合成氨资料

第2讲化学平衡常数与化学平衡的计算工业合成氨资料工业合成氨是一种非常重要的化学反应，在工业生产中应用广泛。

该反应的平衡常数与化学平衡的计算是关键因素。

背景介绍：工业合成氨是通过氮气与氢气的气相反应，在高温高压条件下进行。

这个反应过程通常使用瑞士化学家哈柏和德国化学家卡尔·博丁提出的哈柏-博丁斯反应方程来描述：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)平衡常数的定义：平衡常数是指在给定反应体系的平衡状态下，反应物与生成物之间的浓度关系。

对于上述的合成氨反应，平衡常数Kc可以定义为：Kc=[NH3]^2/([N2][H2]³)化学平衡的计算：化学平衡的计算是为了确定反应体系在给定温度和压力下的反应物和生成物的浓度。

在工业合成氨的情况下，计算化学平衡可以用于优化反应条件和预测产物的浓度。

下面是一些计算化学平衡的步骤：1.设定初始条件：初始条件是指在反应开始时反应物和生成物的初始浓度。

通常情况下，初始浓度可以通过化学方程式和给定的反应物的摩尔数来确定。

2.确定变量：变量是指在化学平衡计算中需要确定的未知数。

在工业合成氨的情况下，通常需要确定的变量有平衡常数Kc，反应物和生成物的浓度，以及反应物的摩尔比。

3.编写平衡条件方程：平衡条件方程是根据化学方程式和给定的初始条件来确定反应体系的平衡条件。

在工业合成氨的情况下，平衡条件方程可以根据哈柏-博丁斯反应方程和初始浓度来编写。

4.解方程组：解方程组是为了确定反应物和生成物的浓度。

这可以通过求解平衡条件方程组来实现。

在工业合成氨的情况下，可以使用数值方法如牛顿迭代法来解方程组。

5.检验结果：检验结果是为了确定计算得到的平衡浓度是否符合实际情况。

可以通过与实验数据进行比较来检验结果，并进行必要的调整。

总结：工业合成氨的平衡常数与化学平衡的计算对于该反应的工业生产非常重要。

通过计算化学平衡可以优化反应条件，预测产物的浓度，并为工业反应的控制提供参考。

1. 合成氨工业(1)简要流程(2)原料气的制取N2：将空气液化、蒸发分离出N2或将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。

H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气)在高温下制取。

用煤和水制H2的主要反应为：(3)制得的H2、N2需净化、除杂质，再用压缩机制高压。

(4)氨的合成：在适宜条件下，在合成塔中进行。

(5)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，提高原料的利用率，并将没有完全反应的N2和H2循坏送入合成塔，使之充分利用。

2.合成氨条件的选择(1)合成氨反应的特点：合成氨反应是一个放热的、气体总体积缩小的可逆反应：(2)合成氨生产的要求：合成氨工业要求：○1反应要有较大的反应速率；○2要最大限度的提高平衡混合物中氨气的含量。

(3)合成氨条件选择的依据:运用化学反应速率和化学平衡原理的有关知识，同时考虑合成氨生产中的动力、材料、设备等因素来选择合成氨的适宜生产条件。

反应条件对化学反应速率的影响对平衡混合物中NH3的含量的影响合成氨条件的选择增大压强有利于增大化学反应速率有利于提高平衡混合物中NH3的产量压强增大，有利于氨的合成，但需要的动力大，对材料、设备等的要求高，因此，工业上一般采用20MPa—50MPa的压强升高温度有利于增大化学反应速率不利于提高平衡混合物中NH3的产量温度升高，化学反应速率增大，但不利于提高平衡混合物中NH3的含量，因此合成氨时温度要适宜，工业上一般采用500℃左右的温度(因该温度时，催化剂的活性最强)使用催化剂有利于增大化学反应速率没有影响催化剂的使用不能使平衡发生移动，但能缩短反应达到平衡的时间，工业上一般选用铁触媒作催化剂，使反应在尽可能低的温度下进行。

○1温度：500℃左右○2压强：20MPa—50MPa ○3催化剂：铁触媒除此之外，还应及时将生成的氨分离出来，并不断地补充原料气，以有利合成氨反应。

(6)合成氨生产示意图3.解化学平衡题的几种思维方式(1)平衡模式思维法(三段思维法)化学平衡计算中，依据化学方程式列出“起始”“变化”“平衡”时三段各物质的量(或体积、或浓度)，然后根据已知条件建立代数式等式而进行解题的一种方法。

