大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于合成氨催化剂的问题,于是小编就整理了3个相关介绍合成氨催化剂的解答,让我们一起看看吧。
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。它能够诱导化学反应发生改变,而使化学反应变快或者在较低的温度环境下进行化学反应。在有催化剂的环境下,分子只需较少的能量即可完成化学反应。 催化剂在现代化学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,乙烯的聚合以及用丁二烯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。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,氨的合成反应的活化能很高,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。第一阶段的反应活化能为126 kJ/mol~167 kJ/mol,第二阶段的反应活化能为13 kJ/mol。由于反应途径的改变(生成不稳定的中间化合物),降低了反应的活化能,因而反应速率加快了。
氢气和氮气反应生成氨气的催化剂是什么?
这个反应成为合成氨工艺:N2+3H2—>2NH3反应在500摄氏度进行,反映催化剂是Fe(铁触媒)。铁触媒是在合成氨工业中的主要催化剂,在500℃时活性最大。但是,即使反应在500℃和30MPa进行,合成氨平衡混合物中NH3的体积分数也只为26.4%,即转化率较低。在实际生产中,采取迅速冷却的方法,使气态氨变成液氨后及时从平衡混合气体中分离出去,以促使化学平衡向生成NH3的方向移动。
铁触媒。
目前,合成氨工业中普遍使用的主要是以铁为主体的多成分催化剂,又称铁触媒。铁触媒在500 ℃左右时的活性最大,这也是合成氨反应一般选择在500 ℃左右进行的重要原因之一。
主要成分是Fe3O4,助催化剂K2O、Al2O3、CaO、MgO等含量小于催化剂总质量的9%,低压催化剂还增加了CoO(A201等)。
氨气与氮气之间相互转化的化学方程式?
氨气和氮气之间可以产生相互转化的反应,这个过程可用化学方程式表示为2NH3 → 3N2 + H2。这个方程式提示着一种叫做氨水合反应的重要过程,它是氮循环的核心。在此反应中,微生物将氨气转化为根据分类而异的一系列化合物,并最终以氮气释放到空气中。
此类作用发生在土壤、海洋、河流和湖泊等自然环境中,对于植物、动物、人类和全球生态系统的氮供应和气候影响发挥至关重要的作用。
到此,以上就是小编对于合成氨催化剂的问题就介绍到这了,希望介绍关于合成氨催化剂的3点解答对大家有用。
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