高中化学 主题一 空气资源 氨的合成 1.3 氨氧化法制硝酸 鲁科版选修2

主题一主题一 课题课题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种重要的基本化工原料，主要硝酸是一种重要的基本化工原料，主要应用在化肥和炸药工业上，也用于染料、应用在化肥和炸药工业上，也用于染料、制药、照相材料、颜料、塑料和合成纤制药、照相材料、颜料、塑料和合成纤维的等产品的生产。维的等产品的生产。P16页页资料在线资料在线硝酸的生产历史硝酸的生产历史n浓硫酸分解硝石浓硫酸分解硝石KNO3n使空气通过电弧得到一氧化氮，再使空气通过电弧得到一氧化氮，再进一步制成硝酸，但也未实现工业化进一步制成硝酸，但也未实现工业化生产。生产。n氨氧化法制硝酸氨氧化法制硝酸实验室中用氨氧化法制硝酸实验室中用氨氧化法制硝酸n4NH3 +5O2=4NO +6H2On2NO + O2= 2NO2n3NO2 + 2H2O= 2HNO3 +NO 硝酸的工业生产采用与上述实验硝酸的工业生产采用与上述实验同样的同样的反应原理反应原理，以，以氨气和空气中的氧氨气和空气中的氧气气为原料，使氨气与氧气在为原料，使氨气与氧气在催化剂催化剂存在存在和温度为和温度为8000C-9000C的条件下发生反的条件下发生反应生成应生成NO，经冷却后，经冷却后NO继续被氧气氧继续被氧气氧化成化成NO2，再用水吸收，再用水吸收NO2即可得到即可得到硝酸产品。硝酸产品。4NH3 +5O2=4NO +6H2O4NH3 +4O2=2N2O +6H2O4NH3 +3O2=2N2 +6H2O联想联想 质疑质疑如何获得如何获得NO选择铂系催化剂选择铂系催化剂选择吸收二氧化氮的条件选择吸收二氧化氮的条件n3NO2 +H2O 2HNO3 +NO n该反应特点：可逆、该反应特点：可逆、 正反应放热、正反应放热、 气体总体积减小气体总体积减小从二氧化氮与水的反应可知，在生成硝从二氧化氮与水的反应可知，在生成硝酸的同时又有部分一氧化氮产生，在生产中酸的同时又有部分一氧化氮产生，在生产中应该如何充分利用二氧化氮？应该如何充分利用二氧化氮？所以需要不断补充空气。所以需要不断补充空气。低温（利用低温（利用冷却水带走热量的方式达到冷却水带走热量的方式达到降温的目的）降温的目的）增大压强有利于平衡向生成硝酸的方向移动增大压强有利于平衡向生成硝酸的方向移动氨氧化法制硝酸只能生产稀硝酸，氨氧化法制硝酸只能生产稀硝酸，如何获得如何获得95-100%的浓硝酸？的浓硝酸？阅读阅读P15页页“拓展视野拓展视野”拓展拓展 延伸延伸 硝酸厂的尾气含有一氧化硝酸厂的尾气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，排放到大气中会形成一股浓浓的黄烟，大气中会形成一股浓浓的黄烟，人们称之为人们称之为“黄龙黄龙”。 二氧化氮是导致光化学烟二氧化氮是导致光化学烟雾的罪魁祸首（伦敦和洛杉矶的雾的罪魁祸首（伦敦和洛杉矶的光化学烟雾事件）光化学烟雾事件） 1952年年12月月5日，一团浓重的黄色日，一团浓重的黄色烟雾笼罩了英国首都伦敦，能见度突烟雾笼罩了英国首都伦敦，能见度突然间变得极差，人们走在大街上，无然间变得极差，人们走在大街上，无法看清自己的双脚，公共汽车靠打着法看清自己的双脚，公共汽车靠打着的手电的手电 筒带路缓缓前行；整座城市弥筒带路缓缓前行；整座城市弥漫着浓烈的漫着浓烈的臭鸡蛋臭鸡蛋气味，居民普遍气味，居民普遍感到呼吸困难。从感到呼吸困难。从12月月5日到日到12月月9日这日这短短的几天里，就有短短的几天里，就有4000多人被黄色多人被黄色烟雾夺去烟雾夺去 生命。这便是震惊世界的生命。这便是震惊世界的伦敦烟雾事件伦敦烟雾事件。 治理治理“黄龙黄龙”遇到的最大技术遇到的最大技术难题是二氧化氮被水吸收后总有部难题是二氧化氮被水吸收后总有部分一氧化氮生成。根据对制取硝酸分一氧化氮生成。根据对制取硝酸方法的了解以及对氮的氧化物性质方法的了解以及对氮的氧化物性质的认识，你认为净化尾气可采用哪的认识，你认为净化尾气可采用哪些方法？些方法？三、探索净化尾气的途径三、探索净化尾气的途径碱液吸收氮氧化物法碱液吸收氮氧化物法2NO2 +Na2CO3=NaNO2 +NaNO3 +CO2用用Na2CO3溶液吸收比较经济，但处理后溶液吸收比较经济，但处理后尾气中的氮的氧化物含量难以降到排放标准尾气中的氮的氧化物含量难以降到排放标准催化还原氮氧化物催化还原氮氧化物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如何获得一氧化氮如何获得一氧化氮选择铂系催化剂选择铂系催化剂选择吸收二氧化氮的条件：低温选择吸收二氧化氮的条件：低温 、高压、高压 、 不断补充空气不断补充空气探索净化尾气的途径探索净化尾气的途径:碱液吸收氮氧化物法碱液吸收氮氧化物法 和催化还原法和催化还原法