高中优秀教材-化工生产与工艺陈丽君.樊锦平.doc

-1- 专题一无机化工工艺与流程第一单元氨的合成一、氮的固定: 1 、定义:把大气中的游离态的氮转化为氮的化合物 2 、类别: ①②。二、合成氨: 1 、原理: 。 2、条件选择: 使用催化剂: 鉄触媒, (目的: ); 温度: 450 ℃左右(合成氨催化剂的活性温度); 压强: 20MPa~50Mpa ;及时降温分离出 NH 3 ,并循环使用 N 2和H 2。 3 、主要设备:合成塔 4 、原料制取: 原理:空气、水、燃料空气压缩降温液态空气蒸发 N 2 (先逸出) 炭 CO 2+N 2 除去 CO 2N 2 H 2 O(g) 赤热炭或其他燃料 CO+H 2H 2 O(g) 催化剂 CO 2+H 2 除去 CO 2H 2 C+H 2 O(g) -→ CO+H 2 高温 CO+H 2 O(g) -- → CO 2+H 2 催化剂 5 、氨合成流程: 练****1: 合成氨生产技术的创立, 开辟了人工固氮的途径, 对化学工业技术也产生了重大影响。合成氨反应的方程式为 N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) △ H=- 。合成氨工业中原料气 N 2 可从空气中分离得到, H 2 可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂——鉄触媒,温度—— 400 ℃~ 500 ℃,压强—— 10MPa ~ 30MPa 。回答下列问题: 1、合成氨工业中原料气压缩到 10MPa ~ 30M pa 的原因是。从平衡移动分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用 400 ℃~ 500 ℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是; N 2、H 2(1:3) 混合气体压缩机合成塔分离器冷却塔循环压缩机液氨-2- 2、 500 ℃、 30M pa 时,在容积为 VL 的密闭容器中加入 n mol N 2和3n mol H 2 ,平衡时测得平衡常数为 K ,此时 N 2 的转化率为 x 。则 K与x 的关系满足 K=。 3 、有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以 N 2和H 2 为电极反应物,以 HCl — NH4Cl 为电解质溶液制新型燃料电池。请写出该电池的电极反应式: 正极: ,负极: 。 4、已知 H 2 (g) 、 CO(g) 、 CH 4 (g) 三种物质的标准燃烧热分别是 、 KJ/mol 、 KJ/mol , 1molH2O(g) 转变为 1 mol H 2 O(l) 时放出 热量。甲烷在高温下与水反应的化学方程式为: CH 4 (g) +H 2 O(g) === CO(g) + 3H 2 (g) 。那么该反应的反应热△H 0 (填“>”、“<”或“=”)。练****2: 工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应:N 2(g)+ 3H 2(g) 2NH 3(g), 其部分工艺流程如下: 回答下列问题: (1 )已知: N 2 (g)+O 2 (g) = 2NO(g) ;△H= 4NH 3 (g)+5O 2 (g) = 4NO(g)+6H 2 O(g) ;△H= -905kJ/mol 2H 2 (g)+O 2 (g) = 2H 2 O(g) ;△H= - 则N 2(g)+ 3H 2(g 2NH 3(g )的△ H=_________________ 。(2) 如果工业上, 在一定温度下,将 2 气体和 6molH 2 气体通入到体积为 1 升的密闭容器中。当反应达到平衡时,容器内气体的压强为起始时的 80% ,则其平衡常数为_________ 。改变下列条件,能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是_________ ①增大压强②增大反应物的浓度③使用催化剂④降低温度(3 )合成氨反应的平衡常数很小,所以在工业上采取气体循环的流程。即反应后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其原理类似于下列哪种方法? ___________( 填编号)。①. 过滤.②蒸馏.③渗析.④萃取理由是_________________________________________________________________ 。(4 )可以用***气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟( 成份为***化铵)生成。该反应的化学方程式为: ________________________________________________ 。(5 )假如该厂生产氨水的物质的量浓度为 20mol/L ,实验室若需用 80mL 浓度为 5mol/L 的氨水时,需取 20mol/L 的氨水__________mL (用 100mL 的容量瓶) 。假如该氨水