氨合成复习资料1、问答题（江南博哥）如何预防电加热器烧坏？解析：预防措施：（1）电炉开用前应请电工检查绝缘，绝缘不合要求则不能强行使用。

（2）掌握正确的开停电炉顺序。

（3）操作上要禁止发生气体倒流，不要单独使用塔前放空，如系统卸压，塔前、塔后放空同时使用要保证塔前压力大于塔后。

（4）经常注意电流电压变化，发现异常应立即切断电源，检查原因。

设备上应注意作好电炉的外部防雷雨，提高电炉装配质量。

2、问答题什么叫生产强度？解析：单位时间单位体积触媒上生成氨的量叫生产强度.3、问答题使用湿式气体流量计应注意什么？解析：⑴流量计不宜置于过冷处，以免内部结冰，在搬运时，勿使其受震动或倒置、侧放，以免受损；⑵使用时应经常保持水平仪呈水平状态；⑶分析时气体流速要平稳，不宜太快；⑷定期换水，勿使积聚污物；⑸反应管与流量计之间不漏气。

4、问答题活塞式压缩机气缸内有不正常敲击声的原因？解析：（1）气缸余隙过小，撞缸。

（2）气体带液。

（3）机械零件或金属异物进入气缸。

（4）缸套磨损严重，活塞环磨损严重，活塞在气缸内摆动。

（5）活塞紧固螺帽松动。

5、填空题《中华人民共和国劳动法》（）经第八届全国人民代表大会常务委员会第八次会议审议通过。

解析：1994年7月5日6、问答题新鲜气中断如何处理？解析：1、关闭新鲜气阀、蒸发器加氨阀、吹除气阀、放空阀，保压。

2、关闭副线阀，打开系统近路阀及循环机近路阀，保持塔内温度。

3、检查电炉情况，准备送电保温，当塔内温度降到420℃。

以下，开电炉保温。

4、适当控制冷凝踏和分离器的液面，若压力降的太快，可关闭排氨阀门。

7、填空题压缩机在启动前防喘振阀的状态应是（）的。

解析：全开8、问答题氢蚀有什么危害？解析：氢蚀是氢夺取钢材中的碳（脱碳）的作用。

氢蚀生成CH4扩散能力很小，往往聚集在金属内部而产生很大应力，使钢材出现裂纹，机械性能下降。

9、问答题循环机填料漏气严重的原因及处理措施？解析：漏气严重的原因：（1）填料磨损。

将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜。

? ???? 半水煤气由气柜进入电除尘器，除去固体颗粒后依次进入压缩机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，加压到1.9~2.0Mpa，送入脱硫塔，用溶液或其他脱硫溶液洗涤,以除去硫化氢，随后，气体经饱和塔进入热交换器，加热升温后进入一氧化碳变换炉，用水蒸汽使气体中的一氧化碳变为氢。

变换后的气体，返回热交换器进行降温，并经热水塔的进一步降温后，进入变换器脱硫塔，以除去变换时产生的硫化氢。

然后，气体进入二氧化碳吸收塔，用水洗法除去大部分二氧化碳。

脱碳后的原料进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段，升压到压缩机12.09~13.0Mpa后，依次进入铜洗塔和碱洗塔，使气体中残余的一氧化碳和二氧化碳含量进一步降至20（ppm）以下，以满足合成氨的要求。

????? 净化后的原料气进入压缩机的最后一段，升压到30.0~32.0?MPa进入滤油器，在此与循环压缩机来的循环气混合，经除油后，进入冷凝塔和氨冷器的管内，再进入冷凝塔的下部，分离出液氨。

分离出液氨后的气体进入冷凝塔上部的管间，与管内的气体换热升温后进入氨合成塔。

在高温高压并有催化剂存在的条件下，将氮氢气合成氨。

出合成塔的气体中，约含氨10~20%，经水冷器与氨冷器将氨液化并分离后，其气体进入循环压缩机循环使用。

分离出的液氨进入液氨贮槽。

?原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气???? ?即造气。

将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化后生成氢氮比为3:1的半水煤气。

整个生产过程由煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、气柜等设备组成。

????? 固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净等5个阶段构成，为了调节氢氮比，在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气，这个过程通常称为吹风回收。

