压缩机
加压 10MPa-30Mpa
N2+H2
净化
热交换
N2+H2
N2+H2
N2+H2+NH3
铁触媒
冷却
液态NH3
500℃
N2+H2+NH3
三、工业生产碱 1.反应原理 ⑴生成碳酸氢钠和氯化铵 NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3==NaHCO3↓+NH4Cl ⑵制取碳酸钠 △ 2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O
2.氨碱法（索尔维制碱法） CaCO3==CO2+CaO
(原料Ⅰ)
CaO+H2O==Ca(OH)2
NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3+NH4Cl
(原料Ⅱ)
2NaHCO3==Na2CO3+CO2+H2O
(产品)
2NH4Cl +Ca(OH)2 ==2NH3+CaCl2+2H2O
(副产品)
放热反应
2.生产条件选择及控制 最佳条件：催化剂、常压、400-500℃
表1-1
温度 ℃ 转化率 % 400 99.2 450 97.5
不同温度下SO2的平衡转化率
475 500 93.5 525 90.5 550 85.6 575 79.9 600 73.7 650 58.5 1000 5.0
95.8
表1-2
转化率 % 温度/℃ 400 500 99.2 93.5 压强/ MPa 0.1
压强对SO2平衡转化率的影响
0.5 99.6 96.9 1 99.7 97.8 10 99.9 99.3
600
73.7
85.8
89.5
96.4
3.生产工业流程
空气
造气 (制SO2)
SO2
催化反应室
净化、干燥
水
400-500℃ 常压、催化剂
SO3 发烟硫酸
贮存室98%硫酸Fra bibliotek稀释室
吸收塔
二、工业生产氨 即人工固氮技术－－合成氨
1.生产原理（反应原理）：
N2+3H2
⑴造气
高温、高压 催化剂
2NH3
2.合成氨的生产主要包括三个步骤： 制备合成氨的原料气
⑵净化
⑶合成
原料气净化处理
使原料气进行化学反应合成氨
3.生产流程
N2+H2 干燥 N2+H2
⑴优点： ①原料（食盐和石灰石）便宜易得
②产品纯度高 ③氨和部分CO2可以循环使用 ④制造步骤简单
⑵缺点： ①如何处理CaCl2?
②如何提高食盐的利用率? （实际利用率为70%）
3.联合制碱法（侯氏制碱法）
(原料Ⅰ，来自合成氨)
用途：制干电池、蓄电池， 还用作金属焊接助剂
NaCl+NH3+CO2+H2O==NaHCO3+NH4Cl
化学工艺流程及反应条件的选择
一、工业生产硫酸
1.生产原理（反应原理）： ⑴以硫为原料制备SO2 △ S(g)+O2(g)===SO2(g) 放热反应
⑵利用催化氧化反应将SO2氧化成SO3 △ 2SO2+O2 2SO3 放热反应 催化剂
⑶三氧化硫转化为硫酸
SO3(g)+H2O(l)== H2SO4(l)
2．下图是合成氨的简要流程示意图 沿X路线回去的物质是( A ) A．N2和H2 B．催化剂 C．NH3 D．H2
3．硫酸工业中2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)； ΔH<0(放热反应)有关实验数据如下：
压强 SO2的 1×105 5×105 10×105 50×105 100×105 Pa Pa Pa Pa Pa 转化率 温度 97.5% 98.9% 99.2% 99.6% 99.7% 450 ℃ 85.6% 92.9% 94.9% 97.7% 98.3% 550 ℃ (1)在生产中常用过量的空气是为了________。 (2)高温对该反应有何影响？________，实际生产中采用 400～500 ℃的温度除了考虑速率因素外，还考虑到___。 (3)增大压强对上述反应有何影响？________，但工业上又 常采用常压进行反应，其原因是___________________。 (4)常用浓H2SO4而不用水吸收SO3是由于________ 尾气中SO2必须回收，主要是为了________。
(原料Ⅱ) (副产品)
2NaHCO3==Na2CO3+CO2+H2O
⑴优点：
①利用合成NH3生产中的NH3和CO2
②生产过程中回收NH4Cl ③使食盐的利用率从70%提高到96%
⑵缺点：
①增大了设备循环处理的量
②加重设备的腐蚀
从绿色化学角度：原子利用率可达到100%
检测练习：
1.在合成氨工艺中，下列哪些条件符合勒夏 特列原理（ BC ）（多选） A.使用400－500摄氏度的高温而不用室温 B.使用10－30Mpa的高压而不用常压 C.及时液化氨气，使之分离出 D.使用铁触媒做催化剂
【答案】
(1)使平衡正向移动，提高SO2的转化率 (2)高温使反应速率加快，缩短了达到平衡所需的时间， 但是对SO2的转化不利 催化剂在该温度下活性最强，催化效果最佳 (3)加快反应速率，且使平衡正向移动，有利于SO2转化 和SO3的生成 常压时SO2的转化率已经很高，无采 用高压的必要，况且，采用高压还受动力、设备等条 件的限制，提高了成本 (4)用水吸收SO3易形成酸雾，吸收效果差，而用浓 H2SO4吸收则不易形成酸雾，吸收效果好 防止空气污染