氨气催化氧化 (2)
氨催化氧化制硝酸化学方程式(3篇)
第1篇一、氨催化氧化制硝酸的化学方程式氨催化氧化制硝酸的化学方程式如下：4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O4NO + 3O2 → 4NO24NO2 + 2H2O → 4HNO3以上方程式表示，氨气在催化剂的作用下，首先与氧气反应生成一氧化氮和水，然后一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，最后二氧化氮与水反应生成硝酸。
二、反应机理氨催化氧化制硝酸的反应机理可以分为以下几个阶段：1. 氨气与氧气反应：在催化剂的作用下，氨气分子中的氮原子与氧气分子中的氧原子发生配位，形成氨氧配合物，然后氨氧配合物分解生成一氧化氮和水。
2. 一氧化氮与氧气反应：一氧化氮与氧气分子发生反应，生成二氧化氮。
3. 二氧化氮与水反应：二氧化氮与水分子反应，生成硝酸和一氧化氮。
三、催化剂催化剂在氨催化氧化制硝酸过程中起着至关重要的作用。
常用的催化剂有：1. 铂催化剂：铂催化剂具有较高的活性，但价格较高，且易中毒。
2. 铂-钼催化剂：铂-钼催化剂具有较高的活性和稳定性，但铂-钼催化剂的制备工艺复杂。
3. 铂-钴催化剂：铂-钴催化剂具有较高的活性和稳定性，且价格较低，是目前应用最广泛的催化剂。
四、工艺流程氨催化氧化制硝酸的工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 氨气压缩：将液氨压缩成高压气体。
2. 氨气预热：将氨气预热至催化剂的活性温度。
3. 氨气与氧气混合：将氨气与氧气按一定比例混合。
4. 氨催化氧化：将氨气与氧气混合物在催化剂的作用下进行催化氧化反应。
5. 二氧化氮与水反应：将反应生成的一氧化氮与氧气混合物在冷却器中冷却，使其中的二氧化氮与水反应生成硝酸。
6. 硝酸分离：将反应生成的硝酸进行分离、浓缩、结晶等操作，得到硝酸产品。
7. 废气处理：对反应过程中产生的废气进行处理，达到排放标准。
五、总结氨催化氧化制硝酸是一种重要的工业生产过程，其化学方程式、反应机理、催化剂和工艺流程等方面都有一定的研究价值。
在实际生产过程中，需要根据具体情况选择合适的催化剂和工艺流程，以提高生产效率和产品质量。
氨的催化氧化实验报告
催化剂催化剂催化剂《化学实验教学研究》实验报告实验项目 “氨的催化氧化” 实验设计与研究 实验日期 星期 上午 □ 下午 □ 晚上 □ 姓 名 学号 同组人 台号 实验目的：（1）通过氨的催化氧化实验装置的设计，进一步培养根据化学原理和客观条件自行设计和安装实验装置的能力。
（2）通过查阅文献及对本实验的探究过程进一步强化收集和处理信息、分析和归纳问题的能力，提高实验操作技能。
（3）探讨本实验成功的条件、关键和技术操作。
（4）增强绿色环保知识。
实验教学目标：知识与技能：了解氨的催化氧化的反应原理；了解工业上制备硝酸的反应原理。
过程与方法：通过教师演示实验的方法，引导学生对实验现象的观察，从而提高学生的探究能力、创新意识和改进实验的能力。
情感态度与价值观：通过观察二氧化氮的红棕色现象，让学生体会化学的颜色之美；通过对二氧化氮有毒气体的尾气处理，倡导绿色化学的理念，增强学生的环保意识。
实验原理：一、实验中主要的反应：4NH 3＋5O 2 4NO ＋6H 2O ＋Q2NO ＋O 2 2NO 2＋Q 3NO 2＋H 2O 2HNO 3＋NO ＋QNH 3＋HNO 3 NH 4NO 3二、实验中可能出现的反应：4NH 3＋4O 2 2N 2O ＋6H 2O4NH 3＋3O 2 2N 2＋6H 2O实验设计（或改进）思路：1、为使氨气和氧气能够同时参与反应，使用双连打气球往氨水溶液中鼓气。
