氨的工业合成

课题2氨的工业合成1、氨有什么用途？氨的工业合成有什么意义？2、什么是氮的固定？氮的固定有哪些方式？氨的工业合成有非常重要的意义：氨的工业合成实现了氮肥的工业化生产，解决了世界粮食危机；合成氨生产技术的创立不仅开辟了人工固氮的途径，更重要的是对整个化学工业技术的发展产生了重大影响，为此曾两次获得诺贝尔化学奖。氨在国民经济中占有重要的地位，约有80%的氨用来制造化肥，其它的用作生产化工产品的原料。氮的固定：将游离态氮转变为化合态氮的方法叫氮的固定．氮的固定自然固氮人工固氮：雷雨天N2＋O2

＝2NO

放电生物固氮工业合成氨豆科植物根瘤菌固氮知识回顾：1、工业合成氨的反应是什么？该反应有什么特点？N2＋3H22NH3

该反应是可逆反应2、如果在一定温度、压强下，N2和H2按照一定物质的量参加反应，反应达到平衡状态时，平衡混合气中氨的含量会随着时间的延长而发生变化吗？不会1、对于实际化工生产，为了提高氨的产量，尽可能快地和尽可能多地（提高氨气在平衡混合气中的含量）合成氨，工业合成氨需要考虑哪些方面的问题？引发思考：工业合成氨需要考虑化学反应速率和化学平衡两个方面的问题。2、影响化学反应速率的因素有哪些？如何才能提高合成氨的化学反应速率？化学反应速率快慢意味着什么？升高温度、增大压强、增大反应物的浓度和使用催化剂可以提高合成氨的化学反应速率。化学反应速率快慢意味达到平衡的时间长短。交流·研讨对于合成氨，是否化学反应速率越快，氨在平衡混合气中的含量就越高？1、在压强一定的条件下，温度越高，氨在平衡混合气中的含量是怎样变化的？由此分析，温度对合成氨的化学平衡的移动会产生怎样的影响（已知合成氨反应的正反应是放热反应）?压强一定，温度越高，氨在平衡混合气中的含量越低。因为合成氨反应的正反应是放热反应，由数据分析可以得出：在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动。观察课本P7表1—2—1的数据并讨论：2、在温度一定的条件下，压强越大，氨在平衡混合气中的含量是怎样变化的？由此分析，压强对合成氨的化学平衡的移动会产生怎样的影响?交流·研讨

温度一定，压强越大，氨在平衡混合气中的含量越高。因为合成氨的正反应是气体总体积缩小的反应。由数据分析可以得出：在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动。深入思考：2、从化学平衡的角度出发，怎样选择浓度、温度和压强才能有利于氨的合成？

1、还有哪些条件能够引起化学平衡的移动，是如何影响的？在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动。

使用催化剂能同等程度地增大正逆反应速率，平衡不移动。

增大反应物浓度或减小生成物的浓度，增大压强、降低温度有利于平衡向合成氨的方向移动。交流·研讨

综合考虑化学反应速率和化学平衡的移动两个角度，合成氨的反应条件应该如何选择？在实际工业生产中，是不是压强越高、温度越低越好？为什么？在实际工业生产中，合成氨应该选择怎样的最佳条件？工业合成氨的反应原理N2(g)

+3H2(g)

2NH3

(g)高温高压催化剂正反应是气体体积缩小的放热反应使用过量的氮气或及时将平衡混合气中的氨分离出来。

500℃左右（温度低，有利于增大平衡混合气中的含量，但反应速率太慢。500℃，催化剂活性最大）20MPa~50MPa（压强过高，对设备材质和生产条件提出了更高的要求）铁触媒能加快化学反应速率，对平衡无影响

归纳总结：工业合成氨的最佳条件1）浓度：2）温度：3）压强:4）催化剂：N2(g)

+3H2(g)

2NH3

(g)高温高压催化剂正反应是气体体积缩小的放热反应小结：N2(g)

+3H2(g)

2NH3

(g)高温高压催化剂正反应是气体体积缩小的放热反应合成氨条件的选择化学反应速率化学平衡加快增大反应物浓度升高温度增大压强使用催化剂向右移动降低温度增大压强增大反应物浓度或减小生成物浓度使用过量的氮气或及时将平衡混合气中的氨分离出来。

500℃左右（温度低，有利于增大平衡混合气中的含量，但反应速率太慢。500℃，催化剂活性最大）20MPa~50MPa（压强过高，对设备材质和生产条件提出了更高的要求）铁触媒能加快化学反应速率，对平衡无影响

归纳总结：工业合成氨的最佳条件1）浓度：2）温度：3）压强:4）催化剂：N2(g)

+3H2(g)

2NH3

(g)高温高压催化剂正反应是气体体积缩小的放热反应(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(试写出C与水制取氢气的化学方程式)CH4+H2O===3H2+COCH4+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(如何净化)(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:

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雷雨发庄稼神秘的魔鬼谷氮的固定将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定．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