Trong công nghiệp, khí hydrogen được điều chế như sau:
Cho hơi nước đi qua than nung nóng, thu được hỗn hợp khí CO và H2 (gọi là khi than ướt):
C(s) + H2O(g) ⇋ CO(g) + H2(g)
= 130 kJ (1)
Trộn khí than ướt với hơi nước, cho hỗn hợp đi qua chất xúc tác Fe2O3:
CO(g) + H2O(g) ⇋ H2(g) + CO2(g)
= -42 kJ (2)
Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Nếu tăng áp suất, (1) chuyển dịch theo chiều nghịch (chiều làm giảm số mol khí); (2) không chuyển dịch (do số mol khí ở hai vế bằng nhau).
B. Ở (2), lượng CO được lấy dư (4 – 5 lần) để làm tăng va chạm hiệu quả giữa CO và H2O, làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
C. Ở phản ứng (2) chất xúc tác Fe2O3 làm tăng hiệu suất phản ứng.
D. Để phản ứng (2) xảy ra thuận lợi theo chiều thuận thì người ta cung cấp thêm nhiệt độ vào lò phản ứng.
Câu trả lời tốt nhất
A. Đúng, tăng áp suất thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất, vì vậy áp suất không làm chuyển dịch cân bằng có tổng số phân tử khí hai vế bằng nhau.
B. Sai, ở (2) dùng hơi H2O dư vì giá rẻ, dễ tách loại phần dư khỏi sản phẩm và không độc hại.
C. Sai, chất xúc tác làm hệ nhanh đạt đến trạng thái cân bằng chứ không làm thay đổi thành phần chất lúc cân bằng, vì vậy hiệu suất phản ứng không đổi.
D. Sai, (2) là phản ứng tỏa nhiệt (
< 0) nên cần làm mát lò tới nhiệt độ phù hợp thì cân bằng mới chuyển dịch theo chiều thuận.