2、为确保反应气体充分地与催化剂接触以提高转化率，考虑到催化剂活性温度较高需要加热，本实验采用耐高温的双通管盛装催化剂，也能增强气体的流通性。
3、为了更好地观察生成NO 2的红棕色，在选用实验仪器时应尽量使用直径较大的容器（如平底烧瓶），也可以对收集装置加白色背衬。
4、本实验将产生有毒性气体，为避免对环境的污染，使用NaOH 溶液对反应产物进行尾气处理。
5、当观察到催化剂前端明显红热、洗气瓶里有棕红色气体生成时，表明实验成功。
氨的催化氧化原理
氨的催化氧化原理
氨的催化氧化原理是通过催化剂的作用，将氨与氧气反应生成氮气和水蒸气的过程。
催化剂通常选择铂、钯、铑等贵重金属，它们具有高的活性和选择性。
在反应中，氨分子首先吸附在催化剂表面，形成氨的吸附物种。
吸附后的氨分子与氧气分子发生反应，其中氨的氢原子被氧气氧化成水，而氨的氮原子则与其他吸附的氮原子结合形成氮气。
这个反应过程是一个复杂的多步反应。
首先，氨分子吸附在催化剂表面，通过与金属原子之间的相互作用，氨的氢原子被夺取形成氨的吸附物种。
接下来，吸附的氨分子与氧气分子相遇，并发生氧化反应，其中氨的氢原子转移到氧气上形成水。
最后，产生的水分子从催化剂表面解吸，释放出来。
在整个反应过程中，催化剂起到加速反应速率、降低活化能的作用，使得氨的氧化反应能够在较低的温度和压力下进行。
通过这种催化氧化反应，氨可以转化为更为稳定的氮气和水蒸气，从而实现氨的高效利用和废气治理。
此外，这种催化氧化原理还可以应用于其他类似的氨氧化反应，如从氨制取硝酸等化工过程中。
氨气催化氧化热化学方程式(二)
氨气催化氧化热化学方程式(二)氨气催化氧化热化学方程式1. 引言氨气催化氧化热化学方程式是一种重要的化学反应，它通过催化剂的作用使氨气和氧气在高温下发生氧化反应，产生大量的热能。
本文将列举相关方程式，并通过举例解释说明这一反应的过程与应用。
2. 方程式以下是氨气催化氧化热化学方程式的基本形式：2NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O在上述方程式中，氨气（NH₃）和氧气（O₂）反应生成一氧化氮（NO）和水（H₂O）。
这是一个放热反应，产生的热能可以用于各种热能转换设备，如燃气发电机、暖气系统等。
3. 解释与应用举例氨气催化氧化热化学方程式有着广泛的应用。
下面通过两个具体的例子来解释和说明其应用。
燃气发电机在燃气发电机中，氨气催化氧化热化学方程式被用于产生高温热能，然后将其转化为电能。
燃气发电机通过燃烧燃料，如天然气，使气体与空气中的氧气发生反应。
此时，采用氨气和氧气反应产生的热能可以提供给蒸汽轮机或燃气轮机，以产生电能。
暖气系统氨气催化氧化热化学方程式可以应用于暖气系统中，通过反应释放的热能来供暖。
将氨气与空气中的氧气反应，可以产生大量的热能。
这些热能可以通过传导、辐射或对流的方式传递给室内环境，从而实现室内空间的加热。
结论氨气催化氧化热化学方程式是一种重要的化学反应，通过其反应释放的热能可以应用于各种领域，如燃气发电机和暖气系统等。
这种反应为我们提供了高效的能量转换方式，有着广泛的应用前景。
以上是一个简单的介绍，希望对相关方程式的理解与学习有所帮助。
氨的催化氧化实验报告
《化学实验教学研究》实验报告实验项目：“氨的催化氧化”实验设计与研究实验日期：2016年9月23日下午至晚上姓名：学号同组人：台号：2台3组【教学目标】本实验原理位于必修一第四章第四节，教材没有提供具体实验要求和步骤，通过本实验主要达到以下教学目标：知识与技能：通过本实验加深对氨的物理性质和化学性质的理解，以及仪器的选择和操作。
