高中化学选修2化学与技术-第1单元 课题2 人工固氮技术──合成氨 17页

1.2《人工固氮技术 ─合成氨》 教学目标 知识与能力 1.利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成 氨中的相关问题； 2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和 意义。 教学重点、难点：利用所学的化学反应速率和化学 平衡理论解释合成氨中的相关问题。 探究建议：参观化工厂或观看有关的影像资料片， 考察企业的选址情况，收集产品的生产原理、原料 利用率、能耗、投资和成本核算等资料，撰写考察 报告。 课时划分：一课时 1.在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当 人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。 然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。 N2 + O2 ==== 2NO 放电或高温 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 雷雨发庄稼 氮的固定 将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定． 人工固氮技术—合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g) (放热) (一)工业合成氨的反应原理 加温高压 催化剂 思考: 根据勒夏特列原理分析讨论合成氨 工业适宜的反应条件? 一、合成氨的反应原理 试 纸 变 兰 色 1）浓度：使用过量的氮气。 2）温度：400～500℃； 3）高压:10MPa~30MPa； 4）催化剂(加快反应速率)：铁 (二)工业合成氨的反应条件 N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g) 高温高压 催化剂 (放热) (三)工业合成氨的原料选择 思考: 工业合成氨时N2取自于什么物质?H2又来 源于哪里? N2主要来源于____ 氢气主要来源于____ 空气 (从空气中分离出N2有哪些方法?) 水和碳氢化合物 C+H2O===CO+H2 CH4+H2O===3H2+CO CH4+2H2O===4H2+CO2 催化剂 催化剂 想一想:制取原料气的过程中常混有 的气体杂质有__________CO,CO2 和H2S (四)工业合成氨的四个生产过程: 四个生产过程: 造气,　净化，合成，分离 (五)工业合成氨的工业流程: 1、用图式表示合成氨的流程： 原料气 的制取 净 化 合 成 分 离 液氨 (五)工业合成氨的工业流程: 合成氨的实地照片 阅读书本Ｐ１４～Ｐ１５页后总结． (五)合成氨工业的发展 小结： 工业合成氨: (1)原理: (2)条件: (3)生产过程: (4)三废处理: 练习： １．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： 　　　　　　　　　　　　（正反应放热）， 下列措施中，能提高CO转化率的是（ 　　） A．增大压强 　B．降低温度 C．增大水蒸气浓度 D．加催化剂 ２．合成氨工业有下列流程：①原料气制备；②氨的合成； ③原料气净化和压缩；④氨的分离。其先后顺序为（ ） 　A．①②③④ 　 B．①③②④ 　C．④③②① 　D．②③④① Ｃ Ｂ 简单介绍科学家哈伯： 弗里茨.哈泊：德国化学家，出生于一个犹太富商家中。1900年获得博士学 位。1908年7月首次合成氨气，1909年7月建成每小时生产90克氨气的实验装置， 1918年获得诺贝尔化学奖。 氨气的合成一方面使氮肥大量的工业化生产，提高了粮食的产量。另一方 面氨氧化制得硝酸及TNT炸药。由于以上原因，德国才能将第一次 世界大战延续 了几年。 哈伯首创了使用化学毒剂的化学战，在第一次世界大战中有130万人受到化 学战的伤害，其中9万人死亡。