Quá trình tổng hợp NH3 từ H2 và N2 (với xúc tác Al2O3) có thể được biểu diễn bằng cân bằng hóa học sau:
N2 + 3H2 ⇄ 2NH3 ; ΔH < 0
Người ta thử các cách sau:
(1) tăng áp suất của khí N2 khi cho vào hệ.
(2) tăng áp suất chung của hệ.
(3) giảm nhiệt độ của hệ.
(4) không dùng chất xúc tác nữa.
(5) hóa lỏng NH3 và đưa ra khỏi hệ.
Số cách làm có thể làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận là
Trả lời bởi giáo viên
Phản ứng có ΔH < 0 ⟹ Phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt
- Xét (1): tăng áp suất của khí N2 khi cho vào hệ
⟹ Nồng độ của khí N2 tăng.
⟹ Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ của khí N2.
⟹ Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
- Xét (2): tăng áp suất chung của hệ
⟹ Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất của hệ
Ta thấy vế trái có 1 + 3 = 4 mol khí, vế trái có 2 mol khí.
⟹ Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
- Xét (3): giảm nhiệt độ của hệ
⟹ Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm tăng nhiệt độ của hệ (tỏa nhiệt).
⟹ Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
- Xét (4): chất xúc tác chỉ ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng chứ không ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng
- Xét (5): hóa lỏng NH3 và đưa ra khỏi hệ
⟹ Nồng độ NH3 trong hệ giảm.
⟹ Cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm nồng độ của NH3 tăng.
⟹ Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận.
Vậy có 4 cách làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận là 1, 2, 3, 5.
Hướng dẫn giải:
Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê: Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ, thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó.