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工業上合成氨的原理是什麼

發布時間:2023-01-11 11:41:11

① 合成氨生產的基本原理是什麼對工業生產的認識及建議考試急用啊

【原理】
氮跟氫化合成氨是一個放熱的可逆反應。
N2+3H2 2NH3+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。
生生產方法產方①天然氣制氨法②重質油制氨 ③煤(焦炭)制氨
③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。 (
焦炭)制氨

② (1)工業合成氨技術的反應原理是:N 2 (g)+3H 2 (g) 催化劑 高溫高壓 2NH 3

(1)①第一次達到平衡常數時,氨氣的濃度為:2.00mol/L,氫氣濃度為:3.00mol/L,氮氣的濃度為:1.00mol/L,
第一次平衡時平衡常數K=
2.0 0 2
1.00×3.0 0 3
≈0.15,
故答案為:0.15;
②5~10min氨氣的濃度變化大於0.5mol/L,20~25min氨氣濃度變化為0,45~50min氨氣的濃度變化小於0.50.5mol/L,時間變化為5min,由v=
△c
△t
可知,反應速率關系為:v 1 >v 3 >v 2
故答案為:v 1 >v 3 >v 2
③45min時,氨氣的濃度增大,氮氣、氫氣的濃度減小,化學平衡平衡向著正向移動,該反應是放熱反應,說明降低了溫度,
故答案為:降低溫度;
(2)①A室氣體體積是B室體積的
4
5
,A、B的壓強相同,B的物質的量為5mol且不變,所以A反應後的物質的量為4mol,反應後氣體減小了1mol,
2H 2 +O 2
點燃
.
2H 2 O△n
2 1 2 1
2mol1mol 1mol
反應消耗的氫氣的物質的量為2mol、氧氣的物質的量為1mol,所以氫氣和氧氣的物質的量有兩種情況,

③ 合成氨的反應原理是什麼

工業上:
合成氨工藝,其工藝流程為:無煙煤或焦碳破碎篩分→煤氣化 →煤氣預處理→煤氣變換→脫除殘硫或脫除CO↓〔2〕→甲烷化→合成氣壓縮→氨合成,其特徵在於脫除殘硫或脫除CO ↓〔2〕採用低溫甲醇洗技術,煤氣預處理後,大部分進入氨合成工藝,小部分作為燃氣透平的燃料,帶動煤氣壓縮機,外來脫鹽水經煤氣變換工序末端冷卻器預熱後進入脫氧槽脫氧,脫氧水大部分泵往煤氣化工序和氨合成工序的鍋爐給水預熱器和廢熱鍋爐,產生壓力為2.5MPa-6.5MPa的飽和蒸汽,經過熱,導入蒸汽透平,膨脹作功,背壓蒸汽小部分導入脫氧槽,大部分經燃氣透平的排煙道加熱後導往煤氣化工序,余熱回收工序和煤氣變換工序的裝置間設有循環熱水管道.
無煙煤或焦碳破碎篩分→煤氣化(C+H2O=CO+H2) →煤氣預處理→煤氣變換(CO+H2O=CO2+H2)→脫除殘硫或脫除CO↓〔2〕→甲烷化→合成氣壓縮→氨合成(N2+3H2=2NH3),
化學上:很簡單遵循化學式成立可能性原理和反應平衡原理

④ 工業上合成氨的反應原理如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q(Q>0).在一密閉容器中進行合成氨反應,一

(1)a.加入氫氣,平衡正向移動,但H2利用率降低,故不選;
b.升溫,平衡逆向移動,故不選;
c.加壓,平衡正向移動,但H2利用率升高,故選;
d.加催化劑,平衡不移動,利用率不變,故不選;故選c;
(2)由表可知,5min內,氨氣的濃度變化為0.08mol/L,故v(NH3)=

0.08mol/L
5min
=0.016mol/(L?min),速率之比等於化學計量數之比,故v(H2)=
3
2
v(NH3)=
3
2
×0.016mol/(L?min)=0.024mol/(L?min),故答案為:0.024mol/(L?min);
(3)升高溫度,正逆反應速率都加快,平衡逆向移動,氨氣的體積分數增大,故答案為:增大、增大、減小;
(4)A.容器內的氣體密度保持不變,一直不變,故不選;
B.容器內的氣體壓強保持不變,說明正逆速度相等,故選;
C.容器內N2、H2、NH3物質的量濃度之比為1:3:2,但不是不變,故不選;
D.單位時間內消耗a mol N2,等效於消耗3a mol H2同時生成3a mol H2,所以正逆速度相等,故選;
故答案為:BD.

