㈠ 工業合成氨的化學方程式是什麼
工業合成氨的化學方程式:N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)(可逆反應)。
工業制氨絕大部分是在高壓、高溫和催化劑存在下由氮氣和氫氣合成製得。氮氣主要來源於空氣;氫氣主要來源於含氫和一氧化碳的合成氣(純氫也來源於水的電解)。
由氮氣和氫氣組成的混合氣即為合成氨原料氣。從燃料化工來的原料氣含有硫化合物和碳的氧化物,它們對於合成氨的催化劑是有毒物質,在氨合成前要經過凈化處理。
高溫高壓
N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)(可逆反應)。 △rHθ=-92.4kJ/mol。
(1)工業上合成氨是什麼擴展閱讀:
其他製取氨氣的方法:
1、天然氣制氨:天然氣先經脫硫,然後通過二次轉化,再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序,得到的氮氫混合氣,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1%~0.3%(體積),經甲烷化作用除去後,製得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經壓縮機壓縮而進入氨合成迴路,製得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
2、重質油制氨:重質油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法製得合成氨原料氣,生產過程比天然氣蒸汽轉化法簡單,但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置製得的氧用於重質油氣化,氮用於氨合成原料。
在常溫,常壓下,一體積的水中能溶解700體積的氨。在乾燥的圓底燒瓶里充滿氨氣,用帶有玻璃管和滴管(滴管里預先吸入水)的塞子塞緊瓶口。立即倒置燒瓶,使玻璃管插入盛水的燒杯里(水裡事先加入少量的酚酞試液),把實驗裝置裝好後。打開橡皮管的夾子,擠壓滴管的膠頭,使少量的水進入燒瓶。觀察現象。
實驗的基本原理是使燒瓶內外在短時間內產生較大的壓強差,利用大氣壓將燒瓶下面燒杯中的液體壓入燒瓶內,在尖嘴導管口形成噴泉。
㈡ 工業制氨氣的化學方程式是什麼
工業制氨的化學方程式:N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)(可逆反應)。
制氨絕大部分是在高壓、高溫和催化劑存在下由氮氣和氫氣合成製得。氮氣主要來源於空氣;氫氣主要來源於含氫和一氧化碳的合成氣(純氫也來源於水的電解)。由氮氣和氫氣組成的混合氣即為合成氨原料氣。
氨氣
氨氣(Ammonia),是一種無機化合物,化學式為NH3,分子量為17.031,無色、有強烈的刺激氣味。密度 0.7710g/L。相對密度0.5971(空氣=1.00)。易被液化成無色的液體。在常溫下加壓即可使其液化(臨界溫度132.4℃,臨界壓力11.2兆帕,即112.2大氣壓)。
沸點-33.5℃。也易被固化成雪狀固體。熔點-77.75℃。溶於水、乙醇和乙醚。在高溫時會分解成氮氣和氫氣,有還原作用。有催化劑存在時可被氧化成一氧化氮。用於制液氮、氨水、硝酸、銨鹽和胺類等。可由氮和氫直接合成而製得,能灼傷皮膚、眼睛、呼吸器官的粘膜。
以上內容參考:網路——氨氣
㈢ 合成氨工業的概況
①生產能力和產量。合成氨是化學工業中產量很大的化工產品。1982年,世界合成氨的生產能力為125Mt氨,但因原料供應、市場需求的變化,合成氨的產量遠比生產能力要低。合成氨產量以俄羅斯、中國、美國、印度等十國最高,佔世界總產量的一半以上(表1[ 世界合成氨主要生產國產量(kt)])。
②消費和用途。合成氨主要消費部門為化肥工業,用於其他領域的(主要是高分子化工、火炸葯工業等)非化肥用氨,統稱為工業用氨。
③原料。合成氨主要原料有天然氣、石腦油、重質油和煤等。1981年,世界以天然氣制氨的比例約佔71%,蘇聯為92.2%、美國為96%、荷蘭為100%;中國仍以煤、焦炭為主要原料制氨,天然氣制氨僅佔20%。70年代原油漲價後,一些採用石腦油為原料的合成氨老廠改用天然氣,新建廠絕大部分採用天然氣作原料。
④生產方法。生產合成氨的方法主要區別在原料氣的製造,其中最廣泛採用的為蒸汽轉化法和部分氧化法(見合成氨原料氣)。
㈣ 工業合成氨什麼過量
工業合成氨式2N2+3H2=4NH3,是一個可逆反應。其中,工業上是氮氣過量,因為空氣中氮氣比較多,廉價環保,氫氣比較難得。
㈤ 工業合成氨
工業合成氧安紅哲和城陽,俺就是一種化學的成分,它就是一種化學的合成氨。
