高中化学 主题1 空气资源 氨的合成 课题3 氨氧化法制硝酸学案 鲁科版选修2-鲁科版高二选修2化学学案VIP专享VIP免费

课题3氨氧化法制硝酸1．理解氨氧化法制硝酸的反应原理，并能利用反应原理说明如何制得一氧化氮和选择吸收二氧化氮的条件。(重点)2．了解氨氧化法制硝酸过程中的尾气对环境的危害及其处理方法，树立环保意识。(难点)3．进一步认识催化剂在化工生产中的重要作用，体会实验室研究与工业生产的关系。氨氧化法制硝酸1.制备流程：NH3――→NO――→NO2――→HNO3。2．反应原理：4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。1．氨氧化法制硝酸过程中，发生氧化反应的含氮物质有哪些？【提示】NH3、NO、NO2中氮元素化合价升高，均发生氧化反应。氨氧化法制硝酸的模拟实验A．氨水(浓氨水∶水＝1.5∶1)B．催化剂(Cr2O3)C．干燥剂(无水氯化钙)D．氧化瓶E．吸收瓶(水、石蕊溶液)F．NaOH溶液氨氧化法制硝酸的实验装置示意图1．操作：先加热硬质试管中的催化剂，再把空气缓缓地、均匀地鼓入氨水中，待催化剂开始红热时，撤走酒精灯。2．思考(1)氧化瓶D中的现象：瓶内变成红棕色。(2)写出E中发生的化学反应方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。(3)F的作用是吸收未反应的NO、NO2气体。2．试通过模拟实验分析氨氧化反应的热效应。【提示】待催化剂红热时，撤走酒精灯，利用反应释放的热量维持反应的继续进行，说明氨氧化反应为放热反应。硝酸的工业制取1.如何获得一氧化氮(1)氨气与O2反应可生成多种不同的产物，如NO、N2O、N2，若不控制反应条件，只会生成氮气。(2)科学家通过研究，找到了选择NO并加快反应速率的催化剂，主要包括铂系催化剂和非铂系催化剂两类。2．选择吸收二氧化氮的条件(1)吸收NO2的反应为：3NO2＋H2O2HNO3＋NO。(2)吸收NO2反应的特点：①可逆反应；②放热反应；③气体总体积缩小的反应。(3)吸收NO2的方法：欲使原料利用充分，得到的硝酸的浓度增大，可采取加压、降温的方法，现代硝酸生产改用全压法和综合法，成品酸中HNO3的质量分数可达60%～70%，提高了NO2的吸收率。3．常压法生产硝酸尾气的处理(1)碱液吸收法：2NO2＋Na2CO3===NaNO3＋NaNO2＋CO2。(2)催化还原法：如用H2、CH4等在催化剂作用下与氮的氧化物反应。3．温度和压强对气体的溶解性产生哪些影响？【提示】温度越高，气体的溶解性越差，反之越强；压强越大，气体的溶解性越强，反之越差。硝酸的工业制法【问题导思】①工业制硝酸的原料是什么？【提示】氨气和空气。②如何获得一氧化氮？【提示】4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O。③吸收NO2的方法是什么？【提示】全压法和综合法。1．工业制硝酸的原料：NH3和空气。2．反应流程：NH3――→NO――→NO2――→HNO3。3．反应设备：氧化炉、吸收塔、蒸馏塔。4．工艺流程5．相关反应4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O2NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===2HNO3＋NO1．Mg(NO3)2具有脱水作用，可用于提高HNO3的质量分数。2．在工业制HNO3过程中，注意勒·夏特列原理的应用。把烧红了的铂丝插入盛有浓氨水的锥形瓶中，可观察到下列现象：①液面上的铂丝保持红热；②瓶内有红棕色气体产生；③有时瓶口有白烟出现。请用必要的文字和有关化学反应方程式解释上述现象。【解析】氨与氧气在有催化剂存在时可以发生氧化还原反应，反应方程式为4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O，反应是放热的，因此可观察到烧红的铂丝保持红热状态。生成的NO容易与O2继续反应生成红棕色的NO2气体：2NO＋O2===2NO2。NO2气体遇水蒸气则发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成的HNO3是挥发性酸，可与氨水挥发出的NH3化合产生白烟NH4NO3，反应方程式为NH3＋HNO3===NH4NO3。【答案】氨水易挥发，瓶内充满NH3和O2的混合气体，当红热的铂丝插入时，由于发生下列反应：4NH3＋5O2=====4NO＋6H2O而放出大量的热，致使铂丝保持红热。生成的NO可继续和O2反应生成红棕色的NO2，反应方程式为2NO＋O2===2NO2，而NO2能与水蒸气反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成的挥发性酸HNO3遇NH3则产生白烟NH4NO3，化学反应方程式为NH3＋HNO3===NH4NO3。NH3遇HNO3产生白烟固体颗粒，易误写为白雾液体小液滴。1．工业上用氨的催化氧化法制HNO3时，先制得50%左右的硝酸，然后再制成98%的浓HNO3，一般采用的方法是()A．加CaCl2后再蒸馏浓缩B...