人教版 (新课标)选修2 化学与技术课题2 人工固氮技术——合成氨教案配套课件ppt
展开氮的固定：将游离态的氮转化为化合态氮的方法
土壤中含氮化合物的主要来源：
3.动物的排泄物或腐败尸体中含氮化合物进入土壤。
在大气中，氮的含量为78%，却不能被人类呼吸利用，如何有效地利用廉价的自然资源生产含氮的化合物？
1.合成氨的反应原理2.合成氨的基本生产过程3.合成氨的工业生产
1.了解合成氨的反应原理
2.了解合成氨的基本生产过程
3.了解合成工业发展中需要解决的问题
利用多媒体动画、电脑图片等学习有研究合成氨的一般步骤和方法。
充分发挥学生学习的主动性。培养学生勤于观察、勤于总结思考的科学态度。提高学生的科学素养。
②合成氨生产的适宜条件
通常以铁为主的催化剂。
在400～500℃和10 ～30MPa的条件下最适宜。
1.合成氨反应中催化剂的主要作用是什么？
铁做催化剂可以显著提高反应速率。
2.合成氨方案的主要优点是什么？
反应物中氮气和氢气都可以从大气中获得。
3.合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子总数减少的反应，根据勒夏特列原理分析工业适宜的反映条件。
根据勒夏特列原理，温度越低，压强越大，该反应的平衡体系中氨的含量越高；但降低温度则反应速率降低，因此，适宜的条件才能适应工业生产。
4.从原料、能源、设备等方面分析和推测合成氨反应在实际生产中可能遇到的问题？
㈠从经济上考虑：产品的市场前景如何，物料的使用和转运、能耗、设备的投入和产出是否合理；
㈡从环境影响考虑：厂址的选定、原料的处理、生产过程及“三废”的处理
㈢还要考虑设备和技术条件能否合理，操作是否安全可靠，能否实现自动控制等。
二、合成氨的基本生产过程
造气 制备合成氨的原料气
净化 原料气的净化处理
合成 使原料气进行反应合成氨
①氮气的来源:取自空气，一是将空气液化后蒸发分离出氧气而获得氮气;另一是将空气中的氧气与碳作用生成二氧化碳,再除去二氧化碳得氮气.
②氢气的来源:碳与水的作用或碳氢化合物与水的作用.
C + H2O = CO + H2
CH4+H2O=3H2+CO
CH4+2H2O=4H2+CO
在制取原料其的过程中，常混有一些杂质，其中某些杂质会使合成氨的催化剂“中毒”，必须出去的过程。
①用稀氨水吸收 H2S杂质：
NH3·H2O+H2S =NH4HS+H2O
②原料气中将CO转化为CO2的方法：
CO+H2O=CO2+H2
③将CO2吸收的方法：
K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3
④用醋酸、铜和氨配制成的溶液吸收CO、CO2、O2、H2S等少量有害气体。
净化 原料气净化处理
合成 使原料气进行化学反应合成氨
1.可以充分利用原料，降低成本。
2.有利于实现全封闭、连续化生产、有利于减少工序、控制废弃物的排放。
说明合成氨工业可以进行的联合生产有或深加工有那些？
合成氨与硝铵、碳铵等氮肥生产的联合；
石油精炼厂与合成洗涤剂厂的联合生产。
1.原料及原料气的净化
原料中氮气在空气中是取之不尽用之不竭的；
早期：以焦炭和水为原料生产水煤气制得氢。
现在：用不同的固态、液态和气态的可燃物为原料制得氢。
催化剂的性质往往决定化学反应的条件，催化剂的突破可以彻底改变工艺流程。
废渣 主要来自造气阶段。
例：以煤为原料的产生的煤渣，以中有为原料产生的炭黑等，大都用于建材和肥料的原料。
废气 主要是H2S和CO2等有害气体
H2S用直接接触法或循环法回收
CO2不是有害气体，但过多会导致温室效应，可作为尿素、碳铵等原料。
废液 主要是含氰化物和氨的污水
可以用生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法处理含氰化物。
可用蒸馏法回收含氨废水。
①工业合成氨的原理是什么？
氢气和氮气在一定条件下发生化学反应生成氨气。
②工业合成氨的反映条件是什么？
高温 400～500℃高压 10 ～30MPa催化剂 Fe
③工业合成氨的生产过程是什么？
④工业合成氨中产生的三废如何处理？
H2S用直接接触法或循环法回收;
CO2不是有害气体，但过多会导致温室效应，可作为尿素、碳铵等原料。
废渣 做建材和肥料的原料
生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法处理含氰化物。蒸馏法回收含氨废水
1.回答合成氨生产中的各种措施的主要作用是什么？
（1）及时将生产出的氨从混合气体中分离出来。
作用：提高原料的利用率。
（2）在设备允许的条件下采用高压。
作用：提高混合气体中氨的含量。
（3）使用铁为主的催化剂。
（4）除去原料气中的有害物质。
作用：防止催化剂中毒。
（5）不采用很高的温度。
A．增大压强 B．降低温度C．增大水蒸气浓度 D．加催化剂
（正反应放热），下列措施中，能提高CO转化率的是（ ）
2. 合成氨所需的 可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为：
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