1、合成氨条件的选择合成氨条件的选择氨氨 的的 用用 途途NH3医药医药制冷制冷剂剂染料染料化肥化肥纤维纤维问题：问题：请同学们分析工业生产主要要考虑哪请同学们分析工业生产主要要考虑哪些问题？些问题？首要：首要：经济效益经济效益基本要求：基本要求：a、反应快、反应快b、原料利用率高、原料利用率高c、单位时间内产量高、单位时间内产量高提高反应速率提高反应速率提高平衡混合物中氨百分含量提高平衡混合物中氨百分含量提高反应速率提高反应速率提高平衡混合物中氨百分含量提高平衡混合物中氨百分含量低低 温温从反应速度的角度看从反应速度的角度看：温度越高、压强越温度越高、压强越大，化学反应越快，大，化学反应越快，使
2、用催化剂反应加快，使用催化剂反应加快，单位时间内生成的产品越多；单位时间内生成的产品越多；从化学平衡的角度看：从化学平衡的角度看：高压低温，平衡时高压低温，平衡时生成物生成物NH3的百含量高。的百含量高。制取制取原料原料气气净净化化压压缩缩合合成成分分离离液氨液氨N2和和H2(循环循环)(循环操作过程循环操作过程)除去杂质气体、粉除去杂质气体、粉尘等，防止催化剂尘等，防止催化剂“中毒中毒”冷冷凝凝CO2+H2H2+COH2O(气气)催化剂催化剂H2高压水洗法高压水洗法分离出分离出CO2水蒸气水蒸气赤热煤赤热煤或焦炭或焦炭C+H2OCO+H2 CO+H2O(g)CO2+H2催化剂催化剂空气空气液
3、态空气液态空气CO2+N2N2(先逸出先逸出)分离出分离出CO2N2蒸发蒸发压缩液化压缩液化氧跟碳作用氧跟碳作用ADCBD2.对于合成氨的反应来说对于合成氨的反应来说,使用催化剂和施加高压使用催化剂和施加高压,下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是()A.都能提高反应速率都能提高反应速率,都对化学平衡状态无影响都对化学平衡状态无影响B.都对化学平衡状态有影响都对化学平衡状态有影响,都不影响达到平衡都不影响达到平衡状态所用的时间状态所用的时间C.都能缩短达到平衡状态的时间都能缩短达到平衡状态的时间,只有压强对化只有压强对化学平衡状态有影响学平衡状态有影响D催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间催化
4、剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而压强无此作用而压强无此作用C C3 3、在一密闭容器中，、在一密闭容器中，N N2 2、H H2 2合成氨的反应已达到合成氨的反应已达到平衡。此时再往容器中通入一定量平衡。此时再往容器中通入一定量N N2 2,保持温度和保持温度和容器体积不变，当反应再次达到平衡时，与第一容器体积不变，当反应再次达到平衡时，与第一次平衡状态相比（）次平衡状态相比（）（）（）的百分含量增大的百分含量增大（）（）的浓度增大的浓度增大（）（）的转化率提高的转化率提高（）（）的转化率提高的转化率提高4工业制硝酸需经过下面两个可逆反应：工业制硝酸需经过下面两个可逆反应：（正反应是放热
5、反应）（正反应是放热反应）（正反应是放热反应）（正反应是放热反应）如果要生产较大浓度的硝酸，可采取的措施如果要生产较大浓度的硝酸，可采取的措施是是在第在第 一步反应中，增加反应物浓度，增大压强，降低温度。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，不断地将生成的在第二步反应中，不断地将生成的NO从混合物中分从混合物中分 2NO+O 2 2NO2+NO3NO +2H O22HNO3 离出来，增大压强，降低温度。离出来，增大压强，降低温度。5、合成氨工业中，原料气（、合成氨工业中，原料气（N2、H2及少量及少量CO、NH3的混和气）在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜（的混和气）在进