㈥ 工業上制硫酸、合成氨原理
制硫酸:先將硫黃或黃鐵礦在空氣中燃燒或焙燒,以得到二氧化硫氣體。 將二氧化硫氧化為三氧化硫是生產硫酸的關鍵,其反應為:2SO2+O2→2SO3 這個反應在室溫和沒有催化劑存在時,實際上不能進行。 根據二氧化硫轉化成三氧化硫途徑的不同,製造硫酸的方法可分為接觸法和硝化法。 接觸法是用負載在硅藻土上的含氧化鉀或硫酸鉀(助催劑)的五氧化二釩V2O5作催化劑,將二氧化硫轉化成三氧化硫。 硝化法是用氮的氧化物作遞氧劑,把二氧化硫氧化成三氧化硫:SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO 根據所採用設備的不同,硝化法又分為鉛室法和塔式法,現在鉛室法已被淘汰;塔式法生產的硫酸濃度只有76%;而接觸法可以生產濃度98%以上的硫酸;採用最多。 主要方程式: 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO4 合成氨:【原理】氮跟氫化合成氨是一個放熱的可逆反應。N2+3H22NH3+93.7kJ增加壓力將使反應移向生成氨的方向,提高溫度會將反應移向相反的方向,但溫度過低又使反應速度過小。工業生產中常用的壓強為200—6001×105pa,溫度為450—600℃,用金屬鐵作催化劑,轉化率可提高到約8%。在實驗室里一般是在較低的溫度和壓強下進行的,只能了解氮氣和氫氣在催化劑作用下能生成氨氣。【用品】還原鐵粉(加有少量氧化鋁和氧化鉀)、亞硝酸鈉、氯化氨、鋅粒、稀硫酸、酚酞試劑。貯氣瓶、硫酸洗瓶、三通管、橡皮管、導管、玻璃管、三芯燈、廣口瓶、雙孔塞、鐵研缽、葯匙。【操作】1.制備催化劑:在實驗室里用還原鐵粉或鐵鈰合金粉末作催化劑,並加少量助催化劑,(2%Al2O3和0.8%K2O),防止降低活性。(l)將石棉絨(作載體用)4g和加有Al2O3和K2O的還原鐵粉3g混合均勻後,填充在一支長約20cm、內徑約1.5的玻璃管里,作成一段長約7cm的催化柱。兩端用鐵絲網夾緊。防止鬆散。(2)鐵鈰合金催化劑,可以把打火石約20顆放在鐵研缽里研成細小粒狀後,載在石棉絨上使用。2.製取氮氣和氫氣:氮氣可用加熱分解亞硝酸鈉和氯化銨飽和溶液的方法製取,氫氣可用鋅和稀硫酸製取。3.組合裝置:把盛有氮氣和氫氣的貯氣瓶分別接在兩個硫酸洗氣瓶上,再用三通管和催化管相連接,最後接一個自製洗氣瓶為檢驗,實驗前先向其中滴加酚酞。4.先要檢驗氫氣的純度,然後將氮氣和氫氣同時通入裝置驅除空氣,用小試管在尾氣出口處收集後用爆鳴法檢驗。調節氮氣和氫氣的流速,使它們通入的體積比為1:3,同時用三芯燈光將整個催化管均勻加熱後,再集中火力在催化劑的下面強熱,5—6min後可以看到無色的酚酞試液變成紅色。【備注】1.催化劑的質量是成敗關鍵,應保護催化劑防止中毒。溫度適當,混合氣比例合適,就能於檢驗瓶中看到酚酞變紅,如果效果好,還可從尾氣出口處用沾有濃鹽酸玻璃棒去試,可見到少量白煙。2.還原鐵粉用匙,小心從下面取用,最好用新開瓶的,A12O3和K2O要求用二級或三級品。一般需加熱到500℃左右,以達到催化劑的活性溫度。
㈦ 工業上利用合成氨實現人工固氮的化學方程式
工業上利用合成氨實現人工固氮的化學方程式:N₂十3H₂=2NH₃(高溫高壓催化劑,400-500°)
利用高溫提供高能量,斷N-N的3鍵H-H單鍵,便可從新合成,新建。但是個可逆反應,理由就是N-H鍵也會被高能量斷開又變回N-N的3鍵和H-H單鍵。要控制好反應進度,得到最高效益。
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人工固氮的價值:
本世紀初以來全球農作物單位面積產量不斷增長,在一定程度上依賴於氮素化肥的施用量不斷增加。農作物依賴於施用氮素化肥所獲得的增產實際上是以消耗能源和污染環境為代價所取得的。在大氣中氮氣含量接近80%,但這種氮氣並不能直接為高等植物吸收利用。
人類自從發現豆科植物與根瘤菌共生結瘤固氮現象以來對生物固氮研究已有112年之久,人工固氮的前景是無窮的。這會大幅提高發展中國家的糧食產量。這會是人類的福音。
但是人工固氮帶來的生態問題也日益凸顯。笑氣的增加導致的溫室效益也不容小視。它對長波的吸收能力是二氧化碳的200倍。推行有機農業減少氮肥消耗,更符合我們走可持續發展的路線。
㈧ 實驗室用高壓發生器模擬工業上合成氨的三個化學反應方程式
(1)工業合成氨是氫氣和氮氣在高溫高壓催化劑作用下反應生成氨氣,反應是可逆反應,反應的化學方程式為:n2+3h2
催化劑
高溫高壓
2nh3,
故答案為:n2+3h2
催化劑
高溫高壓
2nh3;
(2)①實驗室用氫氧化鈣和氯化銨在加熱條件下反應制備氨氣,反應的化學方程式為ca(oh)2+2nh4cl
