Ⅰ 合成氨是吸热还是放热,常温下能自发进行么
哈柏法---是透过氮气及氢气产生氨气(NH3)的过程。
氮气及氢气在200个大气气压及摄氏400度,通过一个铁化合物的催化剂(Fe3+),会发生化学作用,产生氨气。在这个情况下,产量一般是10-20%。
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) (该反应是可逆反应)
ΔHo, 反应热为-92.4 kJ/mol。
选择高温的条件是为了提高反应速率,但因为此反应是放热反应,在此条件下平衡后的产率反而较低温时为低。
(一)原料的制备
(1)合成氨的原料氮气来自于空气(以液态空气的分馏取得),氢气来自于水和燃料。原料气包含杂质,因此在参与反应前需要去除杂质,即原料气的净化。
(2)氢的制备
天然气(取其甲烷成分),液化石油气(取其丙烷及丁烷成分)及石油(取其石脑油等碳氢化合物)可以用来制造合成氨的原料氢气。
第一步先把原料中的硫化物清除,是为硫化物会毒害哈伯-博施法所使用的催化剂。催化加氢可以把有机硫化物变成硫化氢:
H2 + RSH → RH + H2S(g)
产生的硫化氢会被氧化锌吸收,变成水和硫化锌:
H2S + ZnO → ZnS + H2O
在镍的催化下与水反应,经脱硫的碳氢化合物(如甲烷)转变成氢气和一氧化碳的混合物:
CH4 + H2O → CO + 3 H2
一氧化碳与水反应,转化成二氧化碳及制造更多的氢气:
CO + H2O → CO2 + H2 (可逆反应)
接下来二氧化碳可经2-氨基乙醇溶液吸收或使用变压吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA,在此使用具有专利的固态吸附媒介)清除。
制备氢的最后步骤是以使用催化剂的甲烷化(methanation)移除在氢气中残留的少量一氧化碳及二氧化碳:
CO + 3 H2 → CH4 + H2O
CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O
水蒸气重组, 一氧化碳变换,清除二氧化碳及甲烷化的步骤在25 至 35 Pa的压强进行。
Ⅱ 工业合成氨
假设氮气原来的体积为6a,那么氢气为18a,氨气为1a,假设氮气反应了x体积根据
N2+3H2=2NH3
x...3x..2x
氢气反应了3x,氨气生成了2x,那么
6a-x:18a-3x:1a+2x=9:27:8
取其中两来做就可以:6a-x/1a+2x=9/8,得x/a=3/2。
氨气的转化率为x/6a=25%。
Ⅲ 合成氨反应的热化学方程式能不能在常温下自发进行
作为一个可逆反应,我可以肯定的告诉你,在常温下这个反应正反都可以进行.但是在常温下,哪怕是高温下,正反应速率也是非常慢,慢到根本没什么产量.作为合成氨作为工业生产的重要一节,最重要的就是高产量,因此高温高压催化剂已经成为传统,在实验中如果你想要看到反应的现象,没有一定的反应条件,我相信反应的效果你是看不出来的.
Ⅳ 合成氨反应的热化学方程式能不能在常温下自发进行
作为一个
可逆反应
,我可以肯定的告诉你,在常温下这个反应正反都可以进行。但是在常温下,哪怕是高温下,正
反应速率
也是非常慢,慢到根本没什么产量。作为
合成氨
作为工业生产的重要一节,最重要的就是高产量,因此高温高压催化剂已经成为传统,在实验中
如果你想要
看到反应的现象,没有一定的反应条件,我相信反应的效果你是看不出来的。
Ⅳ 合成氨气的反应是自发反应吗,如果自发,那么它的逆反应是自发的吗,正逆反应均在相同条件下发生,怎么理
氮气和氢气合成氨是可逆反应,条件为高温高压催化剂。工业合成氨,条件是500℃。压强20MPa~50MPa,催化剂为铁触媒
Ⅵ 合成氨能否自发进行
能。反应能自发进行的前提条件是反应的焓变小于零,熵变小于零。在合成氨方程式中,焓变小于零,熵变小于零,可以自发进行,不需要进行其他步骤。
Ⅶ “由于合成氨反应△H<0,△S>0,所以该反应能自发进行”为什么是错的
谁说错了。这种说法是正确的,绝对自发。
不过能自发的反应并不就是一定能发生,这是两个不同的概念。
如水从高处流向低处是个自发过程,但装在容器中放在上面它自己也下不来啊,所以自发的反应要发生也是有条件的。
明白了吗
Ⅷ 化学: 工业合成氨是不是自发反应
对于焓变小于0,混乱度大于0 的均为自发反应。该反应是自发反应,只是反应进度很小,高温高压催化剂条件是为了促进反应的进行
Ⅸ 工业合成氨能否自发进行
题主是否想问的是“工业合成氨是不是自发进行的”?是。合成氨工业,基本无机化工之一。氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。该合成氨是自发进行的,其是通过焓变小于0,混乱度大于0的均为自发反应,该反应是放热反应,且混乱度小于0,则在低温下自发进行。因此只要温度小于0即可自发。
Ⅹ 工业合成氨使用高温不能用平衡移动原理解释为什么
合成氨是化合反应,是放热反应,理论应该选择低温,使平衡向正向移动,提高氨的产率,提高氢气、氮气的转化率
但工业上不止要考虑产率,还要考虑反应的速率问题,就是单位时间产量的问题
假如一吨氨气别人,一分钟合成,你低温一天合成,到底谁好呢?
温度对速率的影响是成倍的改变的,选择高温就是在速率和产率方面选择前者
关于高温使平衡向逆向移动,工业上是选择,分离产物氨气降低它的浓度来解决的