6、入合成塔前常用醋酸二氨合铜（I）溶）溶液来吸收原料气中的液来吸收原料气中的CO，其反应是，其反应是Cu(NH3)2AC+CO+NH3 Cu(NH3)3 ACCO(正反应是放热反应正反应是放热反应)必须除去原料气中必须除去原料气中CO的原因是的原因是 。醋酸二氨合铜醋酸二氨合铜(I)吸收吸收CO的生产适宜条件是的生产适宜条件是 。吸收吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生。后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生。恢复其吸收恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨溶液再生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的生产适宜条件应是 。它会使催化剂铁触媒它会使催化剂铁触媒中毒而失去
7、催化能力中毒而失去催化能力加压，加压，适当升高温度适当升高温度常压加热常压加热1 1、催化剂、催化剂合成氨铁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，这一类合成氨催化剂以还原铁为催化剂主要活性成分，并掺加并掺加 各种促进剂和载体的催化剂各种促进剂和载体的催化剂.促进剂：稀土金属及其氧化物促进剂：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。国外也报究。国外也报 道了一些含道了一些含钐钐、锆锆、钯、钯、铑铑的催化剂研究的催化剂研究结果，发现稀土金属及其氧化结果，发现稀土金属及其氧化 是对氨合成非常
8、有效的促是对氨合成非常有效的促进剂。我国有丰富的进剂。我国有丰富的钛钛、锆锆、铌铌等稀有金属资源，因此，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。合成氨铁催化剂的研究方向之一。合成氨钌催化剂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，常压的催化剂。它在低温低压下
9、活性很高，常压下比氨合成铁催化剂的活性高下比氨合成铁催化剂的活性高1020倍，且倍，且对水、对水、CO和和CO2不敏感，但合成氨钌催化剂不敏感，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。在高压下未必比合成氨铁催化剂来得优越。现在，世界上好多国家（包括我国）的科学家，都现在，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）的分子量约质（二氮酶）的分子量约22万，含有两个钼原子、万，含有两个钼原子、32个铁原子
10、和个铁原子和32个活性硫原子；另一种蛋白质（二个活性硫原子；另一种蛋白质（二氮还原酶）是由两个分子量为氮还原酶）是由两个分子量为29000的相同亚基构的相同亚基构成的，每个亚基含有成的，每个亚基含有4个铁原子和个铁原子和4个硫原子。已经个硫原子。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。催化剂。化学模拟生物固氮化学模拟生物固氮氮气在通常状态下十分稳定，一般难以发生化学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键
11、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、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质，这些实验对人工固氮的研究提供了一条新的途径。途径。超声波固氮超声波固氮：第二节第二节 醇醇 酚酚（第一课时）（第一课时）酒精饮料酒精饮料的中乙醇的中乙醇酒精燃料酒精燃料的中乙醇的中
12、乙醇汽车发动机防冻汽车发动机防冻液中的乙二醇液中的乙二醇化妆品中化妆品中的丙三醇的丙三醇茶叶中的茶多酚茶叶中的茶多酚药皂中的苯酚药皂中的苯酚漂亮漆器上的漆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，说明醇的化学性质及应用。1、CH3CH2OH 2、3、4、5、6、OHCH2OH左侧有机物中左侧有机物中属于醇的是属于醇的是 ；属于酚的是属于酚的是 。两者相似之处？两者相似之处？体会醇与酚的区别。体会醇与酚的区别。1 3 42 5 6CH3C
