Ammonia được sản xuất trong công nghiệp dựa trên phản ứng sau đây: N2(g) + 3H2(g) ⇋ 2NH3(g) 
= -92 kJ
a. Khi hỗn hợp phản ứng đang ở trạng thái cân bằng, những thay đổi dưới đây sẽ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều nào? Giải thich.
– Tăng nhiệt độ.
– Tăng áp suất.
– Giảm nồng độ NH3.
– Thêm chất xúc tác.
b. Khi tăng nồng độ của khi hydrogen lên 3 lần thì tốc độ phản ứng thuận thay đổi như thế nào?
c. Hỗn hợp khí gồm N2 và H2 có tỉ khối hơi so với He bằng 1,8. Đun nóng một thời gian trong bình kin (có bột Fe làm xúc tác) thu được hỗn hợp khí có tỉ khối hơi so với He bằng 2. Tính hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3.
Câu trả lời tốt nhất
(a)
– Tăng nhiệt độ làm cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch vì chiều nghịch thu nhiệt ( < 0 nên chiều thuận tỏa nhiệt, chiều nghịch thu nhiệt).
– Tăng áp suất làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận vì chiều thuận làm giảm áp suất (số phân tử khí giảm).
– Giảm nồng độ NH3 làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận vì chiều thuận làm tăng nồng độ NH3.
– Thêm chất xúc tác cân bằng không thay đổi vì chất xúc tác làm tăng tốc độ cả phản ứng thuận và nghịch với số lần như nhau.
(b)
v thuận = kt.CN2.(CH2)³ nên nồng độ H2 tăng 3 lần thì tốc độ phản ứng thuận tăng 3³ = 27 lần.
(c) Ban đầu lấy 1 mol hỗn hợp, gồm N2 (a) và H2 (b)
—> n trước = a + b = 1 và m = 28a + 2b = 1.1,8.4
—> a = 0,2; b = 0,8 —> Hiệu suất tính theo N2.
n trước / n sau = M sau / M trước = 2/1,8
—> n sau = 0,9
Cứ 1 mol N2 phản ứng thì số mol hỗn hợp khí giảm 2 mol
—> nN2 phản ứng = (n trước – n sau)/2 = 0,05
—> H = 0,05/0,2 = 25%