过程与方法：通过方案的设计体会设计实验的思路和方法，通过对实验现象的解释提高分析问题的能力。
情感态度与价值观：培养合作探究精神，增强实验安全意识。
【实验原理】催化剂4NH+5Q 4NO+6H 2O+Q△2NO+O3NO+HO =HNO 3+NO+QNH+HNO —NH 4NO可能会出现的副反应：催化剂NH+4Q 2N 2O+6HO△ ~催化剂4NH+3O N2+6HO△:■、实验药品：浓氨水（25% -28%）、重铬酸铵、三氧化二铁、氧化铜、氢氧化钠等【实验方案设计思路】2+Q【实验装置及药品】1. 鼓气速率过快则可能产生白烟，氨气转化率低。
鼓气过慢则可能使气体密度过低，反应热量低致使反应停止，也可能是一氧化氮分解为氮气和氧气。
2. 氨水浓度过大尽管有红棕色气体产生，同时产生白烟（硝酸铵）。
氨水浓度过小时带入过多水分影响催化剂活性，红热现象不明显，红棕色不明显。
3. 鼓气速率不同，单位体积空气能带出的氨气的量基本不变。
4. 实验前检查装置气密性，要进行预热，实验结束先将导管移出烧杯再撤酒精灯5. 一氧化氮氧化和二氧化氮溶于水都是放热反应。
【实验内容】 一、实验步骤：1 •用重铬酸铵制备氧化铬催化剂。
2 .用氧化铬作催化剂，在不同浓度氨水（总体积 50ml ，浓氨水与水的体积比分别是1:1,3:2,2:3）下进行操作。
3.以最佳浓氨水与水体积比，使用氧化铁和氧化铜作催化剂进行实验。
、实验现象记录 氨水：水催化剂现象 分析催化剂红热红棕色白烟1:1 Cr 2O 3+++ +++ +催化剂颜色 变暗时以适 中速度鼓气，催化剂红热 明显，洗气瓶 中红棕色气 体产生，有少 量白烟产生3:2 62O 3 ++++本次没有掌 握好鼓气的 时机，并且鼓反应物产主 装置•考虑純氧和氮汽反应容易发生爆炸”同时氨气具有痒发性，因此通过打汽球汩 行鼓气将氨气和空气混合「可以在玻璃管进气口放少童棉花用于除去混合气 体中的水 •注意拿握鼓气的时机和频率，在催比剂变色时加快鼓气同时放置催化剂被吹 走反应装置「崔化剂使用之前应该炒制除水「装填应该松紧适度"不留缝隔 •出气口放置玻璃棉和谍丝防止催化剂被吹走 •考虑反应所需温度比较高，本实验采用三芯酒精灯产物处理装置♦主成物中有水产主'因吐可以增加除水装置.例如无水氯化钙•为了便气怵颜色更容易观察,采用直径比较大的器皿 •尾气中有毒气体二氧化氮用氢氧化钠洛叛吸收结论：使用三氧化二铬作催化剂，氨水和水的体积比为1:1为反应最佳条件。
氨的催化氧化实验报告
《化学实验教学研究》实验报告实验项目：“氨的催化氧化”实验设计与研究 实验日期：2016年9月23日下午至晚上 姓名： 学号 同组人： 台号：2台3组 【教学目标】本实验原理位于必修一第四章第四节，教材没有提供具体实验要求和步骤，通过本实验主要达到以下教学目标：知识与技能：通过本实验加深对氨的物理性质和化学性质的理解，以及仪器的选择和操作。
过程与方法：通过方案的设计体会设计实验的思路和方法，通过对实验现象的解释提高分析问题的能力。
情感态度与价值观：培养合作探究精神，增强实验安全意识。
【实验原理】 4NH 3+5O 2 4NO+6H 2O+Q2NO+O 2 NO 2+Q 3NO 2+H 2O HNO 3+NO+Q NH 3+HNO 3 NH 4NO 3 可能会出现的副反应：NH 3+4O 2 2N 2O+6H 2O4NH 3+3O 2 N 2+6H 2O 【实验装置及药品】 一、实验装置二、实验药品：浓氨水（25％-28％）、重铬酸铵、三氧化二铁、氧化铜、氢氧化钠等 【实验方案设计思路】△催化剂△ 催化剂△催化剂1.鼓气速率过快则可能产生白烟，氨气转化率低。
