Quá trình sản xuất amoniac trong công nghiệp dựa trên phản ứng thuận nghịch sau:
N 2 + 3 H 2 ⇔ 2 N H 3 ∆ H = - 92 k J / m o l
Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng, những thay đổi nào dưới đây làm cho cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận: (1) tăng nhiệt độ, (2) tăng áp suất, (3) thêm chất xúc tác, (4) giảm nhiệt độ, (5) lấy N H 3 ra khỏi hệ.
A. (2), (3), (4).
B. (1), (2), (3), (5).
C. (2), (4), (5)
D. (2), (3), (4), (5).
Một phản ứng thuận nghịch ở trạng thái cân bằng thì tốc độ phản ứng thuận (vt) bằng tốc độ phản ứng nghịch(vn). Khi thay đổi các yếu tố nồng độ, áp suất, nhiệt độ... thì có thể xảy ra các trường hợp sau:
1. vt tăng, vn giảm.
2. vt và vn đều giảm nhưng vn giảm nhiều hơn vt.
3. vt và vn đều tăng nhưng vn tăng nhiều hơn vt.
4. vn tăng, vt không đổi.
5. vn và vt đều không đổi.
Trong số các trường hợp trên, có bao nhiêu trường hợp làm cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận?
A. 2
B. 3
C. 4
D. 1
Ở trạng thái cân bằng, vt = vn. Muốn cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận thì phải tác động để vt > vn . Chỉ có (1), (2) thỏa mãn.
Chọn đáp án A
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.
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.
Cho phản ứng:
N2(k) + 3H2(k) → 2NH3(k) ;ΔH = –92 KJ
và các yếu tố: (1) Giảm nhiệt độ; (2) Giảm áp suất; (3) Thêm xúc tác bột sắt; (4) Giảm nồng độ H2. Số yếu tố làm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch là
A. 3
B. 1
C. 2
D. 0
Đáp án B
(1) Giảm nhiệt độ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận vì phản ứng thuận thu nhiệt (ΔH < 0).
(2) Giảm áp suất làm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch để làm tăng số mol khí, tăng áp suất chung của hệ.
(3) Thêm xúc tác bột sắt không làm chuyển dịch cân bằng vì làm tăng tốc độ cả phản ứng thuận và phản ứng nghịch.
(4) Giảm nồng độ H2 làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận để làm giảm số mol khí H2. Vậy chỉ có một yếu tố làm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch.
Kiến thức cần nhớ:
Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ của phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học.
Nguyên lí Lơ-Sa-tơ-li-ê: Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, nhiệt độ, áp suất thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự biến đổi đó.
a. Nồng độ: Tăng nồng độ chất tham gia phản ứng → cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận và ngược lại.
b. Áp suất: Tăng áp suất → cân bằng chuyển dịch về phía có số phân tử khí ít hơn, giảm áp suất cân bằng dịch về phía có số phân tử khí nhiều hơn.
c. Nhiệt độ: Tăng nhiệt độ → cân bằng chuyển dịch về chiều thu nhiệt, giảm nhiệt độ cân bằng chuyển dịch về chiều tỏa nhiệt.
Chú ý: ΔH = H2 – H1 nếu ΔH > 0: Thu nhiệt; ΔH < 0: Tỏa nhiệt
Trong công nghiệp, người ta tổng hợp NH3 theo phương trình hóa học sau: N2(k) + 3H2(k) D 2NH3(k). Khi tăng nồng độ H2 lên hai lần (giữ nguyên nồng độ của khí nitơ và nhiệt độ của phản ứng) thì tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần:
A. 2 lần
B. 4 lần
C. 8 lần
D. 16 lần
Đáp án C
Tốc độ phản ứng tức thời: v = k[H2]3.[N2]
Vậy khi tăng nồng độ H2 lên hai lần (giữ nguyên nồng độ của khí nitơ và nhiệt độ của phản ứng) thì tốc độ phản ứng tăng lên 23 = 8 lần.
Trong công nghiệp, người ta tổng hợp NH3 theo phương trình hóa học sau: N2(k) + 3H2(k) D 2NH3(k). Khi tăng nồng độ H2 lên hai lần (giữ nguyên nồng độ của khí nitơ và nhiệt độ của phản ứng) thì tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần:
A. 2 lần
B. 4 lần
C. 8 lần
D. 16 lần
Đáp án C
Tốc độ phản ứng tức thời: v = k[H2]3.[N2]
Vậy khi tăng nồng độ H2 lên hai lần (giữ nguyên nồng độ của khí nitơ và nhiệt độ của phản ứng) thì tốc độ phản ứng tăng lên 23 = 8 lần.
Cho cân bằng hóa học (trong bình kín) sau:
N2(khí) + 3H2(khí) ⇌ 2NH3 ; ΔH = -92kJ/mol
Trong các yếu tố:
(1) Thêm một lượng N2 hoặc H2.
(2) Thêm một lượng NH3.
(3) Tăng nhiệt độ của phản ứng.
(4) Tăng áp suất của phản ứng.
(5) Dùng thêm chất xúc tác.
Có bao nhiêu yếu tố làm cho cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận ?
A. 3
B. 4
C. 5
D. 2
Đáp án D
Các yếu tố: 1, 4.
+ (1): Thêm lượng N2 hoặc H2 → cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm N2/ H2(chiều thuận)
+ (2): Thêm NH3→ cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm NH3 (chiều nghịch)
+ (3): DH = -92 < 0 → phản ứng thuận là tỏa nhiệt → tăng nhiệt độ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt (chiều nghịch)
+ (4): Tăng áp suất của phản ứng → cân bằng dịch chuyển theo chiều giảm áp suất (chiều thuận)
+ (5): Chất xúc tác không làm ảnh hưởng đến cân bằng hóa họ
Cho cân bằng hóa học (trong bình kín) sau:
N2(khí) + 3H2(khí) ⇄ 2NH3 ; ΔH = -92kJ/mol
Trong các yếu tố:
(1) Thêm một lượng N2 hoặc H2.
(2) Thêm một lượng NH3.
(3) Tăng nhiệt độ của phản ứng.
(4) Tăng áp suất của phản ứng.
(5) Dùng thêm chất xúc tác.
Có bao nhiêu yếu tố làm cho cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận ?
A. 3
B. 4
C. 5
D. 2
Đáp án D
Các yếu tố: 1, 4.
+ (1): Thêm lượng N2 hoặc H2 → cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm N2/ H2(chiều thuận)
+ (2): Thêm NH3→ cân bằng dịch chuyển theo chiều làm giảm NH3 (chiều nghịch)
+ (3): DH = -92 < 0 → phản ứng thuận là tỏa nhiệt → tăng nhiệt độ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt (chiều nghịch)
+ (4): Tăng áp suất của phản ứng → cân bằng dịch chuyển theo chiều giảm áp suất (chiều thuận)
+ (5): Chất xúc tác không làm ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
