化学氨的催化氧化教案
氨，或称“氨气”，氮和氢的化合物，分子式为NH₃，是一种无色气体，有强烈的刺激气味。极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨，水溶液又称氨水.下面是小编为大家整理的化学氨的催化氧化教案5篇，希望大家能有所收获!
化学氨的催化氧化教案1
1.实验目的
(1)初步掌握根据反应原理设计物质制备实验方案的基本思路。
(2)掌握氨的催化氧化实验成功的关键和基本操作技能，提高改进和设计实验的能力。
(3)研讨氨催化氧化法制硝酸实验的教学方法。
2.实验步骤
(1)结合中学化学实验室现有条件，设计几种氨的催化氧化实验的简易演示实验方案，并画出实验装置图。
(2)制备所选用的催化剂。
(3)根据所选方案，进行氨的催化氧化实验。要求既能看到催化剂保持红热，又能看到红棕色二氧化氮气体的生成，且不出现白烟。(烟是固体小颗粒，烟是气体小液滴。NH4NO3是烟，浓氨水和浓盐酸形成雾。)
3. 提示与思考
(1)本实验中你将如何获得氨气和氧气?说明理由。 (2)如何制备催化剂?
(3)请你分析，氨水浓度太高或太低会对实验结果产生怎样的影响?实验过程中，氨气能否全部被氧化?如果有未被氧化的氨气，是否需要除去?应怎样除去?
(4)在实验过程中你是否观察到了异常现象?请你分析这些异常现象产生的原因。
(5)请总结本实验成功的关键和操作技术。 4. 实验教学设计
设计实验教学方案，讲授“氨的催化氧化”。
化学氨的催化氧化教案2
实验名称：氨的制取及检验
实验目的：掌握氨的制取及检验方法
实验用品：试管、药匙、镊子、蒸馏水、酒精灯、铁架台、带塞子的导管、红色石蕊试纸、镊子、NH4Cl固体、澄清石灰水、PH试纸、Ca(OH)2固体、棉花。 实验原理：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑
实验步骤与装置图：
1.连接仪器，检验装置的气密性;
2.用一团湿棉花塞在试管口倒置，将试管导管口伸入试管底部; 3.点燃酒精灯加热，并收集气体;
4.用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象;
5. 实验完毕，先拆去酒精灯，待装置冷却后拆去大试管。 实验现象：用湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝。 实验结论：
1.可以用加热铵盐和碱的混合物的方法来制取氨气，由于氨气易溶于水，密度比空气小，所以可以用向下排空气法来收集 2.可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气 。
化学氨的催化氧化教案3
氨的催化氧化生成NO: 4NH3+5O2==Pt,高温==4NO+6H2O 反应生成NO，NO在有足量的O2和水的条件下生成硝酸 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 氨的催化氧化是工业上生产硝酸的重要步骤!!
