氨说课稿
氨（第一课时）说课稿
各位领导、老师们大家好！
我说课的题目是人教版化学必修1《氨-硝酸-硫酸》第一课时.下面我将从说教学理念、说教材、说教法、说学法、教学过程等几个方面展开说课。
一、说教学理念
在《高中化学课程标准》的指导下，我力求实现:“课程的设计以学生的发展为本，关注学生科学探究的学习过程和方法，以及伴随这一过程产生的积极情感体验和正确的价值观。”
1、以实验为载体进行探究性学习
实验能创设参与实践的情景，并且具有激发兴趣、获取知识、体验过程、形成科学品质的诸多功能。以实验为载体的探究性学习，充分体现了“过程与结果同样重要”的教学理念。
2、“互动· 体验· 感悟· 创新”的理念
让学生成为学习的主人，去体验课堂，通过师生互动，生生互动，在互动中体验，在体验中感悟，在感悟中创新。本节课意在培养学生的各种思维能力和运用知识处理实际问题的能力，充分体现学生主动学习、主动思考的行为习惯，并用类比推理等方法去寻求解决问题的策略。
二.说教材
（一）教材的地位与作用：
本节内容是<普通高中课程标准实验教科书化学① (必修)>第4章的内容.本节教学内容分为两部分：第一部分氨，第二部分浓硫酸、硝酸。本节课是第一部分内容的教学.氨是重要的化工产品,掌握氨的性质，可以更好地认识他在工农业生产中的重要用途。
（二）教学目标及确立的依据
知识与技能：掌握氨气的物理性质；掌握氨气的化学性质，了解氨气的用途；提高学生规范操作能力、实验观察能力及分析归纳的思维能力。
过程与方法：通过实验的观察和分析，探究事物本质，体验科学探究的过程，强化科学探究的意识；培养观察能力、思维能力和应用化学实验发现新知识的学习能力。
情感态度与价值观：不断引导学生发挥主观能动性，培养自身认真仔细、严谨求实的科学态度和努力探索的优良品质，并逐步培养其创新精神。
确定依据：依据新课程理念和新教材特点，结合高中学生已有的知识水平以及能力程度,确立了以上教学目标。.
（三）教学重点难点以及确立依据
重点: 氨的化学性质
难点: 氨水的组成及其碱性及通过对比的方法，区别液氨和氨水。
确定依据：“性质决定用途，”氨气的重要用途在于制氮肥、制造硝酸，这些用途都是基于氨的化学性质因此将它们确定为重点.
(四)教具准备多媒体课件有关实验的试剂和仪器
三、学情分析
知识方面：学生在初中对于铵态氮肥已有较多的认识（受热易分解和遇碱性物质放出氨气）,但对于氨气的化学性质缺乏系统性掌握。
能力方面：学生已经具备一定的分析能力和观察能力,但在对比学习和实验设计方面缺乏训练.
情感方面：通过一年半的学习,学生已经具有一定的环保意识,但对于人与自然和谐发展认识不足.
而且对刚升入高中不久的学生来说，大部分人的抽象思维比较困难，有些学生学得比较呆板，不太会灵活运用所学知识，学习方法上往往更多地习惯死记硬背，不习惯对知识的理解记忆和独立思考，在动手探究能力方面则更差。
四、教法学法
依据以上教学目标、重难点和学情确立了以下教法学法。
1．教法：
(1)创设情景启发式教学，引入教学内容。
(2)比较法教学，突出重点知识。
(3)设计实验探究式教学，突破难点，发展学生思维。
2．学法：
⑴设计学案,布置课前预习题目，培养学生自学能力。
⑵学生亲自动手,进行科学实验，锻炼分析能力。
⑶分组讨论法，培养合作学习精神。
五、教学过程
(1)创设情景，引入教学。
从与氨有关的研究多次获得诺贝尔奖入手提出问题，引发学生的思考，激起学生的化学学习兴趣，进入本节课的教学。紧接着由教师课堂上演示生动直观的喷泉实验。在此我在课本原有的基础上采取直接加热浓氨水制取氨气的方法，既简单又迅速，即使烧瓶不干燥实验也能成功，大大提高实验成功率。学生观察实验现象，思考教师提出的两个问题并作答。在此基础上教师小结并进入到本节课第一个知识点的教学：氨气的物理性质。要求学生阅读课本后概括氨气的物理性质。
（2）充分发挥实验功能，进行对比教学，突出教学重点。
在学习元素化合物的知识时都是由物理性质入手，转而进入化学性质的学习，这是本节课的重点内容。氨气的化学性质共分为三点：氨气与水的反应、氨气与酸的反应以及氨气的催化氧化。
在氨气与水反应的教学中已经有了前面的喷泉实验作为铺垫，“为什么氨水显碱性呢？”要求学生阅读课本找出氨水显碱性的原因。“为什么在喷泉实验中加热浓氨水产生大量白雾呢？”学生由教师提出的问题，积极思考掌握氨气与水的反应以及一水合氨的不稳定性。然后设置一道填表题：液氨和氨水的区别。在本章中的第一节学生已经学习了液氯与氯水的比较，运用前面的知识举一反三，使学生及时巩固这个知识点掌握氨水的成分，并且培养学生迁移能力。
在氨气与酸反应教学中，我设计一个补充实验，请三位学生上台亲自动手操作，让蘸有浓氨水的玻璃棒分别与蘸有三种酸的玻璃棒靠近，其余同学观察现象，通过对比不同的实验现象，思考并得出结论写出相应的方程式。
在氨气的催化氧化教学中，由教师引导学生从氨气的化学式出发，从化合价
相遇角度分析，预测它具有的怎样的性质—还原性。那么它与常见的氧化剂O
2
会发生怎样的反应呢？要求学生运用已有的氧化还原的知识对方程式加以分析。这个反应只是工业制硝酸的一个步骤，然后请学生上台完成课本P98上的“思考与交流”，工业上制取硝酸的四大过程，写出相应的方程式并运用氧化还原知识进行分析。
（3）课堂总结，巩固练习。
“性质决定用途，”要求学生根据前面所讲的氨气的性质推测它有哪些用途，然后教师进行小结。最后由一副图片展示自然界氮的循环，由俗语“雷雨肥庄稼”，“种豆不上肥，连种几年地更肥”。启发学生，思考氮的固定有哪些途径，分别是怎么样固定氮的，最后教师小结归纳。
(4)课后作业。
请同学们思考能否用其他的方法来引发该实验？
1）方案一：用热毛巾捂住装满氨气的集气瓶一会儿，使气体受热膨胀把玻璃导管内的空气排掉，这样氨气可接触到玻璃导管下面的水，溶于水后引发喷泉。
2）方案二：用冰水浸泡过的毛巾捂住装满氨气的集气瓶一会儿，使气体冷缩后造成的压力差而引发喷泉实验。
六、 [板书设计]
4.4.1 氨气的性质副板书：
1、氨的物理性质：在标准状况下，1L水中溶1）氨是无色气体,有刺激性气味；解700LNH
3
，所得溶液的2)易液化；3)比空气轻; 4)极易溶于水。密度为0.9g·cm－3，则氨2、氨的化学性质：水的物质的量浓度为多少？
（1）NH
3
与水的反应：
NH
3＋H
2
O NH
3
·H
2
O NH
4
＋＋OH－
（2）NH
3
与酸的反应：
NH
3＋HCl＝NH
4
Cl、
NH
3＋HNO
3
＝NH
4
NO
3
、
2NH
3＋H
2
SO
4
＝（NH
4
）
2
SO
4
（3）NH
3
的还原性：
4NH
3＋5O
2
4NO＋6H
2
O
3、氨的用途
4、氮的固定
氨水的物质的量浓度为
4.