△
.
cacl2
+2h2o+2nh3↑,
故答案為:ca(oh)2+2nh4cl
△
.
cacl2
+2h2o+2nh3↑;
②氨氣極易溶於水,密度比空氣小,所以收集氨氣可選用向下排空氣法,根據進氣方向應該用c裝置,
故答案為:c;
③氨氣極易溶於水,倒置漏斗有緩沖作用,氣體能充分被吸收且防止倒吸,
故答案為:防止燒杯中的水倒吸;
(3)工業上用nh3和氧氣在催化劑的作用下發生反應製取一氧化氮,該反應的化學方程式為:4nh3+5o2
催化劑
.
△
4no+6h2o,
故答案為:4nh3+5o2
催化劑
.
△
4no+6h2o;
㈨ 工業合成氨
合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑存在下直接合成的氨。別名:氨氣。分子式NH3英文名:synthetic ammonia。世界上的氨除少量從焦爐氣中回收副產外,絕大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷凍劑和化工原料
生產方法 生產合成氨的主要原料有天然氣、石腦油、重質油和煤(或焦炭)等。
①天然氣制氨。天然氣先經脫硫,然後通過二次轉化,再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序,得到的氮氫混合氣,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1%~0.3%(體積),經甲烷化作用除去後,製得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經壓縮機壓縮而進入氨合成迴路,製得產品氨。以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似。
②重質油制氨。重質油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法製得合成氨原料氣,生產過程比天然氣蒸氣轉化法簡單,但需要有空氣分離裝置。空氣分離裝置製得的氧用於重質油氣化,氮作為氨合成原料外,液態氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑。
③煤(焦炭)制氨。隨著石油化工和天然氣化工的發展,以煤(焦炭)為原料製取氨的方式在世界上已很少採用。
用途 氨主要用於製造氮肥和復合肥料,氨作為工業原料和氨化飼料,用量約佔世界產量的12%。硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺葯、聚氨酯、聚醯胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料。液氨常用作製冷劑。
貯運 商品氨中有一部分是以液態由製造廠運往外地。此外,為保證製造廠內合成氨和氨加工車間之間的供需平衡,防止因短期事故而停產,需設置液氨庫。液氨庫根據容量大小不同,有不冷凍、半冷凍和全冷凍三種類型。液氨的運輸方式有海運、駁船運、管道運、槽車運、卡車運。 1.合成氨的工藝流程
(1)原料氣制備 將煤和天然氣等原料製成含氫和氮的粗原料氣。對於固體原料煤和焦炭,通常採用氣化的方法製取合成氣;渣油可採用非催化部分氧化的方法獲得合成氣;對氣態烴類和石腦油,工業中利用二段蒸汽轉化法製取合成氣。
(2)凈化 對粗原料氣進行凈化處理,除去氫氣和氮氣以外的雜質,主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精製過程。
① 一氧化碳變換過程
在合成氨生產中,各種方法製取的原料氣都含有CO,其體積分數一般為12%~40%。合成氨需要的兩種組分是H2和N2,因此需要除去合成氣中的CO。變換反應如下:
CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ
由於CO變換過程是強放熱過程,必須分段進行以利於回收反應熱,並控制變換段出口殘余CO含量。第一步是高溫變換,使大部分CO轉變為CO2和H2;第二步是低溫變換,將CO含量降至0.3%左右。因此,CO變換反應既是原料氣製造的繼續,又是凈化的過程,為後續脫碳過程創造條件。
② 脫硫脫碳過程