????? 吹风阶段：空气从煤气炉的底部吹入，使燃料燃烧，热量贮存于燃料中，为制气阶段碳与水蒸汽的反应提供热量。

合成氨反应方程式
工业合成氨反应的化学方程式为：N+3H2NH（催化剂、高温高压条件下）反应过程采用铁触媒（以铁为主混合的催化剂），铁触媒在500°C时活性最大，这也是合成氨选在500°C的原因。

扩展资料
氨，是氮和氢的化合物，分子式为NH3，常温下是一种无色气体，有强烈的刺激气味。

极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨，水溶液称为氨水。

降温加压可变成液体，液氨是一种制冷剂。

氨也是制造硝酸、化肥、炸药的重要原料。

氨对地球上的`生物相当重要，它是许多食物和肥料的重要成分。

氨也是所有药物直接或间接的组成。

氨有很广泛的用途，同时它还具有腐蚀性。

由于氨有广泛的用途，氨是世界上产量最多的无机化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。

由于氨可以提供孤对电子，所以它也是一种路易斯碱。

化教论学生实验报告册课题：《合成氨实验》姓名：王思氩学号：10111550105日期：2013年11月15日《合成氨实验》一．实验目的过程与方法通过动手做实验，初步掌握演示实验“合成氨”实验的成败关键和操作技能，探讨、研究提高该实验成功率和演示效果的具体方法知识与技能通过讲解和演示实验，使学生掌握实验操作的要点，并且在动手实验的过程中熟练操作要领，学会Y 形管的使用情感态度与价值观合成氨的实验是区别于人教版、苏教版的实验，本实验意在让学生更加亲身感受到工业合成安的微型流程模型，可以扩展学生的知识面，并且将化学知识与日常生活紧密联系起来。

二．对实验原理的分析1、实验分析：合成氨实验是模拟工业合成氨的方法，在实验室中进行实验，由于实验室条件有限，无法完全按照工业要求，不过可以通过实验的设计，尽可能得使反应达到更好的效果2.、实验思路：分别通过不同的药品反应制取氮气和氢气，再使两种气体充分混合，进行反应如下：N2+3H2→2NH3(g)3、实验条件的控制：NH3的合成是一个放热的、气体总体积缩小、可逆反应。

●在无催化剂时，氨的合成反应的活化能很高，加入铁催化剂后，降低了反应的活化能●可逆反应为使反应顺利发生，要尽量将氨气在反应发生环境中排除，使反应正向进行，●加压有利于反应发生，但是实验室条件实现困难●适宜反应的温度在500摄氏度左右三．实验操作过程合成氨实验步骤实验现象1.按图连接装置2.检查装置的气密性将装置连接好，将导气管下端管口插入装有水的烧杯中。

用酒精灯微微加热试管，观察导气管口的冒气泡情况导气管口有气泡冒出，说明气密性良好。

3.装药品在Y型试管的一边加入固体亚硝酸钠再加入氯化铵饱和溶液另一边加入锌粒和稀盐酸在双通管的一端加入石棉，并用镊子夯实。

在从另一端试管口加入还原铁粉作为催化剂，并按照之前的方法用石棉将这个管口堵住并夯实。

在导气管下端接烧杯。

准备两个烧杯，一个烧杯里装滴加过酚酞的蒸馏水溶液，另外一个烧杯里装有滴加过酚酞的自来水溶液。

合成氨化肥
合成氨化肥是一种重要的化肥，它是通过合成氨工艺生产的。

合成氨化肥的主要成分是氨，它是植物生长所必需的营养元素之一。

氨可以被植物吸收并转化为氮，从而促进植物的生长和发育。

合成氨化肥通常以颗粒状或粉状的形式出售，它可以直接施用于土壤中，也可以溶解在水中后喷洒在植物上。

合成氨化肥的使用可以提高农作物的产量和质量，同时也可以改善土壤的肥力。

需要注意的是，在使用合成氨化肥时，应该遵循正确的使用方法和剂量，以避免对环境和人体健康造成不良影响。

此外，应该选择质量可靠的合成氨化肥产品，以确保其效果和安全性。

总的来说，合成氨化肥是一种重要的农业生产资料，它对于保障粮食安全和促进农业发展具有重要意义。

人工合成氨发展简史蔡 狄 李 冬 贺 竞 李 佳一、怎样固氮——问题浮出水面氨（Amonia） ，分子式 NH3，1754 年由英国化学家普里斯特利（J.Joseph Priestley）加热 氯化铵和石灰石时发现。