18
1000
9.0
1
1000
17
4.
22
700
4.
22
/
700
＝
＋
?
?
?
mol·L－1
工业合成氨
第二章化学反应的方向、限度与速率 第四节化学反应条件的优化----工业合成氨 制作：贾爱军审核：陈霞 【学习目标】 1.理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件。 2.了解应用化学原理选择化工生产条件的思路和方法。 3.使学生通过对合成氨适宜条件的分析，认识化学反应速率和化学平衡的调控在工业生产 中的重要作用。 【教学重点、难点】应用化学反应速率和化学平衡原理选择合成氨的适宜条件 【知识链接】化学反应速率和化学平衡知识。 【知识梳理】 1.阅读教材65页“交流研讨” 写出合成氨反应的化学方程式，该反应的特点是 ，试计算在常温下该反应能否自发进行。 2.阅读教材66页，从化学平衡角度分析，为了提高反应的限度可以采取的措施： 浓度；温度；压强。 3.阅读66---67页，从化学反应速率角度分析，为加快反应速率可以采取的措施： 浓度；温度；压强；催化剂。 4.阅读67---68页完成以下问题： ①选择生产条件的依据是 3、生产过程简介（自读了解）
【巩固练习】 1、在合成氨工业中，为增加氨的日产量，下列变化过程中不能使平衡向右移动的是（） A、不断将氨分离出来 B、使用催化剂 C、采用5000C左右的温度 D、采用2×107～5×107Pa的压强 2、在合成氨时，可以提高H2转化率的措施是（） A、延长反应时间 B、充入过量H2 C、充入过量N2 D、升高温度 3、关于氨的合成工业的下列说法正确的是（） A、从合成塔出来的气体，其中氨一般占13﹪～14﹪，所以生产氨的工业的效率都很低 B、由于NH3易液化，N2、H2可循环使用，则总的说来氨的产率很高 C、合成氨工业的反应温度控制在500 ℃左右，目的是使平衡向正反应方向进行 D、合成氨工业采用20MPa～50MPa ，是因该条件下催化剂的活性最好 4、下列反应达到平衡时，哪种条件下生成物的含量最高：X 2(g)+2Y2 (g)X2Y4 (g)（正反应为放热反应）( ) A、高温高压 B、低温低压 C、高温低压 D、高压低温 5、已知3H 2(g)+N2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，下面用v表示化学反应速率。（1）增大N2的浓度，v（正）将，N2的转化率将。 （2）升高温度，v（正）将，平衡将向移动。 （3）在压强不变的情况下，通入氦气，平衡将向移动，N2的浓度将。 （4）工业上合成氨，常选择500℃，20MPa～50MPa的外界条件，并加入催化剂，还将产物，分离出氨，并循环使用未反应的N2和H2。 【巩固练习】 1、某温度下，可逆反应A(g)+3B（g）2C(g)达到平衡状态的标志是（） A、C生成的速率与C分解的速率相等 B、A、B、C的浓度相等
合成氨工业发展史
合成氨工业发展史 一、人口增加与粮食需求 农业出现在12000年以前，是人类企图用增加食物供给来增强自己生存的开始。那时的人口约1500万。在2000 年前，由于农业的发展使人口增加到2.5亿。到1650年，人口又增长一倍，达到5亿。然后，到1850年世界人口就翻了一番，高达10亿，这段历程仅仅花了200 年时间。80 年后的1930年，人口超过了20亿。这种增长速度还未减缓，到1985年地球上供养的人数已达50亿。如果每年以1985年人口的2％水平继续增长下去的话，到2020年的世界人口将是100亿左右。因此限制人口的增长势在必行。目前，人口自然增长率在世界范围内正开始下降，据美国华盛顿人口局（1997年）：2000年全球人口将由目前的58 亿增至61 亿，2025 年将达68 亿。人口局称，人口增长最快的是全球最贫困的国家。1996 年全球58 亿人中发展中国家的人口占了47 亿，占全球人口总增长率的98％。中国人口增长的形势也不容乐观。根据国家统计局的统计，中国人口已于1995年2 月15 日达到12亿。据预测，到2000 年中国人口将突破13.5亿。 显然，人类将面临日益严重的问题是给自己提供充足的食物和营养，以及从根本上限制人口增长。估计，到20 世纪末，严重营养不良的人数将达6.5 亿。解决问题的出路，必然需要科学的帮助，化学看来是最重要的学科之一。它之所以重要，首先是因为它能增加食物供给，其次它能给那些有意限制人口增长的人提供可靠的帮助。 在历史上，化学曾在扩大世界粮食供应过程中起过关键作用。这就是合成氨的发明和现代农药的使用，以及它们的工业化。 二、合成氨工业发展史 20 世纪初化学家们所面临的突出问题之一，是如何为大规模利用大气中氮找到一种实用的途径。氮化合物是肥料和炸药所必不可少的。但在当时，这种化合物的质量最优和最大来源是智利硝石。但智利地处南美而且远离世界工业中心；可是全世界无论何处，大气的五分之四都是氮。如果有人能学会大规模地、廉价地把单质的氮转化为化合物的形式，那么，氮是取之不尽、用之不竭的。 利用氮气与氢气直接合成氨的工业生产曾是一个较难的课题。合成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150年。直至1909年，德国物理化学家F ·哈伯（Fritz Haber，1868—1934）用锇催化剂将氮气与氢气在17.5MPa～20MPa和500℃～600℃下直接合成，反应器出口得到6％的氨，并于卡尔斯鲁厄大学建立一个每小时80g合成氨的试验装置。但是，在高压、高温及催化剂存在的条件下，氮氢混合气每次通过反应器仅有一小部分转化为氨。为此，哈伯又提出将未参与反应的气体返回反应器的循环方法。这一工艺被德国巴登苯胺纯碱公司所接受和采用。由于金属锇稀少、价格昂贵，问题又转向寻找合适的催化剂。该公司在德国化学家A ·米塔斯提议下，于1912 年用2500 种不同的催化剂进行了6500 次试验，并终于研制成功含有钾、铝氧化物作助催化剂的价廉易得的铁催化剂。而在工业化过程中碰到的一些难题，如高温下氢气对钢材的腐蚀、碳钢制的氨合成反应器寿命仅有80h 以及合成氨用氮氢混合气的制造方法，都被该以司的工程师 C ·博施（Carl Bosch，1874—1940）所解决。此时，德国皇帝威廉二世准备发动战争，急需大量炸药，而由氨制得的硝酸是生产炸药的理想原料，于是巴登苯胺纯碱公司于1912年在德国奥堡建成世界上第一座日产30t合成氨的装置，1913年9月9 日开始运转，氨产量很快达到了设计能力。人们称这种合成氨法为哈伯-博施法，它标志着工业上实现高压催化反应的第一个里程碑。由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得1918、1931年度诺贝尔化学奖金。其他国家根据德国发表的论文也进行了研究，并在哈伯-博施法的基础上作了一些改进，先后开发了合成压力从低压到高压的很多其他方法（表18－1）。
