1、1.2人工固氮技术 合成氨 教学目标教学目标 知识与能力知识与能力 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
2、人畜击毙。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。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。 N2 + O2 = 2NO 放电或高温放电或高温 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 雷雨发庄稼雷雨发庄稼 氮的固定 将游离态氮转化为化合态氮的方法叫将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定氮的固定 人工固氮技术人工固氮技术合成氨合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g) (放热放热) (一一)工业合成氨的反应原理工业合成氨的反应原理 加温高压加温高压 催化剂催化剂 思考思考: 根据勒夏特列
3、原理分析讨论合成氨根据勒夏特列原理分析讨论合成氨 工业适宜的反应条件工业适宜的反应条件? 一、合成氨的反应原理一、合成氨的反应原理 试 纸 变 兰 色 试 纸 变 兰 色 1）浓度：使用过量的氮气浓度：使用过量的氮气。 2）温度：温度：400500； 3）高）高压压:10MPa30MPa； 4）催化剂催化剂(加快反应速率加快反应速率)：铁：铁 (二二)工业合成氨的反应条件工业合成氨的反应条件 N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g) 高温高压高温高压 催化剂催化剂 (放热放热) (三三)工业合成氨的原料选择工业合成氨的原料选择 思考思考: 工业合成氨时工业合成氨时N2取自于什么物质取自于
4、什么物质?H2又来又来 源于哪里源于哪里? N2主要来源于主要来源于_ 氢气主要来源于氢气主要来源于_ 空气空气 (从空气中分离出从空气中分离出N2有哪些方法有哪些方法?) 水和碳氢化合物水和碳氢化合物 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制取原料气的过程中常混有 的气体杂质有的气体杂质有_ CO,CO2 和和H2S (四四)工业合成氨的四个生产过程工业合成氨的四个生产过程: 四个生产过程四个生产过程: 造气造气, 净化，合成，分离净化，合成，分离 (五五)工业合成氨的工业流程工业合成氨的工业流
5、程: 1、用图式表示合成氨的流程：、用图式表示合成氨的流程： 原料气原料气 的制取的制取 净净 化化 合合 成成 分分 离离 液氨液氨 (五五)工业合成氨的工业流程工业合成氨的工业流程: 合成氨的实地照片合成氨的实地照片 阅读书本页后总结阅读书本页后总结 (五五)合成氨工业的发展合成氨工业的发展 小结： 工业合成氨工业合成氨: (1)原理: (2)条件: (3)生产过程: (4)三废处理: 练习： 合成氨所需的合成氨所需的 可由煤和水蒸气反应而制得，可由煤和水蒸气反应而制得， 其中一步的反应为：其中一步的反应为： （正反应放热），下列措施中，能提高（正反应放热），下列措施中，能提高CO转化率转
6、化率 的是（的是（ ） A增大压强增大压强 B降低温度降低温度 C增大水蒸气浓度增大水蒸气浓度 D加催化剂加催化剂 合成氨工业有下列流程：原料气制备；氨合成氨工业有下列流程：原料气制备；氨 的合成；原料气净化和压缩；氨的分离。其的合成；原料气净化和压缩；氨的分离。其 先后顺序为（先后顺序为（ ） A B C D 简单介绍科学家哈伯：简单介绍科学家哈伯： 弗里茨弗里茨. .哈泊：德国化学家，出生于一个犹哈泊：德国化学家，出生于一个犹 太富商家中。太富商家中。19001900年获得博士学位。年获得博士学位。19081908年年7 7月月 首次合成氨气，首次合成氨气，19091909年年7 7月建成
7、每小时生产月建成每小时生产9090克克 氨气的实验装置，氨气的实验装置，19181918年获得诺贝尔化学奖。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产，提高了粮食的产量。另一方面氨氧化制得硝 酸及酸及TNTTNT炸药。由于以上原因，德国才能将第一炸药。由于以上原因，德国才能将第一 次次 世界大战延续了几年。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 次世界大战中有次世界大战中有130130万人受到化学战的伤害，其万人受到化学战的伤害，其 中中9 9万人死亡。万人死亡。
