㈠ 工业合成氨的化学方程式是什么
工业合成氨的化学方程式:N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)(可逆反应)。
工业制氨绝大部分是在高压、高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得。氮气主要来源于空气;氢气主要来源于含氢和一氧化碳的合成气(纯氢也来源于水的电解)。
由氮气和氢气组成的混合气即为合成氨原料气。从燃料化工来的原料气含有硫化合物和碳的氧化物,它们对于合成氨的催化剂是有毒物质,在氨合成前要经过净化处理。
高温高压
N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)(可逆反应)。 △rHθ=-92.4kJ/mol。
(1)工业上合成氨是什么扩展阅读:
其他制取氨气的方法:
1、天然气制氨:天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%~0.3%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
2、重质油制氨:重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸汽转化法简单,但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮用于氨合成原料。
在常温,常压下,一体积的水中能溶解700体积的氨。在干燥的圆底烧瓶里充满氨气,用带有玻璃管和滴管(滴管里预先吸入水)的塞子塞紧瓶口。立即倒置烧瓶,使玻璃管插入盛水的烧杯里(水里事先加入少量的酚酞试液),把实验装置装好后。打开橡皮管的夹子,挤压滴管的胶头,使少量的水进入烧瓶。观察现象。
实验的基本原理是使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差,利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内,在尖嘴导管口形成喷泉。
㈡ 工业制氨气的化学方程式是什么
工业制氨的化学方程式:N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)(可逆反应)。
制氨绝大部分是在高压、高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得。氮气主要来源于空气;氢气主要来源于含氢和一氧化碳的合成气(纯氢也来源于水的电解)。由氮气和氢气组成的混合气即为合成氨原料气。
氨气
氨气(Ammonia),是一种无机化合物,化学式为NH3,分子量为17.031,无色、有强烈的刺激气味。密度 0.7710g/L。相对密度0.5971(空气=1.00)。易被液化成无色的液体。在常温下加压即可使其液化(临界温度132.4℃,临界压力11.2兆帕,即112.2大气压)。
沸点-33.5℃。也易被固化成雪状固体。熔点-77.75℃。溶于水、乙醇和乙醚。在高温时会分解成氮气和氢气,有还原作用。有催化剂存在时可被氧化成一氧化氮。用于制液氮、氨水、硝酸、铵盐和胺类等。可由氮和氢直接合成而制得,能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜。
以上内容参考:网络——氨气
㈢ 合成氨工业的概况
①生产能力和产量。合成氨是化学工业中产量很大的化工产品。1982年,世界合成氨的生产能力为125Mt氨,但因原料供应、市场需求的变化,合成氨的产量远比生产能力要低。合成氨产量以俄罗斯、中国、美国、印度等十国最高,占世界总产量的一半以上(表1[ 世界合成氨主要生产国产量(kt)])。
②消费和用途。合成氨主要消费部门为化肥工业,用于其他领域的(主要是高分子化工、火炸药工业等)非化肥用氨,统称为工业用氨。
③原料。合成氨主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤等。1981年,世界以天然气制氨的比例约占71%,苏联为92.2%、美国为96%、荷兰为100%;中国仍以煤、焦炭为主要原料制氨,天然气制氨仅占20%。70年代原油涨价后,一些采用石脑油为原料的合成氨老厂改用天然气,新建厂绝大部分采用天然气作原料。
④生产方法。生产合成氨的方法主要区别在原料气的制造,其中最广泛采用的为蒸汽转化法和部分氧化法(见合成氨原料气)。
㈣ 工业合成氨什么过量
工业合成氨式2N2+3H2=4NH3,是一个可逆反应。其中,工业上是氮气过量,因为空气中氮气比较多,廉价环保,氢气比较难得。
㈤ 工业合成氨
工业合成氧安红哲和城阳,俺就是一种化学的成分,它就是一种化学的合成氨。
㈥ 工业上制硫酸、合成氨原理