工业合成氨资料讲解
1. 合成氨工业 (1)简要流程 (2)原料气的制取 N2：将空气液化、蒸发分离出N2或将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。 H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为： (3)制得的H2、N2需净化、除杂质，再用压缩机制高压。 (4)氨的合成：在适宜条件下，在合成塔中进行。 (5)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，提高原料的利用率，并将没有完全反应的N2和H2循坏送入合成塔，使之充分利用。 2.合成氨条件的选择 (1)合成氨反应的特点：合成氨反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应： (2)合成氨生产的要求： 合成氨工业要求： ○1反应要有较大的反应速率； ○2要最大限度的提高平衡混合物中氨气的含量。 (3)合成氨条件选择的依据: 运用化学反应速率和化学平衡原理的有关知识，同时考虑合成氨生产中的动力、材料、设备等因素来选择合成氨的适宜生产条件。 反应条件对化学反应速 率的影响对平衡混合物中 NH3的含量的影响 合成氨条件的选择 增大压强有利于增大化 学反应速率有利于提高平衡混 合物中NH3的产量 压强增大，有利于氨的合成，但需要的动力大，对材料、设备等的要 求高，因此，工业上一般采用 20MPa—50MPa的压强 升高温度有利于增大化 学反应速率不利于提高平衡混 合物中NH3的产量 温度升高，化学反应速率增大，但不利于提高平衡混合物中NH3的含 量，因此合成氨时温度要适宜，工业上一般采用500℃左右的温度(因 该温度时，催化剂的活性最强) 使用催化剂有利于增大化 学反应速率 没有影响催化剂的使用不能使平衡发生移动，但能缩短反应达到平衡的时间， 工业上一般选用铁触媒作催化剂，使反应在尽可能低的温度下进行。 ○1温度：500℃左右 ○2压强：20MPa—50MPa ○3催化剂：铁触媒
合成氨工艺
合成氨工艺 合成氨的介绍 基本简介： 生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤（或焦炭）等。 ①天然气制氨。天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1％～0.3％（体积），经甲烷化作用除去后，制得氢氮摩尔比为3的纯净气，经压缩机压缩而进入氨合成回路，制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。 ②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油，可用部分氧化法制得合成氨原料气，生产过程比天然气蒸气转化法简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。 ③煤（焦炭）制氨。随着石油化工和天然气化工的发展，以煤（焦炭）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。 用途氨主要用于制造氮肥和复合肥料，氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。
贮运商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。直接合成氨。于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上。这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。 合成氨反应式如下：N2+3H2≒2NH3(该反应为可逆反应，等号上反应条件为：“高温高压”，下为：“催化剂”) 合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。 氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1 亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产
化学反应条件的优化——工业合成氨(讲义及答案)
化学反应条件的优化——工业合成氨 （讲义） 一、知识点睛 1.工业合成氨反应的限度 （1）反应原理 _________________________________ 已知298 K时，△H = -92.2 kJ·mol-1 △S = -198.2 J·mol-1·K-1（2）反应方向的判断 △H-T△S_____0，该反应在常温下_____自发进行。 （3）反应的限度分析 ①______温度、______压强，有利于化学平衡向生成 氨的方向移动； ②在一定温度、压强下，反应物N2、H2的体积比为1:3， 反应达到化学平衡时，混合物中NH3的含量最高。 2.工业合成氨反应的速率 （1）合成氨反应的速率与参加反应的物质的浓度的关系v = k c(N2) c1.5(H2) c-1(NH3) （2）反应的速率分析 ①增大_________的浓度，有利于提高反应速率； ②将_________及时分离，有利于提高反应速率； ③______温度，有利于提高反应速率； ④使用合适的_______，有利于提高反应速率。 3.工业合成氨的适宜条件 （1）合成氨条件选择的理论分析 外界条件有利于提高 反应速率 有利于平衡 正向移动 综合分析 浓度增大反应物浓度 减小生成物浓度 增大反应物浓度 减小生成物浓度 不断补充反应物， 及时分离生成物 催化 剂 加合适催化剂不需要加合适催化剂 温度高温低温兼顾反应速率和化学平衡，考虑催化剂的活性 压强高压高压在设备允许情况下，尽量采用高压
