高中化學(xué) 主題一 空氣資源 氨的合成 1.3 氨氧化法制硝酸 魯科版選修2

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1、主題一主題一 課題課題3氨氧化法制硝酸氨氧化法制硝酸 硝酸的用途硝酸的用途硝酸是一種重要的基本化工原料，主要硝酸是一種重要的基本化工原料，主要應(yīng)用在化肥和炸藥工業(yè)上，也用于染料、應(yīng)用在化肥和炸藥工業(yè)上，也用于染料、制藥、照相材料、顏料、塑料和合成纖制藥、照相材料、顏料、塑料和合成纖維的等產(chǎn)品的生產(chǎn)。維的等產(chǎn)品的生產(chǎn)。P16頁(yè)頁(yè)資料在線資料在線硝酸的生產(chǎn)歷史硝酸的生產(chǎn)歷史n濃硫酸分解硝石濃硫酸分解硝石KNO3n使空氣通過(guò)電弧得到一氧化氮，再使空氣通過(guò)電弧得到一氧化氮，再進(jìn)一步制成硝酸，但也未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化進(jìn)一步制成硝酸，但也未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。生產(chǎn)。n氨氧化法制硝酸氨氧化法制硝酸實(shí)驗(yàn)室中用氨氧化法制硝

2、酸實(shí)驗(yàn)室中用氨氧化法制硝酸n4NH3 +5O2=4NO +6H2On2NO + O2= 2NO2n3NO2 + 2H2O= 2HNO3 +NO 硝酸的工業(yè)生產(chǎn)采用與上述實(shí)驗(yàn)硝酸的工業(yè)生產(chǎn)采用與上述實(shí)驗(yàn)同樣的同樣的反應(yīng)原理反應(yīng)原理，以，以氨氣和空氣中的氧氨氣和空氣中的氧氣氣為原料，使氨氣與氧氣在為原料，使氨氣與氧氣在催化劑催化劑存在存在和溫度為和溫度為8000C-9000C的條件下發(fā)生反的條件下發(fā)生反應(yīng)生成應(yīng)生成NO，經(jīng)冷卻后，經(jīng)冷卻后NO繼續(xù)被氧氣氧繼續(xù)被氧氣氧化成化成NO2，再用水吸收，再用水吸收NO2即可得到即可得到硝酸產(chǎn)品。硝酸產(chǎn)品。4NH3 +5O2=4NO +6H2O4NH3 +4O

3、2=2N2O +6H2O4NH3 +3O2=2N2 +6H2O聯(lián)想聯(lián)想 質(zhì)疑質(zhì)疑如何獲得如何獲得NO選擇鉑系催化劑選擇鉑系催化劑選擇吸收二氧化氮的條件選擇吸收二氧化氮的條件n3NO2 +H2O 2HNO3 +NO n該反應(yīng)特點(diǎn)：可逆、該反應(yīng)特點(diǎn)：可逆、 正反應(yīng)放熱、正反應(yīng)放熱、 氣體總體積減小氣體總體積減小從二氧化氮與水的反應(yīng)可知，在生成硝從二氧化氮與水的反應(yīng)可知，在生成硝酸的同時(shí)又有部分一氧化氮產(chǎn)生，在生產(chǎn)中酸的同時(shí)又有部分一氧化氮產(chǎn)生，在生產(chǎn)中應(yīng)該如何充分利用二氧化氮？應(yīng)該如何充分利用二氧化氮？所以需要不斷補(bǔ)充空氣。所以需要不斷補(bǔ)充空氣。低溫（利用低溫（利用冷卻水帶走熱量的方式達(dá)到冷卻水帶

