氨催化氧化制硝酸

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。

硝酸的工业制法：2．氨氧化法制硝酸 (1)反应原理 1)NH 3催化氧化⑫______________________________________ 2)HNO 3生成⑬______________________________________ (2)尾气吸收⑭______________________________________ 合成装置：氨合成塔和水冷分离器。

氨的分离原理：高压下氨的沸点较高，在水冷的条件下氨就转化为液态氨而与氮气和氢气分离。

(2)净化①原料气中的主要杂质：H 2S 、CO 、CO 2、O 2等。

②主要危害：某些杂质会导致_______________。

③净化方法a ．用氨水吸收H 2S ：________________________________ b ．CO 转化为CO 2： CO ＋H 2O =====Fe 2O 3高温CO 2＋H 2 c ．用K 2CO 3溶液吸收CO 2：_____________________________________ d ．用醋酸、铜和氨配制成的溶液精制处理。

合成氨工业原理：N 2 + 3H 2 2NH 3 + 92.4KJ其他：(1)N 2和H 2的配比为1∶2.8，目的是使廉价易得的原料适当过量，以提高________。

(2)循环操作：混合气体通过冷凝器，使NH 3________，将________分离出来，并将________经循环压缩机再送入合成塔，使其充分反应。

(3)主要设备________。

(4)过程：原料气制备―→________―→压缩原料：主要来源于H 2O 和碳氢化合物，相关化学反应如下：C ＋H 2O=====高温CO ＋H 2 CO ＋H 2O=====高温催化剂CO 2＋H 2 CH 4＋H 2O=====高温催化剂CO ＋3H 2 CH 4＋2H 2O=====高温催化剂CO 2＋4H 2 CO + H 2O(g) === CO 2 + H 2(3)催化剂使用催化剂可加快化学反应速率，但不影响化学平衡⇒采用以铁为主的催化剂。

工业硝酸的合成原理目前，硝酸是用氨催化氧化亲生产的，产品有稀硝酸（含量为45%-60%）和浓硝酸（含量为96%-98%），这里介绍稀硝酸的生产。

用氨催化氧化的方法制硝酸，主要有三步。

(l)氨的氧化从氨合成工段来的氨气和空气按一定比例混合，在铂网催化剂的作用下生成一氧化氨，其反应式为4NH3 +504 —4N0+6H2O △H = - 907.3 kj/mol(2) 一氧化氨继续氧化生成二氧化氨氨催化氧化后的气体中主要是NO、H2O以及没有参加反应的N2、02，将该气体冷却降温到150-180℃，NO继续氧化便可得到二氧化氨，反应式为2NO+O2 —2NO2 △HR = - 112.6 kj/mol(3)二氧化氨气体的吸收水吸收二氧化氨气体生成硝酸和一氧化氨，反应式如下：3NO2 +H20 - 2HNO3+NO △H; - -136.2 kj/mol从式可以看出，用水吸收的NO2，只有2/3生成硝酸，还有1/3转化为NO。

耍利用这部分NO，必须使其氧化为NO2，氧化后的NOz仍只有2/3被吸收，因此吸收后的尾气必有一部分NO排空，需要治理，否则污染环境。

工业上，氨的催化氧化，一般是在铂系催化剂存在下进行的。

铂系催化剂具有良好的选择性，既能加快反应，又能抑制其他副反应。

纯铂具有催化能力，但强度较差，若采用含铑10%的铂铑合金，不仅使机械强度增加，而且比纯铂的活性更高。

但铑价格昂贵，因此多采用铂、铑、钯三元合金，常见组成为铂93%、铑3%、钯4%。

根据操作压力的不同，氨氧化制稀硝酸工艺分为常压法、全加压法和综合法。

(l)常压法氨氧化和氨氧化物的吸收均在常压下进行。

该法压力低，氨的氧化率高，铂消耗低，设备结构简单。

吸收塔可采用不锈钢，也可采用花岗石、耐酸砖或塑料。

但该法成品酸浓度低，尾气中氨氧化物浓度高，需经处理才能放空，吸收容积大，占地多，故投资大。

(2)全加压法又分为中压(0.2-0.5 MPa)与高压(0.7-0.9 MPa)两种。

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。

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%。

工业制硝酸三步反应方程式
工业制硝酸三步反应方程式是：4NH3+5O2=催化剂、高温=4N0+6H20、2NO+O2==2NO2、3NO2+H2O==2HNO3+NO。

1、硝酸的工业制法反应方程式如下：4NH3+5O2=催化剂、高温=4N0+6H20、2NO+O2==2NO
2、3NO2+H2O==2HNO3+NO、
4NO2+O2+2H2O==4HNO3。

2、其法以氨和空气为原料，用Pt—Rh合金网为催化剂在氧化炉中于800℃进行氧化反应，生成的NO在冷却时与O2生NO2，NO2在吸收塔内用水吸收在过量空气中O2的作用下转化为硝酸，最高浓度可达50％。

3、扩展资料：硝酸工业与合成氨工业密接相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，其主要流程是将氨和空气的混合气（氧：氨≈2：1）通入灼热（760～840℃）的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮（NO）。

4、生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。

5、稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的制取在工艺上各不相同。

6、反应在高温高压条件下进行。

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