1784 年，法国化学家贝托雷（C.L.Berthollet）确定了氨是由氮和氢 组成的。

从那以后很长一段时间，氨的主要来源是氮化物，而氮化物的主要来源是自然界中 的硝石矿产。

19 世纪以来，人类步入了现代化的历程。

随着农业的发展，氮肥的需求量在不断提高； 同时随着工业的突飞猛进，炸药的需求量也在迅速增长。

1809 年，在智利发现了一个很大 的硝酸钠矿产地；但是面对人类不断膨胀的需求，自然界的生物和矿产资源毕竟有限。

然而 全世界无论何处，大气的五分之四都是氮，如果有人能学会大规模地、廉价地把单质的氮转 化为化合物的形式，那么，氮是取之不尽、用之不竭的。

因此将空气中丰富的氮固定下来并 转化为可被利用的形式，成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题，而合成氨，作为 固氮的一种重要形式，也变成了 19 至 20 世纪化学家们所面临的突出问题之一。

二、历经磨难，终成正果——从实验室到工业生产1.艰难的探索N2+3H2=2NH3合成氨的化学原理， 写出来， 不过这样一个方程式； 但就是这样一个简单的化学方程式， 从实验室研究到最终成功、实现工业生产，却经历了约 150 年的艰难探索。

在此期间，曾有 不少著名的化学家踏上了合成氨的研究之路，但他们的最终结局却都是无功而返。

1795 年，曾有人试图在常压下进行氨合成，后来又有人在 50 个大气压下试验，结果都 失败了。

19 世纪下半叶，物理化学的巨大进展，使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可 逆的，增加压力将使反应推向生成氨的方向，提高温度会将反应移向相反的方向，然而温度 过低又使反应速度过小； 催化剂对反应将产生重要影响。

这实际上就为合成氨的试验提供了 理论指导。

合成氨工艺考试资料含答案1、【单选题】下列选项不是氮气的氮气的用途的是()。

（C ）A、是一种重要的化工原料B、可以用作焊接金属时的保护气C、可以作为水果的催熟剂2、【单选题】合成系统氮气增加会使系统压差()。

（A ）A、升高B、无影响C、降低3、【单选题】()建立健全应急物资储备保障制度,完善重要应急物资的监管、生产、储备、调拨和紧急配送体系。

（ C ）A、企业B、社会C、国家4、【单选题】下列描述正确的是()。

（B ）A、职业病危害,是指对劳动者可能导致的各种危害B、职业病危害,是指对从事职业活动的劳动者可能导致职业病的各种危害C、职业病危害,是指对劳动者可能导致的特种危害5、【单选题】下列物质种类中燃烧速度最快的是()体。

（A ）A、气B、液C、固6、【单选题】下面属于有机硫的是()。

（B ）A、单质硫B、硫氧化碳C、二氧化硫7、【单选题】不允许含氧化合物进入合成系统,主要原因是()。

（B ）A、防止与氢发生爆炸B、防止与催化剂中的铁反应生成四氧化三铁C、防止与催化剂中氧化亚铁反应生成四氧化三铁8、【单选题】不属于使用劳动防护用品的一般要求是()。

（C ）A、劳动用品的使用必须在其性能范围内,不得超极限使用B、使用前应首先做一次外观检查C、防护用品应定期进行维护保养9、【单选题】从事使用高毒物品作业的用人单位应当至少每()个月对高毒作业场所进行一次职业中毒危害因素检测。

（ B ）A、六B、一C、十二10、【单选题】从事苯、石油液化气等易燃液体作业人员应穿哪种工作服()。

（C ）A、耐腐蚀B、阻燃C、防静电11、【单选题】以下产品中,氨不作为原料的是()。

（A ）A、硫酸B、尿素C、硝酸铵12、【单选题】催化剂是用来改变()。

（C ）A、反应平衡B、反应温度C、反应速度13、【单选题】加强用电安全管理,防止触电的组织措施是()。

（B ）A、采用漏电保护装置B、建立必要而合理的电气安全和用电规程及各项规章制度C、使用安全电压14、【单选题】发生特别重大突发事件,对人民生命财产安全、国家安全、公共安全、环境安全或者社会秩序构成重大威胁,采取有关法律、法规、规章规定的应急处置措施不能消除或者有效控制、减轻其严重社会危害,需要进入()的,由全国人民代表大会常务委员会或者国务院依照宪法和其他有关法律规定的权限和程序决定。

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