Ammonia được tổng hợp từ phản ứng giữa khí nitrogen và khí hydrogen. Đây

Ammonia được tổng hợp từ phản ứng giữa khí nitrogen và khí hydrogen. Đây là phản ứng thuận nghịch và tỏa nhiệt. Theo nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chaterlie, muốn cho cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành ammonia, cần phải hạ nhiệt độ và tăng áp suất. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ thấp quá thì phản ứng xảy ra rất chậm và nếu áp suất cao quá thì đòi hỏi thiết bị cồng kềnh và phức tạp. Trên thực tế, người ta thường thực hiện phản ứng ở nhiệt độ khoảng 450 – 500 °C, áp suất khoảng 200 – 300 atm và dùng chất xúc tác là sắt kim loại được hoạt hóa bằng hỗn hợp Al₂O₃ và K₂O để làm cho cân bằng nhanh chóng được thiết lập. Ở các điều kiện như trên, hiệu suất chuyển hóa thành NH₃ cũng chỉ đạt tới 20 – 25%.

Hình 3.7. Sơ đồ thiết bị tổng hợp amoniac trong công nghiệp.

Hỗn hợp khí N₂ và H₂ (tỷ lệ mol 1 : 3) được nén ở áp suất cao và đưa vào tháp tổng hợp (hình 3.7). Trong tháp này, ammonia được tạo thành ở các điều kiện nhiệt độ, áp suất và chất xúc tác thích hợp đã nêu ở trên. Hỗn hợp khí đi ra từ tháp tổng hợp (gồm có N₂, H₂ và NH₃) được dẫn đến tháp làm lạnh. Ở đây, khí amoniac hóa lỏng và được tách riêng ra, còn hỗn hợp khí N₂ và H₂ chưa phản ứng được đưa trở lại tháp tổng hợp, việc đưa trở lại này làm tăng hiệu suất chung của quá trình tổng hợp NH₃ trong công nghiệp đạt đến gần 100%.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3, 4, 5 dưới đây:

Câu hỏi số 1:

Vận dụng

Hãy cho biết các phát biểu sau là đúng hay sai?

	Đúng	Sai
a) Phản ứng tổng hợp NH₃ tỏa nhiệt nên không cần cung cấp nhiệt cho phản ứng.
b) Nhiệt độ của tháp tổng hợp càng cao thì hiệu suất phản ứng càng lớn.
c) Chất xúc tác làm tăng hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH₃ từ N₂ và H₂.
d) Khi qua tháp làm lạnh chỉ NH₃ hóa lỏng, điều này chứng tỏ NH₃ có nhiệt độ hóa lỏng cao hơn N₂ và H₂.

Đáp án đúng là: S; S; S; Đ

Xem lời giải

Câu hỏi:750943

Phương pháp giải

Đọc kĩ đoạn văn.

Giải chi tiết

a) sai, vì trong thực tế người ta thực hiện ở nhiệt độ khoảng 450 – 500°C.

⟹ Phản ứng tổng hợp NH₃ xảy ra ở nhiệt độ khá cao và phải duy trì nhiệt độ đó trong tháp suốt quá trình phản ứng. Từ hình 3.7, ta thấy trong cấu tạo tháp phản ứng có cuộn đốt nóng → chứng tỏ phải luôn cung cấp nhiệt cho tháp phản ứng → nhiệt tỏa ra do phản ứng không đủ để đốt nóng hỗn hợp N₂ và H₂ mới cho vào và duy trì nhiệt độ trong tháp ở 450 – 500 °C.

b) sai, vì theo ngữ liệu “Ammonia được tổng hợp từ khi nitrogen và khi hydrogen. Đây là phản ứng thuận nghịch và tỏa nhiệt. Theo nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chaterlie, muốn cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành ammonia thì cần phải hạ nhiệt độ và tăng áp suất…’’ Khi cân bằng chuyển dịch về phía ammonia thì hiệu suất phản ứng tạo thành NH₃ sẽ tăng.

c) sai, vì theo ngữ liệu “... dùng chất xúc tác là sắt kim loại được hoạt hóa bằng hỗn hợp

Al₂O₃ và K₂O để làm cho cân bằng nhanh chóng được thiết lập”.

Như vây, chất xúc tác chỉ làm cho cân bằng nhanh được thiết lập mà không làm chuyển dịch cân bằng ⟹ Hiệu suất không thay đổi.

d) đúng, vì theo đoạn ngữ liệu’’Hỗn hợp khí đi ra từ tháp tổng hợp (gồm có N₂, H₂ và NH₃) được dẫn đến tháp làm lạnh. Ở đây, khí amoniac hóa lỏng và được tách riêng ra, còn hỗn hợp khí N₂ và H₂ chưa phản ứng được đưa trở lại tháp tổng hợp’’

⟹ Khi làm lạnh thì chỉ có NH₃ bị hoá lỏng còn N₂ và H₂ vẫn đang ở thể khí, chứng tỏ NH₃ có nhiệt độ hoá lỏng cao hơn N₂.

