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1、兴仁县第一中学 化学组：谭福禄课课题题2人工固氮技术人工固氮技术合成氨合成氨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N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) (放热放热)(一一)合成氨的反应原理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:根据勒夏特列原理分析讨论合成氨工业根据勒夏特列原理分析讨论合成氨工业适宜的反应条件适宜的反应条件?N2+3H2 2NH3反应特点：1、可逆反应2、正反应是放热反应3、正反应是气体体积减小的反应合成氨反应合成氨反应N2+3H2 2NH3（正反应放热反应）（正反应放热反应）分析角度分析角度 反应条件反应
2、条件使合成氨的速率加快使合成氨的速率加快（从反应速率分析）（从反应速率分析）使平衡混合物中使平衡混合物中NH3含量含量增高（从平衡原理分析）增高（从平衡原理分析）压压 强强 温温 度度 催催 化化 剂剂高高 压压 高高 温温 使使 用用 高高 压压 低低 温温 不不 影影 响响n1）浓度：使用过量的氮气浓度：使用过量的氮气n2）温度：温度：400500；n3）高高压压:1030MPa；n4）催化剂催化剂(加快反应速率加快反应速率)：铁：铁工业合成氨的反应条件工业合成氨的反应条件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什么物质?H2又来又
3、来源于哪里源于哪里?N2主要来源于主要来源于_H2主要来源于主要来源于_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+H2CH4+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(二二)合成氨的基本生产过程合成氨的基本生产过程:三个生产过程三个生产过程:造气、净化、合成造气、净化、合成 1、制备合成氨的原料气： 液化，蒸发 N2 N2:空气 O2+C CO2 N2 H2:水，燃料（煤、石油、天然气） C+H2
4、O(g)=CO+H2 CO+H2O(g)=CO2+H2 2、原料气的净化：清除杂质，防止催化剂“中毒”3、氨的合成与分离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 1 1、原料及原料气的净化、原料及原料气的净化 2 2、催化剂的改进、催化剂的改进 3 3、环境保护、环境保护(三三)合成氨工业的发展合成氨工业的发展练习：n合成氨所需的合成氨所需的H2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
5、化率转化率的是（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：合成氨工业有下列流程：原料气制备；原料气制备；氨氨的合成；的合成；原料气净化和压缩；原料气净化和压缩；氨的分离。其先氨的分离。其先后顺序为（后顺序为（）ABCD3利用天然气合成氨的工艺流程示意如下： 依据上述流程，完成下列填空： （1）n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol，产生H2 mol（用含n的代数式表示） （2）K2CO3(aq)和CO2反应在加压进行，加压的理论依据是 （多选扣分） a相似相溶原理 b平衡移动原理c酸碱中和原理 （3）由KHCO3分解得到的CO2可以用于 （写出CO2的一种重要用途。） （4）整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环，三是 循环。 4（1）2.7n （2）b （3）生产纯碱（或制作冷剂等，其它合理答案也给分） （4）N2、H2