鼓气过慢则可能使气体密度过低，反应热量低致使反应停止，也可能是一氧化氮分解为氮气和氧气。
2.氨水浓度过大尽管有红棕色气体产生，同时产生白烟（硝酸铵）。
氨水浓度过小时带入过多水分影响催化剂活性，红热现象不明显，红棕色不明显。
3.鼓气速率不同，单位体积空气能带出的氨气的量基本不变。
4.实验前检查装置气密性，要进行预热，实验结束先将导管移出烧杯再撤酒精灯5.一氧化氮氧化和二氧化氮溶于水都是放热反应。
【实验内容】一、实验步骤：1．用重铬酸铵制备氧化铬催化剂。
2．用氧化铬作催化剂，在不同浓度氨水（总体积50ml，浓氨水与水的体积比分别是1:1,3:2,2:3）下进行操作。
3.以最佳浓氨水与水体积比，使用氧化铁和氧化铜作催化剂进行实验。
二、实验现象记录三、问题与讨论1．白烟的产生白烟的产生是由于二氧化氮溶于水生成硝酸，氨气与硝酸反应生成硝酸铵，可能是由于鼓气过早或者过快、氨水浓度太大造成的。
氨催化氧化过程中的白烟
氨催化氧化过程中的白烟氨催化氧化过程中的白烟一、前言在化学工业中，氨催化氧化法是一种常用的合成尿素的方法。
随着工业化进程的加快，氨催化氧化法的应用越来越广泛。
但是，由于氨氧化反应中产生的过程中会产生大量的白烟，如果不及时处理，不仅会影响生产效率，还会对周围环境产生很大的污染。
二、白烟的成因在氨催化氧化过程中，白烟的主要成分是氧化氮和亚硝酸盐等有害物质，这些物质是通过氨氧化反应产生的。
原料进入反应器后，在高温、高压和催化剂的作用下进行氨氧化反应。
在反应中，氨和氧气发生化学反应，生成氮气和水蒸气等物质。
反应式：4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O。
通过反应式可以看出，氮气是通过氨氧化反应中间生成物NO生成的。
而NO还会进一步与氧气反应，生成二氧化氮(NO2)。
在反应器的出口处，NO和NO2等有害物质与空气中的氧气发生反应，生成亚硝酸盐（NOx）等有害物质，这些有害物质形成的混合气体就是白烟。
三、白烟的处理方法一般来说，在氨催化氧化过程中，生产厂家通常采取以下措施来处理白烟：1. 排放法：即将白烟直接排出厂区，通过高烟囱的排放口排放到大气中。
这种方法虽然操作简单、成本低，但却会对大气环境造成严重污染，不符合环保要求。
2. 烟气洗涤法：也称为湿法脱硝法，是目前应用最广泛的处理方法之一。
该方法通过将烟气和水进行充分接触，将NOx等有害物质通过化学反应方式转化为无害物质。
在处理后的烟气中，NOx的含量可以被有效控制在10mg/m3以下。
3. 选择催化还原法：是指通过在高温高压下使用催化剂将NOx还原为氮气，进而达到减少有害物质排放的目的。
这种方法的适用范围是比较狭窄的，适用于NO含量较低的烟气处理。
四、总结在化工行业中，氨催化氧化法作为一种常用的合成尿素方法，但是同时也伴随着白烟等有害物质的产生。
为了控制工业排放造成的环境污染，生产厂家必须采取相应的措施来降低白烟排放。
烟气洗涤法和选择催化还原法比其他方法具有更好的处理效果，是化工企业降低白烟排放量的重要途径。
氨催化氧化法
氨催化氧化法是一种工业制硝酸的方法。
在这个过程中，氨气和空气（或富氧空气）的混合气在高温（760～840℃）和催化剂（含铑5%～7%的网形钿或粒状或环状的以氧化铁为主体的非铂催化剂）的作用下，发生氧化反应，生成一氧化氮。
然后，继续用空气或浓硝酸氧化一氧化氮，以生成二氧化氮。
最后，用水吸收二氧化氮，得到稀硝酸（浓度在45%～60%）。
