工业制硝酸（熊婕）课件

氮及其化合物广州市第一中学化学科熊婕氮及其化合物广州市第一中学化学科熊婕1由N2制取HNO3：NO、NO23NO2

+H2O

====2HNO3+

NO2NO

+

O2

====

2NO2合成氨氨催化氧化液氨N2、H2混合气O2H2NH3NONO2O2N2HNO3H2O废气空气空气N2

+

3H2

2NH3高温、高压催化剂4NH3+

5O2

====4NO+

6H2O催化剂∆备考指南P122备考指南P123由N2制取HNO3：NO、NO23NO2+H2O2合成氨反应使氨生成的快(从化学反应速率分析)使氨生成的多(从化学平衡分析)适宜条件选择高温高压高压低温使用催化剂无影响目的选择条件高压适宜温度使用铁触媒N2

+

3H2

2NH3

△H＜0压强温度催化剂浓度增大反应物浓度增大反应物浓度减少生成物浓度增大c(N2)减小c(NH3)合成氨使氨生成的快使氨生成的多适宜条件高温高压高31、压强是否越大越好？2、适宜的温度怎么定？20

MPa

~50

MPa压强越大，对设备的要求越高，成本越高3、N2的含量增大到多少合适？4、如何减少NH3的浓度？500℃左右催化剂的催化活性在n(N2):n(H2)==1:3的基础上，适当提高氮气用量n(N2):n(H2)==1:2.8N2

+

3H2

2NH3

△H＜0冷却，将NH3液化，从体系中分离出来1、压强是否越大越好？2、适宜的温度怎么定？20MPa~4生产条件的选择催化剂——提高原料的利用率化学反应速率化学平衡设备、成本要求催化剂的催化活性从合成氨的工业流程中，你对以下问题有什么体会?化学反应速率催化活性与温度有关催化剂中毒反应物循环利用生产条件的选择催化剂——提高原料的利用率化学反应速率化学平衡5适当增大压强合适催化剂适当温度（防止温度过高）不断通入O2，减小NO的浓度，增大NO2的浓度已知3NO2(g)+

2H2O(l)2HNO3(l)

+

NO(g)

△H＜0，为提高HNO3的产率，请分析可以采取的措施？尾气处理：备考指南P123（3）碱液吸收法：NO+NO2+

Na2CO3

====2NaNO2+

CO2催化还原法：4NH3+6NO====5N2+6H2O催化剂∆8NH3+6NO2

====7N2+12H2O催化剂∆适当增大压强合适催化剂适当温度（防止温度过高）不断通入O2，6关于SO2的催化氧化反应：2SO2+O22SO3：（1）在工业实际过程中，O2的体积分数约为SO2的1.5倍，目的是：（2）已知压强、温度对SO2的转化率的影响如表所示，请结合表中数据确定工业上催化氧化的条件并分析原因：温度（℃）压强（MPa）0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4条件：原因：适当增大廉价O2的浓度，促使平衡正向移动，提高SO2的转化率常压、400℃~500℃、催化剂催化剂：增大反应速率温度：催化剂在此温度活性高；温度过低，反应速率慢；温度过高，平衡逆向移动，SO2转化率低压强：此温度下，增大压强对SO2转化率影响不大，但加压对设备要求高关于SO2的催化氧化反应：2SO2+O27NH3平衡体积分数/%铁触媒催化能力温度（℃）500℃左右催化剂的催化活性适当提高氮气用量，氮氢比例为1:2.8，有利于合成氨NH3铁触媒催化能力温度（℃）500℃左右催化剂的催化活性适8空气压缩降温液态空气蒸发N2（先逸出）炭CO2＋N2除去CO2N2H2O(g)赤热炭或其他燃料CO＋H2H2O(g)催化剂CO2＋H2除去CO2H2C+H2O＝CO+H2CO+H2O(g)CO2+H2催化剂原料气净化：除去杂质气体、粉尘等，防止催化剂“中毒”空气压缩降温液态空气蒸发N2（先逸出）炭CO2＋N2除去CO9达到平衡时混合物中NH3的含量（体积分数）（原料N2、H2的体积比为1:3）达到平衡时混合物中NH3的含量（体积分数）10在选定的温度、压强条件下，还可以采取什么方法，提高NH3的平衡含量？改变浓度增大c(N2)减小c(生成物)增大c(反应物)减小c(NH3)500℃、60.0MPa条件下

在选定的温度、压强条件下，改变浓度增大c(N2)减小c(生成112.合成氨工业简述：空气压缩降温液态空气蒸发N2（先逸出）炭CO2＋N2除去CO2N2H2O(g)赤热炭或其他燃料CO＋H2H2O(g)催化剂CO2＋H2除去CO2H2原料：空气、水、燃料C＋H2O(g)→CO＋H2高温CO＋H2O(g)→CO2＋H2催化剂原料气的制备净化压缩(防止催化剂中毒)合成分离液氨N2、H22.合成氨工业简述：空气压缩降温液态空气蒸发N2（先逸出）炭12已知2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)△H＜0其实验数据见表(1)应选用的温度是______。应采用的压强是______，理由是____________________________________________________________________________________________450℃常压因为常压下SO2的转化率已经很高，若采用较大压强，SO2的转化率提高很少，但需要的动力更大，对设备的要求更高。例已知2SO2(g)+O2(g)