氨氧化法制硝酸

第1篇一、氨催化氧化制硝酸的化学方程式氨催化氧化制硝酸的化学方程式如下：4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O4NO + 3O2 → 4NO24NO2 + 2H2O → 4HNO3以上方程式表示，氨气在催化剂的作用下，首先与氧气反应生成一氧化氮和水，然后一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，最后二氧化氮与水反应生成硝酸。

二、反应机理氨催化氧化制硝酸的反应机理可以分为以下几个阶段：1. 氨气与氧气反应：在催化剂的作用下，氨气分子中的氮原子与氧气分子中的氧原子发生配位，形成氨氧配合物，然后氨氧配合物分解生成一氧化氮和水。

2. 一氧化氮与氧气反应：一氧化氮与氧气分子发生反应，生成二氧化氮。

3. 二氧化氮与水反应：二氧化氮与水分子反应，生成硝酸和一氧化氮。

三、催化剂催化剂在氨催化氧化制硝酸过程中起着至关重要的作用。

常用的催化剂有：1. 铂催化剂：铂催化剂具有较高的活性，但价格较高，且易中毒。

2. 铂-钼催化剂：铂-钼催化剂具有较高的活性和稳定性，但铂-钼催化剂的制备工艺复杂。

3. 铂-钴催化剂：铂-钴催化剂具有较高的活性和稳定性，且价格较低，是目前应用最广泛的催化剂。

四、工艺流程氨催化氧化制硝酸的工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 氨气压缩：将液氨压缩成高压气体。

2. 氨气预热：将氨气预热至催化剂的活性温度。

3. 氨气与氧气混合：将氨气与氧气按一定比例混合。

4. 氨催化氧化：将氨气与氧气混合物在催化剂的作用下进行催化氧化反应。

5. 二氧化氮与水反应：将反应生成的一氧化氮与氧气混合物在冷却器中冷却，使其中的二氧化氮与水反应生成硝酸。

6. 硝酸分离：将反应生成的硝酸进行分离、浓缩、结晶等操作，得到硝酸产品。

7. 废气处理：对反应过程中产生的废气进行处理，达到排放标准。

五、总结氨催化氧化制硝酸是一种重要的工业生产过程，其化学方程式、反应机理、催化剂和工艺流程等方面都有一定的研究价值。

在实际生产过程中，需要根据具体情况选择合适的催化剂和工艺流程，以提高生产效率和产品质量。

氨氧化法制硝酸教案（优秀9篇）氨氧化法制硝酸教案篇一教学目标：1.掌握硝酸的重要特性—氧化性。

2.通过对实验装置的改进，培养学生勇于探索、敢于创新的精神。

3.通过“王水”藏奖牌的故事进行爱国主义教学。

4.利用铜与硝酸反应中尾气处理等问题进行环境保护教育。

学法指导：1、分组实验、引导学生探究硝酸的氧化性2、分析硝酸在反应中表现的性质，推测硝酸与非金属、某些还原化合物如：Na2S溶液、Na2SO3溶液、FeO等反应的产物。

教学重难点：硝酸的氧化性。

教学用具：实验药品：浓硝酸、铜丝、NaOH溶液、蒸馏水。

实验仪器：小药瓶、胶头滴管、瓶塞、导气管。

教学方法：实验探究、对比分析、演绎类推。

【分组实验】每组所需实验仪器清单：浓硝酸1瓶、胶头滴管2个、铜丝2根、长导气管2个、短导气管1个、小药瓶4个、瓶盖2个、注射器1个、蒸馏水滴瓶、烧杯1个。

教学过程：【引课】介绍硝酸用途的介绍，让学生感觉到硝酸就在身边。

【投影】硝酸的用途图片【过渡】大家知道吗？图片中的炸药、医药、化肥、农药等等，都是以硝酸为原料进行加工制作的，可见硝酸无论在国防、科技、还是工农业生产中都起着很重要的作用，那么你对硝酸又了解多少呢？在初中我们已经知道了硝酸是三大强酸之一，在水分子的作用下，可以完全电离，具有酸的通性，而在实验室里用金属和酸反应制取氢气时，通常选择稀硫酸或盐酸，并没选择硝酸。

为什么呢？这就是我们今天要探讨的硝酸的另一性质――氧化性！【板书】硝酸的氧化性【师讲】我们上节课学习了氧化性酸――-浓硫酸，它在加热的条件下，可以与不活泼金属铜发生反应。

【副板书】Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+ SO2↑+2H2O 【过渡】在这个反应中，产生的气体是SO2，表现了浓硫酸的强氧化性，硝酸将和铜发生怎样的反应呢，我们就来探究一下硝酸与铜的反应。

