人教版 (新课标)选修2 化学与技术课题2 人工固氮技术——合成氨图文课件ppt

这是一份人教版 (新课标)选修2 化学与技术课题2 人工固氮技术——合成氨图文课件ppt，共45页。PPT课件主要包含了●教学流程设计，演示结束，氮的存在和固定，游离态氮，化合态氮，豆科植物，合成氨的反应原理，二氧化碳，合成塔，液氨贮罐等内容，欢迎下载使用。

1．闪电引发自然固氮的原理是什么？
400～500 ℃
10～30 MPa
2．合成氨为什么选择400～500 ℃的温度，10～30 MPa的压强？试从速率和平衡的角度来讨论分析合成氨工业适宜的反应条件。【提示】　合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子总数减小的反应。根据勒夏特列原理，温度越低，压强越大，该反应的平衡体系中氨的含量越高；但降低温度则反应速率降低，增大压强对设备要求较高，而400～500 ℃时催化剂活性最好，10～30 MPa下N2、H2的转化率已经较高，故选择在该条件下进行合成氨。
合成氨的基本生产过程
3．在合成氨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气、氢气，这是为什么？【提示】　这样既能减小平衡混合物中生成物的浓度，又能增大反应物的浓度，有利于平衡向生成氨的方向移动，以提高氨的产量。
合成氨适宜条件的分析
【问题导思】　①合成氨反应的特点有哪些，仅从化学平衡的角度考虑，合成氨反应选择的条件应是怎样的？【提示】　合成氨反应是一个放热且气体分子总数减少的可逆反应，仅从平衡角度考虑合成氨应选择低温，高压的合成条件。
②工业上合成氨气从反应速率和反应平衡的角度考虑有哪些要求？【提示】　(1)反应速率比较快；(2)要尽可能提高平衡混合物中NH3的含量。
1．合成氨的反应采用400～500 ℃温度的原因是(　　)A．温度太低反应速率太小B．该温度时催化剂活性较高C．该温度时反应速率最大D．该温度时N2的转化率最高【解析】　在400～500 ℃ 时催化剂的活性较高。【答案】　B
2．合成氨工业上采用循环操作，主要是为了(　　)A．加快反应速率B．提高NH3的平衡浓度C．降低NH3的沸点D．提高N2和H2的利用率【解析】　合成氨工业采用循环压缩，将N2、H2压缩到合成塔中，提高了N2、H2的利用率。【答案】　D
3．合成氨工业有下列生产流程，其先后顺序为(　　)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A．①②③④　　　B．①③②④C．④③②① D．②③④①【解析】　合成氨工业流程顺序：原料气制备→原料气净化和压缩→合成氨→氨的分离。【答案】　B
4．为了进一步提高合成氨的生产效率，科研中最具有开发价值的是(　　)A．寻找N2的新来源B．研制低温下活性较大的催化剂C．研制500 ℃左右时活性较大的催化剂D．研制耐高温、高压的材料，用于建造氨合成塔【解析】　研制低温下活性较大的催化剂，可有效降低对设备材料、生产的要求，提高经济效益。【答案】　B
(2)第①步操作中的原料气的“净化”目的是________，第③步操作中的目的是________。(3)工业合成氨反应后可以通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法的原理类似于下列哪种方法？________(填编号)。a．过滤 b．蒸馏c．分液 d．萃取你作出这个判断的理由是______________________。(4)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟生成。该反应的化学方程式为________。
【解析】　(2)原料气中往往含有使催化剂中毒的物质，所以在进行原料气的反应前，需要除掉其中的杂质；工业合成氨反应后的混合气体中既有氨气，也有未反应的氢气、氮气，所以为了提高原料气的利用率，将未反应的原料气进行重新利用，这样可以提高经济效益。(3)降低温度，氨变为液态，从而进行分离，所以跟工业上利用的蒸馏类似，都是通过改变温度，使物质的状态发生变化而分离。(4)2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl，生成的HCl又与NH3反应生成NH4Cl小颗粒——白烟产生。