Trong công nghiệp, ammonia được sản xuất theo quy trình Haber từ nitrogen và hydrogen theo phương trình hóa học: N2(g) + 3H2(g) ⇋ 2NH3(g) ΔrH = - 92 kJ Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ, áp

21/28

Trong công nghiệp, ammonia được sản xuất theo quy trình Haber từ nitrogen và hydrogen theo phương trình hóa học: N₂(g) + 3H₂(g) ⇋ 2NH₃(g) Δ_rH = - 92 kJ

Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ, áp suất thích hợp và có mặt chất xúc tác. Trong quy trình này, người ta nén hỗn hợp khí gồm N₂ và H₂ theo đúng tỉ lệ mol tương ứng 1 : 3 vào thiết bị phản ứng. Sau phản ứng, hỗn hợp khí được làm lạnh để tách NH₃ lỏng ra khỏi khí chưa phản ứng. Phần khí còn lại được tuần hoàn trở lại thiết bị phản ứng. Giả sử ban đầu đưa vào 100 mol N₂ và 300 mol H₂. Sau một quy trình, thu được 120 mol NH₃.

Phản ứng tổng hợp NH₃ là phản ứng thuận nghịch và phản ứng theo chiều thuận là tỏa nhiệt.

ĐúngSai

Việc tăng áp suất làm tăng hiệu suất tạo NH₃.

ĐúngSai

Sau một quy trình, hiệu suất chuyển hóa N₂ là 60%.

ĐúngSai

Việc tuần hoàn khí chưa phản ứng giúp tiết kiệm nguyên liệu quá trình sản xuất.

ĐúngSai

Giải thích

a) Đúng, trong cùng điều kiện, N₂ kết hợp H₂ tạo NH₃, đồng thời NH₃ cũng phân hủy tạo N₂ và H₂ nên phản ứng là thuận nghịch. Δ_rH < 0 nên chiều thuận là phản ứng tỏa nhiệt.

b) Đúng, chiều thuận (tạo NH₃) có số phân tử khí giảm nên tăng áp suất NH₃ sẽ tạo ra nhiều hơn, hiệu suất sẽ tăng.

c) Đúng, nN₂ phản ứng = nNH₃/2 = 60 mol

→ H = nN₂ phản ứng / nN₂ ban đầu = 60%

d) Đúng, mỗi chu kỳ thường có hiệu suất không cao nên các nguyên liệu còn lại rất nhiều, vì vậy tuần hoàn khí chưa phản ứng giúp tiết kiệm nguyên liệu cho quá trình sản xuất đồng thời giảm tối đa khí thải.