Một trong số những ứng dụng chính của ammonia là sản xuất phân đạm. Trong một nhà máy sản xuất đạm (NH4)2SO4, người ta hấp thụ NH3(g) bằng dung dịch H2SO4 loãng trong một tháp phản ứng. Khí NH3 và dung dịch H2SO4 loãng được đưa vào tháp phản ứng qua hai đường khác nhau (tỉ lệ mol NH3 : H2SO4 là 2 : 1). Nhiệt độ ban đầu của NH3(g) và dung dịch H2SO4 lần lượt là 75°C và 25°C. Coi hiệu suất phản ứng bằng 100%.
a. Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra.
b. Tính lượng nhiệt cần dẫn ra khỏi tháp phản ứng (tính trên 1,0 mol (NH4)2SO4(aq) tạo thành) để nhiệt độ sản phẩm thu được là 25°C. Biết nhiệt dung của NH3 là 35,1 J/mol.K.
c. Nếu tháp phản ứng không trao đổi nhiệt, tính nhiệt độ cuối cùng của dung dịch sản phẩm biết nồng độ (NH4)2SO4 trong dung dịch sản phẩm là 1% về số mol. Bỏ qua sự bay hơi của nước, coi nhiệt dung riêng của dung dịch (NH)2SO4 trên là 4,184 J/g.K.
Cho biết:
Chất……………….. NH3(g)…. H2SO4(aq)… (NH4)2SO4(aq)
(kJ/mol)….. -45,9……… -909,3…………. -1174,3
Câu trả lời tốt nhất
(a) 2NH3(g) + H2SO4(aq) —> (NH4)2SO4(aq)
(b) 
= -1174,3 – (-45,9.2 – 909,3) = -173,2 kJ
Khi tạo 1 mol (NH4)2SO4(aq) thì cần 2 mol NH3 và tỏa ra nhiệt lượng 173,2 kJ
Nhiệt lượng tỏa ra khi 2 mol NH3 hạ nhiệt độ từ 75°C xuống 25°C:
Q = 35,1.2(75 – 25) = 3510 J = 3,51 kJ
Tổng nhiệt lượng cần dẫn ra khỏi tháp = 173,2 + 3,51 = 176,71 kJ
(c) Nồng độ (NH4)2SO4 là 1% về số mol, ta xét lượng sản phẩm gồm 1 mol (NH4)2SO4 + 99 mol H2O
—> m = 132 + 99.18 = 1914 gam
Khi tháp không trao đổi nhiệt, toàn bộ lượng nhiệt 176,71 kJ tính trên sẽ làm nóng 1914 gam dung dịch sau phản ứng từ 25°C lên x°C.
Quá trình trao đổi nhiệt:
4,184.1914(x – 25) = 176,71.1000 (J)
—> x = 47°C