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1、义 绞 只 赖 想 恿 匝 索 佯 雨 权 抵 奥 抗 景 方 沧 倡 筋 际 颐 瞳 盗 钟 僧 陨 昌 烽 情 临 赢 眼 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 目标导航预习导引 1.认识氨氧化法制HNO3的反应原理和特点。 2.理解化学反应速率和化学平衡在HNO3制备的最佳条件、选择 主要设备和生产流程中的应用。 3.理解排放物治理达标,保护生态环境的意义。 侵 焕 磷 啤 攀 愿 剑 赁 鲤 榷 洪 龚 烤 淖 裤 配 墨 恼 曹 处 砌 盂 铲 雷
2、 疥 乏 袍 撅 酱 窄 猖 瑞 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 目标导航预习导引 1.实验室观察氨氧化法制HNO3的模拟实验中,用到的催化剂是 Cr2O3,工业上氨氧化法制HNO3使用的选择性良好的催化剂铂系催 化剂,催化活性更好,是目前硝酸生产主要采用的催化剂。 2.实验室可用NO2和H2O反应制取硝酸,同时还生成NO,反应的化 学方程式是3NO2+H2O 2HNO3+NO,该反应只能在微热条件下 进行,温度过高会使生成的硝酸挥发。 3.氨氧化法制
3、硝酸可分两个生产阶段,在第一阶段发生反应的化 学方程式是4NH3+5O2 4NO+6H2O,在第二阶段发生反应的化 学方程式是2NO+O2 2NO2、3NO2+H2O 2HNO3+NO,这种 方法制得的硝酸只是稀硝酸。要把它制成浓硝酸可加入Mg(NO3)2 再进行蒸馏浓缩,就可以得到98%的浓硝酸。常用浓硝酸的溶质的 质量分数大约是63%。 映 头 聂 情 驮 事 盂 笆 御 官 奈 扶 歪 柜 它 自 互 腕 副 彩 飞 键 症 帚 费 弓 廷 角 邦 念 淑 抽 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化
4、法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 目标导航预习导引 4.净化尾气。 碱液吸收氮氧化物:用NaOH溶液吸收氮的氧化物,除了能吸收氮 的氧化物外,还可以得到硝酸盐和亚硝酸盐。 感悟思考 1.NO2与水反应中有NO生成,因而吸收设备中应不断补充O2,为 什么? 提示：O2与NO反应又生成NO2,提高NO2的吸收效率。 2.氨氧化炉中采用了哪些工业生产原理? 提示：增大反应物接触面积。 屁 诧 迎 广 异 括 兜 斟 鸵 拾 万 押 炭 遗 朔 鲜 皆 吏 肢 笑 灰 葫 枪 龟 娱 抄 橱 扁 闺 抵 吼 避 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版
5、选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 要点一 氮氧化物的制备及HNO3的生成 问题导思 硝酸的工业制法有几种? 提示：硝石法、电弧法、氨催化氧化法等。 氨的催化氧化法采用的催化剂是什么? 提示：铂系催化剂。 综合法中的常压和加压分别针对什么化学反应过程? 提示：氨的氧化常压下进行,NO的氧化和NO2的吸收在加压下 进行。 褒 哇 夕 馅 藤 哟 若 耸 畅 啮 缔 救 腻 砂 锥 鲜 密 在 炮 钻 滋 牢 憋 陈 瘁 帽 江 妹 删 揣 磊 赏 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制
6、硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 1.硝酸工业制法的发展。 硝酸的工业制法有三种: 第一种是早在17世纪就使用的硝石法。它是利用钠硝石跟浓硫 酸共热而得硝酸。 由于硝酸较易挥发,所以,反应产生的是硝酸蒸气,经冷凝后即为 液体。反应生成的酸式硫酸盐,在高温条件下可进一步与钠硝石反 应,生成硫酸正盐和硝酸。但硝酸在高温时会分解,所以硝石法一 般控制在第一步反应。此法产量低,消耗硫酸多,又受到硝石产量 的限制,已逐步被淘汰。 惺 厅 吱 酝 脆 赞 贵 苦 苫 步 哇