Đáp án cần chọn là: S; S; S; Đ

Câu hỏi số 2:

Thông hiểu

Trước khi đi vào tháp tổng hợp, hỗn hợp khí gồm N₂ và H₂ được lấy theo tỉ lệ mol H₂ : N₂ = a. Giá trị của a là____

Đáp án:

Đáp án đúng là: 3

Xem lời giải

Câu hỏi:750944

Phương pháp giải

Đọc kĩ đoạn dữ liệu.

Giải chi tiết

Theo ngữ liệu "Hỗn hợp khi N₂ và H₂ (tỷ lệ mol 1 : 3) được nén ở áp suất cao và đưa vào tháp tổng hợp (hình 3.7)

⟹ a = 3

Đáp án cần điền là: 3

Câu hỏi số 3:

Thông hiểu

Hiệu suất của quá trình tổng hợp NH₃ trong công nghiệp thường đạt gần 100%, và lớn hơn nhiều hiệu suất của phản ứng. Yếu tố nào sau đây quyết định đến hiệu suất tổng hợp NH₃ trong công nghiệp cao như vậy?

A. Thực hiện ở nhiệt độ cao.

B. Dần hỗn hợp khi sau làm lạnh trở lại tháp phản ứng.

C. Thực hiện ở áp suất cao.

D. Thực hiện khi có nhiều chất xúc tác.

Đáp án đúng là: B

Xem lời giải

Câu hỏi:750945

Phương pháp giải

Theo ngữ liệu “Hỗn hợp khi đi ra từ tháp tổng hợp (gồm có N₂, H₂ và NH₃) được dẫn đến tháp làm lạnh. Ở đây, khi amoniac hóa lỏng và được tách riêng ra, còn hỗn hợp khí N₂ và H₂ chưa phản ứng được đưa trở lại tháp tổng hợp, việc đưa trở lại này làm tăng hiệu suất chung của quá trình tổng hợp NH₃ trong công nghiệp đạt đến gần 100%”.

Giải chi tiết

Yếu tố quyết định đến hiệu suất tổng hợp NH₃ trong công nghiệp cao là do dẫn hỗn

hợp khi sau làm lạnh trở lại tháp phản ứng.

Đáp án cần chọn là: B

Câu hỏi số 4:

Thông hiểu

Theo những đặc điểm tổng hợp ammonia được mô tả ở trên, nếu tiến hành phản ứng tổng hợp ammonia ở áp suất cao sẽ dẫn đến những thay đổi nào sau đây? (hãy chọn những câu trả lời đúng).

	Đúng	Sai
a) Làm tăng tốc độ phản ứng.
b) Phản ứng sẽ hướng đến sự tạo thành sản phẩm khác.
c) Giảm khả năng xúc tác của chất xúc tác.
d) Tăng hiệu suất tổng hợp NH₃.

Đáp án đúng là: Đ; S; S; Đ

Xem lời giải

Câu hỏi:750947

Phương pháp giải

Theo ngữ liệu “Ammonia được tổng hợp từ phản ứng giữa khi nitrogen và khí hdrogen. Đây là phản ứng thuận nghịch và tỏa nhiệt. Theo nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chaterlie, muốn cho cân bằng chuyên dịch về phía tạo thành ammonia, cần phải hạ nhiệt độ và tăng áp suất’’

Giải chi tiết

a) đúng, đối với các phản ứng có chất khí tham gia thì khi tăng áp suất sẽ luôn làm tăng tốc độ phản ứng.

b), c) sai.

d) đúng, vì việc tăng áp suất sẽ dẫn đến tăng hiệu suất phản ứng (do làm cân bằng chuyển dịch theo chiều tạo NH₃).

Sản phẩm phản ứng và khả năng xúc tác của chất xúc tác không liên quan đến áp suất.

Đáp án cần chọn là: Đ; S; S; Đ

Câu hỏi số 5:

Vận dụng

Hiệu suất phản ứng tổng hợp ammonia là 25%. Thành phần % theo thể tích của khí NH₃ sau khi đi qua tháp tổng hợp là

A. 15,2%.

B. 14,3%.

C. 11,1%.

D. 12,8%.

Đáp án đúng là: B

Xem lời giải

Câu hỏi:750946

Phương pháp giải

Nếu khí dẫn vào tháp có n_N2 = 1 (mol) thì n_H2 = 3 (mol)

⟹ Số mol N₂ phản ứng = ?

⟹ Số mol khí đi ra khỏi tháp

Giải chi tiết

Theo ngữ liệu, khí N₂ và H₂ dẫn vào tháp phản ứng theo tỷ lệ tương ứng là 1 : 3

Nếu khí dẫn vào tháp có n_N2 = 1 (mol) thì n_H2 = 3 (mol)

⟹ Số mol N₂ phản ứng = 0,25 (mol) (vì H = 25%)

N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃

Pứ 0,25 0,75 0,5

Khí đi ra khỏi tháp có 0,50 mol NH₃, 2,25 mol H₂, 0,75 mol N₂

%V_NH3 = \(\dfrac{{0,50}}{{0,50 + 0,75 + 2,25}}.100\% = 14,3\% \)

Đáp án cần chọn là: B

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.