化学：6.3《化工生产能否做到又快又多》课件(沪科版高一第二学期)

1、 上海市第五十四中学上海市第五十四中学 鲍仁智鲍仁智 2010.05.10课题课题将游离态的氮转化为化合态的氨在工业将游离态的氮转化为化合态的氨在工业上有较大的价值。上有较大的价值。N2NH3医药医药炸药炸药染料染料化肥化肥如果你是一个合成氨工厂的厂长，如果你是一个合成氨工厂的厂长，对工业生产你主要考虑哪些问题？对工业生产你主要考虑哪些问题？主要：主要：经济效益与社会效益经济效益与社会效益基本要求基本要求： a、反应快、反应快 b、原料利用率高、原料利用率高,生成物多生成物多 c、单位时间内产量高、单位时间内产量高二、合成氨适宜的条件二、合成氨适宜的条件（理论分析）（理论分析）讨论：讨论：请同

2、学们写出合成氨的化学请同学们写出合成氨的化学反应方程反应方程 式，并讨论说明这个反应式，并讨论说明这个反应方程式有什么特点？方程式有什么特点？特点：特点：a、可逆反应、可逆反应b、正反应放热、正反应放热c、正反应是气体体积减小的反应。、正反应是气体体积减小的反应。N2+3H2 2NH3 （正反应放热）（正反应放热）分析合成氨适宜的条件分析合成氨适宜的条件（理论分析）（理论分析）增大反应物浓度，升高反应温度，增大压强，增大反应物浓度，升高反应温度，增大压强，使用催化剂使用催化剂有利化学反应速率角度：有利化学反应速率角度：有利化学反应平衡角度：有利化学反应平衡角度：增大反应物浓度，降低反应温度，增

3、大压强增大反应物浓度，降低反应温度，增大压强可见，增大反应物浓度，增大压强，使用可见，增大反应物浓度，增大压强，使用适宜的催化剂对反应有利。适宜的催化剂对反应有利。+N23H2NH32（正反应放热）（正反应放热）高温高温 高压高压催化剂催化剂1.工业上合成氨的适宜条件工业上合成氨的适宜条件（实际应用）（实际应用）压强：压强：21075 107Pa温度：温度： 500 左右左右催化剂：铁触媒做催化剂催化剂：铁触媒做催化剂阅读教材（阅读教材（58-59页）页）工业上对合成工业上对合成氨的适宜条件是怎样选择的？氨的适宜条件是怎样选择的？回答下列问题：回答下列问题：1、合成氨生产时，为什么不采用尽可能

4、高的压强？通、合成氨生产时，为什么不采用尽可能高的压强？通常采用常采用21075 107Pa 的压强？的压强？2、实际生产中，为什么温度不能太高而采用适当高温、实际生产中，为什么温度不能太高而采用适当高温（ 500 ）？）？3、在高温高压下，为什么还要使用催化剂？、在高温高压下，为什么还要使用催化剂？4、你认为合成氨中，氮气和氢气的体积比为多少最佳，、你认为合成氨中，氮气和氢气的体积比为多少最佳，为什么？为什么？选择适宜条件选择适宜条件:(速率较快速率较快,转化率适中催化剂活性最大转化率适中催化剂活性最大)温度温度: 500 C0压强压强: 210 510 Pa（200500atm）77(有利

5、于氨的合成有利于氨的合成,对动力、材料强度、对动力、材料强度、设备制造要求适中设备制造要求适中)催化剂：铁触媒催化剂：铁触媒(以铁为主体的多成分催化剂以铁为主体的多成分催化剂) 使反应物在较低温度下较快的进行反应。使反应物在较低温度下较快的进行反应。浓度：将生成的氨及时从混合气中分离出来，浓度：将生成的氨及时从混合气中分离出来， 且向循环气中不断补充且向循环气中不断补充 N2、H2（1:3)。二、合成氨工业简述：二、合成氨工业简述：1、主要流程：、主要流程：原料气制取原料气制取 净化净化 压缩压缩 合成合成 分离分离 液氨液氨2、原料气制取：原料气制取：空气空气压缩压缩碳碳液态空气液态空气 N

6、2(先逸出先逸出) 物理方法物理方法蒸发蒸发CO2(+N2) N2 化学方法化学方法 分离出分离出CO2制氮气制氮气:制氢气制氢气:水蒸气水蒸气 CO+H2 CO2+H2 H2 炽热碳炽热碳H2O(气气)分离出分离出CO2 C(S)+H2O(g) CO(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)合成氨的工业流程演示N2、H2混合气N2、H2混合气N2、H2混合气液氨N2、H2、液氨、混合物合成塔氨分离器NH3N2、H2流程演示化学原理课堂练习复习小结：复习小结：工业制硫酸可以用几个工业制硫酸可以用几个“三三”来表来表示示三原料：三原料：三方程：三方程：三设备：三设备：三

7、净化：三净化：三原理：三原理：黄铁矿（硫铁矿）、空气、黄铁矿（硫铁矿）、空气、98.3%的浓硫酸。的浓硫酸。略沸腾炉、接触室、吸收塔。沸腾炉、接触室、吸收塔。洗涤、除尘、干燥。洗涤、除尘、干燥。平衡移动原理平衡移动原理热交换原理热交换原理逆流原理逆流原理硫酸工业生产流程动画 硫酸的工业生产沸沸 腾腾 炉炉接接 触触 室室吸吸 收收 塔塔净净化化冷冷 却却 空气空气尾尾气气沸腾炉照片空气空气 炉气炉气思考：思考：从沸腾炉出从沸腾炉出来的气体来的气体 SO2是否纯是否纯净？如果不净？如果不纯净，如何纯净，如何除杂和净化除杂和净化？矿渣接触室接接 触触 室室照片适宜条件的选择：催化剂：五氧化二矾（V2O5）温度：400至500摄氏度压强：常压 N2吸收塔吸吸 收收 塔塔思考：思考：为何不用是水或稀硫酸来做吸收剂？净化后的原料气体冷SO2,空气SO2,SO3空气到吸收塔净化后的原料气体热催化剂催化剂化学最前沿化学最前沿合成氨新法合成氨新法电合成电合成 最新，两位希腊化学家，位于 Thessaloniki 的阿里斯多德大学的 George Marnellos 和 Michael Stoukides，发明了一种合成氨的新方法。 在常压下，令氢与用氦稀释的氮分别通入一加热到 570oC 的以锶-铈-钇-钙-钛矿多孔陶瓷（SCY）为固体电解质的电解池