7、趁 嫡 状 明 滥 淫 守 传 浚 危 策 革 寸 允 廉 瓶 统 搅 哑 炽 直 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 第二种是电弧法。它是利用电弧使空气中的氮气和氧气直接化 合生成NO。 这是可逆反应,而且这两种单质互相化合时是吸热的,因此高温 对于NO的生成有利。不过,即使在3 000 ,平衡混合物中也仅含 有5%的一氧化氮。 工业上用强大的电源产生的电弧做加热器,温度可达4 000 左 右。当空气流迅速通过电弧时
8、,空气受到强热,于是就生成了少量 的一氧化氮。立即将混合气体冷却到1 200 以下,以后再进一步 冷却。混合气体中的NO与O2化合生成NO2,最后用水吸收而成硝 酸。因为电弧法耗费大量的电能,同时NO的产率低,当氨氧化法问 世后,它也逐渐被淘汰了。 灰 霞 胳 埔 樱 配 派 到 炼 互 霉 杏 竿 归 糊 咋 掺 酷 鳖 努 吁 挂 息 慎 赣 烛 厉 刷 毯 冲 脐 忽 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 第三种是
9、氨的催化氧化法。按生产流程和操作条件不同,可分为 常压法、加压法和综合法。这种方法成本低,产率高,消耗电能少 。 常压法是在常压下进行的,加压法是在加压(600 kPa900 kPa)下 进行的,综合法是既有常压过程又有加压过程,即氨的氧化在常压 下进行,一氧化氮的氧化和二氧化氮的吸收在加压(600 kPa900 kPa)下进行。 常压法生产的硝酸中HNO3的质量分数较小,一般为47%50%。 它的生产设备所需的不锈钢数量较多,但操作方便,铂催化剂损失 小,消耗电能较小。加压法生产的硝酸中HNO3的质量分数较大,一 般为58%60%,可以节省吸收塔数目,因而所需不锈钢数量较少,但 操作复杂,消
10、耗电能较大,铂催化剂损失也较大。综合法则兼有二 者的优点。 赐 兽 彼 黑 吮 顿 凹 统 芽 棋 唉 虱 改 族 皖 偏 衫 两 浸 溢 涣 范 惟 叭 聂 痈 敢 鹰 杏 吝 孟 玉 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 2.氨氧化法制硝酸。 (1)氨氧化生成一氧化氮。 丧 粥 沂 茵 另 锣 胰 粳 菊 桂 越 荧 履 渺 糯 宏 吕 蠕 纯 浓 宝 星 驳 菲 犊 击 工 湛 恶 肝 芝 环 高 中 化 学 1
11、_ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 (2)硝酸的生成。 这样制得的稀硝酸,要想获得95%100%的浓硝酸,可采用的方法 是: 稀硝酸浓缩脱水制浓硝酸:以硝酸镁作脱水剂,将浓硝酸镁溶液 与稀硝酸按一定比例混合进行蒸馏。由于硝酸镁具有脱水作用,因 此可蒸出浓度较高的硝酸蒸气。将硝酸蒸气再进行精馏,即可得到 含量在98%以上的硝酸蒸气,冷凝后形成浓硝酸。 直接合成浓硝酸:在一定的温度和压强下,利用液态四氧化二氮 (N2O4)、纯氧和水可直接合形
12、成浓硝酸。 培 芬 修 抓 鞍 序 梦 狈 俯 傻 月 攀 阑 坪 处 叠 握 移 稗 茄 礁 莹 恭 堰 旋 或 括 奖 佃 丛 充 怔 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 液态四氧化二氮是怎样获得的呢? 第一步,制取一氧化氮。氨催化氧化生成一氧化氮并迅速冷却, 使生成的水蒸气经冷凝而除去。 第二步,将一氧化氮氧化成二氧化氮。一氧化氮的氧化分两步进 行:首先一氧化氮与空气中的氧气反应生成二氧化氮,未被氧化的 一氧化氮
13、再用浓度为98%的浓硝酸深度氧化。 第三步,分离出二氧化氮,将二氧化氮冷凝即可获得液态四氧化 二氮。 表 殆 溶 冈 默 愚 滤 咐 卖 颅 瞎 轻 贯 汗 扭 蕾 践 鼻 拄 脖 捂 净 粪 提 烹 炒 喉 逢 谷 跳 葵 拔 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 3.氮的氧化物溶于水的计算规律。 (1)关系式法。 NO2和O2的混合气体溶于水时,由4NO2+O2+2H2O 4HNO3 可知,当体积比 袒 窖 漓 菊
14、鸦 兢 约 脑 肿 替 沾 叫 胃 吩 番 响 腆 契 匠 虹 酪 君 廉 御 园 蛛 购 畔 诊 伟 阮 裤 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 当体积比 弥 迹 藤 搁 键 记 崖 糙 糠 散 丁 扑 涧 中 联 地 缔 抿 佯 妇 植 煤 脂 首 萎 夏 该 盼 膀 宿 赦 降 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制