4、走熱量的方式達(dá)到降溫的目的）降溫的目的）增大壓強(qiáng)有利于平衡向生成硝酸的方向移動(dòng)增大壓強(qiáng)有利于平衡向生成硝酸的方向移動(dòng)氨氧化法制硝酸只能生產(chǎn)稀硝酸，氨氧化法制硝酸只能生產(chǎn)稀硝酸，如何獲得如何獲得95-100%的濃硝酸？的濃硝酸？閱讀閱讀P15頁(yè)頁(yè)“拓展視野拓展視野”拓展拓展 延伸延伸 硝酸廠的尾氣含有一氧化硝酸廠的尾氣含有一氧化氮和二氧化氮等污染物，排放到氮和二氧化氮等污染物，排放到大氣中會(huì)形成一股濃濃的黃煙，大氣中會(huì)形成一股濃濃的黃煙，人們稱之為人們稱之為“黃龍黃龍”。 二氧化氮是導(dǎo)致光化學(xué)煙二氧化氮是導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的罪魁禍?zhǔn)祝▊惗睾吐迳即壍撵F的罪魁禍?zhǔn)祝▊惗睾吐迳即壍墓饣瘜W(xué)煙霧事件）光化學(xué)煙

5、霧事件） 1952年年12月月5日，一團(tuán)濃重的黃色日，一團(tuán)濃重的黃色煙霧籠罩了英國(guó)首都倫敦，能見(jiàn)度突煙霧籠罩了英國(guó)首都倫敦，能見(jiàn)度突然間變得極差，人們走在大街上，無(wú)然間變得極差，人們走在大街上，無(wú)法看清自己的雙腳，公共汽車靠打著法看清自己的雙腳，公共汽車靠打著的手電的手電 筒帶路緩緩前行；整座城市彌筒帶路緩緩前行；整座城市彌漫著濃烈的漫著濃烈的臭雞蛋臭雞蛋氣味，居民普遍氣味，居民普遍感到呼吸困難。從感到呼吸困難。從12月月5日到日到12月月9日這日這短短的幾天里，就有短短的幾天里，就有4000多人被黃色多人被黃色煙霧奪去煙霧奪去 生命。這便是震驚世界的生命。這便是震驚世界的倫敦?zé)熿F事件倫敦?zé)熿F

6、事件。 治理治理“黃龍黃龍”遇到的最大技術(shù)遇到的最大技術(shù)難題是二氧化氮被水吸收后總有部難題是二氧化氮被水吸收后總有部分一氧化氮生成。根據(jù)對(duì)制取硝酸分一氧化氮生成。根據(jù)對(duì)制取硝酸方法的了解以及對(duì)氮的氧化物性質(zhì)方法的了解以及對(duì)氮的氧化物性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，你認(rèn)為凈化尾氣可采用哪的認(rèn)識(shí)，你認(rèn)為凈化尾氣可采用哪些方法？些方法？三、探索凈化尾氣的途徑三、探索凈化尾氣的途徑堿液吸收氮氧化物法堿液吸收氮氧化物法2NO2 +Na2CO3=NaNO2 +NaNO3 +CO2用用Na2CO3溶液吸收比較經(jīng)濟(jì)，但處理后溶液吸收比較經(jīng)濟(jì)，但處理后尾氣中的氮的氧化物含量難以降到排放標(biāo)準(zhǔn)尾氣中的氮的氧化物含量難以降到排放標(biāo)準(zhǔn)催化還原氮氧化物催化還原氮氧化物H2+NO2=NO+H2O2H2+2NO=N2+2H2OCH4+4NO2=4NO+CO2+2H2OCH4+4NO=2N2+CO2+2H2On氨氧化法制硝酸氨氧化法制硝酸的原理的原理4NH3 +5O2=4NO +6H2O2NO + O2= 2NO23NO2 + 2H2O= 2HNO3 +NO如何獲得一氧化氮如何獲得一氧化氮選擇鉑系催化劑選擇鉑系催化劑選擇吸收二氧化氮的條件：低溫選擇吸收二氧化氮的條件：低溫 、高壓、高壓 、 不斷補(bǔ)充空氣不斷補(bǔ)充空氣探索凈化尾氣的途徑探索凈化尾氣的途徑:堿液吸收氮氧化物法堿液吸收氮氧化物法 和催化還原法和催化還原法