剩余的氮氧化物可以通过碱液（如氢氧化钠）或硫酸亚铁水溶液进行回收利用。
根据操作压力的不同，氨催化氧化法可分为常压法、加压法和联合法。
要制得浓度在90%以上的浓硝酸，可以先制得稀硝酸，然后提浓，这被称为间接浓硝酸法；或者可以直接用氮的氧化物、氧和水一步合成浓硝酸，这被称为直接浓硝酸法。
总的来说，氨催化氧化法是一种重要的工业制硝酸的方法，具有广泛的应用。
氨气与氧气在催化剂反应下的化学方程式
氨气与氧气在催化剂反应下的化学方程式
氨气和氧气在反应过程中构成了氢氧化氮（NH₃），具有重要的应用价值。
这类发生在催化剂反应条件下的反应，成为了重要的化学反应，并解释了NH₃在
氨气与氧气混合形成机制。
采用催化剂反应方式可以有效地提高NH₃的反应速率，其化学方程式如下：
2NH₃(g) + 3O₂(g) ——> 2NO(g) + 3H₂O(g)
由此可见，氨气和氧气在反应期间，会生成一氧化氮和水，从而形成NH₃。
这表明氨气与氧气在催化剂反应过程中所发生的反应，定义了NH₃的形成机制。
然而，由于NH₃反应所需要的高温高压条件，反应速率较低，且反应效果不
理想，因此需要引入催化剂来提高NH₃的反应速率，并增强反应效果。
而重要的是，催化剂的大部分原理都以反应物以一定量反复进行反应而实现的，这就给催化剂反应技术提出了更高的要求，从而使得催化剂反应可以更加有效，可靠的有效的完成NH₃的生产任务。
总结而言，氨气和氧气在催化剂反应过程中所发生的反应，使得NH₃获得了
更好的实现，其化学方程式为2NH₃(g)+3O₂(g)——>2NO(g)+3H₂O(g)，催化剂反应不仅可以提高NH₃的反应速率，而且可以进一步改善其反应效果。
氨的催化氧化
氨水得浓度V(氨 水)：v (水) 加热时间催化剂 种类实验指标1:1 3mi nCwQ1催化剂就是否有明显 红热现象2、 就是否有红棕色气 体产生。
3、 玻璃管内就是否有 小水滴2:3F Q Q4：5F Q Q① NO 就是红棕色有刺鼻气味得气体，同时就是一种大气污染物，因此应该用碱液进行吸 收，② 同时由于气体得流通速度比较快，故可能有一部分氨气没有反应就直接逸出， 又因为氨 气极易溶于水，故碱液中得得水就是可以对氨气进行吸收得。
综合以上两个因素 ，我们可 以选用Na O H 溶液来对尾气进行处理。
实验研究得主要内容：1) “氨得催化氧化”实验装置一体化设计。
2) “氨得催化氧化”最佳条件得探究。
实验装置图： 实验装置设计依据： (1)反应得原理：该反应就是氨气、氧反应,我们需要反应物得制备：① 浓氨水具有挥发性川,会挥发② 经查阅资料可知.- 是13、来进行实验,而就是③ 优点:装置简单，操作简便；同时在鼓入得过程中还可以增加氨气得逸出速度。
反应条件：① 反应需在较高温度下进行，普通得酒精灯满足不了要求，故我们在此采用得就是铜质三 芯酒精灯；② 反应需要在催化剂得作用下进行，为了使气态得氨气与氧气与固态得催化剂充分接触， 我们把催化剂装在硬质玻璃管内。
③ 优点：硬质玻璃管常用来进行气体与固体得反应 ，与普通试管相比具有以下优点：第- 比普通试管更耐高温；第二，两端开口更有利于气体得流通。