（2）合成氨的实际条件 ①压强：低压1×107 Pa 中压2×107 ~3×107 Pa 高压8.5×107 ~1×108 Pa ②温度：700 K左右 ③催化剂：铁 ④浓度：N2与H2的物质的量之比为1:2.8 4.工业合成氨的主要生产流程 （1）造气 原料气中的N2来自于空气。 原料气中的H2来自于含氢的天然气、煤和炼油产品。 以天然气为原料时，反应可简单表示为： CH4+H2O CO+3H2、CO+H2O CO+H2（2）净化 消除造气过程中夹带的杂质，防止催化剂中毒。 （3）合成氨 这部分包括NH3的分离，N2和H2的循环使用，利用 反应产生的热预热合成气等。 5.工业生产中化学反应条件的优化 需考虑的因素有：化学反应速率快、原料利用率高、催化剂活性高、现实设备允许。 二、精讲精练 1.合成氨反应的特点是（） ①可逆②不可逆③正反应放热④正反应吸热 ⑤正反应气体体积增大⑥正反应气体体积减小 A．①③⑤B．②④⑥ C．①③⑥D．④⑤⑥ 2.在合成氨时，可以提高H2转化率的措施是（） A．延长反应时间B．充入过量H2 C．充入过量N2D．升高温度
工业合成氨发展史
氨是一种制造化肥和工业用途众多的基本化工原料。随着农业发展和军工生产的需要，20世纪初先后开发并实现了氨的工业生产。从氰化法演变到合成氨法以后，近30年来，原料不断改变，余热逐渐利用，单系列装置迅速扩大，推动了化学工业有关部门的发展以及化学工程进一步形成，也带动了燃料化工中新的能源和资源的开发。 早期氰化法1898年，德国 A.弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与过热水蒸气反应即可获得氨： Ca(CN)2＋3H2O─→2NH3＋CaCO3 1905年，德国氮肥公司建成世界上第一座生产氰氨化钙的工厂，这种制氨方法称为氰化法。 第一次世界大战期 间，德国、美国主要 采用该法生产氨，满 足了军工生产的需 要。氰化法固定每吨 氮的总能耗为153GJ， 由于成本过高，到30 年代被淘汰。 合成氨法利 用氮气与氢气直接合 成氨的工业生产曾是 一个较难的课题。合 成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150年。直至1909年，德国物理化学家F.哈伯用锇催化剂将氮气与氢气在17.5～20MPa和500～600℃下直接合成，反应器出口得到6％的氨，并于卡尔斯鲁厄大学建立一个每小时80g合成氨的试验装置。 但是，在高压、高温及催化剂存在的条件下，氮氢混合气每次通过反应器仅有一小部分转化为氨。为此，哈伯又提出将未参与反应的气体返回反应器的循环方法。这一工艺被德国巴登苯胺纯碱公司所接受和采用。由于金属锇稀少、价格昂贵，问题又转向寻找合适的催化剂。该公司在德国化学家A.米塔斯提议下，于1912年用2500种不同的催化剂进行了6500次试验，并终于研制成功含有钾、铝氧化物作助催化剂的价廉易得的铁催化剂。而在工业化过程中碰到的一些难题，如高温下氢气对钢材的腐蚀、碳钢制的氨合成反应器寿命仅有80h以及合成氨用氮氢混合气的制造方法，都被该公司的工程师 C.博施所解决。此时，德国国王威廉二世准备发动战争，急需大量炸药，而由氨制得的硝酸是生产炸药的理想原料，于是巴登苯胺纯碱公司于1912年在德国奥堡建成世界上第一座日产30t合成氨的装置，1913年9月9日开始运转，氨产量很快达到了设计能力。人们称这种合成氨法为哈伯－博施法，它标志着工业上实现高压催化反应的第一个里程碑。由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得1918、1931年度诺贝尔化学奖。其他国家根据德国发表的论文也进行了研究，并在哈伯－博施法的基础上作了一些改进，先后开发了合成压力从低压到高压的很多其他方法。
知识讲解_化学反应条件的优化—工业合成氨(基础)
化学反应条件的优化—工业合成氨 编稿：宋杰 审稿：张灿丽 【学习目标】 1、能用平衡移动原理（勒夏特列原理）解释一些生活、生产问题； 2、理解如何应用化学反应速率和化学平衡原理，选择合成氨的适宜条件； 3、了解合成氨生产的适宜条件和工艺流程。 【要点梳理】 要点一、合成氨反应原理和特点。 1、反应原理：N 2（g ）+3H 2（g ） ,高温高压催化剂 2NH 3（g ）。 2、反应特点。 ①可逆反应；②正反应是放热反应；③正反应是气体体积缩小的反应；④氨很容易液化。 要点二、合成氨适宜条件的选择。 1、适宜生产条件选择的一般原则。 对任一可逆反应，增大反应物浓度，能提高反应速率和转化率，故生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率，如合成氨中氮气与氢气的配比为1∶2.8。 选择条件时既要考虑反应的快慢——反应速率越大越好，又要考虑反应进行的程度——使化学平衡尽可能向正反应方向移动，来提高氨在平衡混合物中的体积分数。 2、合成氨条件选择的依据。 运用化学反应速率和化学平衡原理的有关知识，同时考虑合成氨生产中的动力、材料、设备等因素来选择合成氨的适宜生产条件。 [归纳] 合成氨的适宜条件： （1）温度：500℃左右； （2）压强：20 MPa ～30 MPa ； （3）催化剂：铁触媒（500℃时其活性最强）。 除此之外，还应及时将生成的氨分离出来，并不断地补充原料气（N 2和H 2），以有利于合成氨反应。 要点三、合成氨工业的简介。 合成氨工业的简要流程：
合成氨生产示意图2-4-1： 1、原料的制取 氮气：将空气液化、蒸馏分离出氮气或者将空气中的氧气与碳作用生成CO 2，除去CO 2后得氮气。 氢气：用水和燃料（煤、焦炭、石油、天然气等）在高温下制取。主要反应有： C+H 2O （g ）高温 CO+H 2 CO+H 2O （g ）? 催化剂 CO 2+H 2 CH 4+H 2O （g ）700C 900C ??催化剂CO+3H 2 2CH 4+O 2 950C ?催化剂2CO+4H 2 2、制得的氮气和氢气需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。 3、氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。反应原理为N 2+3H 2 ,高温高压催化剂 2NH 3。 4、氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，提高原料的利用率，并将未反应的氮气和氢气循环送入合成塔，使其充分被利用。 要点诠释：①循环操作过程是没有转化为生成物的反应物又重新回到反应设备中参加反应的过程。显然循环操作过程可以提高反应物的转化率，使反应物尽可能地转化为生成物，提高经济效益。 ②由于存在循环操作过程，从理论上讲，即使是可逆反应，反应物最终全部转化为生成物。 5、合成氨生产的发展前景。 合成氨条件的选择与科技进步、动力、材料、设备等条件的改善紧密相连，并将随之作相应改变。目前，人们正在研究使合成氨反应在较低温度下进行的催化剂以及研究化学模拟生物固氮等，以进一步提高合成氨的生产能力。 【典型例题】 类型一、勒夏特列原理及其应用 例1、（2015 宜昌期末）下列事实，不能用勒夏特列原理解释的是（ ）。 A ．在溴水中存在如下平衡：Br 2+H 2O HBr+HBrO ，当加入NaOH 溶液后颜色变浅 B ．对2HI(g) H 2(g)+I 2(g)平衡体系增加压强使颜色变深