制硫酸:先将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体。 将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键,其反应为:2SO2+O2→2SO3 这个反应在室温和没有催化剂存在时,实际上不能进行。 根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同,制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。 接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫。 硝化法是用氮的氧化物作递氧剂,把二氧化硫氧化成三氧化硫:SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO 根据所采用设备的不同,硝化法又分为铅室法和塔式法,现在铅室法已被淘汰;塔式法生产的硫酸浓度只有76%;而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸;采用最多。 主要方程式: 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 2SO2+O2=2SO3 SO3+H2O=H2SO4 合成氨:【原理】氮跟氢化合成氨是一个放热的可逆反应。N2+3H22NH3+93.7kJ增加压力将使反应移向生成氨的方向,提高温度会将反应移向相反的方向,但温度过低又使反应速度过小。工业生产中常用的压强为200—6001×105pa,温度为450—600℃,用金属铁作催化剂,转化率可提高到约8%。在实验室里一般是在较低的温度和压强下进行的,只能了解氮气和氢气在催化剂作用下能生成氨气。【用品】还原铁粉(加有少量氧化铝和氧化钾)、亚硝酸钠、氯化氨、锌粒、稀硫酸、酚酞试剂。贮气瓶、硫酸洗瓶、三通管、橡皮管、导管、玻璃管、三芯灯、广口瓶、双孔塞、铁研钵、药匙。【操作】1.制备催化剂:在实验室里用还原铁粉或铁铈合金粉末作催化剂,并加少量助催化剂,(2%Al2O3和0.8%K2O),防止降低活性。(l)将石棉绒(作载体用)4g和加有Al2O3和K2O的还原铁粉3g混合均匀后,填充在一支长约20cm、内径约1.5的玻璃管里,作成一段长约7cm的催化柱。两端用铁丝网夹紧。防止松散。(2)铁铈合金催化剂,可以把打火石约20颗放在铁研钵里研成细小粒状后,载在石棉绒上使用。2.制取氮气和氢气:氮气可用加热分解亚硝酸钠和氯化铵饱和溶液的方法制取,氢气可用锌和稀硫酸制取。3.组合装置:把盛有氮气和氢气的贮气瓶分别接在两个硫酸洗气瓶上,再用三通管和催化管相连接,最后接一个自制洗气瓶为检验,实验前先向其中滴加酚酞。4.先要检验氢气的纯度,然后将氮气和氢气同时通入装置驱除空气,用小试管在尾气出口处收集后用爆鸣法检验。调节氮气和氢气的流速,使它们通入的体积比为1:3,同时用三芯灯光将整个催化管均匀加热后,再集中火力在催化剂的下面强热,5—6min后可以看到无色的酚酞试液变成红色。【备注】1.催化剂的质量是成败关键,应保护催化剂防止中毒。温度适当,混合气比例合适,就能于检验瓶中看到酚酞变红,如果效果好,还可从尾气出口处用沾有浓盐酸玻璃棒去试,可见到少量白烟。2.还原铁粉用匙,小心从下面取用,最好用新开瓶的,A12O3和K2O要求用二级或三级品。一般需加热到500℃左右,以达到催化剂的活性温度。
㈦ 工业上利用合成氨实现人工固氮的化学方程式
工业上利用合成氨实现人工固氮的化学方程式:N₂十3H₂=2NH₃(高温高压催化剂,400-500°)
利用高温提供高能量,断N-N的3键H-H单键,便可从新合成,新建。但是个可逆反应,理由就是N-H键也会被高能量断开又变回N-N的3键和H-H单键。要控制好反应进度,得到最高效益。
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人工固氮的价值:
本世纪初以来全球农作物单位面积产量不断增长,在一定程度上依赖于氮素化肥的施用量不断增加。农作物依赖于施用氮素化肥所获得的增产实际上是以消耗能源和污染环境为代价所取得的。在大气中氮气含量接近80%,但这种氮气并不能直接为高等植物吸收利用。
人类自从发现豆科植物与根瘤菌共生结瘤固氮现象以来对生物固氮研究已有112年之久,人工固氮的前景是无穷的。这会大幅提高发展中国家的粮食产量。这会是人类的福音。
但是人工固氮带来的生态问题也日益凸显。笑气的增加导致的温室效益也不容小视。它对长波的吸收能力是二氧化碳的200倍。推行有机农业减少氮肥消耗,更符合我们走可持续发展的路线。
㈧ 实验室用高压发生器模拟工业上合成氨的三个化学反应方程式
(1)工业合成氨是氢气和氮气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气,反应是可逆反应,反应的化学方程式为:n2+3h2
催化剂
高温高压
2nh3,
故答案为:n2+3h2
催化剂
高温高压
2nh3;
(2)①实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下反应制备氨气,反应的化学方程式为ca(oh)2+2nh4cl
△
.
cacl2
+2h2o+2nh3↑,
故答案为:ca(oh)2+2nh4cl
△
.
cacl2
+2h2o+2nh3↑;
②氨气极易溶于水,密度比空气小,所以收集氨气可选用向下排空气法,根据进气方向应该用c装置,
故答案为:c;
③氨气极易溶于水,倒置漏斗有缓冲作用,气体能充分被吸收且防止倒吸,
故答案为:防止烧杯中的水倒吸;
(3)工业上用nh3和氧气在催化剂的作用下发生反应制取一氧化氮,该反应的化学方程式为:4nh3+5o2
催化剂
.