生成物：气与催化剂在较高温度下进行得气体与固体之间得 至诵从以下几个方面考虑从而来设计整个实验：a) b) c)氧量越用一个双联打气球，池过来制备氨气，普5、5^ ~27%在纯氧中得爆炸极限就 ，越容减炸，故我们在此尽量不用纯氧制备催化剂,观察实验效果，对比探索氨催化氧化 (3min ),分别取50 居记录:得影响实验研究方案及实验记录：仪器：双联打气球、洗气瓶（3个）、铁架台、5 OmL 量筒、250ml 烧杯、电子秤、三芯酒 精灯、胶管、玻璃棒、硬质玻璃管，直角导管，玻璃棉、铁丝；药品：浓氨水（25%~28%）蒸馏水、NaOH （1 mol / L ）、F e 2 03 C uO （NH ） 2 C r 2Q 实验内容：（一）实验操作步骤：点燃三芯酒精灯「进行实验催化剂得 填装观察并记录实验现象 -」（二）实验装置图（三）实验内容及数据（1）氨水浓度 '配置50ml 一定浓度得氨水搭建实验装置\ ____________加热3min 后缓慢鼓气，当瞧到有火星时，加快鼓气速度，加快 --鼓气速度， ---------在硬质玻璃管中加入8— 10cm 得CeO 作为催化剂，保证催化剂得加热时间不变 mL 不同比例得氨水进行实验 中选用氨水浓度得最佳比例。
氨的催化氧化 氧化产物
氨的催化氧化氧化产物
氨是一种常见的化学物质，它具有强烈的氨味，常用于制造化肥和清洁剂。
然而，除了这些常见的用途之外，氨还可以通过催化氧化反应产生其他有用的化合物。
催化氧化是一种通过添加催化剂来促进氧气与氨反应的方法。
催化剂能够降低反应的活化能，使氧化反应更容易发生。
通过催化氧化氨，可以得到一系列的氧化产物，其中一些具有重要的应用价值。
当氨气在催化剂的作用下与氧气反应时，可以产生一氧化氮（NO）和水（H2O）。
一氧化氮是一种重要的中间产物，它可以用于制造氮酸盐肥料和炸药。
此外，一氧化氮还具有广泛的生物学活性，被用作血管扩张剂和神经递质。
氨气的催化氧化还可以产生二氧化氮（NO2），这是一种常见的大气污染物。
二氧化氮是工业废气和汽车尾气中的主要成分之一，对人体健康和环境造成严重影响。
因此，控制和减少氨气的催化氧化反应对于改善空气质量至关重要。
氨气催化氧化还可以产生亚硝酸（HNO2）。
亚硝酸是一种重要的化学品，广泛用于制造染料和药物。
它还可以被用作食品防腐剂和酸性清洁剂。
通过催化氧化氨可以得到一系列重要的氧化产物，包括一氧化氮、二氧化氮和亚硝酸等。
这些产物在农业、医药和环境保护等领域具
有广泛的应用。
通过控制和优化催化氧化反应条件，可以提高产物的选择性和产率，从而进一步拓展氨的应用领域。
氨气催化氧化反应方程式
氨气催化氧化反应方程式
氨气催化氧化反应方程式是一种重要的化学反应，其反应机理和方程式如下：
机理：
氨气催化氧化反应是一种氧化还原反应，主要包括以下几个步骤：
1. 氨气吸附：氨气与催化剂表面发生吸附。
2. 氨气部分氧化：吸附的氨气分解成氮气和一氧化氮，同时释放出氢离子和电子，并与催化剂表面的氧化物发生反应，形成离子包含三价氮和四价氮的氮氧化物。
3. 二氧化氮转化：反应体系中存在的二氧化氮和氮氧化物反应产生氮氧化物和氧气。
4. 二氧化氮氧化：二氧化氮与氧气反应生成三氧化氮。
5. 三氧化氮脱水：三氧化氮与水反应生成硝酸。
综上所述，氨气催化氧化反应是通过氨气与催化剂表面发生吸附，分解出
氮气和一氧化氮，并与催化剂表面氧化物发生反应，最终生成硝酸的一系列反应。
方程式：
NH3 + O2 → NO + H2O (1)
2 NO + O2 → 2 NO2 (2)
3 NO2 + H2O → 2 HNO3 + NO (3)
反应方程式中的（1）、（2）和（3）是氨气催化氧化反应的主要反应方
程式。
其中，（1）式是氨气部分氧化反应方程式，（2）式是二氧化氮转化反
应方程式，（3）式是三氧化氮脱水反应方程式。
联立（1）、（2）和（3）式，可以得到完整的氨气催化氧化反应方程式：
4 NH3 +
5 O2 + 4 H2O → 4 NO3- + 8 H+ (4)
该方程式表明，在催化剂的作用下，氨气可以被氧气以及水分子氧化，最
终生成硝酸离子和氢离子。
催化剂氧化nh4