⑤ 工業商利用合成氨進行人工固氮.反應原理要化學方程式.

目前主要是工業合成氨,即:N2十3H2=(高溫高壓催化劑)=2NH3.400-500 Fe催化劑
利用高溫提供高能量,段N2的3鍵 H2單鍵,便可從新合成,新建.但是個可逆反應.理由就是NH鍵也會被高能量斷開又變回N2的3鍵 H2單鍵.要控制好反應進度,得到最高效益.

⑥ 目前工業合成氨的原理是:N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g) △H=-93.0kJ /mol;另據報道,一定條件下:2N 2

(16分)
(1)-286.0(2分,不寫「-」扣1分)
(2)AD(2分)
(3)① C(2分)
② 0.12 mol / (L·min)(3分,數據2分,單位1分)
③ 0.15(2分)
(4) (3分,起點1分,拐點1分,延長線1分)
(5) 5(2分)

⑦ 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。

⑧ (1)合成氨工業對化學工業和國防工業具有重要意義.工業合成氨的原理是:N 2 +3H 2 20-50MPa

①合成氨工業有下列流程:原料氣制備、原料氣凈化和壓縮、氨的合成、氨的分離,從圖1生產流程知,原料氣氮氣和氫氣,經過氨的合成、氨的分離,所以X為氨氣,Y為氮氣和氫氣的混合氣,再循環利用,故答案為:NH 3
②A.升高溫度,能使反應速率加快,但該反應正反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,不利於氨的合成;增大壓強,能使反應速率加快,反應也向正反應方向移動,但過高的壓強,反應成本高,故A錯誤;
B.實際生產中採用400~500℃的高溫,催化劑的催化活性最高,可以增加反應速率,縮短達到平衡的時間;故B正確;C.合成氨工業的原理是:N 2 +3H 2
20-50MPa

⑨ 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。

合成氨的發現過程:

德國化學家哈伯(F.Haber,1868-1934)從1902年開始研究由氮氣和氫氣直接合成氨。於1908年申請專利,即「循環法」。

反應過程中為解決氫氣和氮氣合成轉化率低的問題,將氨產品從合成反應後的氣體中分離出來,未反應氣和新鮮氫氮氣混合重新參與合成反應。

合成氨反應的機理,首先是氮分子在鐵催化劑表面上進行化學吸附,使氮原子間的化學鍵減弱。接著是化學吸附的氫原子不斷地跟表面上的氮分子作用,在催化劑表面上逐步生成—NH、—NH₂和NH₃,最後氨分子在表面上脫吸而生成氣態的氨。

以上內容參考網路——氨氣

⑩ 目前工業合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-93.0kJ/mol;另據報道,一定條件下:2N2(g)+

(1)燃燒熱為1mol物質完全燃燒得到穩定氧化物所釋放的熱量,第一個反應×

1
3
-第二個反應×
1
6
,即可得到氫氣的燃燒熱方程式:H2(g)+
1
2
O2(g)=
1
2
H2O(l),△H=--286.0kJ/mol,故答案為:-286.0;
(2)A.合成氨反應前後氣體體積不同,當體積不變時,得到化學平衡狀態,故A正確;
B.ρ=
m
V
,氣體質量不變,由於反應前後氣體體積不同,恆壓容器氣體體積可變,化學平衡移動時,密度隨之變化,當密度不變時,達到化學平衡狀態,故B錯誤;
C.充入Ar,容器壓強不變,則:N2、H2、和NH3濃度降低,反應物濃度降低大,化學平衡向逆反應方向移動,故C錯誤;
D.平衡時,壓縮體積,壓強增大,化學平衡向正反應方向移動,NH3濃度增大,故D正確;
故選:AD;
(3)①根據合成氨化學方程式判斷,N2為反應物,且濃度變化比H2濃度變化較小,可知曲線C為N2濃度的變化曲線,故答案為:C;
②前25min內,H2濃度由6.0mol/L變為3.0mol/L,v=
△c
△t
=
(6.0?3.0)mol/L
25min
=0.12mol/(L?min)故答案為:0.12mol/(L?min);
③25min末時,N2濃度為1.0mol/L,H2濃度為3.0mol/L,NH3濃度為2.0mol/L,化學平衡常數為K=
[NH3]2
[N2]?[H2]3
=
2.02
1.0×3.03
=0.15,故答案為:0.15;
(4)合成氨為放熱反應,升高溫度化學平衡向逆反應方向移動,即NH3濃度由2.0mol?L-1變為了1.5mol?L-1,且溫度剛升高時,濃度變化較快,故答案為:+

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