Ammonia có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và sản xuất. Trong công nghiệp, ammonia được tổng hợp từ nitrogen và hydrogen theo phương trình phản ứng:
Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng tổng hợp ammonia vào áp suất và nhiệt độ được thể hiện trong giản đồ sau:
[Hình cần kiểm tra lại: p11_f1]
Ammonia có nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và sản xuất. Trong công nghiệp, ammonia được tổng hợp từ nitrogen và hydrogen theo phương trình phản ứng:
Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng tổng hợp ammonia vào áp suất và nhiệt độ được thể hiện trong giản đồ sau:
[Hình cần kiểm tra lại: p11_f1]
Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng tổng hợp ammonia vào áp suất và nhiệt độ được thể hiện trong giản đồ sau:
[Hình cần kiểm tra lại: p11_f1]
Các mệnh đề Đúng / Sai:
a)
Phản ứng (*) thực hiện ở nhiệt độ cao nên là phản ứng thu nhiệt (Δ_rH > 0).
b)
Khi tăng áp suất thì cân bằng của phản ứng (*) chuyển dịch theo chiều thuận.
c)
Hiệu suất của phản ứng ở 550 °C, 300 atm cao hơn hiệu suất ở 500 °C, 200 atm.
d)
Ở nhiệt độ 450 °C, 250 atm, 2 mol N₂ trộn với 4,5 mol H₂ thu được 1,2 mol NH₃.
Đáp án chính thức: a:S,b:Đ,c:S,d:Đ
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Phản ứng (*) là phản ứng tỏa nhiệt (nhận định gốc bị gạch chéo, nguồn sửa lại: 'Phản ứng tỏa nhiệt'). b) Đúng: tăng áp suất, cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. c) Sai: hiệu suất ở 550 °C, 300 atm thấp hơn ở 500 °C, 200 atm (nguồn sửa lại: 'Thấp hơn'). d) Đúng: Xét phương trình N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) (*). So sánh tỷ lệ n_N2/1 = 2/1 > n_H2/3 = 4,5/3 ⇒ H₂ là tác nhân giới hạn (chất hết), N₂ là tác nhân lấy dư. Số mol theo lý thuyết của ammonia là n_NH3 = (2/3)·n_H2 = (2/3)×4,5 mol = 3 mol. Đường cong sự phụ thuộc hiệu suất theo nhiệt độ-áp suất cho thấy ở 450 °C và 250 atm, hiệu suất tạo thành NH₃ xấp xỉ 40%. Do đó, số mol thực tế của NH₃ là 3 mol × 40% = 1,2 mol.
a) Phản ứng tỏa nhiệt (theo nguồn: gạch chéo nhận định gốc, sửa thành 'Phản ứng tỏa nhiệt').
b) Phản ứng thuận làm giảm số mol khí (4 mol khí → 2 mol khí), nên tăng áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
c) Theo giản đồ, hiệu suất ở 550 °C, 300 atm thấp hơn hiệu suất ở 500 °C, 200 atm (nguồn: gạch chéo nhận định gốc, sửa thành 'Thấp hơn').
d) Xét phương trình: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) (*). So sánh tỷ lệ: n_N2/1 = 2/1 > n_H2/3 = 4,5/3 ⇒ H₂ là tác nhân giới hạn (chất hết), N₂ là tác nhân lấy dư. Số mol theo lý thuyết của ammonia là: n_NH3 = (2/3)·n_H2 = (2/3)×4,5 mol = 3 mol. Đường cong sự phụ thuộc hiệu suất theo nhiệt độ-áp suất cho thấy ở 450 °C và 250 atm, hiệu suất tạo thành NH₃ xấp xỉ 40%. Do đó, số mol thực tế của NH₃ là: 3 mol × 40% = 1,2 mol.
a) Phản ứng tỏa nhiệt (theo nguồn: gạch chéo nhận định gốc, sửa thành 'Phản ứng tỏa nhiệt').
b) Phản ứng thuận làm giảm số mol khí (4 mol khí → 2 mol khí), nên tăng áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
c) Theo giản đồ, hiệu suất ở 550 °C, 300 atm thấp hơn hiệu suất ở 500 °C, 200 atm (nguồn: gạch chéo nhận định gốc, sửa thành 'Thấp hơn').
d) Xét phương trình: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) (*). So sánh tỷ lệ: n_N2/1 = 2/1 > n_H2/3 = 4,5/3 ⇒ H₂ là tác nhân giới hạn (chất hết), N₂ là tác nhân lấy dư. Số mol theo lý thuyết của ammonia là: n_NH3 = (2/3)·n_H2 = (2/3)×4,5 mol = 3 mol. Đường cong sự phụ thuộc hiệu suất theo nhiệt độ-áp suất cho thấy ở 450 °C và 250 atm, hiệu suất tạo thành NH₃ xấp xỉ 40%. Do đó, số mol thực tế của NH₃ là: 3 mol × 40% = 1,2 mol.