催化剂氧化nh4催化剂是一种能够加速化学反应速度的物质，它可以降低反应的活化能，促使反应更快地进行。
催化剂在许多化学反应中起到至关重要的作用，其中包括氧化反应。
本文将探讨催化剂在氧化NH4（氨）反应中的应用。
氨气（NH3）是一种常见的气体，它具有刺激性气味并具有一定的腐蚀性。
氨气广泛应用于农业、化工等领域，但过量的氨气会对环境和人体健康造成危害。
因此，将氨气氧化为无害的物质对于环境保护和人类健康至关重要。
在氧化NH4的过程中，催化剂起到了关键作用。
催化剂可以提供一个活性位点，使氨气分子吸附在其表面，从而使氧化反应更容易发生。
催化剂还可以降低氧化反应的活化能，从而加快反应速率。
一种常用的催化剂是铜催化剂。
铜催化剂具有较高的活性和选择性，能够有效地催化氨气的氧化反应。
在铜催化剂的作用下，氨气分子首先被吸附在铜表面，并与氧分子发生反应，生成氮气（N2）和水蒸气（H2O）。
这个过程可以用以下反应方程式表示：2NH3 + 3O2 → N2 + 3H2O铜催化剂在氧化NH4反应中的催化作用是通过氧分子的活化实现的。
氧分子在铜表面被激活后，能够与吸附在铜表面的氨气分子反应，从而实现氧化反应。
催化剂提供了一个适宜的环境和能量，使氧化反应更容易发生。
除了铜催化剂，其他金属催化剂如铂、铁等也可以用于氧化NH4反应。
这些催化剂具有不同的催化活性和选择性，可以根据具体需求选择合适的催化剂。
催化剂氧化NH4反应的应用广泛。
例如，在尿素生产中，氨气通过催化剂氧化为氮气，然后与二氧化碳反应生成尿素。
这个过程是尿素合成的关键步骤之一。
另外，在废水处理中，催化剂氧化NH4可以将含氨废水中的氨气转化为无害的氮气，从而实现废水的净化处理。
催化剂在氧化NH4反应中发挥着重要作用。
它们能够降低反应的活化能，加快反应速率，并提高反应的选择性。
铜催化剂是一种常用的催化剂，它具有较高的活性和选择性。
催化剂氧化NH4反应在尿素生产和废水处理等领域具有广泛的应用前景。
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试验室用催化剂:铂丝、铂石棉、单质银、三氧化二铬、三氧化二铁、氧化镍、氧化钴、氧化铜、二氧化锰、细铜丝(试验现象不明显)、五氧化二钒(容易催化剂中毒),效果较好的依次为铂丝、铂石棉、三氧化二铬或三氧化二铁、单质银,但就是铂、银价格贵,三氧化二铬、氧化镍、氧化钴中学实验室较难获得,氧化铜、铜丝试验现象不明显且容易产生副反应。
氧化铁与氧化钴的催化效果差不多,次于铂类催化剂而优于其她非铂催化剂,所以实验室进行氨氧化时,氧化铁就是最佳催化剂,同时氧化铁混合微量二氧化锰时催化效果会更好;工业用催化剂(国家标准):铂铑合金网
文献来源:
氨的催化氧化之一
【原理】
2NO+O2=2NO2
【操作】
1.用长约15cm、内径4～5mm的玻管作为催化管,把三氧化二铬(或二氧化锰、氧化铜等)装入玻管中部,两端用玻璃纤维把催化剂固定。
2.氨氧混合气体可以用两种方法收集。
一种方法就是用氯酸钾与二氧化锰混合加热,在塑料袋里收集大半袋氧气,再加热浓氨水到塑料袋充满。
另一种方法就是把6mL28%的氨水与9mL30%的过氧氧化氢加入锥形瓶内,再加入少量二氧化锰作催化剂,按图装置收集氨、氧混合气体。
图1 收集氨、氧混合气体
图2 氨的催化氧化
3.按图连接好装置。
4.加热催化剂,到轻轻挤压塑料袋催化剂发红(约30s)时,移去酒精灯,催化剂仍然保持红热。
5.把试剂瓶套在催化管口部;立刻见到有红棕色气体生成。
【备注】
1.催化管宜细不宜粗。
催化剂填充要疏松。
如果用二氧化锰、氧化铜作催化剂,最好选用颗粒状的填入。
