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工业上合成氨的原理是什么

发布时间:2023-01-11 11:41:11

① 合成氨生产的基本原理是什么对工业生产的认识及建议考试急用啊

【原理】
氮跟氢化合成氨是一个放热的可逆反应。
N2+3H2 2NH3+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。
生生产方法产方①天然气制氨法②重质油制氨 ③煤(焦炭)制氨
③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。 (
焦炭)制氨

② (1)工业合成氨技术的反应原理是:N 2 (g)+3H 2 (g) 催化剂 高温高压 2NH 3

(1)①第一次达到平衡常数时,氨气的浓度为:2.00mol/L,氢气浓度为:3.00mol/L,氮气的浓度为:1.00mol/L,
第一次平衡时平衡常数K=
2.0 0 2
1.00×3.0 0 3
≈0.15,
故答案为:0.15;
②5~10min氨气的浓度变化大于0.5mol/L,20~25min氨气浓度变化为0,45~50min氨气的浓度变化小于0.50.5mol/L,时间变化为5min,由v=
△c
△t
可知,反应速率关系为:v 1 >v 3 >v 2
故答案为:v 1 >v 3 >v 2
③45min时,氨气的浓度增大,氮气、氢气的浓度减小,化学平衡平衡向着正向移动,该反应是放热反应,说明降低了温度,
故答案为:降低温度;
(2)①A室气体体积是B室体积的
4
5
,A、B的压强相同,B的物质的量为5mol且不变,所以A反应后的物质的量为4mol,反应后气体减小了1mol,
2H 2 +O 2
点燃
.
2H 2 O△n
2 1 2 1
2mol1mol 1mol
反应消耗的氢气的物质的量为2mol、氧气的物质的量为1mol,所以氢气和氧气的物质的量有两种情况,

③ 合成氨的反应原理是什么

工业上:
合成氨工艺,其工艺流程为:无烟煤或焦碳破碎筛分→煤气化 →煤气预处理→煤气变换→脱除残硫或脱除CO↓〔2〕→甲烷化→合成气压缩→氨合成,其特征在于脱除残硫或脱除CO ↓〔2〕采用低温甲醇洗技术,煤气预处理后,大部分进入氨合成工艺,小部分作为燃气透平的燃料,带动煤气压缩机,外来脱盐水经煤气变换工序末端冷却器预热后进入脱氧槽脱氧,脱氧水大部分泵往煤气化工序和氨合成工序的锅炉给水预热器和废热锅炉,产生压力为2.5MPa-6.5MPa的饱和蒸汽,经过热,导入蒸汽透平,膨胀作功,背压蒸汽小部分导入脱氧槽,大部分经燃气透平的排烟道加热后导往煤气化工序,余热回收工序和煤气变换工序的装置间设有循环热水管道.
无烟煤或焦碳破碎筛分→煤气化(C+H2O=CO+H2) →煤气预处理→煤气变换(CO+H2O=CO2+H2)→脱除残硫或脱除CO↓〔2〕→甲烷化→合成气压缩→氨合成(N2+3H2=2NH3),
化学上:很简单遵循化学式成立可能性原理和反应平衡原理

④ 工业上合成氨的反应原理如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q(Q>0).在一密闭容器中进行合成氨反应,一

(1)a.加入氢气,平衡正向移动,但H2利用率降低,故不选;
b.升温,平衡逆向移动,故不选;
c.加压,平衡正向移动,但H2利用率升高,故选;
d.加催化剂,平衡不移动,利用率不变,故不选;故选c;
(2)由表可知,5min内,氨气的浓度变化为0.08mol/L,故v(NH3)=

0.08mol/L
5min
=0.016mol/(L?min),速率之比等于化学计量数之比,故v(H2)=
3
2
v(NH3)=
3
2
×0.016mol/(L?min)=0.024mol/(L?min),故答案为:0.024mol/(L?min);
(3)升高温度,正逆反应速率都加快,平衡逆向移动,氨气的体积分数增大,故答案为:增大、增大、减小;
(4)A.容器内的气体密度保持不变,一直不变,故不选;
B.容器内的气体压强保持不变,说明正逆速度相等,故选;
C.容器内N2、H2、NH3物质的量浓度之比为1:3:2,但不是不变,故不选;
D.单位时间内消耗a mol N2,等效于消耗3a mol H2同时生成3a mol H2,所以正逆速度相等,故选;
故答案为:BD.