氨气的化学性质教学设计
氨气的催化氧化实验探究
氨气的教学过程教案
废水的处理与利用是现阶段煤化工产业发展面临的重大环保问题。为满足2015年原国家环境保护部在《现代煤化工建设项目环境准入条件(试行)》中提出的要求，2016年以来获得环保部环评批复的煤化工项目多数选择高浓盐水分质结晶技术路线，一般为生化-深度处理、中水回用、膜浓缩和分盐处理工艺，其中生化-深度处理是整个工艺的关键。某煤制气企业开展了碎煤加压气化酚氨废水处理中试工程，龙安泰环保通过对该废水进行小试及类似项目分析比选，中试工程选择了水解酸化+两级A/0+臭氧催化氧化+MBR组合工艺，作为中水回用前端的生化—深度处理工艺。
一、废水水质分析
碎煤加压气化废水是煤化工最难处理的一类废水，其特点是污染物浓度高，溶解或悬浮有粗煤气中的多种成分：无机类如氰化物、硫氰化物、硫化物、氨盐等，有机类如多环芳香族化合物(单元酚、多元酚等)和含氮、氧、硫的杂环化合物(萘、蒽、噻吩、吡啶)及焦油等。该煤制气企业采用碎煤加压气化工艺产生的酚氨废水酚类及油浓度高，有毒及抑制性物质多，B/C值较低，采用单一生化处理工艺难以达到后续中水回用装置的进水水质要求。该企业酚氨回收后废水的水质数据见表1。
表1 酚氨回收后的废水水质数据
二、废水处理工艺流程及控制参数
2.1工艺流程
从表1水质分析可知，废水具有高COD、高氨氮、高酚等特点，因此一级处理采用水解酸化+生化A/0工艺：采用水解酸化工艺，可降解大分子有机物，提高B/C值;在A/0池中采用混合液和污泥回流的前置反硝化工艺，可在降解有机物的同时，将氨氮转变为硝酸盐、亚硝酸盐，在反硝化过程中再转化为氮气。
经过生化处理后的废水，污染物主要为难以降解的大分子，增加了深度处理的难度，因此深度处理采用臭氧催化氧化+MBR工艺，采用臭氧催化氧化的方式，打破大分子链，转变为可降解的小分子;同时采用MBR工艺，拦截大分子有机物和活性污泥，增加有机物的降解时间，保障出水水质。酚氨回收后废水生化-深度处理段工艺流程示意图如下：
三、 运行调试
3.1水解酸化池调试
水解酸化池调试分为污泥接种驯化、定期排泥和补泥、提负荷、凋整运行参数、检査污泥挂膜等步骤。进水pH为78,温度为20°C35 °C,接种污泥来自该煤制气厂生化装置UAS B池剩余污泥，接种量为水解酸化池有效池容的10%,初始进水负荷为设计值的30%,定期排泥和补泥，逐步提高进水负荷，每次增加10%~20%,两周内达到满负荷运行。根据pH值、B/C值、碱度值和总酚值，判断水解酸化池的运行效果，适时调整污泥回流比及内回流比。污泥回流比依据沉淀区污泥浓度及水解酸化池内游离污泥浓度确定，内回流比根据水解酸化池出水总酚及进水总酚含量确定，保证回流后水解酸化池进口处总酚质量浓度小于100mg/L。定期检査池内填料挂膜情况、是否有堵塞等，出现问题及时清理。
3.2两级A/O生化池调试
两级A/0池调试包括好氧池和缺氧池调试，涉及活性污泥的培养与驯化，运行参数优化，如碳酸钠、磷酸盐、乙酸钠等加药量，曝气量，温度，pH,SV3o(30 min污泥沉降比)，MLSS,SRT (污泥停留时间),MLSS(混合液挥发性悬浮固体浓度)，污泥回流比，D0,碱度，污泥龄等指标。
为缩短活性污泥驯化周期，两级A/0池接种污泥取自该煤制气厂生化装置A/0池剩余污泥，控制接种污泥质量浓度在5 000 mg/L左右，采用连续进水、连续出水的模式培养污泥，初期A/0池进水量为设计水量30%,逐步提高进水量，每次增加10%20%,每隔2d3d增加1次，直至满负荷。控制缺氧池D0质量浓度在0. 2 mg/L-0. 5 mg/L,好氧池DO质量浓度在2 mg/L-3 mg/L;污水水温在 20 °C-30 °C ，污水 pH 6.5-8.5;二沉池出水碱度在70 mg/L左右，总磷质量浓度0. 5 mg/L左右;另外根据一级A/0的总氮处理效果投加乙酸钠，确保两级A/0的C/N值大于40。
3.3臭氧催化氧化塔调试
臭氧催化氧化塔调试的重点是臭氧投加量。初期根据理论投加量60 mg/L~80 mg/L调整臭氧发生器臭氧产量，检测接触塔迸岀水B/C值及COD变化，逐步优化臭氧投加量。
