课件16张PPT。专题2 从自然资源到化学品第一单元
合 成 氨 工 业 随着人口的增长，人们对粮食的需求越来越大，农业必须发展起来，随着农业的发展，对氮肥的需求量在迅速增长。在19世纪以前，农业上所需氮肥的来源主要来自有机物的副产品，如粪类及绿肥。 1809年在智利发现了一个很大的硝酸钠矿产地，
并很快被开采。 游离态的氮大量存在于___________大气 地壳中的氮的含量只有0.04%多数生物只能吸收氮的化合物大气中氮气的体积分数为78%一、氮的固定将游离态氮转化为化合态氮的方法叫氮的固定． 1914年，第一次世界大战一开始，英国就从海上封锁德国从智利进口硝石。于是人们预言，德国得不到智利硝石，农田将缺乏肥料，炸药工厂也将停产，那么德国最迟在1915年或1916年便要自动投降，可使1916年过去了，德国还在顽强的战斗，农田照样一派浓绿，前线的炮火反而更加猛烈。原来……德国以哈伯为首的一批化学家克服了当时的世界化学难题——以廉价的空气、水和煤炭合成了重要的化工原料:氨（NH3）哈伯与合成氨 合成氨从第一次实验室研制到工业化投产经历了约150年的时间。德国科学家哈伯在10年的时间内进行了无数次的探索，单是寻找高效稳定的催化剂，2年间他们就进行了多达6500次试验，测试了2500种不同的配方，最后选定了一种合适的催化剂，使合成氨的设想在1913年成为工业现实。鉴于合成氨工业的实现，瑞典皇家科学院于1918年向哈伯颁发了诺贝尔化学奖。勒沙特列（ Le Chatelier）原理
（平衡移动原理） ? 如果改变 任一个影响平衡的条件（c、p、T等），平衡就向着能够削弱这种改变的方向移动。外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响加 快减 慢加 快减 慢 加 快减 慢改变(加快或减慢)向正反应方向移动向逆反应方向移动向气体体积缩小的方向移动向气体体积增大的方向移动向吸热反应方向移动向放热反应方向移动不 影 响选择生产条件时主要考虑的几个因素（1）尽可能提高反应混合物中所需物质的百分含量；（2）尽可能缩短反应到达平衡所需要的时间；（3）尽可能降低对耐高温设备所需材料的要求。(4)符合绿色化学理念(一是注意环境保护 二是原子利用率接近百分之百)高 温高 压高 压低 温使 用不 影 响二、合成氨1.合成氨的适宜条件：（1）压强：20～50MPa（2）温度：450℃（3）催化剂：铁触媒（以Fe为主体的多成分催化剂）1、原料气氮气的得到的途径你可以设计出哪些？你认为可行的方法是什么？能否直接利用空气？理由是什么？思考※讨论2、你有几种方法得到氢气？你认为可行的研究方向为？ 3、利用水和煤得到氢气是普遍采用的方法请写出化学方程式，从实验的角度思考如何得到纯净的氢气？4、合成的氨气配水使用是一种肥料，为什么还要转化为铵盐或尿素？后者的好处是什么？5、请观察课本合成氨塔，思考合成氨塔的设计的意图，为什么采用四层催化剂？热交换器的作用是什么？冷激气的设计思路是什么？6、为什么原料气从塔底流经外筒环隙进入？为什么气体在反应前后都要通过热交换器？请从能量角度谈谈这样设计的理由。三、合成氨工业简述：原料：空气、水、燃料原料气的制备净化压缩(防止催化剂中毒)合成分离液氨N2、H2练习：１．合成氨所需的 可由煤和水蒸气反应而制得，其中一步的反应为： （正反应放热），下列措施中，能提高CO转化率的是（??? ）
A．增大压强??????????????? B．降低温度
C．增大水蒸气浓度????????? D．加催化剂
２．合成氨工业有下列流程：①原料气制备；②氨的合成；③原料气净化和压缩；④氨的分离。其先后顺序为（??? ）
A．①②③④????? B．①③②④?????
C．④③②①???? D．②③④①ＣＢ 1.在新疆与青海交界处有一山谷，人称魔鬼谷。每当人畜进入后，经常电闪雷鸣，狂风暴雨，把人畜击毙。然而谷内却是牧草茂盛，四季常青。请解释原因。 N2 + O2 ===== 2NO放电或高温2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO雷雨发庄稼神秘的魔鬼谷扩展视野！
