Ammonia có nhiều ứng dụng quan trọng như sản xuất phân đạm, nitric acid, làm dung môi. [đã giải]

Ammonia có nhiều ứng dụng quan trọng như sản xuất phân đạm, nitric acid, làm dung môi. Hiện nay người ta sản xuất ammonia bằng cách chuyển hoá có xúc tác một hỗn hợp gồm không khí, hơi nước và khí methane (thành phần chính của khí thiên nhiên) theo quy trình Haber.
Phản ứng điều chế H2: CH4 (g) + 2H2O (g) → CO2 (g) + 4H2 (g) (1)
Phản ứng loại O2 để thu N2: CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (g) (2)
Phản ứng tổng hợp NH3: N2 (g) + 3H2 (g) ⇋ 2NH3 (g) = -92kJ (3)
Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt mạnh. Lượng nhiệt này được cung cấp từ quá trình đốt cháy hoàn toàn khí methane theo phương trình hóa học (2). Xét các phản ứng ở điều kiện chuẩn và hiệu suất chuyển hóa của methane là 100%. Biết 80% lượng nhiệt tỏa ra từ phản ứng (2) được cung cấp cho phản ứng (1) và các giá trị nhiệt tạo thành () của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:

Chất…………………..CH4 (g)……CO2 (g)……H2O (g)

 (kJ/mol)…..-74,6………-393,5……….-241,8

1. Để sản xuất được 0,36 tấn khí hydrogen trong giai đoạn trên cần dùng m tấn khí methane và thải ra môi trường V mở khí carbon dioxide (ở điều kiện chuẩn). Tính m và V.
2. Để tăng hiệu suất phản ứng tổng hợp ammonia cần tác động vào cân bằng (3) những yếu tố nào?