【板书】一、硝酸与金属的反应【实验探究】硝酸与铜的反应【师讲】首先探究一下浓硝酸与铜的反应，给大家准备的实验仪器，都是常见的小药瓶、输液管、注射器等。

实验六氨氧化法制硝酸一、实验目的1．了解氨催化氧化成一氧化氮，经转化、吸收成为硝酸的原理和方法；2．掌握实验室催化氧化的实验演示操作。

二、实验原理在一定温度和催化剂作用下，氨被催化氧化成一氧化氮。

一氧化氮极易氧化成二氧化氮，二氧化氮被水吸收生成硝酸和一氧化氮。

利用这个原理来制备硝酸，化学反应如下：三、实验用品仪器和材料试管、具支试管、洗气瓶、U形管、硬质玻璃管、量筒、滴管，铁架台及附件、煤气灯或酒精灯、细铜丝，玻璃纤维、气唧、乳胶管（或橡胶管）、火柴。

药品1:1.5氨水，二苯胺硫酸溶液，重铬酸铵、无水氯化钙。

四、实验内容及操作1．催化剂的制备实验中常用的催化剂为三氧化二铬，其制备方法与实验五中的催化剂制备方法相同。

2．具支试管内放1:1.5的氨水（约6mol/L）10～15mL。

细的硬质玻璃管(长约15～20cm)内放入新制备的三氧化二铬催化剂约3cm长（两端可再放入卷成螺旋状的细铜丝），然后再塞入疏松的玻璃纤维固定。

不要填塞过紧，以免影响气流畅通。

U形管内装入块状的无水氯化钙（作用是什么？），第一个洗气瓶是干净干燥的空瓶，第二个洗气瓶内放人少量的蒸馏水。

3．将装置如图2-6-1连接好后，检查装置的气密性（如何检查操作？）。

4．先用煤气灯（或酒精灯）均匀加热盛有催化剂的硬质玻璃管2～4min，直至催化剂呈现暗红色或红色。

5．停止加热，用气唧间歇地往氨水中鼓入空气，使空气和氨气的混合气体进入玻璃管中进行催化氧化。

此时，催化剂继续保持红热状态，说明氨被催化氧化时放出大量的热。

催化氧化后的混合气体经U形管中氯化钙干燥（并吸收剩余的氨）后进入空洗气瓶和水吸收瓶。

数分钟后，空瓶内气体逐渐变为红棕色，待实验现象明显之后，停止实验。

6．用一支干净干燥的试管取10滴二苯胺硫酸溶液，加入几滴吸收瓶中的溶液，溶液呈深蓝色即可证明有硝酸生成。

五、注意事项1．整个装置体系要保证气路畅通，且不漏气。

所用仪器必须干燥，尤其是硬质玻璃管和空瓶。

三、氨催化氧化制硝酸硝酸和硫酸一样,也是无机化学工业中的重要产品,但它的产量比硫酸要小得多,1985年全世界的硝酸产量为3000万t/a,中国1993年的产量(以100%硝酸计)已达56.3万t/a。

硝酸大部分用来制造肥料,如硝酸铵、氮磷钾复合肥料等,亦大量用来制造炸药、染料和医药中间体、硝酸盐和王水等,还用作有机合成原料。

图3-1-13 HNO３-Ｈ２Ｏ系统的沸点、组成与压力的关系曲线硝酸是五价氮的含氧酸,纯硝酸是无色液体,相对密度1.5027,熔点-42℃,沸点86℃。

一般工业品带微黄色。

含硝酸86%～97.5%以上的浓硝酸又称发烟硝酸,它是溶有二氧化氮的红褐色液体,在空气中猛烈发烟并吸收水分。

硝酸是强氧化剂,有强腐蚀性,在生产、使用和运输中要注意安全。

与硫酸不同,硝酸与水会形成共沸混合物,共沸点与温度和压力的关系示于图3-1-13,由图3-1-13可见,共沸点随压力的增加而上升,但共沸点下的硝酸浓度却基本一样。

在101.32 kPa下共沸点温度为120.5℃,相应的硝酸浓度为68.4%。

因此,不能直接由稀硝酸通过蒸馏方法制得浓硝酸,而应该首先将稀硝酸脱水,制成超共沸酸(即浓度超过共沸点时的硝酸浓度),经蒸馏最后才能制得浓硝酸。

1. 生产方法综述在十七世纪,人们用硫酸分解智利硝石(NaNO3)来制取硝酸。

硫酸消耗量大,智利硝石又要由智利产地运来,故本法目前已趋淘汰。

1932年建立了氨氧化法生产硝酸的工业装置,所用原料是氨和空气。

氨氧化催化剂是编织成网状的铂合金(常用铂-铑网),产品为稀硝酸(硝酸浓度为45%～62%)和浓硝酸(硝酸浓度为98%)。

(1)稀硝酸生产过程A氨氧化主要反应有:４ＮＨ３＋５Ｏ２＝４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ这是一个强放热反应。

