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1、课题二 人工固氮技术合成氨【课前预习】1.什么是氮的固定？2.写出“雷雨发庄稼”的原因？3.固氮工业化的必要性和重要性？一、氮的固定1、定义：氮的固定是指将 的氮转化为 氮的方法。 2、方法：氨的固定主要方法有： （1）人工合成氨：化学固氨法。其条件要求高、成本高、转化率低、效率低。 （2）根瘤菌，生物固氨。常温常压下进行。成本低、转化率高、效率高。 3、工业应用： 模拟生物的功能，把生物的功能原理用于化学工业生产，借以改善现有的并创造崭新的化学工艺过程。二、合成氨的反应原理【阅读】P10-11科学史话，结合已学化学平衡知识分析下面的问题（1）合成氨中，催化剂的主要作用是什么？合成氨方案的主要
2、优点是什么？ （2）合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子总数减少的反应，根据勒夏特列原理分析工业适宜的条件。 （3）试从原料、能源、设备等方面，分析和推测合成氨反应在实际生产中可能遇到哪些问题？ 三、合成氨的基本生产过程1、合成氨三个主要步骤是（1）造气 制备合成氨的原料气 ；（2）净化 原料气的净化处理；（3）合成 将原料气进行化学合成为氨。2. 制备合成氨的原料气【阅读】教材P12-13，填空（1） 制取N2： （2）制取H2：用水蒸气和焦碳高温反应制得，主要反应 也可用石油、天然气、焦炉气、炼厂气等所含有的大量的碳氢化合物与水蒸汽在催化剂作用下制备。以甲烷为例写出其主要反应 ： ； 3.
3、 原料气净化处理（1）原料气净化的原因： （2）用稀氨水吸收H2S杂质 ： （3）使CO变成CO2： （4）用K2CO3吸收CO2 ： （5）最后，原料气还需进行精制处理，如用醋酸、铜和氨配制成的溶液来吸收CO、CO2 、O2、H2S等少量有害气体。4. 氨的合成与分离（1）氨的合成：将净化的原料气加压送进合成塔，在适宜条件下充分反应制取氨。（2）从合成塔出来的混合气体，其中氨气占总体积的15%，要把混合气体通过冷凝器使氨液化，再导入液氨贮罐。 【思考】1.合成氨是一个可逆反应，所以在生产中要把生成的氨及时从混合气体中分离出来，并且不断地向循环气中补充氮、氢气，这是为什么？ 2.根据合成氨的生
4、产过程，请举例说明合成氨工业还可以进行哪些联合生产？四、合成氨工业的发展1.原料及原料气的净化原料气之一的氮气来自空气，目前氢气主要通过不同的固态（煤和焦炭）、液态（石油提炼后的石脑油、重油）、气态（天然气、焦炉气）可燃物为原料。2.催化剂的改进多年来一直用磁铁矿催化剂，目前有采用钌为基础活性物质的新型催化剂。3.环境保护（1）废渣：可用作建材和肥料的原料。（2）废气：主要是H2S和CO2 等有害气体，对H2S的处理，可用直接氧化法（选择性催化氧化）、循环法（用溶剂吸收浓缩），CO2也可用来生产尿素和碳铵等。（3）废液：主要是含氰化物和含氨的污水，处理含氰化物主要用有生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法。处理氨废水可用蒸馏的方法回收，也可用离子交换法治理。
