ТърсиУченик? Влез с код30 дни безплатноБезплатно
Класове
Начален етап
Прогимназиален етап
Гимназиален етап
Всички игриНВО и матуриЦениСтатииВидеоЗа родителиЗа училищаВход за учителиУченик? Влез с код
Химия и опазване на околната среда · 11 клас · урок 7 от 10

Производство на амоняк

Амонякът се получава в промишлеността чрез директен синтез от азот и водород по метода на Хабер и Бош. Реакцията е обратима и екзотермична и протича с намаляване на броя на моловете газ. Затова се провежда при високо налягане, умерено висока температура (около 400 до 500 °C) и с катализатор от желязо с добавки. Амонякът се използва главно за производство на азотна киселина и азотни торове.

Играйте само този урок:Вярно или невярноТаблоБомбаНадбягванеОтборен тест А/Б/В/ГГорещ стол

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • N2 + 3H2 ⇌ 2NH3, ΔH < 0.
  • Високото налягане измества равновесието към NH3 (4 mol газ → 2 mol газ).
  • Катализатор: желязо с добавки; непревърналите се N2 и H2 се връщат обратно (циркулация).
  • Азотът се взема от въздуха, а водородът главно от природния газ.

Пример

От 28 t азот (1 Mmol N2) теоретично се получават 2 Mmol NH3, т.е. 2 · 17 = 34 t амоняк.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Колко тона амоняк най-много могат да се получат от 28 t азот?
    • 17 t
    • 34 t
    • 28 t
    • 56 t

    Отговор: 34 t

    N2 + 3H2 → 2NH3; от 28 t N2 (1 Mmol) се получават 2 Mmol NH3, т.е. 2 · 17 = 34 t.

  2. Колко m³ водород (н.у.) са нужни за получаване на 34 kg амоняк? (NH3 = 17)
    • 44,8 m³
    • 22,4 m³
    • 67,2 m³
    • 33,6 m³

    Отговор: 67,2 m³

    34 kg = 2 kmol NH3; по N2 + 3H2 → 2NH3 са нужни 3 kmol H2 = 67,2 m³.

  3. Кои са изходните вещества при промишления синтез на амоняк?
    • N2 и O2
    • NH4Cl и Ca(OH)2
    • N2 и H2
    • H2 и NO

    Отговор: N2 и H2

    Амонякът се синтезира директно от азот и водород: N2 + 3H2 ⇌ 2NH3.

  4. Какъв катализатор се използва при синтеза на амоняк?
    • Платина
    • Желязо с добавки
    • V2O5
    • Никел

    Отговор: Желязо с добавки

    Катализаторът е желязо, активирано с добавки на оксиди (K2O, Al2O3).

  5. Защо синтезът на амоняк се провежда при високо налягане?
    • За да се забави реакцията
    • Защото реакцията е ендотермична
    • За да се разложи амонякът
    • Защото равновесието се измества към по-малкия брой молове газ, т.е. към NH3

    Отговор: Защото равновесието се измества към по-малкия брой молове газ, т.е. към NH3

    От 4 mol газ се получават 2 mol газ, затова по принципа на Льо Шателие налягането увеличава добива на амоняк.

  6. Откъде се взема азотът за синтеза на амоняк?
    • От въздуха
    • От водата
    • От природния газ
    • От рудите

    Отговор: От въздуха

    Азотът се получава от въздуха, който съдържа около 78% азот.

  7. Как се наричат учените, разработили промишления синтез на амоняк?
    • Солве
    • Хабер и Бош
    • Льо Шателие и Хес
    • Менделеев

    Отговор: Хабер и Бош

    Методът на Хабер и Бош е първият промишлен синтез на амоняк от азот и водород.

  8. Каква е реакцията на синтез на амоняк по отношение на топлинния ефект?
    • Ендотермична
    • Екзотермична
    • Без топлинен ефект
    • Фотохимична

    Отговор: Екзотермична

    N2 + 3H2 ⇌ 2NH3, ΔH < 0, т.е. при реакцията се отделя топлина.

  9. Откъде се получава главно водородът за синтеза на амоняк?
    • От въздуха
    • От пясъка
    • От природния газ
    • От варовика

    Отговор: От природния газ

    Водородът се получава главно от метана в природния газ чрез реакция с водна пара.

  10. При каква температура се провежда синтезът на амоняк?
    • 25 °C
    • Около 400-500 °C
    • 1500 °C
    • 100 °C

    Отговор: Около 400-500 °C

    Това е компромис: достатъчно висока за добра скорост с катализатора, но не прекалено висока, за да не намалее добивът.

  11. Защо синтезът на амоняк не се провежда при ниска температура, въпреки че тя е благоприятна за равновесието?
    • Равновесието се измества наляво
    • Амонякът се разлага
    • Катализаторът се изразходва
    • Реакцията е твърде бавна

    Отговор: Реакцията е твърде бавна

    При ниска температура добивът е висок, но скоростта е толкова малка, че производството става неизгодно.

  12. Какво става с непревърналите се N2 и H2 след реактора?
    • Връщат се в реактора
    • Изпускат се в атмосферата
    • Изгарят се
    • Разтварят се във вода

    Отговор: Връщат се в реактора

    Непревърналите се газове циркулират обратно в реактора, така суровините се използват почти напълно.

  13. Как се отделя амонякът от газовата смес след реактора?
    • Чрез филтриране
    • Чрез електролиза
    • Чрез охлаждане и втечняване
    • Чрез изгаряне

    Отговор: Чрез втечняване

    Амонякът се втечнява много по-лесно от азота и водорода, затова при охлаждане той кондензира.

  14. Колко обема водород реагират с 1 обем азот при синтеза на амоняк?
    • 1
    • 2
    • 4
    • 3

    Отговор: 3 обема

    По уравнението N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 обемите на газовете се отнасят като коефициентите 1 : 3.

  15. В 100 m³ смес от N2 и H2 в отношение 1 : 3 реагират 20% от газовете. Колко m³ NH3 се образуват?
    • 20 m³
    • 5 m³
    • 10 m³
    • 40 m³

    Отговор: 10 m³

    Реагират 20 m³ смес: 5 m³ N2 и 15 m³ H2; от 1 обем N2 се получават 2 обема NH3, т.е. 10 m³.