细粉状的催化剂应先粘附在玻璃纤维上再填入。
2.过氧化氢的分解反应就是放热反应,收集混合气时要注意安全。
应该用口径稍大的橡胶管与导气管,收集前应检查导气管就是否畅通。
3.过氧化氢与氨水以2∶3的体积比为宜,用量应尽量少。
氨的催化氧化之二
【原理】
2NO+O2=2NO2
【用品】锥形瓶、双孔塞玻璃导管、铁架台、酒精灯、锥形瓶、铜丝、浓氨水、氧气、浓硫酸、石蕊试液
【操作】1.取一支长20cm玻璃导管作为反应管,内装一段5cm长螺旋状细铜丝作催化剂。
按图连接装置。
图氨的催化氧化
2.用酒精灯加热催化剂。
3.让氧气通过浓氨水,使氧氨混合气体通过加热的催化剂。
4.在铜丝开始发红时移去酒精汀,停止加热。
氮氧化时放热,使铜丝继续保持红热状态,有时能使导管熔融弯曲。
5.锥形瓶里可以瞧到棕色气体。
在瓶里加入紫色石蕊溶液,振荡,溶液变红。
【备注】
1.用铜丝作催化剂,材料易得,效果明显,而且能见度大。
2.用玻璃导管代替燃烧管,取材容易,成功率高。
但就是铜丝红热时间过长,导管会熔软弯曲,影响实验。
所以通常在导管外套一段粗玻璃管,有催化剂部分的导管放在粗玻璃管内,使反应管受粗玻璃管的承托,不易弯曲;同时可以继续观察反应情况。
氨的催化氧化之三
【原理】
2NO+O2=2NO2
【用品】圆底烧瓶、玻璃棒、单孔塞、铂丝、过氧化钠、浓氨水
【操作】
1.取一只圆底烧瓶,塞上橡皮塞。
这塞子的侧面开有小槽,下端连有螺旋状铂丝的玻璃棒,如图所示。
2.把干燥的圆底烧瓶卧放,加入3g过氧化钠。
3.滴入lmL氨水,使氨水跟过氧化钠反应,同时生成氧气与氨气。
4.把红热的铂丝迅速插入烧瓶,铂丝能保持红热达2~3min,并有红棕色二氧化氮生成。
【备注】
1.烧瓶卧放与加橡皮塞的作用就是使氨气不易溢出,烧瓶里能保持较高浓度的氨氧混合气体。
2.使用氨水的体积比就是1∶1。
3.整个反应只要加一次氨水,不必充氧气。
图氨的催化氧化
氨的催化氧化之六(微型实验)
【原理】
2NO+O2=2NO2
【用品】选两只10—30mL的透明空药瓶(只要无色透明,玻璃或塑料的都可以),作为盛放待反应的氨水与收集反应产物的容器。
取一段内径6mm、长约100mm的玻管作反应管,管的中部装入一些三氧化铬作催化剂,用量在管内达10mm长。
催化剂的两端分别塞一些玻璃丝,防止催化剂被气流冲击而移位。
按上图所示装配好反应装置。
【操作】
(1)在反应管左边的小玻瓶里滴加约20%的氨水3~5滴。
塞紧塞子后点燃微型酒精灯,对准催化剂部位加热。
反应管细,大约10—20s,草绿色的催化剂渐变为暗灰色,说明催化剂已达到催化反应温度。
(2)用微型气唧或一只小洗耳球把空气慢慢鼓入导管。
空气进入盛氨水的小瓶,把氨气一起带入反应管。
这时催化剂随着气体的鼓入而发红。
移开酒精灯,催化剂仍随着反应的进行而维持红热状态。
这样鼓气约十多次,即可瞧到后面集气的小瓶中出现二氧化氮的棕色。
(3)在有棕色气体的小瓶里加入少量水,振荡,棕色褪去。
再滴加几滴蓝色石蕊试剂,指示剂呈现红色,说明二氧化氮溶于水生成酸性的物质(硝酸)。
【备注】氨的催化氧化演示实验装置有多种,大多比较复杂,往往要用2~3个铁架台才能把装置安装妥贴,其次操作要求也较苛刻。
改成微型实验,产生的二氧化氮量少,能采用敞开的容器收集产物,既能简化整个实验装置,又能方便操作,而且加热时间短,实验现象明显,药品用量少,能减轻污染。
上述实验万一失败(如催化剂中途冷却,集气瓶中产生白雾等),只要立即换一只空药瓶又可重新操作。
本实验对氨水的质量分数要求不严,一般20%左右,加氨水的量可视室温略作调节,温度较低时氨水要多加一些。