工业合成氨
工业合成氨 ：昨天、今天和明天 ——以三次诺贝尔奖为主线的教学 一、德育内容维度 社会意识——社会责任感 心理健康——坚韧不拔的意志品质 心理健康——辩证思想 二、教材透析 （一）教材版本 鲁科版《化学反应原理》，第二章第四节《化学反应条件的优化——工业合成氨》。 （二）课标分析 《普通高中化学课程标准（实验）》在《化学反应原理》模块的教学中对学生的要求里有一点是这样的：“赞赏运用化学反应原理合成新物质对科学技术和人类社会文明发挥的强大作用”。为实现这一目标，必须首先让学生接触到对科学技术和人类社会文明发挥的强大作用的事件，体验合成新物质的过程。在《化学反应条件的优化——工业合成氨》中，利用化学反应速率——平均理论中的相关基础知识，通过对工业合成氨反应条件的合理方案的选择，使学生体会到合成氨对科学技术和人类社会文明发挥的强大作用。 （三）教材分析 《化学反应条件的优化——工业合成氨》是前三节“化学反应的方向”、“化学反应的限度”、“化学反应速率”的延续，是对化学反应方向、速率、限度知识的综合应用。 氨对化学、国防和农业具有非常高严重的意义；同时N
2、H 2反应生成氨的反应也是学生非常熟悉的平均体系。以氨的合成反应为研究对象，有利于学生从化学反应速率、平均理论两个方面尝试综合考虑、选择合成氨的合理条件，使学生体会到学习化学理论对实际生产有着非常严重的指导作用。 在德育方面，工业合成氨的发明过程，包含了化学家宏伟的创造性和光辉的科学思想，体现了当时科学家的远见与激情。哈勃、博施、埃特尔对氨合成的研究持续了将近100年，实现了氨的合成从实验室的理论研究到工厂的实际生产，是三位科学家不畏艰辛的意志品质和创新思想的最佳体现，对学生有很好的引领示范作用。 三、学情分析 学生在前三节化学反应方向、速率、平均理论的学习中，对这些知识有了一定程度的认识。学生已经初步形成积极思考、敢于探究、主动获取知识的学习习惯，并能够积极参与到课堂活动中，能够与同学在课堂的学习中进行合作，具有了一定的理性思维和抽象思维，基于此我们在实际教学中要主要以提出问题、分析问题、合作探究的学习模式为主，这样有利于学生理性思维和抽象思维的进一步提升。 四、目标确立 作为一名一直工作在一线的化学教师，我感到学生的学习兴趣是很严重的。当充分激发出学生学习的主动性，才是有用的课堂，学生才爱学。所以在教学中创设适合学生实际情况的学习情境是很严重的，基于上述分析，确定如下课时教学目标： 1.知识技能目标： （1）了解如何应用化学反应速率、平均原理来选择合成氨的最佳条件；（2）了解如何应用化学反应原理对工业生产条件进行分析，体验实际生产与理论的差异；
鲁科版选修4《化学反应原理》教案：2.4《化学反应条件的优化——工业合成氨》(第1课时)
第4节化学反应条件的优化——工业合成氨 知识与技能： １.了解如何应用化学反应速率和化学平衡原理分析合成氨的适宜条件； ２.了解应用化学反应原理分析化工生产条件的思路和方法，体验实际生产条件的选择与理论分析的差异； ３通过对合成氨适宜条件的分析，认识化学反应速率和化学平衡的控制在工业生产中的重要作用。 过程与方法： 在化学反应的方向、限度、速率等理论为指导的基础上带领学生选择适宜的反应条件，引导学生考虑合成氨生产中动力、设备、材料生产效率等因素，寻找工业合成氨生产的最佳条件。情感态度与价值观： 认识化学反应原理在工业生产中的重要作用，提升学生对化学反应的价值的认识，从而赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献。 教学重难点：应用化学反应速率和化学平衡原理选择合成氨的适宜条件。 课型：新课 课时安排：１课时 教学过程： 【提问】影响化学反应速率和化学平衡的重要因素有哪些？ 【学生】回答 【注意】催化剂只能改变化学反应速率，不能改变化学平衡状态。 【教师】今天这节课我们就看看如何利用化学反应的有关知识将一个化学反应实现工业化，我们以工业合成氨为例。首先我们看看合成氨的有关背景。 【投影】展示弗里茨·哈伯的图像 【投影】弗里茨·哈伯与合成氨 合成氨从第一次实验室研制到工业化投产经历了约150年的时间。德国科学家哈伯在10年的时间内进行了无数次的探索，单是寻找高效稳定的催化剂，2年间他们就进行了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定了一种合适的催化剂，使合成氨的设想在1913年成为工业现实。鉴于合成氨工业的实现，瑞典皇家科学院于1918年向哈伯颁发了诺贝尔化学奖。
工业合成氨的发展
本科生学年论文题目 学生姓名 所在院系化学化工系 专业班级 学号 指导教师（职称） 日期年月日
目录 摘要： (2) 关键词： (2) 前言： (2) 1.统计分析表 (2) 2.早期氰化法 (2) 3.合成氨法 (2) 4.发展趋势 (3) 5.合成氨的反应原理 (4) 6.合成氨的最新技术 (4) 6.1大直径ⅢJD型氨合成系统和内件技术设计思想及最新进展 (4) 6.2成达公司的小型氨厂新技术 (5)
工业合成氨的进展 摘要：就工业合成氨的历史，现状以及一些最新的工业合成氨的技术的综述。 关键词： 合成氨的历史{（早期氰化法、合成氨法），原料构成改变：煤造气时期、②烃类燃料造气时期，装置的变化：装置大型化。}、合成氨的现状、合成氨的发展趋势{①原料路线的变化方向、节能和降耗、与其他产品联合生产。}、合成氨工业的最新技术{①大直径ⅢJD型氨合成系统和内件技术设计思想及最新进展、②成达公司的小型氨厂新技术}。前言 合成氨工业是基本点的无机化工之一。氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。从氨可加工成硝酸，现代化学工业中，常将硝酸生产归属于合成氨工业范畴。合成氨工业在20世纪初期形成，开始用氨作火炸药工业的原料，为战争服务;第一次世界大战结束后,转向为农业、工业服务。随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长。50年代后氨的原料构成发生重大变化，近60年来合成氨工业发展很快。
