合成氨条件的选择PPT教学课件

3.醇的命名
1.选主链。选含—OH的最长碳链作主链，根据碳
原子数目称为某醇。
2.编号。从离羟基最近的一端开始编号。 3.定名称。在取代基名称之后，主链名称之前用
阿拉伯数字标出—OH的位次，且主链称为某醇。 羟基的个数用“二”、“三”等表示。
4. 醇的重要物理性质
〔阅读〕P56页表2-2-1相对分子质量相近的醇与 烷烃、烯烃的沸点比较
。
⑵醋酸二氨合铜(I)吸收CO的生产适宜条件是 加压， 适当升高温度 。
⑶吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生。
恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨溶液再生 的生产适宜条件应是 常压加热 。
合成氨条件的选择
合成氨条件的选择
合成氨的工业前景
1、催化剂
合成氨铁催化剂 这一类合成氨催化剂以还原铁为催化剂主要活性成分， 并掺加 各种促进剂和载体的催化剂. 促进剂：稀土金属及其氧化物 关于稀土金属及其氧化物的作用，我国也进行了一些研 究。国外也报 道了一些含钐、锆、钯、铑的催化剂研究 结果，发现稀土金属及其氧化 是对氨合成非常有效的促 进剂。我国有丰富的钛、锆、铌等稀有金属资源，因此， 以稀有金属氧化物为促进剂，有希望成为我国改进工业 合成氨铁催化剂的研究方向之一。
合成氨的工业前景
合成氨钌催化剂 合成氨熔铁型催化剂要在高温、高压和耗能 高的苛刻条件下使用，且催化剂的活性并不 是很高。而氨合成钌催化剂可能是一种较好 的催化剂。它在低温低压下活性很高，常压 下比氨合成铁催化剂的活性高10—20倍，且 对水、CO和CO2不敏感，但合成氨钌催化剂 在高压下未必比合成氨铁催化剂来得优越。
1 羟基的反应
(1)取代反应
⊙醇与浓的氢卤酸（HCI、HBr、HI）发生反应时分
子中的碳氧键断裂，羟基被卤原子ห้องสมุดไป่ตู้代，生成相应的
卤代烃和水
△
C2H5OH + HBr
C2H5Br + H2O
⊙在酸做催化剂及加热下，醇发生分子间的取代生 成醚和水
(2)消去反应
含有 B－H醇在浓硫酸及一定温度下能发 生消去反应生成烯烃
合成氨条件的选择
课堂练习
1、工业上用氢气和一氧化碳气体在一定条件下反应
生产甲醇( D )
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) (正反应是放热反应）
为了提高甲醇的产量，从理论上讲下列措施中正确的是
A 高温高压
B 高温低压
C 低温低压
D 低温高压
合成氨条件的选择
2.对于合成氨的反应来说,使用催化剂和施加高压,
制取 净 压 合 冷 分 原料 化 缩 成 凝 离
气
(循环操作过程)
液氨
合成氨条件的选择
空气
压缩液化 液态空气 蒸发 氧跟碳作用 CO2+N2 分离出CO2
N2(先逸出) N2
水蒸气
赤热煤 或焦炭
H2+CO
H2O(气) 催化剂
CO2+H2
高压水洗法 分离出CO2
H2
C+H2O＝CO+H2 CO+H2O(g) 催化剂 CO2+H2
合成氨条件的选择
5、合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量CO、NH3 的混和气）在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜（I）溶
液来吸收原料气中的CO，其反应是
Cu(NH3)2AC+CO+NH3
Cu(NH3)3 AC·CO
(正反应是放热反应)
⑴必须除去原料气中CO的原因是它会使催化剂铁触媒
中毒而失去催化能力
名称 相对分子质量
沸点/℃
甲醇
32
65
乙烷
30
－89
乙烯
28
－102
乙醇
46
78
丙烷
44
－42
丙烯
42
－48
〔结论〕从表2-2-1数据可以看出：饱和一 元醇的沸点比与其相对质量接近的烷烃或烯 烃的沸点要高。 〔原因〕这主要是因为一个醇分子中羟基上 的氢原子可与另一个醇分子中羟基上的氧原 子相互吸引形成氢键，增强了醇分子间的相 互作用
小结
• 饱和一元醇 1、通式 CnH2n+1OH
2、随着C数的增多，熔沸点逐渐增，相对密度呈增大趋 势。 对于同碳数的，支链越多，熔沸点越低，密度越小。
3、随着碳数增多，水溶性降低。 4、比Mr接近的烷烃或烯烃的沸点要高（氢键的影响）.
