Phản ứng tổng hợp ammonia:
N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
Để thu được NH3 với hiệu suất cao, cần điều chỉnh áp suất như thế nào?
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 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: \(m_A=5.28+17,5.2=175\left(g\right)\)
\(\Rightarrow M_A=\dfrac{175}{22,5-2a}=10\Leftrightarrow a=2,5\left(TM\right)\)
\(\Rightarrow H=\dfrac{2,5}{5}.100\%=50\%\)
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:
1. Cho phương trình hóa học tổng hợp NH3: N2(k) + 3H2(k) D2NH3 (k) ; H = -92kJ
Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 tăng nếu
A. Giảm áp suất, tăng nhiệt độ có xúc tác. B. Giảm áp suất, giảm nhiệt độ có xúc tác
C. Tăng áp suất, giảm nhiệt độ có xúc tác D. Tăng áp suất, tăng nhiệt độ có xúc tác
Đáp án C
- Dùng xúc tác có tác dụng tăng tốc độ phản ứng
- Phản ứng có ΔH < 0 ⇒ Phản ứng thuận tỏa nhiệt. Nên để tăng hiệu suất cần giảm nhiệt độ phản ứng, tuy nhiên nếu ở nhiệt độ quá thấp, các phân tử khí không có đủ năng lượng để xảy ra va chạm và tạo ra sản phẩm nên nhiệt độ thích hợp của phản ứng là 400 - 500 độ C
- Phản ứng có tổng hệ số chất khí bên phải nhỏ hơn bên trái nên khi tăng áp suất , cân bằng phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận làm tăng hiệu suất vì vậy phản ứng được thực hiện ở áp suất cao (100 - 150 atm)
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: \(m_{hh}=m_A=17,5.2+5.28=175\left(g\right)\)
\(M_A=5.2=10\) \((g/mol)\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{m_A}{n_A}=10\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{175}{22,5-2x}=10\)
\(\Leftrightarrow x=2,5\)
\(H=\dfrac{2,5}{5}.100=50\%\)
\(V_{NH_3}=2.2,5=5\left(l\right)\)
Bài 1 : Cho 14 lít H2 và 4 lít N2 vào trong bình phản ứng . Sau phản ứng thu được 16,4 lít hỗn hợp khí ( cùng nhiệt độ xác định và cùng áp suất )
a , Tính thể tích khí NH3 sau phản ứng thu được
b, Tính hiệu suất tổng hợp NH3
Bài 2 : Hỗn hợp khí A có x mol SO2 và 5x mol không khí . Nung hỗn hợp A với chất xúc tác V2O5 , thu được hỗn hợp khí B . Tính hiệu suất phản ứng của SO2 , biết tỉ khối hơi của hỗn hợp A với hỗn hợp khí B là 0,93 , giả thiết không khí có 80% thể tích là Nito và 20% thể tích là Oxi
Cho a mol N2 phản ứng với 3a mol H2, sau phản ứng áp suất của hệ giảm 10%. Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là:
A. 30%
B. 25%
C. 20%
D. 40%
Sau phản ứng áp suất của hệ giảm 10% mà tỉ lệ về số mol cũng chính là tỉ lệ về áp suất
⇒ Tổng số mol khí sau phản ứng giảm 10% so với ban đầu
⇒ Số mol khí sau = 90% số mol khí ban đầu
Giả sử a =1⇒ Ban đầu có 1 mol N2 và 3 mol H2
N2 + 3H2 → 2NH3
Bđ: 1 3 (mol)
Pư:x 3x 2x
Tổng số mol khí sao phản ứng là: 4 – 2x
⇒ 4 – 2x = 90%.4 = 3,6 ⇒ x = 0,2
⇒ H = 20%
Đáp án C.