氨氧化法制硝酸 課件

氨氧化法制硝酸三、氨氧化法制硝酸活動(dòng)原理1．硝酸是一種重要的化工原料，主要用于__________和__________，也用于______、______、______、塑料和合成纖維等產(chǎn)品的生產(chǎn)。其中，稀硝酸大部分用于制造氮肥等硝酸鹽；用濃硝酸與苯等芳香族化合物反應(yīng)，可以制得許多有機(jī)產(chǎn)品和中間體。化肥生產(chǎn)炸藥制造染料制藥顏料思考感悟3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的基本要求是什么？【提示】

(1)科學(xué)性——實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作程序和方法必須正確。(2)安全性——盡量避免使用有毒藥品和進(jìn)行具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)操作，若必須使用應(yīng)在方案中詳述注意事項(xiàng)，以防造成環(huán)境污染和人身傷害。(3)可行性——實(shí)驗(yàn)所選用的藥品、儀器、設(shè)備和方法等在中學(xué)現(xiàn)有條件下能夠得到滿足。(4)簡(jiǎn)約性——方案簡(jiǎn)單易行，應(yīng)采用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置，用較少的步驟和藥品，并能在較短的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。1．你將如何獲取氨氣？說(shuō)明理由。答：氨氣的來(lái)源：由氨水提供。若當(dāng)場(chǎng)制備，可能會(huì)導(dǎo)致：(1)氨氣濃度過(guò)高；(2)與空氣混合不均勻等問(wèn)題。氨的催化氧化制硝酸實(shí)驗(yàn)探究思考2．氣體進(jìn)入硬質(zhì)玻璃管之前是否要干燥？答：干燥，防止受熱不均導(dǎo)致硬質(zhì)玻璃管炸裂。3．氣體從硬質(zhì)玻璃管出來(lái)進(jìn)入到下一儀器之前是否需要除水和氨氣？答：需要，否則會(huì)在氧氣瓶中形成硝酸，影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察。4．多余的一氧化氮怎樣處理？答：可通入空氣使其被氧化循環(huán)使用。如圖是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的流程。合成塔中內(nèi)置鐵觸媒，氧化爐中內(nèi)置Pt—Rh合金網(wǎng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：例2(1)1909年化學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室首次合成了氨。2007年化學(xué)家格哈德·埃特爾在哈伯研究所證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過(guò)程，示意如下：

分別表示N2、H2、NH3。圖⑤表示生成的NH3離開催化劑表面，圖②和圖③的含義分別是___________________________。(3)已知：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)

ΔH＝－1266.8kJ·mol－1，N2(g)＋O2(g)===2NO(g)

ΔH＝＋180.5kJ·mol－1。氨催化氧化的熱化學(xué)方程式為______________________________。(4)吸收塔中通入空氣的目的是________________________________________________________________________?！舅悸伏c(diǎn)撥】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：①合成氨的反應(yīng)是可逆反應(yīng)；②原料的循環(huán)利用?！窘馕觥?/p>

(1)合成氨反應(yīng)需要鐵觸媒，起催化作用。(2)設(shè)N2、H2的物質(zhì)的量分為amol、3amol，反應(yīng)的N2的物質(zhì)的量為x

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始

a3a0轉(zhuǎn)化

x3x2x平衡

a－x3a－3x2【規(guī)律方法】本題以工業(yè)生產(chǎn)HNO3為背景，考查化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，涉及化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、蓋斯定律應(yīng)用等，要注意知識(shí)的綜合運(yùn)用。變式訓(xùn)練

(2011年北京市東城區(qū)高二質(zhì)檢)制取硝酸銨的流程圖如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)合成氨的原料通常各來(lái)自何處？(2)已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

ΔH＝－92kJ·mol－1。為有效提高氨的產(chǎn)率，實(shí)際生產(chǎn)中宜采取哪些措施？(3)寫出氨催化氧化的化學(xué)方程式。Pt—Rh合金網(wǎng)有何作用？為什么Pt－Rh合金網(wǎng)未預(yù)熱也會(huì)發(fā)熱？(4)生產(chǎn)硝酸的過(guò)程中常會(huì)產(chǎn)生一些氮的氧化物，如何消除它們對(duì)大氣的污染？寫出反應(yīng)式。(5)舉出硝酸銨的兩種主要用途。解釋為什么該用途對(duì)現(xiàn)代社會(huì)非常重要？(6)請(qǐng)你為硝酸廠的選址提出合理化建議。解析：運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡原理，結(jié)合流程圖和涉及反應(yīng)的反應(yīng)特點(diǎn)，及化工生產(chǎn)的實(shí)際情況分析解答。(4)可用堿液吸收氮的氧化物：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。(5)NH4NO3可作化肥和炸藥。前者可促使植物生長(zhǎng)