化学：《人工固氮技术-合成氨与纯碱的生产》学案

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 人工固氮技术———合成氨与纯碱的生产 复习目标： 1.利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题； 2.了解合成氨的主要原理、原料、重要设备、流程和意义。 3.了解我国纯碱工业的现状，掌握相关的化学原理； 复习重点、难点：利用所学的化学反应速率和化学平衡理论解释合成氨中的相关问题；掌握与纯碱工业相关的化学原理。 课时划分：一课时 教学过程 知识梳理 一、人工固氮 ― 合成氨 氮的固定： 。 1、合成氨的反应原理 反应原理（方程式） 工业上常采用以铁为主的催化剂，在 和 的条件下合成。 2、合成氨的基本生产过程（三步） ● ● ● (1)制备合成氨的原料气 氮气： 。 氢气： 。 (2)原料气的净化 对原料气的净化的原因： 。 吸收H2S： 。 除去CO： 。 精制原料气：如用 、 和 配制的溶液来吸收少量的 、 、 、 等少量气体气体 (3)氨的合成与分离 3、合成氨工业的发展 (1)原料及原料气的净化:N2主要来源于____氢气主要来源于____。 (2)催化剂的改进 (3)环境保护 废渣： 。 废气： 。 废液： 。 二、纯碱的生产 1、路布兰法生产纯碱 (1)用硫酸将食盐转变成硫酸钠　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)将硫酸钠与碳、石灰石一起加热，反应生成碳酸钠和硫化钙　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2、氨碱法生产纯碱 　　氨碱法也称索尔维制碱法，其原料是：食盐、氨、二氧化碳 (1)生产碳酸氢钠和氯化铵:　将二氧化碳通入含氨的饱和食盐水中，可得到碳酸氢钠和氯化氨 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)制取碳酸钠　　　　　　　　　　　　　　　。 氨碱法的优点：　　　　 　　　　　　　 　　　　　　　。 氨碱法的缺点：　 　。 3、联合制碱法(又称 ) 原料： 。 典例剖析 【例1】合成氨所用的H2可由煤与水反应制得，其中有一步反应为CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g），ΔH＜0，欲提高CO转化率可采用的方法有：①降低温度；②增加压强；③使用催化剂；④增大CO的浓度；⑤增大水蒸气的浓度，其中正确的组合是 A．①②③④⑤ B．①⑤ C．①④⑤ D．只有⑤ 解析：该反应是一个气体总体积不变的放热反应，欲提高CO的转化率，可设法使化学平衡向正反应方向移动，显然降低温度可以满足这一要求，增加水蒸气的浓度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率也可以增大；但若增加CO的浓度，平衡虽然向右移动，但CO的总量增大，其转化率反而减小。增大压强和使用催化剂的操作只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，而与平衡时CO的转化率无关。 答案：B 【例2】（2005年．上海化学．26）我国化学侯德榜（下图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下： (1)上述生产纯碱的方法称 ，副产品的一种用途为 。 (2)沉淀池中发生的化学反应方程式是 。 (3)写出上述流程中X物质的分子式 。 (4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了 （填上述流程中的编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是 。 (5)为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加 。 (6)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有 。 (a) 增大NH4＋的浓度，使NH4Cl更多地析出 (b) 使NaHCO3更多地析出 (c) 使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度 解析：解题的主要信息是题给生产流程图，观察流程图可知沉淀池中加入了二氧化碳、氨、氯化钠三种原料，联系化学基础知识就可写成化学方程式。回答第（6）问时要注意审题，题中明确提出“冷却析出副产品”，不要误解为析出碳酸氢钠。 答案：（1）联合制碱法或侯德榜制碱法 化肥或电解液或焊药 ... ...