各種原料製取的粗原料氣,都含有一些硫和碳的氧化物,為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒,必須在氨合成工序前加以脫除,以天然氣為原料的蒸汽轉化法,第一道工序是脫硫,用以保護轉化催化劑,以重油和煤為原料的部分氧化法,根據一氧化碳變換是否採用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多,通常是採用物理或化學吸收的方法,常用的有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料氣經CO變換以後,變換氣中除H2外,還有CO2、CO和CH4等組分,其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化劑的毒物,又是製造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。
一般採用溶液吸收法脫除CO2。根據吸收劑性能的不同,可分為兩大類。一類是物理吸收法,如低溫甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法,如熱鉀鹼法,低熱耗本菲爾法,活化MDEA法,MEA法等。 4
③ 氣體精製過程
經CO變換和CO2脫除後的原料氣中尚含有少量殘余的CO和CO2。為了防止對氨合成催化劑的毒害,規定CO和CO2總含量不得大於10cm3/m3(體積分數)。因此,原料氣在進入合成工序前,必須進行原料氣的最終凈化,即精製過程。
目前在工業生產中,最終凈化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法,是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量CO,而且也能脫除甲烷和大部分氬,這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣,深冷凈化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量CO、CO2與H2反應生成CH4和H2O的一種凈化工藝,要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數)一般應小於0.7%。甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(CO+CO2)含量脫除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分H2,並且增加了惰性氣體CH4的含量。甲烷化反應如下:
CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ
CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ
(3)氨合成 將純凈的氫、氮混合氣壓縮到高壓,在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產品的工序,是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行,由於反應後氣體中氨含量不高,一般只有10%~20%,故採用未反應氫氮氣循環的流程。氨合成反應式如下:
N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol http://..com/question/79686092.html?fr=qrl&cid=985&index=3
㈩ 關於工業合成氨
弗里茨·哈伯(Fritz Haber,1868年12月9日-1934年1月29日),德國化學家,出生在德國西里西亞布雷斯勞(現為波蘭的弗羅茨瓦夫)的一個猶太人家庭。從小就對化學工業有極濃厚的興趣。
高中畢業後,哈伯先後到柏林、海德堡、蘇黎世上大學。上學期間,他還在幾個工廠中實習,得到了許多實踐的經驗。他喜愛德國農業化學之父李比希的偉大職業——化學工業。
讀大學期間,哈伯在柏林大學霍夫曼教授的指導下,寫了一篇關於有機化學的論文,並因此獲得博士學位。1904年,哈伯在兩位企業家答應給予大力支持開始研究合成氨的工業化生產,並於1909年獲得成功,成為第一個從空氣中製造出氨的科學家。使人類從此擺脫了依靠天然氮肥的被動局面,加速了世界農業的發展。哈伯也從此成了世界聞名的大科學家。為表彰哈伯的這一貢獻,瑞典皇家科學院把1918年的諾貝爾化學獎頒給了哈伯。由於在第一次世界大戰中,哈伯擔任化學兵工廠廠長時負責研製、生產氯氣、芥子氣等毒氣,並使用於戰爭之中,造成近百萬人傷亡。雖然按照他自己的說法,這是「為了盡早結束戰爭」,但哈伯這一行徑,仍然遭到了美、英、法、中等國科學家們的譴責,哈伯的妻子伊美娃也以自殺的方式以示抗議。
一戰結束後,哈伯又做了從海水中提取黃金的試驗,但最後宣告失敗。1934年初被派遣去巴勒斯坦德理化學研究所任職。1934年1月29日哈伯因突發心臟病逝世於瑞士的巴塞爾。