△
4no+6h2o,
故答案为:4nh3+5o2
催化剂
.
△
4no+6h2o;
㈨ 工业合成氨
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。别名:氨气。分子式NH3英文名:synthetic ammonia。世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外,绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用作化肥、冷冻剂和化工原料
生产方法 生产合成氨的主要原料有天然气、石脑油、重质油和煤(或焦炭)等。
①天然气制氨。天然气先经脱硫,然后通过二次转化,再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序,得到的氮氢混合气,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳约0.1%~0.3%(体积),经甲烷化作用除去后,制得氢氮摩尔比为3的纯净气,经压缩机压缩而进入氨合成回路,制得产品氨。以石脑油为原料的合成氨生产流程与此流程相似。
②重质油制氨。重质油包括各种深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料气,生产过程比天然气蒸气转化法简单,但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化,氮作为氨合成原料外,液态氮还用作脱除一氧化碳、甲烷及氩的洗涤剂。
③煤(焦炭)制氨。随着石油化工和天然气化工的发展,以煤(焦炭)为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。
用途 氨主要用于制造氮肥和复合肥料,氨作为工业原料和氨化饲料,用量约占世界产量的12%。硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料。液氨常用作制冷剂。
贮运 商品氨中有一部分是以液态由制造厂运往外地。此外,为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡,防止因短期事故而停产,需设置液氨库。液氨库根据容量大小不同,有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、槽车运、卡车运。 1.合成氨的工艺流程
(1)原料气制备 将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。
(2)净化 对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
① 一氧化碳变换过程
在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下:
CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ
由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换,将CO含量降至0.3%左右。因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。
② 脱硫脱碳过程
各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,第一道工序是脱硫,用以保护转化催化剂,以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多,通常是采用物理或化学吸收的方法,常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料气经CO变换以后,变换气中除H2外,还有CO2、CO和CH4等组分,其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物,又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。
一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同,可分为两大类。一类是物理吸收法,如低温甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法,如热钾碱法,低热耗本菲尔法,活化MDEA法,MEA法等。 4
③ 气体精制过程
经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害,规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此,原料气在进入合成工序前,必须进行原料气的最终净化,即精制过程。
目前在工业生产中,最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法,是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO,而且也能脱除甲烷和大部分氩,这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气,深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺,要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分H2,并且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反应如下:
CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ
CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ
(3)氨合成 将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序,是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行,由于反应后气体中氨含量不高,一般只有10%~20%,故采用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式如下:
N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol http://..com/question/79686092.html?fr=qrl&cid=985&index=3
㈩ 关于工业合成氨
弗里茨·哈伯(Fritz Haber,1868年12月9日-1934年1月29日),德国化学家,出生在德国西里西亚布雷斯劳(现为波兰的弗罗茨瓦夫)的一个犹太人家庭。从小就对化学工业有极浓厚的兴趣。
高中毕业后,哈伯先后到柏林、海德堡、苏黎世上大学。上学期间,他还在几个工厂中实习,得到了许多实践的经验。他喜爱德国农业化学之父李比希的伟大职业——化学工业。
读大学期间,哈伯在柏林大学霍夫曼教授的指导下,写了一篇关于有机化学的论文,并因此获得博士学位。1904年,哈伯在两位企业家答应给予大力支持开始研究合成氨的工业化生产,并于1909年获得成功,成为第一个从空气中制造出氨的科学家。使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面,加速了世界农业的发展。哈伯也从此成了世界闻名的大科学家。为表彰哈伯的这一贡献,瑞典皇家科学院把1918年的诺贝尔化学奖颁给了哈伯。由于在第一次世界大战中,哈伯担任化学兵工厂厂长时负责研制、生产氯气、芥子气等毒气,并使用于战争之中,造成近百万人伤亡。虽然按照他自己的说法,这是“为了尽早结束战争”,但哈伯这一行径,仍然遭到了美、英、法、中等国科学家们的谴责,哈伯的妻子伊美娃也以自杀的方式以示抗议。
一战结束后,哈伯又做了从海水中提取黄金的试验,但最后宣告失败。1934年初被派遣去巴勒斯坦德理化学研究所任职。1934年1月29日哈伯因突发心脏病逝世于瑞士的巴塞尔。