早期氰化法②1898年，德国A.弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与过热水蒸气反应即可获得氨： CaCN2＋3H2O─→2NH3＋CaCO3 1905年，德国氮肥公司建成世界上第一座生产氰氨化钙的工厂，这种制氨方法称为氰化法。第一次世界大战期间，德国、美国主要采用该法生产氨，满足了军工生产的需要。氰化法固定每吨氮的总能耗为153GJ,由于成本过高，到30年代被淘汰。 合成氨法利用氮气与氢气直接合成氨的工业生产曾是一个较难的课题。合成氨从实验室研究到实现工业生产，大约经历了150年。直至1909年,德国物理化学家F.哈伯用锇催化剂，将氮气与氢气在17.5～20MPa和500～600℃下直接合成，反应器出口得到6％的氨,并于卡尔斯鲁厄大学建立一个每小时80g合成氨的试验装置。但是,在高压、高温及催化剂存在的条件下,氮氢混合气每次通过反应器仅有一小部分转化为氨。为此，哈伯又提出将未参与反应的气体返回反应器的循环方法。这一工艺被德国巴登苯胺纯碱公司所接受和采用。由于金属锇稀少、价格昂贵，问题又转向寻找合适的催化剂。该公司在德国化学家A.米塔斯提议下，于1912年用2500种不同的催化剂进行了6500次试验，并终于研制成功含有钾、铝氧化物作助催化剂的价廉易得的铁催化剂。而在工业化过程中碰到的一些难题，如高温下氢气对钢材的腐蚀、碳钢制的氨合成反应器寿命仅有80h以及合成氨用氮氢混合气的制造方法,都被该公司的工程师C.博施所解决。此时，德国国王威廉二世准备发动战争，
(完整word版)合成氨的工艺流程
合成氨工艺流程 氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。 德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法，即“循环法”，这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下： N2+3H2≒2NH3 合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。 1.合成氨的工艺流程 (1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。(2)净化对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 ① 一氧化碳变换过程 在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下：CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ 由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。 ② 脱硫脱碳过程 各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。 粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。 一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA法，MEA法等。 4
合成氨的工艺流程
合成氨的工艺流程 氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。 德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上。这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下： N2+3H2=2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:"高温，高压",下为:"催化剂") 合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。 合成氨是由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名：氨气。分子式NH3英文名：synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。 1.合成氨装置模型图： 工业生产上合成氨装置图 2、合成氨工艺流程叙述： (1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。 (2)净化对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。 ①一氧化碳变换过程 在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下：
合成氨反应
第四节化学反应条件的优化—工业合成氨（预习案）№49 高二化学组2011-10-26 【学习目标】以合成氨工业生产为例，了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 【课前预习】 一、合成氨反应的限度问题： 对于化学反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)；已知298K时：△H =－92.2KJ·mol-1； 【结论】合成氨反应是一个可逆反应，正反应是一个热反应、气体体积的反应，因此，温度、压强、适时地将氨从反应混合物中分离出去将有利于化学平衡向生成氨的方向移动。在一定的温度和压强下，反应物氮气、氢气的体积比为时，平衡混合物中氨的含量最高。 二、合成氨反应的速率问题： 增大的浓度可加快化学反应速率；温度，化学反应速率加快； 压强，化学反应速率加快；催化剂可加快化学反应速率，且使用催化剂可以使合成氨的速率提高上万亿倍。 三、综合分析合成氨的适宜条件： 提高反应的平衡转化率提高化学反应速率 反应特点措施反应特点措施 放热 分子数减小低温时反应速率低 反应可逆原料气浓度增加能提 高反应速率 结论：合成氨最适宜的条件是：温度：700K左右；压强：根据反应器可使用的钢材质量和综合指标，选择压强（高、中、低压），一般中小型合成NH3选择中压（20MPa-30MPa）；N2和H2的分压为1：2.8的投料比；催化剂：铁触媒