反应温度760～840℃,压力0.1～1.0MPa,通过铂网的线速度大于0.3 m/s,氧氨比(Ｏ２／ＮＨ３）为1.7～2.0,在以上工艺条件下,氨的氧化率可达95%～97%。

《氨氧化法制硝酸》教案•课标要求1.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展状况。

2.认识催化剂的研制対促进化学工业发展的重大意义。

•课标解读1.了解氨氧化法制硝酸的工艺流程。

2.明确氨催化氧化制硝酸的原理。

3.掌握在实验室中制备硝酸的方法和操作。

•教学地位硝酸是化工生产屮的重要原料，氨氧化法制硝酸的模拟实验流程及操作方法是高考的高频考点，尤其是氮的循坏对生活、生产的影响为高考的热点。

•新课导入建议1908年，徳国化学家哈伯首先在实验室用氢气和氮气在600 °C. 200个大气压的条件下合成了氨。

后由布什提高了产率，完成了工业化设计，建立了年产1 000吨氨的生产装置，1 000吨氨气利用氨氧化法可生产3 000吨硝酸，利用这些硝酸可制造3 500吨烈性TNT。

这些烈性TNT 支持了德国发动了坚持四个多年头的第一次世界大战。

你知道工业上是如何制备硝酸的吗？•教学流程设计课前预习安排：看教材P：2“，填写［课前自主导学］,并完成［思考交流］。

O步骤1：导入新课，本课时教学地位分析。

今步骤2：建议对［思考交流］多提问，反馈学生预习效果。

今步骤3：师生互动完成探究1,可利用［问题导思］作为主线。

步骤7：通过［例2］讲解研析，对“探允2、尾气的净化处理”中注意的问题进行总结。

u步骤6：师生互动完成“探究2”。

u步骤5：指导学生自主完成［变式训练1］和［当堂双基达标］1〜4题。

u步骤4：通过［例1］的讲解研析，对“探究1、硝酸的工业制法”中注意的问题进行总结。

步骤&指导学生自主完成［变式训练2］和［当堂双基达标］中的第5题。

今步骤9：引导学生自主总结木课时知识框架，然后对照［课堂小结］。

安排学生课下完成［课后知能检测］。

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。

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。

实验1：氨的催化氧化制硝酸氨的催化氧化实验是工业制硝酸的基础，重要且难度大、成功率较低，研究并设计好本实验对培养教师的创新素质、提高实验研究、改进能力大有裨益。

【实验目的】1. 设计出氨催化氧化演示实验的合理装置。

2. 研究并选择适合中学实验条件的催化剂。

3. 掌握本实验成功的关键和操作技术。

【设计内容和要求】1. 结合自己教学实践经验和当地学校实验条件，设计两种氨氧化演示实验的简易装置，并画出实验装置图、简述实验步骤及注意事项。

2. 选择三种催化剂进行氨的催化氧化对比实验，寻找合适催化剂。

3. 对氨水浓度、鼓气速度及装置的简化做一些对比实验进行研究。

【研究和讨论】1. 本实验成功的标志是什么？2. 总结本实验成功的关键和操作技术。

3. 可以作本实验的催化剂有哪些？结合你校实验条件何种催化剂易得效果又好？4. 本实验易出现那些异常现象？如何防止并消除？【参考资料】1. 催化剂的选择与制备通过对部分过渡元素及ⅡA、ⅢA族几种元素的氧化物、单质共16种物质作催化剂进行大量、重复的实验说明：Cr203、Mn02、Cu0、Fe203、V2O5、钴石棉、银石棉、铂石棉、铜丝等都可以作本实验的催化剂，其中尤以价格低廉而又易得的Cr203、Mn02、Cu0的效果最佳。

三氧化二铬的制备：将重铬酸铵晶体少许放入干燥的试管底部加热分解可得到疏松的三氧化二铬。

其反应是：银石棉的制备：将石棉绒放入硝酸银溶液中浸透，取出后挤去多余的溶液，烘干、灼烧即得银石棉。

钴石棉的制备：用石棉绒浸透硝酸钴溶液，烘干、灼烧即得。

或用硝酸钴加热分解得到黑色氧化钴粉末，再与少许干燥的石棉绒均匀混合即得。

活性催化剂的制备：取粒状煤渣为载体，用饱和的重铬酸铵溶液浸透，放入蒸发皿中烘干，再充分焙烧即得三氧化二铬为主的催化剂(因煤渣里已含有少量三氧化二铁等具有催化活性的组分)。