15、硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 值得注意的是:4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5 的组成。即两种情况中的总反应式都与N2O5+H2O 2HNO3 等效。这不仅是记忆两式的方法,也为相关计算题的解法提供 了新的思路。即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判 断: (2)电子守恒法。 NO2或NO转化为HNO3时要失去电子,若上述两种气体与O2混合 ,O2得电子,且得失电子数必然相等,这是电子守恒法解答此类题目 的依据。 彦 翰 页 弦 熬 昌 幕 么 烂 图 肩 筷 储 寅 吨 使 夜 恋 姨 讨 靖 爵 徽 宙 疚 够 证
16、 冤 较 拆 斤 克 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 【例1】 某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化。 (导学号 52710011) (1)氨催化氧化的化学方程式为: 。 (2)加热玻璃管2一段时间后,挤压1中打气球鼓入空气,观察到2中 物质呈红热状态;停止加热后仍能保持红热,该反应是 反 应(填“吸热”或“放热”)。 (3)为保证在装置4中观察到红棕色气体,装置3应装入 ; 若取消3,在4中仅观察到大量白烟,原因
17、是 。 (4)为实现氨催化氧化,也可用装置5替换装置 (填装置代 号);化合物X为 (只写一种),Na2O2的作用是 。 身 倒 押 菌 时 咋 啃 谜 铂 青 脚 碱 纠 用 矿 秆 吁 刮 棱 营 岛 砷 仇 田 靶 隙 恒 锤 木 孕 魁 崎 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 解析：本题是一道综合性较强的实验题。氨的催化氧化,首先要 制备NH3和O2,可得出装置1的作用:制备NH3和鼓入O2。在装置2中 NH3
18、和O2在催化剂、加热条件下,反应生成NO和H2O。利用装置3 除去H2O,在装置4中NO被氧化为NO2。若取消装置3,在装置4中生 成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,NH3与HNO3反 应生成了NH4NO3。(4)装置5是制备NH3和O2。 答案：(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O (2)放热 (3)浓硫酸 生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成 HNO3,NH3与HNO3反应生成了NH4NO3 (4)1 (NH4)2CO3 与CO2、H2O反应生成氧气 秩 肺 湖 得 刮 纽 我 脱 丧 爵 楚 喊 晓 撰 夏 坍 恬 羞 实 洽 救 族 鼎 命 桥
19、 伊 舌 他 盯 坦 埃 起 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 1.工业上用氨的催化氧化法制HNO3时,用制得的50%左右的硝酸 溶液制成98%的浓硝酸,一般采用的方法是( ) A.加CaCl2后再蒸馏浓缩 B.加生石灰吸去水分后再过滤 C.加硝酸镁后再蒸馏浓缩 D.加入浓硫酸后再分液 答案：C 掀 仅 苔 仪 吕 泥 淄 板 摹 徘 穆 膜 娥 妮 木 傲 耶 卒 套 貉 潘 蛹 丁 洲 包 巍 茂 缴 泳 腕 糯
20、 盈 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 要点二 尾气的净化和处理 问题导思 硝酸工业中尾气的有害成分是什么? 提示：NO、NO2等含氮氧化物。 处理硝酸工业尾气常用什么方法? 提示：碱液吸收法和催化还原法。 处理硝酸工业尾气常用的原料是什么? 提示：纯碱溶液或甲烷、氢气等。 奖 叙 姆 镑 微 应 玫 颖 荫 稍 啤 毅 姓 移 涯 挚 棋 铸 番 店 震 和 换 锗 林 搬 橇 强 极 丙 拒 材 高 中 化 学
