只手的拇指和食指捏紧连接洗耳球的乳胶管，以防倒吸。
氨氧化产物导入接收器的时间要控制好。
如果在实验前先把导管插入接收器中，则容易出现白烟。
只有当氨催化氧化放出的热量能维持催化剂发红时，再把导管插入接收器中，这样导出的混合气体含
氨少，一氧化氮较多、效果好。
（注：为了防止倒吸时将红
热的催化剂吸入盛氨水的锥
形瓶(具支试管)引起氨、氧混
合气体爆炸，一定要在盛氨水
的装置和催化管的连接处放
防爆铜丝卷。
）。