3.4 MBR装置调试
粉末活性炭投加量和生物膜培养是MBR装置调试的重点。MBR反应器接种该煤制气厂生化二沉池污泥，接种量为反应器有效容积的20%;生物膜培养分3个阶段，驯化阶段间歇运行14 d;调整运行阶段连续运行14 d,逐步将进水量从0. 53m/h提高到3m/h,控制D0质量浓度大于3 mg/L;稳定运行阶段10 d,处理效果达到设计要求。伴随生物膜培养，逐步优化粉末活性炭投加量，稳定运行阶段粉末活性炭投加量控制在 0. 3 kg/m-0. 4 kg/m。
四、运行效果
生化-深度处理单元各处理装置污染物去除效果见表2。从表2可以看出，生化~深度处理单元各关键处理装置发挥了各自应有的功能。水解酸化池CODcr去除率14.5%。两级A/0装置充分地去除了污水中以酚类为代表的有机污染物、氨氮以及总氮，其中一级A/0的CODcr、总酚、氨氮和总氮的平均去除率分别达到80. 9%、86. 5%、92. 1%和85. 9%,污染物去除效果显著。臭氧催化氧化塔和MBR反应器实现深度去除污水残留的难降解有机物。臭氧催化氧化塔有效降低污水色度。
MBR反应器进一步吸附、过滤、截留、去除污水残留污染物，其CODcr和总酚去除率分别达到71. 5%和87. 2%,出水指标平均值CODcr 57. 4 mg/L、氨氮质量浓度3. 9 mg/L、总氮质量浓度14. 2 mg/L、总酚质量浓度4. 2 mg/L,显著降低污水污染物浓度，出水效果好，达到中水回用段进水要求(CODcr<60 mg/L,氨氮质量浓度<5 mg/L，总氮质量浓度<15mg/L,总酚质量浓度< 10 mg/L),且耐冲击负荷能力强。
表2 生化-深度处理单元各处理装置污染物去除效果
该中试工程为新建污水处理项目，废水处理量为3. 5m/h,日废水处理量平均为84m,运行费用包括公用工程费、运行药剂费、人工管理费。公用工程消耗主要包括电、仪表空气、循环冷却水，其中电量平均消耗约680. 08 kWh,电费以0. 88元/(kWh)计，则需电费7. 12元/m;仪表空气平均日消耗432m，费用以0. 1元/m计，则需费用o. 51元/m;循环冷却水平均日消耗98. 4 t,费用以0. 45元/t计，则需费用0- 53元/m。需加乙酸钠、磷酸盐、PAC、PAM和活性填料费用约为3. 58元/m,人工费为0. 35元/m。不计设备折旧，运行费用合计约为12. 09元/m。
五、 结 论
对该煤制气企业碎煤加压气化酚氨回收后废水处理中试工程，龙安泰环保采用水解酸化+两级A/O+臭氧催化氧化+MBR工艺，废水经处理后C0Dcr降至57. 4 mg/L,去除率为97. 1%,氨氮质量浓度降至3.9 mg/L,去除率为96.5%,总氮质量浓度降至14. 2 mg/L,去除率为89. 1%,总酚质量浓度降至4. 2 mg/L,去除率为98. 7%,均达到设计出水水质指标，满足后续中水回用段进水水质要求。
化学氨的催化氧化教案4
一、教学目标
1.理解氨水的碱性以及氨与酸的反应;了解氨的水溶性;
2.通过对实验的观察和分析，提高观察能力、思维能力和应用化学实验学习新知识的能力。
3.增强对化学现象的探究欲望，增强学习化学的兴趣。
二、教学重难点
【重点】
氨的化学性质与物理性质。
【难点】
氨的化学性质。
三、教学过程
环节一：导入新课
【教师多媒体投影】①2007年10月诺贝尔化学奖授予了德国化学家格哈德·埃特尔，理由是他发现了哈伯-博施法合成氨的作用机理。
②1918年，德国化学家弗里茨·哈伯因为发明合成氨方法而获得诺贝尔化学奖。
③1931年，卡尔·博施因为改进合成氨方法获得诺贝尔化学奖。
【教师】为什么关于合成氨的反应多次受到诺贝尔奖的垂青呢?氨对于我们生产生活又有哪些重大的意义呢?这节课就让我们一起来学习氨，了解氨的性质。
环节二：新课讲授
1.物理性质
【教师多媒体出示新闻】2004年4月20日上午10时，杭州市一制冷车间发生氨气泄漏事件，整个厂区是白茫茫的一片，方圆数百米，空气中弥漫着一股浓烈的刺激性气味，进入厂区呼吸都感到困难。厂区内寒气逼人。同学们能从材料中获取到哪些氨气的物理性质?
