(苏教版化学选修2)2.1《氨的合成》课件(44页).pptVIP

自1913年世界上第一座合成氨厂投产以来，合成氨工业不断发展。目前，合成氨工业的主要研究领域有： 1．原料及原料气的净化 由于氮气来自空气，取之不尽用之不竭。制氢气的工艺和技术成为研究的主要课题。早期的合成氨工业，主要以焦炭与水为原料生产水煤气以得到氢气。现在已经可以使用各种不同的固态(煤和焦炭等)、液态(石油中提炼的石脑油和重油等)和气态(天然气、焦炉气等)可燃物作为制氢气的原料，由于原料不同，原料气的净化工艺和技术也不断改进。 表　世界合成氨原料的用量变化 原料 各种氨原料的份额/% 1971 1975 1980 1985 1990 2000 天然气 60 62 71.5 71.0 69.5 68.0 石脑油 20 19 15.0 13.0 8.5 6.5 燃料油 4.5 5 7.0 8.5 10.0 12.0 煤 9 9 5.5 6.5 7.5 10.5 其他 6.5 5.0 1.0 1.0 4.5 3.0 2. 催化剂的改进 氮气跟氢气合成氨的反应需要催化剂。催化反应的工艺条件常常决定于催化剂的性能，由于催化剂的突破而彻底改变工艺过程及条件的事例屡见不鲜。合成氨时，使用磁铁矿催化剂已经80多年，期间各国一直在进行研究和改进。例如，有采用钌为基础活性物质的新型催化剂，整个工艺流程也以此为核心设计。 3．环境保护 随着环境保护意识的增强以及相关法律、法规的严格实施，合成氨生产中产生的固体、液体和气体废弃物的处理越来越成为技术改造的重要问题。 废渣　主要来自造气阶段，特别是以煤为原料而产生的煤渣，以重油为原料产生的炭黑等，现在大都将它们用作建材和肥料的原料。 废气　主要是H2S和CO2等气体。对H2S的处理，先后采用了直接氧化法(选择性催化氧化)、循环法(使用溶剂将其吸收浓缩)等回收技术。CO2虽然是无毒无害的物质，但随着人们对其可能产生温室效应的关注，减少CO2的排放逐渐受到重视，所以在不断研究和改进将其作为尿素和碳铵生产原料的途径。 废液　主要是含氰化物和含氨的污水。目前，处理含氰化物污水主要有生化、加压水解、氧化分解、化学沉淀、反吹回炉等方法；处理含氨废水多以蒸馏的方法回收氨达到综合利用的目的，对浓度过低的含氨废水，可用离子交换法治理。 依据上述流程，完成下列填空： (1)天然气脱硫时的化学方程式是____________________。 (2)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)。 (3)K2CO3(aq)和CO2的反应在加压下进行，加压的理论依据是________。 a．相似相溶原理　b．勒夏特列原理　c．酸碱中和原理 (4)由KHCO3分解得到的CO2可以用于________(写出CO2的一种重要用途)。 (5)整个流程有三处循环，一是Fe(OH)3循环，二是K2CO3(aq)循环。请在上述流程图中再标出第三处循环(循环方向、循环物质)。 (4)CO2的用途较多，也是中学生应当熟悉的。 (5)合成氨反应中，N2和H2的转化率较低，为了提高它们的转化率，在分离出NH3后再将N2和H2循环使用。 答案　(1)3H2S＋2Fe(OH)3===Fe2S3＋6H2O (2)2.7n　(3)b　(4)作制冷剂 (5) 合成氨发展方向 ：高效、环保、节能。 四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出)： (　　)。 请填写下列空白： (1)已知0.5 mol 甲烷与0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气)，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是：_________________________________。 【体验3】 (2)在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气。请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由：_________________。 (3)当甲烷合成氨气的转化率为75%时，以5.60 ×107 L甲烷为原料能够合成________________L氨气。(体积均在标准状况下测定) (4)已知尿素的结构简式为 ，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式： ①_____________________________________； ②_____________________________________。 (1)CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