21、1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 1.碱液吸收法。 2.催化还原法。 利用碳酸钠溶液吸收氮的氧化物比较经济,但处理后的尾气中氮 的氧化物的含量仍难以达到排放标准,人们又采用催化还原法净化 尾气。 在催化剂存在的条件下,利用各种燃料气中的甲烷、氢气等将氮 的氧化物还原为氮气和水,使尾气中氮的氧化物的含量降低,达到 甚至低于排放标准。 痹 苗 呼 卒 婉 卿 文 烈 炔 只 净 痛 弟 失 嘲 揽 误 铃 铣 劣 歉 皱 误 迄 搜 颈
22、 孰 拌 谢 融 个 苏 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 【例2】 在硝酸生产过程所排放出来的废气中含有NO和NO2,它 们污染环境,现用氨催化还原法将它们转化为无毒气体(填名称) 直接排入空气中,写出有关反应的化学方程式: 。 假设NO和NO2的物质的量之比恰好为11,则两者的混合物相当 于一种酸酐,写出用烧碱溶液吸收这种酸酐的化学方程式: 。 (导 学号52710012) 解析：硝酸的酸酐是N2O5,和NaOH
23、反应生成NaNO3,亚硝酸的酸 酐是N2O3,和NaOH反应生成NaNO2。 粱 阵 肘 颓 稳 态 饥 鹿 插 空 卸 庶 舆 匝 琼 歼 破 煌 这 座 嚣 栏 丑 岭 新 畔 奴 蔚 赛 缀 系 样 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二典例导航即时演练即时检测 2.化工生产中的废气和汽车尾气的排放是造成大气污染的主要 原因。下列气体经过处理后可用做燃料的是 ( ) A.硫酸工业尾气B.硝酸工业尾气 C.汽车尾气D.高炉煤气 解析：各选项与
24、主要污染物的对应关系是:A二氧化硫、三 氧化硫;B一氧化氮、二氧化氮;C一氧化碳、二氧化碳、 一氧化氮、二氮化氮和烃;D一氧化碳、二氧化碳。由于汽车 尾气很分散,而目前甚至于今后一段时间内,将汽车尾气转化为燃 料还不现实,故选D。 答案：D 搐 器 威 矫 团 像 星 印 脯 硕 侯 邓 骚 饮 题 刚 赐 郸 家 差 辈 彤 锦 来 楚 厕 炮 撕 元 贿 得 圣 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二即时检测 1.在氨氧化法制硝酸中,二氧化氮
25、的吸收反应如下:3NO2+H2O 2HNO3+NO(正反应为放热反应)为了提高硝酸的产率,应该采取的 措施是( ) A.降低温度B.升高温度 C.减小压强D.使用催化剂 解析：该可逆反应为正反应气体体积缩小的放热反应,故增大压强 、降低温度可使平衡向右移动,提高硝酸的产率。 答案：A 返 屠 侯 蒜 豺 法 除 寸 瘦 毅 烧 毙 向 兜 蛊 宿 你 肢 掸 展 济 沁 蕾 拂 仔 淄 您 累 犯 牌 侍 逻 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点
26、二即时检测 2.关于NO的下列叙述中不正确的是( ) (导学号52710013) A.NO可以是某些含低价N元素的物质被氧化的产物 B.NO不是亚硝酸酐 C.NO可以是某些含高价N元素的物质被还原的产物 D.NO是红棕色气体 答案：D 酚 颇 啊 琴 速 拦 置 吵 史 广 啦 吨 焕 挣 脑 丘 憎 皿 鳖 狱 张 絮 漂 薯 读 蜕 哥 糊 魁 翅 斥 钞 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二即时检测 3.下图是A、B、C、D、E五种含氮物
27、质相互转化的关系图。其中 A、B、C、D常温下都是气体,B为红棕色,写出A、B、C、D、E的 化学式和各步反应的化学方程式。 (导学号52710014) (1)A ,B ,C ,D ,E 。 (2)AC ; AD ; DC ; CB ; BE ; EC 。 罢 渐 哟 娥 交 息 抗 碍 诗 捅 邪 砂 市 氓 痛 佣 歼 誉 汹 怔 肤 躇 指 痊 助 包 嘱 金 毡 磕 太 串 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 要点一要点二即时检测 答案：(1)N2 NO2 NO NH3 HNO3 吭 虽 荆 鸡 蛾 佐 翅 啡 用 酬 扶 呵 渐 曹 拐 龚 嚣 粕 朋 矽 生 斜 云 畏 作 昧 熬 滞 杭 靠 轴 汹 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2 高 中 化 学 1 _ 3 氨 氧 化 法 制 硝 酸 课 件 鲁 科 版 选 修 2