【学生】刺激性气味，液氨易挥发，液氨汽化会吸收大量的热。
【教师】那么氨气除了这些物理性质以外，还有没有其他的性质呢?
【演示】喷泉实验。同学们仔细观察，实验结束后说一说你们都观察到了哪些现象?
【学生】烧杯里的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色。
【教师】为什么会形成喷泉?这又说明了什么?
【学生】较大量的氨气溶于少量的水中，使烧瓶内的气压明显小于瓶外气压，在大气压作用下，水迅速进入烧瓶，形成喷泉。说明氨气极易溶于水。
【教师】没错，氨气的溶解度是非常大的，1体积水大约可以溶解700体积的氨气。氨气溶于水后，与水也可以发生反应，生成一水合氨，溶液叫做氨水。但一水合氨又不稳定，受热容易分解为氨气和水。
2.化学性质
【教师】同学们继续思考，烧瓶内的液体变成红色又说明了什么呢?
【学生】说明氨气溶于水后形成的氨水呈弱碱性，可以使无色酚酞试剂变红。同时也说明氨气也是一种碱性气体。
【教师】氨气也是气体当中唯一的一种碱性气体，那同学们思考一下，根据氨气的性质有什么方法可以检验氨气呢?
【学生】可以用湿润的红色试纸，如果气体使湿润的红色试纸变蓝，那就说明气体是氨气。
【教师】既然氨气是碱性气体，那么它是不是可以与酸反应呢?
【教师】演示氨气与氯化氢的反应，并请同学们注意观察现象，并尝试写出反应方程式。
【教师】氨气可以与酸反应，生成含有铵根的盐，我们就把它叫做铵盐。那同学们继续思考为什么蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓盐酸的玻璃棒不接触就能放出白烟呢?
【学生】说明浓氨水和浓盐酸均具有强挥发性。
3.铵盐的性质
【教师】组织学生自行阅读教材铵盐的性质部分，并讨论应当怎样合理地储存和施用铵态氮肥?并解释原因。
【学生】①由于铵盐受热易分解，所以要密封保存在干燥阴凉的地方，②由于铵盐会和强碱在加热的情况下发生反应，生成氨气。因此施用时应避免与碱性肥料混合使用，以免降低肥效。
环节三：巩固提高
【学生】在含铵根离子的试剂中加入强碱(常用氢氧化钠)并加热，如有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体放出可确定有铵根离子。
环节四：小结作业
小结：氨的性质
作业：课后搜集自然界中氮的循环过程。
化学氨的催化氧化教案5
一、实验方程式、装置：
1、氨的催化氧化：
2、氨与氧气发生的其他反应：
(1)
(3)
3、重铬酸铵制备氧化铬催化剂：
4、一氧化氮反应生成硝酸：
5、圆底烧瓶中产生白烟：
6、氨的催化氧化实验装置： 7、氨的喷泉实验装置：
(2)
二、实验注意事项：