还可将饱和高锰酸钾溶液吸附在粒状煤渣载体上，烘干、焙烧至无氧气放出，再用水洗至滤液不呈碱性，再烘干即得二氧化锰为主的活性催化剂。

3、氨氧化法制硝酸-鲁科版选修二教案一、教学目标1.了解氨氧化法制备硝酸的原理及过程；2.理解氨氧化法制备硝酸在工业生产中的重要性；3.掌握氨氧化法制备硝酸的实验方法及步骤；4.培养学生的实验操作能力和创新意识。

二、教学内容1.氨氧化法制备硝酸的原理及过程；2.氨氧化反应的催化剂；3.氨氧化法制备硝酸的实验方法及步骤；4.氨氧化法制备硝酸在工业生产中的应用。

三、教学重难点1.氨氧化法制备硝酸的反应原理及过程；2.氨氧化反应催化剂的种类、性质；3.氨氧化法制备硝酸的实验步骤；4.氨氧化法制备硝酸的应用范围及意义。

四、课前准备1.教师备好实验器材，包括反应釜、差压传感器、加热器等；2.教师准备好相关教学资料；3.学生预习相关知识。

五、教学过程1. 导入（10分钟）介绍硝酸在生产和生活中的应用，引出氨氧化法制备硝酸的重要意义和应用。

2. 讲解（30分钟）1.氨氧化法制备硝酸的原理及过程；2.氨氧化反应的催化剂；3.氨氧化法制备硝酸的实验方法及步骤；4.氨氧化法制备硝酸在工业生产中的应用。

3. 实验操作（60分钟）1.实验前准备：准备好实验器材、化学品，检查设备；2.实验步骤：装置反应釜，加入氨、氧气等化学品，控制温度和压力进行氨氧化反应，实时监测反应压力变化；3.实验注意事项：操作时应注意安全，严格遵守实验室规定；4.实验结果：根据实验结果进行数据统计和分析。

4. 思考拓展（20分钟）1.思考氨氧化反应的催化剂在工业生产中的应用；2.思考氨氧化法制备硝酸在生产领域的应用。

5. 总结（10分钟）对本节课学习的内容进行总结，回顾实验操作过程中的注意事项和实验结果。

六、教学反思本节课通过讲解硝酸的重要意义和应用，引出了氨氧化法制备硝酸的原理及过程，加深了学生的理解。

通过实验操作，学生了解了氨氧化法制备硝酸的实验步骤和注意事项。

思考拓展环节让学生了解了氨氧化反应的催化剂在工业生产中的应用，培养了学生的创新意识。

工业合成氨以及氨氧化制硝酸的流程
工业合成氨和制备硝酸盐是化学工业中重要的反应，是制造氨基化合物，如硝酸盐和硝酸根盐的基本步骤，用于生产化学材料，提供农药、医药、制稿以及肥料的原料。

一、合成氨的方法
（1）氧与氢气混合
氢气和氧气从气对管道引入到合成反应器中，在高温下（450～550℃），在氮气做催化剂和空气保护下，经几何空间催化作用分解反应产生氨气，也叫海德胡斯反应：2H2+ O2＝2H2O+ 2NH3，氨气经生产安全性安装好的管道进入洗涤塔中，去除CO2、H2O、O2等杂质，然后传输至储存槽中。

（2）铵盐激活法
将过氧酸盐和铵盐（如铵钾）溶于水溶液中，在搅拌和加热的条件下反应，将水解水溶液引入反应壁，水分解反应生成氨气催化剂，使水溶液水解成水和氨气，并将氨气通过设备进入储存槽中。

二、制备硝酸的方法
（1）湿法
氨气通过进料管道引入，在碱性条件下，在酸的气态界面上氧化氨液，生成硝酸和氨水，硝酸颗粒上极薄的水膜使其粒径大于2μm以上，最终去除水，得到硝酸盐。

（2）干法
氨气经过洗涤装置去除杂质，直接以气态形式传至硝化反应器中，加入硝酸酸性碱和铁粉，反应后得到硫酸盐，钛酸和氨气等，利用离心分离机分离固液，得到液态硝酸。

之后经过加热蒸发，析硝，最后通过乳化技术制备得硝酸盐干粉，添加过滤剂封装利用。