2018-2019学年人教版选修2第1单元课题2人工固氮技术──合成氨学案
2018-2019学年人教版选修2第1单元课题2人工固氮技术──合成氨学案第3页

   

  (2)合成氨工业的发展

  合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,大大促进了农业和工业的发展。同时,人们对合成氨的研究仍未间断,需要改进的地方有:

  A、原料气的制取和净化

  N2来源较为丰富,但制H2的成本还太高,若能廉价制取H2,合成NH3的成本会大大降低。同时,H2又是绿色能源,又可以缓解能源危机。相信H2制取成本高的难题会被科学家们突破,届时,原料气的净化工艺也相应改进。

  B、催化剂的改进

  目前,各国大多仍采用铁触媒为合成氨的催化剂,如何找到廉价易得的催化剂又是科学家们探讨的问题。

  C、环境保护

  环境保护是目前各国普遍关注的问题,我国前几年大多注重产品产率的高低,现在则注重在环境不受污染的前提下生产产品。合成氨工业中同样要对"三废"进行处理,其中煤渣、炭黑等废渣用作建材和肥料,废气中H2S被直接氧化,CO2被用于合成尿素和碳铵等的生产原料。废液中的含氰化物有剧毒,常采用加压水解、氧化分解、反吹回炉等方法进行处理,含氨废水采用蒸馏等方法回收氨。

 【例题分析】

例1、合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量的CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中的CO,其反应为:

  [Cu(NH3)2Ac]+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO;△H<0

  (1)必须除去原料气中CO的原因是________________。

  (2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)吸收CO的生产适宜条件是________________。

  (3)吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用。醋酸铜氨溶液再生的适宜条件应是________________。

  解析:分析吸收CO反应的特点:正反应是气体体积缩小的放热反应,对于这样一个可逆反应,用化学平衡原理及有关知识解答。

  答案:

  (1)除CO的原因是防止合成塔中的催化剂中毒;

  (2)吸收CO的适宜条件应选择:低温、高压;

  (3)醋酸铜氨再生生产的适宜条件是:高温、低压。