1、在氨的催化氧化实验中，首先应该在石棉网上加热铬酸铵固体，使得橘红色的重铬酸铵固体受热分解成为墨绿色的氧化铬，作为本实验的催化剂。在这个步骤中，用酒精灯加热，重铬酸铵受热分解火星四射，固体飞溅，可以用于实验室模拟“火山喷发”情景。
2、氨的催化氧化实验和喷泉实验均是涉及到气体反应的实验，在实验开始之前，务必要检验装置气密性，防止由于装置漏气而影响化学反应的发生或实验现象的观察。
3、在氨的催化氧化实验中，盛装氧化铬是要用玻璃纤维作为支持物来固定氧化铬的位置，氧化铬不能平摊在管中，而是应该堆满管的直径，且长度约为1cm
因为这样可以增大氧化铬催化剂与氨气、氧气的接触面积，让其反应更加充分，防止氨气和氧气还未反应即从管的上端直接逸出，使得反应不充分，影响氨的催化氧化实验现象的观察。
4、在氨的催化氧化实验中，一共有三个检验实验成功的标志，即：氧化铬催化剂处出现火星，圆底烧瓶中出现红棕色气体以及烧杯中石蕊试液变红色。故而，为了能够充分观察到氧化铬催化剂处出现明亮的火星，在装入氧化铬是不能将其夯得太实，应该让其稍微疏松一些，以便于观察实验现象。
5、在氨的催化氧化实验中，一定要等到氧化铬催化剂处出现了火星才开始鼓入氧气，因为只有氧化铬催化剂被加热到一定的程度后，氨的催化氧化反应才开始进行，此时才鼓入空气，可以防止由于太早鼓入空气，使得浓氨水太早挥发，氨气进入反应管而带来的不必要的浪费。
6、在氨的催化氧化实验中，使用双连球鼓入空气时，应该控制进气速度，以盛放石蕊试液的烧杯中有一个一个的气泡冒出为宜，若鼓入空气的速度太快，则会造成反应不完全，浪费实验试剂;若鼓入空气的速度太慢，又会使反应速率太慢，迟迟不能观察到反应现象。虽然对实验造成的影响不大，但也不可过快或过慢。
7、在氨的催化氧化实验中，氨水的浓度将会对反应速率造成很大的影响，所以在配置氨水时，应该注意浓氨水与蒸馏水的比例，经试验探索发现，当浓氨水与蒸馏水的体积比为1:1.5时，反应速率最快。
8、在氨的喷泉实验中，烧杯中最好能够盛放加热好的热水，因为相较于冷水来说，热水中氨气的溶解度更大，同时，热水可以加速浓氨水的分解，生成更多的氨气，使得实验现象更加明显。
9、在氨的喷泉实验中，常常观察不到喷泉现象，而是只观察到圆底烧瓶中的酚酞溶液的页面不断上升，这是因为烧杯中水的页面太低，使得酚酞溶液上升到球形瓶中所受的压力不够大，没有能够使水快速上升，从而导致难以观察到如喷泉一样的现象。所以，为了避免这样现象的发生，我们应该使烧杯中水的液面高度尽可能的高一些，让酚酞溶液能够受到更大的压力，从而使得液体迅速上升到圆底烧瓶中，以便于观察喷泉的实验现象。
三、实验思考：
1、在氨的催化氧化实验中，为什么催化剂要使用氧化铬?可以用其他催化剂代替它吗?它们又各有什么优缺点?
