Dựa vào nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier, hãy cho biết để tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 cần điều chỉnh nhiệt độ và áp suất như thế nào. Điều đó có gây trở ngại gì cho phản ứng tổng hợp NH3 trên thực tế hay không? Vì sao?
Ammonia được tổng hợp theo phản ứng sau:
N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) △rH298 < 0
Để thu được NH3 với hiệu suất cao, cần điều chỉnh các yếu tố sau như thế nào?
+ Nhiệt độ.
+ Nồng độ N2
+ Nồng độ NH3
+ Áp suất
+ Chất xúc tác.
Để thu NH3 với hiệu suất cao, cân bằng phải chuyển dịch theo chiều thuận.
- Giảm nhiệt độ do pư tỏa nhiệt.
- Tăng nồng độ N2
- Giảm nồng độ NH3
- Tăng áp suất
- Chất xúc tác chỉ làm tăng tốc độ pư theo cả 2 chiều → không ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bằng.
Phản ứng tổng hợp amoniac là phản ứng thuận nghịch:
N 2 (k) + 3 H 2 (k) ↔ 2 N H 3 (k)
ΔH = -92 kJ
Cân bằng của phản ứng này chuyển dịch như thế nào khi thay đổi một trong các điều kiện sau đây ? Giải thích.
1. Tăng áp suất chung bằng cách nén cho thể tích của hệ giảm xuống.
2. Giảm nhiệt độ.
3. Thêm khí nitơ.
4. Dùng chất xúc tác thích hợp.
N 2 (k) + 3 H 2 (k) ↔ 2 N H 3 (k)
ΔH = -92 kJ
1. Khi tăng áp suất chung, cân bằng chuyển dịch theo chiều từ trái sang phải là chiều tạo ra số mol khí ít hơn.
2. Khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiéu từ trái sang phải là chiều của phản ứng toả nhiệt.
Muốn cho cân bằng của phản ứng tổng hợp amoniac chuyển dịch sang phải, cần phải đồng thời
A. tăng áp suất và tăng nhiệt độ.
B. giảm áp suất và giảm nhiệt độ.
C. tăng áp suất và giảm nhiệt độ.
D. giảm áp suất và tăng nhiệt độ
Đáp án B
Phản ứng thuận của phản ứng tổng hợp amoniac là phản ứng tỏa nhiệt. Vì vậy muốn cân bằng chuyển dịch sang phải thì ta đồng thời phải giảm nhiệt độ và tăng áp suất.
Một hỗn hợp N2 và H2 được lấy vào bình phản ứng có nhiệt độ được giữ không đổi 300atm. Sau khi gây phản ứng tạo NH3 áp suất chỉ còn lại 285atm (nhiệt độ của phản ứng được giữ không đổi). Tính hiệu suất của phản ứng điều chế NH3.
A. 10%
B. 9%
C. 8%
D. 7%
Cho 17,5 lít H2 và 5 lít N2 vào một bình phản ứng. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí A gồm NH3, N2 và H2 (các thể tích khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Biết dA/H2 = 5. Tính hiệu suất tổng hợp NH3 và thể tích khí NH3 thu được sau phản ứng.
\(M_A=5.2=10\left(g/mol\right)\)
Do các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất nên tỉ lệ thể tích cũng là tỉ lệ mol
Chọn \(\left\{{}\begin{matrix}n_{H_2}=17,5\left(mol\right)\\n_{N_2}=5\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
Gọi \(n_{N_2\left(p\text{ư}\right)}=a\left(mol\right)\left(0< a< 5\right)\)
PTHH: \(N_2+3H_2\xrightarrow[]{t^o,p,xt}2NH_3\)
a---->3a---------->2a
Xét tỉ lệ: \(5< \dfrac{17,5}{3}\Rightarrow\) Hiệu suất phản ứng tính theo N2
Ta có: \(n_A=5+17,5+2a-a-3a=22,5-2a\left(mol\right)\)
Theo ĐLBTKL: \(m_A=5.28+17,5.2=175\left(g\right)\)
\(\Rightarrow M_A=\dfrac{175}{22,5-2a}=10\Leftrightarrow a=2,5\left(TM\right)\)
\(\Rightarrow H=\dfrac{2,5}{5}.100\%=50\%\)
cho 17,5 l H2 vè 5 l N2 vào một bình phản ứng. sao phản ứng thu đc hỗn hợp khí A gồm NH3, N2 và H2(các thể tích khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). biết dA/H2 = 5 . tính hiệu suất tổng hợp NH3 và thể tích khí NH3 thu đc sau p ứng
Ta có: Tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol
\(N_2+3H_2⇌\left(t^o,xt\right)2NH_3\)
B.đầu: 5 < 17,5 ( l )
P/ứ: x 3x ( l )
Sau: \(5-x\) \(17,5-3x\) \(2x\) ( l )
Đặt \(n_{N_2\left(pứ\right)}=x\left(mol\right)\)
\(n_A=5-x+17,5-3x+2x=22,5-2x\left(mol\right)\)
Xem số mol trong hh là thể tích
BTKL: \(m_{hh}=m_A=17,5.2+5.28=175\left(g\right)\)
\(M_A=5.2=10\) \((g/mol)\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{m_A}{n_A}=10\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{175}{22,5-2x}=10\)
\(\Leftrightarrow x=2,5\)
\(H=\dfrac{2,5}{5}.100=50\%\)
\(V_{NH_3}=2.2,5=5\left(l\right)\)
1. Cho 17,5 lít H2 và 5 lít N2 vào một bình phản ứng. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí A gồm NH3, N2 và H2 ( các thể tích khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Biết dA/H2 = 5 Tính hiệu suất tổng hợp NH3 và thể tích khí NH3 thu được sau phản ứng.
2. Cho m gam hỗn hợp 2 kim loại Mg và Al có số mol bằng nhau phản ứng hoàn toàn với lượng oxi dư. Kết thúc phản ứng thu được hỗn hợp chất rắn có khối lượng tăng so với hỗn hợp ban đầu là 2 g. Tín
1. Cho 17,5 lít H2 và 5 lít N2 vào một bình phản ứng. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí A gồm NH3, N2 và H2 ( các thể tích khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Biết dA/H2=5 Tính hiệu suất tổng hợp NH3 và thể tích khí NH3 thu được sau phản ứng.
H=50%H=50%
Giải thích các bước giải:
3N2+H2t∘,p,xt−−−→2NH33N2+H2→t∘,p,xt2NH3
Xét: