合成氨反应?工业合成氨的反应方程式?

2023-11-09 54阅读

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合成氨反应?工业合成氨的反应方程式?
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  1. 工业合成氨的反应方程式?
  2. 什么是催化剂?以合成氨为例,简述催化剂反映的特点和原理?
  3. 工业合成氨反应的反应热是多少?
  4. 合成氨的反应是放热反应还是吸热反应?
  5. 合成氨反应方法?

工业合成氨的反应方程式?

工业合成氨的化方程式:N?(g)+3H?(g)=2NH?(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。

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N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)

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1、生产能力和产量合成氨是化工业中产量很大的化工产品合成氨工业,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、、美国、印度等十国,占世界总产量的一半以上。

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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、火工业等)非化肥用氨,统称为工业用氨。

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3、原料。合成氨主要原料有气、石脑油、重质油和煤等。1981年,世界以气制氨的比例约占71%,苏联为92.2%、美国为96%、荷兰为;仍以煤、焦炭为主要原料制氨,气制氨占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气,新建厂绝大部分采用气作原料。

什么是催化剂?以合成氨为例,简述催化剂反映的特点和原理?

催化剂是一种它能够加速反应的速率而自身不改变物质。它能够诱导化反应发生改变,而使化反应变快或者在较低的温度环境下进行化反应。在有催化剂的环境下,分子只需较少的即可完成化反应。 催化剂在现代化工业中占有极其重要的地位,现在几乎有半数以上的化工产品,在生产过程里都采用催化剂。例如,合成氨生产采用铁催化剂,硫酸生产采用钒催化剂,乙烯的聚合以及用制橡胶等三大合成材料的生产中,都采用不同的催化剂。 目前认为,合成氨反应的一种可能机理,首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化吸附,使氮原子间的化键减弱。接着是化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。上述反应途径可简单地表示为: xFe + N2→FexN FexN +[H]吸→FexNH FexNH +[H]吸→FexNH2 FexNH2 +[H]吸FexNH3xFe+NH3 在无催化剂时,氨的合成反应的能很高,大约335 kJ/mol。加入铁催化剂后,反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。阶段的反应能为126 kJ/mol~167 kJ/mol,第二阶段的反应能为13 kJ/mol。由于反应途径的改变(生成不稳定的中间化合物),降低了反应的能,因而反应速率加快了。

工业合成氨反应的反应热是多少?

因为合成氨反应为N2+3H2?2NH3,又反应热=反应物的键能之和-生成物的键能之和,所以合成氨反应的反应热=436×3+946-391×6=-92kJ/mol,

合成氨的反应是放热反应还是吸热反应?

是放热反应。氮气和氢气合成氨气在常温下是化上的自发反应,只是没有合适的催化剂,反应难以进行,这样一个熵减的自发反应当然是放热反应。好了高中化就可以理解了。

合成氨反应方法?

合成氨采用烃类蒸汽转化法。首先油田伴生气加压至4.05Mpa,经预热升温到371℃在脱硫工序脱硫后与水蒸汽混合,进入一段转化炉进行转化制H2反应,一段转化炉出来的转化气进入二段转化炉,在此引入空气,转化气在二段炉内燃烧掉一部分H2,放出热量以供进一步转化,同时获得N2。

二段转化气经余热收后,进入变换,气中的CO与水蒸汽反应,生成CO2和H2,从变换出来的气经脱碳、烷化后为合成氨提供纯净的氢氮混合气,氢氮混合气经压缩至14.0MPa,送入合成塔进行合成氨反应。

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