Bài 2.14 trang 14 Sách bài tập (SBT) Hóa học 11 Nâng cao

Phản ứng tổng hợp amoniac là :

a) Theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê, cần thay đổi áp suất và nhiệt độ như thế nào để cân bằng chuyển dịch sang phía tạo ra amoniac ? Trong thực tế sản xuất đã vận dụng điều kiện thích hợp gì để tạo ra nhiều amoniac?

b) Tính hằng số cân bằng của phản ứng và nồng độ mol ban đầu của nitơ và hiđro

Biết nồng độ mol các chất lúc cân bằng là \({N_2}:0,01M;{H_2}:2,00M;\)\(N{H_3}:0,40M.\)

Giải :

a) Đây là phản ứng thuận nghịch tỏa nhiệt, số mol khí sau phản ứng giảm nên theo nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê cần tăng áp suất và hạ nhiệt độ để cân bằng chuyển dịch sang phía tạo ra \(N{H_3}\). Trong thực tế sản xuất amoniac, người ta thực hiện phản ứng ở nhiệt độ khoảng \(400 - {450^0}C\), áp suất khoảng 200-300 atm, có mặt xúc tác sắt kim loại được trộn thêm \(A{l_2}{O_3},{K_2}O,...\) để làm cho cân bằng nhanh chóng được thiết lập.

b)  \({K_{cb}} = {{{{\left[ {N{H_3}} \right]}^2}} \over {\left[ {{N_2}} \right].{{\left[ {{H_2}} \right]}^3}}} = {{{{(0,4)}^2}} \over {0,{{01.2}^3}}} = 2\)     

Suy ra    \(2x = 0,40 \to x = 0,20\)

Nồng độ ban đầu nitơ  : y = 0,20 + 0,01 = 0,21 (mol/l)

Nồng độ ban đầu của hiđro : z = 2 +3.0,20 =2,60 (mol/l).

Sachbaitap.com