2017届高中化学1.2.1合成氨的反应原理课件新人教版选修2.pptVIP

合作探究 自主预习 合作探究 自主预习 合作探究 自主预习 合作探究 自主预习 目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 一、氮的存在和固定 1.存在 (1)农作物需从土壤中摄取大量含氮化合物,为了补偿土壤中减少的氮,必须施加氮肥。含氮化合物还用于制造染料、人造纤维、油漆、炸药等。 (2)地壳中含氮量为0.04%,大气中氮气占空气体积的78%。 2.氮的固定 (1)定义: 氮的固定指的是将游离态氮转化为化合态氮的方法。 (2)分类: 目标导航 预习导引 一 二 为什么豆科植物不需要施氮肥? 提示：豆科植物的根瘤菌能将空气中的N2转化为氮的化合物,被植物吸收。 工业上以NH3为原料生产HNO3,这属于人工固氮吗? 提示：不属于。氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮的方法,以NH3为原料生产HNO3,是含氮化合物间的相互转化,不是氮的固定。 目标导航 一 二 预习导引 二、合成氨的反应原理 1.合成氨的实验装置如下图 加热试管中的铁丝绒至红热后注入氢气和氮气的混合气体,可以看到润湿的pH试纸变蓝色。 2.用氢气和氮气合成氨的化学方程式是N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),合成氨反应是一个可逆、放热、气体分子总数减小的反应。 目标导航 一 二 预习导引 3.工业合成氨的条件 工业上,采用以铁为主的催化剂,在400~500 ℃和10~30 MPa的条件下合成氨。 如果你是合成氨工厂的厂长,你对合成氨生产有何要求? 提示：合成氨工业要求:①反应要有较大的反应速率;②要最大限度地提高平衡混合物中NH3的含量。 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 一、自然界中氮的循环 1.自然界中氮的循环图 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 2.自然界中氮的循环途径 在自然界中,大豆、蚕豆等豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物。植物的根从土壤中吸收的铵根离子( )和硝酸盐,经过复杂的生物转化形成各种氨基酸,氨基酸最后转化成蛋白质。动物以植物为食物而获得植物蛋白,并将其转化为动物蛋白。动植物遗体中的蛋白质被微生物分解成 、 和NH3,又回到土壤和水体中,被植物再次吸收利用。另外,在放电条件下,空气中少量的氮气与氧气化合生成氮的氧化物,这些氮的氧化物随降水进入土壤和水体。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 1.“雷雨肥田”的原理是什么?该过程中涉及哪些化学反应? 答案：“雷雨肥田”的原理为在闪电作用下,空气中N2、O2反应生成NO,NO与O2反应生成NO2,NO2溶于雨水生成HNO3,HNO3随雨水降落到地面上,与土壤中的矿物作用,形成能被植物吸收的硝酸盐,这样使土壤从空气中得到氮,促进植物的生长。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 2.氮的固定是物理变化还是化学变化? 答案：化学变化。 3.哪一种自然固氮的过程可能会成为工业化生产过程? 答案：生物固氮。除了合成氨这种人工固氮方式外,科学家们还发现某些金属有机化合物可以起到根瘤菌的作用,并用这些金属有机化合物作催化剂实现了常温、常压固氮,即仿生固氮。相信不久的将来,仿生固氮会成为工业化生产过程。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 【例1】 氮的循环在自然界元素的循环中具有重要意义,有些氮的转化是从氮气到氮的化合物,有的转化是从一种氮的化合物到另一种氮的化合物。下列过程中,以游离态的氮为原料,最终产生氮的化合物的是(　　) (导学 ①工业合成氨　②硝化细菌的硝化过程　③动物尸体的腐烂　④豆科植物的根瘤菌固氮 A.①② B.②③ C.①④ D.②④ 解析：解题时要审清题意,注意元素化合价的变化。工业合成氨的反应原理为:3H2+N2 2NH3;硝化细菌的硝化过程是将氨或铵盐转化成硝酸盐;动物尸体的腐烂是从高分子有机氮到小分子有机氮的过程;豆科植物的根瘤菌固氮过程是在固氮酶的作用下,将氮气转化为氮的化合物。 答案：C 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 下列转变过程中,属于人工固氮的是(　　) 解析：氮的固定是以游离态的氮作为反应物,B、C错;D选项属于人工固氮。 答案：D 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 二、合成氨条件的选择 1.合成氨的反应特点,从反应速率、化学平衡的角度分析合成氨条件选择的依据。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 2.合成氨的适宜条件: (1)温度:400~500 ℃; (2)压强:10~30 MPa; (3)催化剂:铁触媒(400~500 ℃时,其活性最强)。 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 1