二、醇的化学性质
〔阅读〕P57交流研讨，以1-丙醇为例分析结构
〔思考〕是不是所有的醇都能发生消去 反应呢？
如CH3OH，没有邻位碳原子，不能发生 消去反应。还有如：
2、羟基中氢的反应
(1)与活泼金属的反应
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑ 〔问题〕为什么乙醇与金属钠的反应要比水与金 属钠的反应缓和的多？烃基对羟基氢的活泼性有 哪些影响？
5.饱和一元醇的水溶性
饱和一元醇分子中碳原子数1～3的醇能与水以任意 比例互溶；分子中碳原子数4～11的醇为油状液体， 仅部分溶与水；分子中碳原子更多的高级醇为固体， 不溶与水；
【规律】CnH2n+1OH可以看成是H-OH分子中的一个H原 子被烷基取代后的产物。当R-较小时，醇分子与水分子 形成的氢键使醇与水能互溶；随着分子中的R-的增大， 醇的物理性质接近烷烃。
合成氨条件的选择
氨的 用 途
纤维
NH3
化肥 染料
医药
制冷 剂
合成氨条件的选择
问题：请同学们分析工业生产主要要考虑哪 些问题？
首要：经济效益
基本要求：
a、反应快
提高反应速率
b、原料利用率高 提高平衡混合物中氨百分含量
c、单位时间内产量高
提高反应速率
提高平衡混合物中氨百分含量
合成氨条件的选择
高压 高温 使用
⑤
Ｈ Ｈ② ①
Ｈ―Ｃ―Ｃ―Ｏ―Ｈ
③ ④Ｈ Ｈ
反应 与金属钠反应 Cu或Ag催化氧化 浓硫酸加热到170℃ 浓硫酸加热到140℃ 浓硫酸条件下与乙酸加热 与HX加热反应
断键位置 ①
①③ ②④ ① 、②
① ②
饱和一元醇定义：
醇分子中烃基为烷烃基 ，且醇中只有一个羟基 ， 那么，这种醇就是饱和一元醇，如甲醇、乙醇等。
次平衡状态相比Ｂ（Ｃ ）
（Ａ）ＮＨ３的百分含量增大 （Ｂ）ＮＨ３的浓度增大 （Ｃ）Ｈ２的转化率提高 （Ｄ）Ｎ２的转化率提高
合成氨条件的选择
4．工业制硝酸需经过下面两个可逆反应：
2NO + O2 2NO2（正反应是放热反应） 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO（正反应是放热反应） 如果要生产较大浓度的硝酸，可采取的措施是 在第 一步反应中，增加反应物浓度，增大压强，降低温度。 在第二步反应中，不断地将生成的NO从混合物中分 离出来，增大压强，降低温度。
高压 低温 无影 响
合成氨条件的选择
经过分析我们可以得出：
从反应速度的角度看：温度越高、压强越
大，化学反应越快， 使用催化剂反应加快， 单位时间内生成的产品越多；
从化学平衡的角度看：高压低温，平衡时
生成物NH3的百含量高。
工业合成氨简易流程图
除去杂质气体、粉 尘等，防止催化剂
“中毒”
N2和H2(循环)
合成氨的工业前景
化学模拟生物固氮
现在，世界上好多国家（包括我国）的科学家，都 在研究模拟生物固氮，即寻找人工制造的有固氮活 性的化合物。固氮酶由两种蛋白质组成。一种蛋白 质（二氮酶）的分子量约22万，含有两个钼原子、 32个铁原子和32个活性硫原子；另一种蛋白质（二 氮还原酶）是由两个分子量为29000的相同亚基构 成的，每个亚基含有4个铁原子和4个硫原子。已经 发现一些金属有机化合物有可能作为可溶性的固氮 催化剂。
酚：芳香烃分子中苯环上的一个或几个 氢原子被羟基取代生成的有机化合物
一、醇的概述
1. 醇的分类
（1）根据羟基的数目分
（2）根据烃基是否饱和分
一元醇：如CH3OH 甲醇
