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工業合成氨為什麼是正向自發進行

發布時間:2022-11-02 16:47:39

Ⅰ 合成氨是吸熱還是放熱,常溫下能自發進行么

哈柏法---是透過氮氣及氫氣產生氨氣(NH3)的過程。
氮氣及氫氣在200個大氣氣壓及攝氏400度,通過一個鐵化合物的催化劑(Fe3+),會發生化學作用,產生氨氣。在這個情況下,產量一般是10-20%。
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) (該反應是可逆反應)
ΔHo, 反應熱為-92.4 kJ/mol。
選擇高溫的條件是為了提高反應速率,但因為此反應是放熱反應,在此條件下平衡後的產率反而較低溫時為低。
(一)原料的制備
(1)合成氨的原料氮氣來自於空氣(以液態空氣的分餾取得),氫氣來自於水和燃料。原料氣包含雜質,因此在參與反應前需要去除雜質,即原料氣的凈化。
(2)氫的制備
天然氣(取其甲烷成分),液化石油氣(取其丙烷及丁烷成分)及石油(取其石腦油等碳氫化合物)可以用來製造合成氨的原料氫氣。

第一步先把原料中的硫化物清除,是為硫化物會毒害哈伯-博施法所使用的催化劑。催化加氫可以把有機硫化物變成硫化氫:
H2 + RSH → RH + H2S(g)
產生的硫化氫會被氧化鋅吸收,變成水和硫化鋅:
H2S + ZnO → ZnS + H2O
在鎳的催化下與水反應,經脫硫的碳氫化合物(如甲烷)轉變成氫氣和一氧化碳的混合物:
CH4 + H2O → CO + 3 H2
一氧化碳與水反應,轉化成二氧化碳及製造更多的氫氣:
CO + H2O → CO2 + H2 (可逆反應)
接下來二氧化碳可經2-氨基乙醇溶液吸收或使用變壓吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA,在此使用具有專利的固態吸附媒介)清除。
制備氫的最後步驟是以使用催化劑的甲烷化(methanation)移除在氫氣中殘留的少量一氧化碳及二氧化碳:
CO + 3 H2 → CH4 + H2O
CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O
水蒸氣重組, 一氧化碳變換,清除二氧化碳及甲烷化的步驟在25 至 35 Pa的壓強進行。

Ⅱ 工業合成氨

假設氮氣原來的體積為6a,那麼氫氣為18a,氨氣為1a,假設氮氣反應了x體積根據
N2+3H2=2NH3
x...3x..2x
氫氣反應了3x,氨氣生成了2x,那麼
6a-x:18a-3x:1a+2x=9:27:8
取其中兩來做就可以:6a-x/1a+2x=9/8,得x/a=3/2。
氨氣的轉化率為x/6a=25%。

Ⅲ 合成氨反應的熱化學方程式能不能在常溫下自發進行

作為一個可逆反應,我可以肯定的告訴你,在常溫下這個反應正反都可以進行.但是在常溫下,哪怕是高溫下,正反應速率也是非常慢,慢到根本沒什麼產量.作為合成氨作為工業生產的重要一節,最重要的就是高產量,因此高溫高壓催化劑已經成為傳統,在實驗中如果你想要看到反應的現象,沒有一定的反應條件,我相信反應的效果你是看不出來的.

Ⅳ 合成氨反應的熱化學方程式能不能在常溫下自發進行

作為一個
可逆反應
,我可以肯定的告訴你,在常溫下這個反應正反都可以進行。但是在常溫下,哪怕是高溫下,正
反應速率
也是非常慢,慢到根本沒什麼產量。作為
合成氨
作為工業生產的重要一節,最重要的就是高產量,因此高溫高壓催化劑已經成為傳統,在實驗中
如果你想要
看到反應的現象,沒有一定的反應條件,我相信反應的效果你是看不出來的。

Ⅳ 合成氨氣的反應是自發反應嗎,如果自發,那麼它的逆反應是自發的嗎,正逆反應均在相同條件下發生,怎麼理

氮氣和氫氣合成氨是可逆反應,條件為高溫高壓催化劑。工業合成氨,條件是500℃。壓強20MPa~50MPa,催化劑為鐵觸媒

Ⅵ 合成氨能否自發進行

能。反應能自發進行的前提條件是反應的焓變小於零,熵變小於零。在合成氨方程式中,焓變小於零,熵變小於零,可以自發進行,不需要進行其他步驟。

Ⅶ 「由於合成氨反應△H<0,△S>0,所以該反應能自發進行」為什麼是錯的

誰說錯了。這種說法是正確的,絕對自發。
不過能自發的反應並不就是一定能發生,這是兩個不同的概念。
如水從高處流向低處是個自發過程,但裝在容器中放在上面它自己也下不來啊,所以自發的反應要發生也是有條件的。
明白了嗎

Ⅷ 化學: 工業合成氨是不是自發反應

對於焓變小於0,混亂度大於0 的均為自發反應。該反應是自發反應,只是反應進度很小,高溫高壓催化劑條件是為了促進反應的進行

Ⅸ 工業合成氨能否自發進行

題主是否想問的是「工業合成氨是不是自發進行的」?是。合成氨工業,基本無機化工之一。氨是化肥工業和基本有機化工的主要原料。該合成氨是自發進行的,其是通過焓變小於0,混亂度大於0的均為自發反應,該反應是放熱反應,且混亂度小於0,則在低溫下自發進行。因此只要溫度小於0即可自發。

Ⅹ 工業合成氨使用高溫不能用平衡移動原理解釋為什麼

合成氨是化合反應,是放熱反應,理論應該選擇低溫,使平衡向正向移動,提高氨的產率,提高氫氣、氮氣的轉化率
但工業上不止要考慮產率,還要考慮反應的速率問題,就是單位時間產量的問題
假如一噸氨氣別人,一分鍾合成,你低溫一天合成,到底誰好呢?
溫度對速率的影響是成倍的改變的,選擇高溫就是在速率和產率方面選擇前者
關於高溫使平衡向逆向移動,工業上是選擇,分離產物氨氣降低它的濃度來解決的

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