13、H2OH乙醇乙醇乙二醇乙二醇丙三醇丙三醇苯酚苯酚茶多酚茶多酚漆酚漆酚思考思考讨论讨论什么是醇？什么是酚？什么是醇？什么是酚？醇：烃分子中醇：烃分子中饱和碳原子上饱和碳原子上的一个或几的一个或几个氢原子被羟基取代生成的有机化合物个氢原子被羟基取代生成的有机化合物 酚：芳香烃分子中酚：芳香烃分子中苯环上苯环上的一个或几个的一个或几个氢原子被羟基取代生成的有机化合物氢原子被羟基取代生成的有机化合物一、醇的概述一、醇的概述（1）根据羟基的数目分根据羟基的数目分一元醇一元醇：如：如CH3OH 甲醇甲醇二元醇二元醇：CH2OH CH2OH乙二醇乙二醇多元醇多元醇：CH2OH CHOH CH2OH丙三醇丙三
14、醇（2）根据烃基是否饱和分根据烃基是否饱和分饱和醇饱和醇(含含饱和饱和一元醇一元醇)不饱和醇不饱和醇1.1.醇的分类醇的分类CH2=CHCH2OH名名称称俗名俗名 色色、态态、味味毒毒性性水溶性水溶性用途用途甲甲醇醇木醇木醇 无色无色、有酒有酒精气味精气味、具具有挥性液体有挥性液体有有毒毒与水互与水互溶溶燃料燃料、化工化工原料原料乙乙二二醇醇无色、粘稠、无色、粘稠、甜味、液体甜味、液体无无毒毒与水互与水互溶溶防冻液、合防冻液、合成涤纶、成涤纶、丙丙三三醇醇甘油甘油 无色、粘稠、无色、粘稠、甜味、液体甜味、液体无无毒毒与水互与水互溶溶化妆品、制化妆品、制炸药（硝化炸药（硝化甘油）甘油）2.2.几
15、种典型的醇的物理性质和用途：几种典型的醇的物理性质和用途：1.选主链。选主链。选含选含OHOH的最长碳链作主链，根据碳的最长碳链作主链，根据碳原子数目称为某醇。原子数目称为某醇。2.编号。编号。从离羟基最近的一端开始编号。从离羟基最近的一端开始编号。3.定名称。定名称。在取代基名称之后，主链名称之前用在取代基名称之后，主链名称之前用阿拉伯数字标出阿拉伯数字标出OHOH的位次，且主链称为某醇。的位次，且主链称为某醇。羟基的个数用羟基的个数用“二二”、“三三”等表示。等表示。3.3.醇的命名醇的命名4.4.醇的重要物理性质醇的重要物理性质阅读阅读P56页表页表2-2-1相对分子质量相近的醇与相对分
16、子质量相近的醇与烷烃、烯烃的沸点比较烷烃、烯烃的沸点比较名称名称相对分子质量相对分子质量沸点沸点/甲醇甲醇3265乙烷乙烷3089乙烯乙烯28102乙醇乙醇4678丙烷丙烷4442丙烯丙烯4248结论结论从表从表2-2-12-2-1数据可以看出：数据可以看出：饱和一饱和一元醇的沸点比与其相对质量接近的烷烃或烯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。烃的沸点要高。H H O O H H H O C2H5原因原因这主要是因为一个醇分子中羟基上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子
17、相互吸引形成氢键，增强了醇分子间的相互作用互作用比较比较下表含相同碳原子数、不同羟基数的醇的沸点下表含相同碳原子数、不同羟基数的醇的沸点名称名称分子中羟基数目分子中羟基数目沸点沸点/乙醇乙醇178乙二醇乙二醇2197.31-丙醇丙醇197.21，2-丙二醇丙二醇21881，2，3-丙三醇丙三醇3259结论结论含相同碳原子数、不同羟基数的多元醇的沸点含相同碳原子数、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。比一元醇二元醇都高，多元醇具有易溶于水的性质。原因原因是因为多元醇分子中羟基多，一方面增加了分子间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