四、反应流程： 【课前预习检测】 1．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是（） A．使用铁触媒，使N2和H2混合气体有利于合成氨 B．常压比高压条件更有利于合成氨的反应 C．700K左右比室温更有利于合成氨的反应 D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率 2．(双选）促使化学平衡N +3H22NH3；△H<0向右移动有各种措施，下列措施中可行的 是（） A、及时分离出氨 B、升高温度 C、通入HCl气体 D、扩大容器体积 3．对于可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)（正反应为放热反应），下列说法正确的是（） A、达到平衡时N2、H2、NH3的反应速率为零 B、达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，H2的浓度比原平衡的 小 C、达到平衡时，升高温度，加快了逆反应速率，减慢了正反应速率，所以平衡向逆反应方向移 动 D、加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率加快了，逆反应速率减慢了 4．在恒温恒容下发生反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）；△H＜0。 下列判断不正确 ．．．的是（） A．30s内，H2的浓度改变了0.30mol/L，则平均反应速率V（N2）=0.010 mol/（L?s） B．当气体总压不随时间改变时，表明该反应达到平衡状态 C．使用铁触媒可明显减少达到平衡的时间
工业合成氨 教案
第六章合成氨 湄洲湾职业技术学校化工专业组叶焕英 1. 合成氨工业 (1)简要流程 (2)原料气的制取 N2：将空气液化、蒸发分离出N2或将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。 H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为： (3)制得的H2、N2需净化、除杂质，再用压缩机制高压。 (4)氨的合成：在适宜条件下，在合成塔中进行。 (5)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，提高原料的利用率，并将没有完全反应的N2和H2循坏送入合成塔，使之充分利用。 2.合成氨条件的选择 (1)合成氨反应的特点：合成氨反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应： (2)合成氨生产的要求： 合成氨工业要求： ○1反应要有较大的反应速率； ○2要最大限度的提高平衡混合物中氨气的含量。 (3)合成氨条件选择的依据: 运用化学反应速率和化学平衡原理的有关知识，同时考虑合成氨生产中的动力、材料、设备等因素来选择合成氨的适宜生产条件。
(5)合成氨的适宜温度： ○1温度：500℃左右 ○2压强：20MPa—50MPa ○3催化剂：铁触媒 除此之外，还应及时将生成的氨分离出来，并不断地补充原料气，以有利合成氨反应。 (6)合成氨生产示意图 3.解化学平衡题的几种思维方式 (1)平衡模式思维法(三段思维法) 化学平衡计算中，依据化学方程式列出“起始”“变化”“平衡”时三段各物质的量(或体积、或浓度)，然后根据已知条件建立代数式等式而进行解题的一种方法。 如反应，令A、B的起始量为amol、bmol，达到平衡后A 的转化率为x。 (2)差量法(或差值法) 利用化学反应(或物理变化)中某化学量从始态到终态的差量，作为已知量或未知量的对应关系列比式进行计算的一种常用方法。 (3)极限思维法(极值法) 极值法是将可逆反应看作处于完全反应和完全不反应的中间状态，接替使用这两个极端点，根据题目巧设假设某一种物质100%消耗,求出另一方的最大值(最小值，从而得出可逆反应达到某平衡状态时的取值(或取值范围)的方法。
工业合成氨原理
工业合成氨： 1.科学史话：1909年，德国化学家哈伯经过反复研究后发现，在500-600℃、17.5-20.0MPa和锇为催化剂的条件下在实验室制备NH3的含量可以达到6%。后来，德国工程师博施做出重要贡献，使合成氨的工业化生产终于实现。两个人都获得诺贝尔奖。 2.原理：N2＋3H2 2NH3 ⊿H < 0 （1）从速率角度理论分析：应该高温，高压，并使用催化剂。 从平衡角度分析（转化率问题）：应该高压、低温。 但在实际生产上,温度过低温度就会使反应速度很慢,到达化学平衡的时间就拖延得很长;压强也不可过高,否则对生产设备和操作技术上都会带来一定的困难。 因此在合成氨工业里,反应是在适当的温度和压强,并有催化剂存在的条件下进行的.目前一般采用450~530C的温度,200~320大气压,用还原铁为催化剂,其中加入少量氧化钾(K2O)和氧化铝(Al2O3)等以增强铁的催化作用. （2）可划分成三个阶段: ①原料气的净化;②氨的合成;③氨的液化和分离 ①. 原料气的净化 N2：一般可以通过蒸发液态空气的方法制得. H2：通过从水煤气中分离出氢的方法来制得. 这样制得的氮气与氢气,常含有CO、CO2、水蒸气等杂质,必须把它们清除掉,否则这些杂质会使合成氨所用的催化剂“中毒”失效或腐蚀设备.这个过程叫做原料的净化. ②.氨的合成： 氮、氢混和气体先通入热交换器进行预热,然后就在接触室里反应生成氨.由于合成氨是个放热反应,反应时放出的热量足以使以后进入的氮、氢混和气体达到反应所需要的温度,同时接触室也能经常保持450-530°C的温度,所以不需再由外界供给热量。 ③.氨的液化和分离： 分离氨的方法是根据氨气比氮气和氢气容易液化的性质,把混和气体先通入一个冷却器使氨液化,再通过一个分离器.把液态氨分离出来,然后导入液氨储桶储存.未被液化的氮气和氢气,可以用一个循环压缩机送回到合成塔去.这种使未起反应的物质从反应后的生成物里分离出来,并送回到反应器里去的工艺过程,叫做循环操作过程. HNO2及NaNO2的性质(补充) 1．亚硝酸(HNO2) HNO2是弱酸。向NaNO2溶液中加酸，生成亚硝酸(HNO2)。HNO2不稳定，仅存在于冷的稀溶液中，微热甚至常温下也会分解，产生红棕色的NO2气体。 NaNO2＋H2SO4(稀)===NaHSO4＋HNO2 2HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O 2．亚硝酸钠(NaNO2) (1) NaNO2的物理性质及用途 NaNO2，是可溶性盐。