Номер 5, страница 111 - гдз по химии 9 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

5. Последовательность аппаратуры в технологической схеме производства аммиака:

1) ___________________________________________________________________

2) ___________________________________________________________________

3) ___________________________________________________________________

Промышленное производство аммиака основано на прямом синтезе из азота и водорода (процесс Габера-Боша). Технологическая схема включает последовательное прохождение газовой смесью нескольких ключевых аппаратов. Ниже представлена основная последовательность аппаратуры в цикле синтеза аммиака.

1) На первой стадии цикла синтеза подготовленную азотоводородную смесь ($N_2$ и $H_2$ в соотношении 1:3) необходимо сжать до очень высокого давления, обычно в диапазоне 15–35 МПа (150–350 атмосфер). Это делается для того, чтобы сместить химическое равновесие реакции $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$ в сторону образования продукта, так как реакция протекает с уменьшением объёма газов.

Ответ: Компрессор (или турбокомпрессор).

2) После сжатия горячая газовая смесь поступает в основной аппарат технологической цепи, где и происходит непосредственно химическая реакция. Внутри этого аппарата на нескольких слоях катализатора (обычно на основе железа) при температуре 400–500 °C и высоком давлении азот и водород реагируют с образованием аммиака.

Ответ: Колонна синтеза (реактор синтеза).

3) Газовая смесь, выходящая из реактора, содержит образовавшийся аммиак, а также значительное количество непрореагировавших азота и водорода. Чтобы отделить целевой продукт, смесь направляют в аппарат, где она интенсивно охлаждается. Так как температура кипения аммиака (–33,4 °C) значительно выше, чем у азота (–195,8 °C) и водорода (–252,9 °C), он конденсируется в жидкость, в то время как остальные газы остаются в газообразном состоянии. Это позволяет отделить жидкий аммиак в последующем сепараторе.

Ответ: Холодильник (конденсатор).