《氨氧化法制硝酸》课件1

【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
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。
A．氨水(浓氨水∶水＝1.5∶1) B．催化剂(Cr2O3)
C．干燥剂(无水氯化钙)
D．氧化瓶
E．吸收瓶(水、石蕊溶液)
F．NaOH溶液
氨氧化法制硝酸的实验装置示意图
1．操作：先加热硬质试管中的 催化剂 ，再把空气缓缓 地、均匀地鼓入 氨水 中，待催化剂开始 红热 时，撤走酒精 灯。
2．思考 (1)氧化瓶D中的现象：瓶内变成红棕色。 (2)写出E中发生的化学反应方程式： 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。 (3)F的作用是 吸收未反应的NO、NO2气体 。
课标解读
重点难点
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。 2.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。 3.进一步认识催化剂在化工生 产中的重要作用，体会实验室 研究与工业生产的关系。
1.氨氧化法制硝酸的反应 方程式。(重点) 2.硝酸生产过程中NO的获 得和NO2的吸收。(重难点) 3.氨氧化法制硝酸模拟实 验流程及操作方法。(难点)
1.制备流程：NH3―O―2→ NO ―O―2→NO2 ―H―2O→HNO3。 2．反应原理： 4NH3＋5O2催=高=化=温=剂= 4NO＋6H2O、2NO＋O2 ===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
1．氨氧化法制硝酸过程中，发生氧化反应的含氮物质 有哪些？
【提示】 NH3、NO、NO2中氮元素化合价升高，均 发生氧化反应。
【解析】 氨与氧气在有催化剂存在时可以发生氧化还
原反应，反应方程式为4NH3＋5O2
催化剂 =高==温==
4NO＋6H2O，反
应是放热的，因此可观察到烧红的铂丝保持红热状态。生成
的NO容易与O2继续反应生成红棕色的NO2气体：2NO＋ O2===2NO2。NO2气体遇水蒸气则发生反应3NO2＋ H2O===2HNO3＋NO，生成的HNO3是挥发性酸，可与氨水 挥发出的NH3化合产生白烟NH4NO3，反应方程式为NH3＋ HNO3===NH4NO3。
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。
【答案】 氨水易挥发，瓶内充满NH3和O2的混合气体，
当红热的铂丝插入时，由于发生下列反应：4NH3＋5O2
催化剂 =高==温==
4NO＋6H2O而放出大量的热，致使铂丝保持红热。生成的NO 可继续和O2反应生成红棕色的NO2，反应方程式为2NO＋ O2===2NO2，而NO2能与水蒸气反应：3NO2＋H2O===2HNO3 ＋NO，生成的挥发性酸HNO3遇NH3则产生白烟NH4NO3，化 学反应方程式为NH3＋HNO3===NH4NO3。
5．相关反应 4NH3＋5O2催=高=化=温=剂= 4NO＋6H2O 2NO＋O2===2Nwenku.baidu.com2 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
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。
●新课导入建议 1908年，德国化学家哈伯首先在实验室用氢气和氮气在 600 ℃、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？
2．选择吸收二氧化氮的条件 (1)吸收 NO2 的反应为：3NO2＋H2O 2HNO3＋NO 。 (2)吸收 NO2 反应的特点：①可逆反应；②放热反应；③ 气体总体积 缩小 的反应。
(3)吸收 NO2 的方法：欲使原料利用充分，得到的硝酸的 浓度增大，可采取 加压、降温 的方法，现代硝酸生产改 用 全压法 和 综合法 ，成品酸中 HNO3 的质量分数可达 60%～70%，提高了 NO2 的 吸收率 。
NH3遇HNO3产生白烟(固体颗粒)，易误写为白雾(液体 小液滴)。
1．工业上用氨的催化氧化法制HNO3时，先制得50%左 右的硝酸，然后再制成98%的浓HNO3，一般采用的方法是
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。