18、面增加了醇与水分子间形成氢键的几率。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。饱和一元醇分子中碳原子数饱和一元醇分子中碳原子数1 13 3的醇能与水以任意的醇能与水以任意比例互溶；分子中碳原子数比例互溶；分子中碳原子数4 41111的醇为油状液体，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，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；不溶与水；5.5.饱和一元醇的水溶性饱和一元醇的水溶性【规律规律】CnH2n+1OH可以看成是可以看成是H-OH分子中的一个分子中的一个H原原子被烷基取代后的产物。当子被烷基取代后的产物。当R-较小时，醇分子与水分子较
19、小时，醇分子与水分子形成的氢键使醇与水能互溶；随着分子中的形成的氢键使醇与水能互溶；随着分子中的R-的增大，的增大，醇的物理性质接近烷烃。醇的物理性质接近烷烃。小结 饱和一元醇饱和一元醇1、通式通式 CnH2n+1OH 2、随着、随着C数的增多，熔沸点逐渐增，相对密度呈增大数的增多，熔沸点逐渐增，相对密度呈增大趋势。趋势。对于同碳数的，支链越多，熔沸点越低，密度越小。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。、随着碳数增多，水溶性降低。4、比、比Mr接近的烷烃或烯烃的沸点要高（氢键的影响）接近的烷烃或烯烃的沸点要高（氢键的影响）.二、醇的化学性质二、醇的化学性
20、质阅读阅读P57P57交流研讨，以交流研讨，以1-1-丙醇为例分析结构丙醇为例分析结构1 1 羟基的反应羟基的反应(1)取代反应取代反应 醇与浓的氢卤酸（醇与浓的氢卤酸（HCIHCI、HBrHBr、HIHI）发生反应时分）发生反应时分子中的碳氧键断裂，羟基被卤原子取代，生成相应的子中的碳氧键断裂，羟基被卤原子取代，生成相应的卤代烃和水卤代烃和水C2H5OH +HBr C2H5Br +H2O 在酸做催化剂及加热下，醇发生分子间的取代生在酸做催化剂及加热下，醇发生分子间的取代生成醚和水成醚和水(2)消去反应消去反应 含有含有 B BH H醇在浓硫酸及一定温度下能发醇在浓硫酸及一定温度下能发生消去反
21、应生成烯烃生消去反应生成烯烃 如如CHCH3 3OHOH，没有邻位碳原子，不能发生，没有邻位碳原子，不能发生消去反应。还有如：消去反应。还有如：思考思考是不是所有的醇都能发生消去是不是所有的醇都能发生消去反应呢？反应呢？2 2、羟基中氢的反应、羟基中氢的反应(1)与活泼金属的反应与活泼金属的反应2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2问题问题为什么乙醇与金属钠的反应要比水与金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属钠的反应缓和的多？烃基对羟基氢的活泼性有哪些影响？哪些影响？(2)与羧酸反应与羧酸反应 乙醇和乙酸在浓硫酸催化并加热下乙醇和乙酸在浓
22、硫酸催化并加热下可以发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，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。酯化反应生成酯和水。3 3、醇氧化反应、醇氧化反应-位断键位断键 R2COHR1H+O22生成醛或酮生成醛或酮+2H2 OC=OR1R22Cu 思考思考是不是所有的醇都能被氧化成是不是所有的醇都能被氧化成醛？醛？反应反应断键位置断键位置与金属钠反应与金属钠反应Cu或或Ag催化氧化催化氧化浓硫酸加热到浓硫酸加热到170浓硫酸加热到浓硫酸加热到140浓硫酸条件下与乙酸加浓硫酸条件下与乙酸加热热与与HX加热反应加热反应 、饱和一元醇通式：饱和一元醇通式：饱和一元醇定义：饱和一元醇定义：C Cn nH H2n+12n+1OHOH或或C Cn nH H2n+22n+2O O 醇分子中烃基为烷烃基醇分子中烃基为烷烃基 ，且醇中只有一个羟，且醇中只有一个羟基基 ，那么，这种醇就是饱和一元醇，如甲醇、乙，那么，这种醇就是饱和一元醇，如甲醇、乙醇等。醇等。
