하버-보슈법에 의한 암모니아 합성(N2 + 3H2 → 2NH3)에 관한… | [가스기능장 필기] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지
1[가스기능장 필기] 24년 1회차
하버-보슈법에 의한 암모니아 합성(N2 + 3H2 → 2NH3)에 관한 설명으로 옳은 것은?
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흡열반응이므로 반응온도를 높일수록 암모니아의 평형 수율이 커진다.
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반응 후 기체의 몰수가 늘어나므로 압력을 낮출수록 암모니아 생성에 유리하다.
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촉매로는 백금-로듐 망을 쓰며, 촉매는 암모니아의 평형 수율 자체를 높여 준다.
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고압합성법에는 클로드법·카자레법이, 저압합성법에는 켈로그법·구데법이 있다.
해설
옳은 설명은 고압합성법에 클로드법·카자레법, 저압합성법에 켈로그법·구데법이 있다는 것이다.
암모니아 합성법은 합성 압력에 따라 고압합성(약 60∼100 MPa: 클로드법, 카자레법), 중압합성(약 30 MPa 전후: IG법, 뉴파우더법, 케미크법, 동공시법, JCI법 등), 저압합성(약 15 MPa 전후: 켈로그법, 구데법)으로 나눈다.
- 암모니아 합성은 발열반응이므로 온도가 낮을수록 평형 수율이 크다. 다만 반응속도를 확보하기 위해 실제로는 400∼500 ℃에서 조업한다.
- 반응 후 기체 몰수가 4몰에서 2몰로 줄어들므로 압력을 높일수록 암모니아 생성에 유리하다.
- 촉매는 산화철(Fe3O4)에 Al2O3·K2O 등을 첨가한 철계 촉매를 쓰며, 촉매는 반응속도만 높일 뿐 평형 수율은 바꾸지 못한다. 백금-로듐 망은 암모니아 산화(질산 제조)의 촉매이다.
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