答：根据文献资料表明，可常用作氨催化氧化的催化剂有如下几种：Pt、Cu、Cr2O3、CoO、Fe2O3、MoO3、MnO2等，其中Pt的催化效果最佳，但价格昂贵，通常在中学实验教学中不采用;其次是Cr2O3，一般来说，这是中学进行该实验的常用催化剂，Cr2O3具有以下性质：绿色粉末，熔点为2708K，刚玉结构，P型半导体，含正离子缺位。资料表明，对于氧化物催化氨氧化，不是催化的导电性质，而是它的非计量的过量氧与活性间存在简单的线性关系，但实验中用Cr2O3做催化剂容易发生爆炸，安全性不高，且Cr2O3的实验废渣对环境污染程度大。资料认为CuO可以代替Cr2O3做氨催化氧化的催化剂，MnO2对该实验也有一定的催化作用。因为具有以下结构和性质：黑褐色粉末，熔点为1273K，P型半导体，含正离子缺位，体相还有过量的氧负离子存在，同时在高温下容易发生反应被氨还原成铜：3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2，此反应产生的铜可以避免实验发生爆炸，MnO2同样为P型半导体，含正离子缺位，体相还有过量的氧负离子存在，与CuO混合可以提高反应速率。所以用CuO和MnO2取代Cr2O3作催化剂是可行的，它们具有以下优势：CuO和MnO2的矿藏丰富，价格相对低廉;CuO和MnO2对环境的污染比Cr2O3小;在高温下反应生成的Cu可以预防爆炸事故的发生。
2、在氨的催化氧化实验中，氨水的浓度为多少时最有利于实验的顺利进行? 答：在实验中，调节氨水的浓度分别为体积比氨水：水=1:1或1:1.5或1:2，以氧化铬作为反应的催化剂，记录实验现象为：
由上表格的实验现象可以得知，氨水的浓度在氨的催化氧化实验中，起着至关重要的作用，当氨水与蒸馏水的体积比为1:1.5时，产生红棕色气体，即二氧化氮，紫色石蕊试液变红，即产生足够量的硝酸，此时的反应效果最好，实验现象最明显，所以最佳浓度为体积比：浓氨水：蒸馏水=1:1.5。
3、在氨的催化氧化实验中，有哪些地方具有明显的缺陷?应该如何改进? 答：在原本的氨的催化氧化实验装置中，可以看到红棕色的二氧化氮气体在圆底烧瓶中慢慢生成了，但是同时圆底烧瓶内却凝结了大量的水蒸气，使红棕色看起来模模糊糊的，这主要是因为氨气在氧化后生成了大量的水，水蒸气的存在不仅不利于二氧化氮的观察，而且会将其吸收形成硝酸酸雾，因此可将原有装置做改进，在燃烧管和圆底烧瓶中间增加一个装有无水氯化钙的干燥管，在这里氯化钙不但具有干燥的作用，还能吸收过量的氨气，可以更加直接清晰地观察到红棕色的二氧化氮气体。此外，可以用注射器收集70ml的O2后,再收集40ml的NH3,加热(NH4)2Cr2O7得Cr2O3,并放入玻璃管中部，玻璃管中部放适量Cr2O3,并加热该部位,尾气管先通入NaOH溶液,再缓缓推动注器,Cr2O3红热便可移开热源，继续推注射器至反应完全，并关闭通入NaOH溶液的导管,打开通入水的导管,拉注射器活塞,吸入少量水,振荡,再加入紫色石蕊试剂试管中明显地出现红棕色的气体,量多,颜色深，Cr2O3保持红热明显,无白烟产生,因为NH3全部被氧化，加水后,红棕色消失明显。
4、在氨的催化氧化实验中，双连球鼓气的速度对实验现象及结果有何影响? 答：在氨的催化氧化实验中，在进行探究性实验之前，认为鼓气速度对实验有较大的影响，若鼓气速度过快则空气会从浓氨水中带出过多的氨气，而过量的氨气会和生成的NO2或NO反应形成含有硝酸铵或亚硝酸铵的白烟，而事实上大多数实验失败时确实出现了类似情况;若鼓气速度过慢则带出的氨气偏少，未达到反应所需的浓度，不但无法使催化剂保持红热状态，也不利于NO的生成。查阅文献，文献中通过多次实验，设计了如图实验装置对鼓气速度进行了初步研究，实验数据见表。
取质量分数约为21%的浓氨水分别进行以上实验，其中鼓气速度通过每分钟按多少下打气球进行比较，用500mL的量筒来测量排出的水的体积。四次实验均在相同的条件下进行，鼓气速度是唯一的变量。从实验数据不难看出，尽管鼓气的速度不同而且相差较大，但单位体积的空气能够带出的氨气的量却是基本不变的，显然在一定的温度和压强下，一定浓度的氨水的挥发性是恒定的。这个实验最终证明了氨水的挥发性即氨水的饱和蒸汽压只跟温度、浓度和压强有关，尽管只是初步实验，但是“氨气催化氧化”实验的成败显然与鼓气的速度没有直接的关系，当然极端的快速或慢速鼓气对实验也会造成不利的影响。
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