二元醇：CH2OH 乙二醇 CH2OH
多元醇：CH2OH 丙三醇 CHOH CH2OH
饱和醇(含饱和一元醇)
不饱和醇 CH2=CHCH2OH
学性质及应用。
1、CH3CH2OH 2、
3、 4、 5、
CH2OH
OH
6、
左侧有机物中 属于醇的是 1 3 4 ； 属于酚的是 2 5 6 。
两者相似之处？ 体会醇与酚的区别。
CH3CH2OH
乙醇
乙二醇
丙三醇
茶多酚
苯酚
漆酚
思考●讨论 什么是醇？什么是酚？
醇：烃分子中饱和碳原子上的一个或几 个氢原子被羟基取代生成的有机化合物
第二节 醇 酚
（第一课时）
酒精饮料 的中乙醇
酒精燃料 的中乙醇 汽车发动机防冻
液中的乙二醇
化妆品中 的丙三醇
茶叶中的茶多酚
药皂中的苯酚
漂亮漆器上的漆酚
教学目标：
1、知道醇的的主要类型，能列举一些常见的 醇并说明其用途。
2、能够利用系统命名法对简单的饱和一元醇 进行命名。
3、了解饱和一元醇的沸点和水溶性特点。 4、根据饱和一元醇的结构特征，说明醇的化
合成氨的工业前景
超声波固氮：
氮气在通常状态下十分稳定，一般难以发生化学 反应，但在超声波作用下，可以使氮分子中的化 学键削弱，从而在较温和的条件下就可以发生化 学反应。在室温下用超声波辐射溶有空气的饱和 水溶液后，可以测到处理过的水中含有亚硝酸、 硝酸等；如果处理溶有氮气、氢气和一氧化碳的 饱和水溶液，可以测到甲醛、氢氰酸和咪唑等物 质，这些实验对人工固氮的研究提供了一条新的 途径。
2. 几种典型的醇的物理性质和用途：
名 俗名 色、态、味 毒
称
性
甲 木醇 无色、有酒 有
醇
精气味、具 毒
有挥性液体
乙
无色、粘稠、 无
二
甜味、液体 毒
醇
丙 甘油 无色、粘稠、 无
三
甜味、液体 毒
醇
水溶性
与水互 溶
与水互 溶
与水互 溶
用途
燃料、化工 原料
防冻液、合 成涤纶、
化妆品、制 炸药（硝化 甘油）
H O H
H O HH O
C2H5
比较下表含相同碳原子数、不同羟基数的醇的沸点
名称
分子中羟基数目
沸点/℃
乙醇
1
78
乙二醇
2
197.3
1-丙醇
1
97.2
1，2-丙二醇
2
188
1，2，3-丙三醇
3
259
〔结论〕含相同碳原子数、不同羟基数的多元醇的沸点
比一元醇二元醇都高，多元醇具有易溶于水的性质。
〔原因〕是因为多元醇分子中羟基多，一方面增加了分子间 形成氢键的几率；另一方面增加了醇与水分子间形成氢键的几率。
下列叙述中正确的是( C )
A.都能提高反应速率,都对化学平衡状态无影响 B.都对化学平衡状态有影响,都不影响达到平衡 状态所用的时间 C.都能缩短达到平衡状态的时间,只有压强对化 学平衡状态有影响 D催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间, 而压强无此作用
合成氨条件的选择
3、在一密闭容器中，N2、H2合成氨的反应已达到 平衡。此时再往容器中通入一定量N2,保持温度和 容器体积不变，当反应再次达到平衡时，与第一
(2)与羧酸反应
乙醇和乙酸在浓硫酸催化并加热下 可以发生酯化反应生成乙酸乙酯和水， 实验证明，其他的醇和羧酸也可以发生 酯化反应生成酯和水。
3、醇氧化反应
②①
R1
R1
2 R2—C—O③—H + O2
H
Cu △
2 R2—C=O + 2H2 O
生成醛或酮
①-③位断键
〔思考〕是不是所有的醇都能被氧化成 醛？
饱和一元醇通式： CnH2n+1OH或 CnH2n+2O