其熔点为271 ℃，分解温度为320 ℃。 用途：建筑业中常用作混凝土掺加剂，以促进混凝土凝固，提高其强度，防止在冬天低温施工时混凝土发生冻结。NaNO2还是一种食品添加剂，用作食品防腐剂和肉类食品的发色剂。 (2) NaNO2的氧化性 在NaNO2中，氮的化合价为＋3价，处于中间价态。因此，NaNO2与强还原性物质反应时，表现出氧化性。如NaNO2与KI反应， 2NO－2＋2I－＋4H＋===2NO↑＋I2＋2H2O 加入淀粉溶液变蓝色，可检验NO－2的存在。 NaNO2与FeCl2溶液反应: NO－2＋Fe2＋＋2H＋===NO↑＋Fe3＋＋H2O (3) NaNO2的还原性 NaNO2与强氧化性物质反应时，表现出还原性。如NaNO2与K2Cr2O7酸性溶液反应时，K2Cr2O7溶液由橙色变为绿色。Cr2O2－7＋3NO－2＋8H＋===3NO－3＋2Cr3＋＋4H2O (4) NaNO2与NaCl的鉴别 与NaCl不同，NaNO2与AgNO3溶液反应生成的AgNO2沉淀可溶于稀硝酸。Ag＋＋NO－2===AgNO2↓
第四节 化学反应条件的优化——工业合成氨 教学设计
第四节化学反应条件的优化——工业合成氨 [教学目标] 1、研究如何应用化学反应速率和化学平衡原理,选择合成氨的适宜条件. 2、研究应用化学原理选择化工生产条件的思想和方法. [教学过程] 分析:合成氨的反应特点 N2+3H2 2NH3 正反应为放热反应正反应为气体体积减小的反应 请根据正反应的焓变和熵变分析在298K下合成氨反应能否自发进行能自发进行 一、自主获取信息 (一)合成氨的反应限度 请同学们根据合成氨反应的特点,利用影响化学平衡移动的因素,分析什么条件有利于氨生成。 交流·研讨参阅66页 合成氨反应是一个可逆反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。 已知298 K时：△H==一92．2 kJ·mol-1△S=一198．2 J·K一1·mol一1 1．请你根据正反应的焓变和熵变分析298 K下合成氨反应能否自发进行。 2．请你利用化学平衡移动的知识分析什么条件有利于氨的合成。 [结论] 高温,低压有利于化学平衡正向移动,N2,H2浓度比为1:3有利于化学平衡正向移动. (二)合成氨反应的速率------阅读67页交流研讨 条件 Ea／kJ·mol一1 k(催)/k(无) 无催化剂 335 3.4×1012(700 K) 使用铁催化剂 167 [交流·研讨] 1、结合影响反应速率的因素,思考什么条件能使氨生成的快 答：升高温度增大压强增大反应物浓度使用催化剂 2、实验表明,在特定条件下,合成氨反应的速率与反应的物质的浓度的关系为 答：ν=κC(N2)C1.5(H2)C-1(NH3) 3、请你根据关系式分析:各物质的浓度对反应速率有哪些影响可以采取哪些措施来提高反应速率
合成氨生产工艺及其意义
论文名称合成氨生产工艺及其意义
摘要 氨是重要的无机化工产品之一，合成氨工业在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。 我国合成氨装置很多，但合成氨装置的控制水平都比较低，大部分厂家还停留在半自动化水平，靠人工控制的也不少，普遍存在的问题是：能耗大、成本高、流程长，自动控制水平低。这种生产状况下生产的产品成本高，市场竞争力差，因此大部分化肥行业处于低利润甚至处于亏损状态。为了改变这种状态，除了改变比较落后的工艺流程外，实现装置生产过程优化控制是行之有效的方法。 合成氨生产装置是我国化肥生产的基础，提高整个合成氨生产装置的自动化控制水平，对目前我国化肥行业状况，只有进一步稳定生产降低能耗，才能降低成本，增加效益。而实现合成氨装置的优化是投资少、见效快的有效措施之一。 合成氨装置优化控制的意义是提高整个合成氨装置的自动化水平，在现有工艺条件下，发挥优化控制的优势，使整个生产长期运行在最佳状态下，同时，优化系统的应用还能节约原材料消耗，降低能源消耗，提高产品的合格率，增强产品的市场竞争能力。 关键字合成氨农业化学肥料意义
目录 摘要 ...................................................... 错误!未定义书签。关键字 ...................................................... 错误!未定义书签。目录 ....................................................... 错误!未定义书签。正文 ....................................................... 错误!未定义书签。 一前言................................................. 错误!未定义书签。 物理性质............................................. 错误!未定义书签。 化学性质............................................. 错误!未定义书签。 二合成氨工业产品的用途................................. 错误!未定义书签。 氨气用途............................................. 错误!未定义书签。 氨水用途............................................. 错误!未定义书签。 三合成氨的生产工艺及影响因素........................... 错误!未定义书签。 原料气制备........................................... 错误!未定义书签。 一氧化碳变换过程................................ 错误!未定义书签。 脱硫脱碳过程.................................... 错误!未定义书签。 气体精制过程.................................... 错误!未定义书签。 氨合成.......................................... 错误!未定义书签。 影响合成氨的因素..................................... 错误!未定义书签。 温度对氨合成反应的影响.......................... 错误!未定义书签。