⑤ 工业商利用合成氨进行人工固氮.反应原理要化学方程式.

目前主要是工业合成氨,即:N2十3H2=(高温高压催化剂)=2NH3.400-500 Fe催化剂
利用高温提供高能量,段N2的3键 H2单键,便可从新合成,新建.但是个可逆反应.理由就是NH键也会被高能量断开又变回N2的3键 H2单键.要控制好反应进度,得到最高效益.

⑥ 目前工业合成氨的原理是:N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g) △H=-93.0kJ /mol;另据报道,一定条件下:2N 2

(16分)
(1)-286.0(2分,不写“-”扣1分)
(2)AD(2分)
(3)① C(2分)
② 0.12 mol / (L·min)(3分,数据2分,单位1分)
③ 0.15(2分)
(4) (3分,起点1分,拐点1分,延长线1分)
(5) 5(2分)

⑦ 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。

⑧ (1)合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义.工业合成氨的原理是:N 2 +3H 2 20-50MPa

①合成氨工业有下列流程:原料气制备、原料气净化和压缩、氨的合成、氨的分离,从图1生产流程知,原料气氮气和氢气,经过氨的合成、氨的分离,所以X为氨气,Y为氮气和氢气的混合气,再循环利用,故答案为:NH 3
②A.升高温度,能使反应速率加快,但该反应正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,不利于氨的合成;增大压强,能使反应速率加快,反应也向正反应方向移动,但过高的压强,反应成本高,故A错误;
B.实际生产中采用400~500℃的高温,催化剂的催化活性最高,可以增加反应速率,缩短达到平衡的时间;故B正确;C.合成氨工业的原理是:N 2 +3H 2
20-50MPa

⑨ 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。

合成氨的发现过程:

德国化学家哈伯(F.Haber,1868-1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。于1908年申请专利,即“循环法”。

反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的气体中分离出来,未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。

合成氨反应的机理,首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附,使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用,在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH₂和NH₃,最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。

以上内容参考网络——氨气

⑩ 目前工业合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-93.0kJ/mol;另据报道,一定条件下:2N2(g)+

(1)燃烧热为1mol物质完全燃烧得到稳定氧化物所释放的热量,第一个反应×

1
3
-第二个反应×
1
6
,即可得到氢气的燃烧热方程式:H2(g)+
1
2
O2(g)=
1
2
H2O(l),△H=--286.0kJ/mol,故答案为:-286.0;
(2)A.合成氨反应前后气体体积不同,当体积不变时,得到化学平衡状态,故A正确;
B.ρ=
m
V
,气体质量不变,由于反应前后气体体积不同,恒压容器气体体积可变,化学平衡移动时,密度随之变化,当密度不变时,达到化学平衡状态,故B错误;
C.充入Ar,容器压强不变,则:N2、H2、和NH3浓度降低,反应物浓度降低大,化学平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D.平衡时,压缩体积,压强增大,化学平衡向正反应方向移动,NH3浓度增大,故D正确;
故选:AD;
(3)①根据合成氨化学方程式判断,N2为反应物,且浓度变化比H2浓度变化较小,可知曲线C为N2浓度的变化曲线,故答案为:C;
②前25min内,H2浓度由6.0mol/L变为3.0mol/L,v=
△c
△t
=
(6.0?3.0)mol/L
25min
=0.12mol/(L?min)故答案为:0.12mol/(L?min);
③25min末时,N2浓度为1.0mol/L,H2浓度为3.0mol/L,NH3浓度为2.0mol/L,化学平衡常数为K=
[NH3]2
[N2]?[H2]3
=
2.02
1.0×3.03
=0.15,故答案为:0.15;
(4)合成氨为放热反应,升高温度化学平衡向逆反应方向移动,即NH3浓度由2.0mol?L-1变为了1.5mol?L-1,且温度刚升高时,浓度变化较快,故答案为:+

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